DIN 5510《鐵路車輛預(yù)防性防火》標(biāo)準(zhǔn)解析與應(yīng)用

陳小偉 黃文杰 張 琳

(中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司設(shè)計開發(fā)部,210031,南京∥第一作者,工程師)

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應(yīng)用技術(shù)

DIN 5510《鐵路車輛預(yù)防性防火》標(biāo)準(zhǔn)解析與應(yīng)用

陳小偉 黃文杰 張 琳

(中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司設(shè)計開發(fā)部,210031,南京∥第一作者,工程師)

DIN 5510《鐵路車輛預(yù)防性防火》廣泛應(yīng)用于鐵路動車組、地鐵車輛、有軌電車及磁懸浮列車制造中。對DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容進(jìn)行了介紹。簡要概括了國內(nèi)軌道交通車輛的防火標(biāo)準(zhǔn)采用情況，對DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)體系的完整性進(jìn)行論述。針對DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)中的車輛防火等級劃分和車輛結(jié)構(gòu)防火要求進(jìn)行了實際應(yīng)用分析,介紹了使用方法，指出防火等級為出3級的車輛的防火要求高于防火等級為2級的車輛。同時指出DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)并未對車輛的結(jié)構(gòu)防火性能提出要求。

鐵路車輛; 預(yù)防性防火; 防火等級; 結(jié)構(gòu)防火

Author′s address CRRC Puzhen Co.,Ltd.,210031,Nanjing,China

作為當(dāng)前國內(nèi)主要采用的鐵路車輛防火標(biāo)準(zhǔn)之一,DIN 5510《鐵路車輛預(yù)防性防火》被廣泛應(yīng)用于鐵路動車組、地鐵車輛、有軌電車及磁浮列車制造中[1-5]。該標(biāo)準(zhǔn)將車輛按防火嚴(yán)酷度分為4級,結(jié)合材料的使用部位將普通列車用材料分為96類。對每一類材料都明確了防火、煙霧密度、燃燒滴落性和煙霧毒性的要求。標(biāo)準(zhǔn)還從結(jié)構(gòu)設(shè)計、電氣設(shè)備、輔助措施等方面規(guī)定了列車的相關(guān)防火性能。這體現(xiàn)了該標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)謹(jǐn)性和細(xì)致性。但目前鐵路行業(yè)內(nèi)存在對該標(biāo)準(zhǔn)的使用和論述不規(guī)范、對該標(biāo)準(zhǔn)中車輛防火等級的劃分理解不一致,以及對該標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于結(jié)構(gòu)防火的要求理解錯誤的現(xiàn)象。這些現(xiàn)象造成了信息傳遞障礙,車輛防火等級選擇不當(dāng)以及要求超出該標(biāo)準(zhǔn)固有內(nèi)容的情況發(fā)生。本文將簡要概括國內(nèi)軌道交通車輛的防火標(biāo)準(zhǔn)采用情況,對DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)解析,介紹標(biāo)準(zhǔn)的使用方法,并對該標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用中存在的問題提出的自己的觀點。

1 我國城市軌道交通車輛防火標(biāo)準(zhǔn)運用現(xiàn)狀

目前，我國干線鐵路客車的防火主要采用國內(nèi)相關(guān)鐵路標(biāo)準(zhǔn),如TB/T 3237、TB/T 3138等。部分動車組在引進(jìn)過程中同時采用了德國、日本等國家鐵路系統(tǒng)的防火標(biāo)準(zhǔn)。

國內(nèi)城市軌道交通車輛防火標(biāo)準(zhǔn)多采用國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，運用最為廣泛的是DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)。如北京、上海、蘇州、西安、重慶等城市的軌道交通車輛多采用DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)。深圳、香港等地多采用BS 6853標(biāo)準(zhǔn)。部分城市也采用多個標(biāo)準(zhǔn)并用的情況。國內(nèi)的CJ/T 416—2012及歐盟的EN 45545標(biāo)準(zhǔn)目前在國內(nèi)并未得到廣泛應(yīng)用。

基于各自國家不同的消防法律法規(guī)及城市建設(shè)特點,各國的防火標(biāo)準(zhǔn)之間也存在明顯差別。BS 6853標(biāo)準(zhǔn)對車用材料的煙霧密度和煙毒性要求較高,NFPA 130標(biāo)準(zhǔn)對車輛結(jié)構(gòu)耐火要求較高,DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)對材料及構(gòu)造防火的相關(guān)要求最為細(xì)致,CJ/T 416—2012標(biāo)準(zhǔn)在部分吸收和轉(zhuǎn)化DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)內(nèi)容的基礎(chǔ)上增加了結(jié)構(gòu)耐火要求,而EN 45545標(biāo)準(zhǔn)多引用了ISO標(biāo)準(zhǔn)和EN標(biāo)準(zhǔn),具有較強(qiáng)的地域適用性。本文將針對國內(nèi)城市軌道交通行業(yè)采用較為廣泛的DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解析。

2 DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)簡介

DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)全稱為《鐵路車輛預(yù)防性防火》(Preventive Fire Protection in Railway Vehicles),適用于公共交通中供乘客使用的鐵路車輛。與現(xiàn)行的TB/T 3237、TB/T 3138、BS 6853、NFPA 130等車輛防火標(biāo)準(zhǔn)相比,該標(biāo)準(zhǔn)是對車輛防火等級劃分最細(xì)致、對車用材料分類最細(xì)致的標(biāo)準(zhǔn),在考察材料的燃燒性、煙霧密度和煙霧毒性的同時還對部分材料的燃燒滴落性提出了要求,同時該標(biāo)準(zhǔn)也是唯一提出對座椅需要進(jìn)行整體燃燒試驗的標(biāo)準(zhǔn)。因此該標(biāo)準(zhǔn)被廣泛應(yīng)用于城市軌道交通車輛中。該標(biāo)準(zhǔn)由多部分構(gòu)成,各部分的名稱及頒布實施年代見表1。

表1 DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)的組成列表

2.1 DIN 5510-1

DIN 5510—1首先明確了該標(biāo)準(zhǔn)適用于在鐵路技術(shù)管理規(guī)程(EBO)或城市有軌電車技術(shù)管理規(guī)程(BOStrab)適用范圍之內(nèi)的鐵路機(jī)車車輛,對應(yīng)國內(nèi)鐵路客車。標(biāo)準(zhǔn)制定的目的是為了規(guī)定鐵路機(jī)車車輛預(yù)防性防火措施及關(guān)于履行該保護(hù)措施的必需的證明。針對在火災(zāi)情況下的逃離可能性和由火災(zāi)而造成的危險將車輛劃分為4個防火等級,給出了詳細(xì)的劃分依據(jù),規(guī)定了車輛預(yù)防性防火應(yīng)該采取的措施類別。標(biāo)準(zhǔn)的第一部分還給出了“合格證明”和“監(jiān)督證明”的概念,即要求車輛或零部件投產(chǎn)前及生產(chǎn)過程中均需要進(jìn)行防火測試。為實施防火認(rèn)證提供了驗證手段,確保車輛的防火性能得到保障。此外,該部分的注釋介紹了火災(zāi)情況下的保護(hù)目標(biāo)以及車輛防火等級劃分的解釋。

2.2 DIN 5510-2

DIN 5510—2對車輛所用材料的燃燒特性和燃燒并發(fā)現(xiàn)象進(jìn)行分類,從而產(chǎn)生了易燃性、冒煙性、滴落等級和以指定時間下的FED(前置數(shù)據(jù)處理機(jī))值為考察因素的煙毒性四個性能指數(shù)。檢測項點、檢測方法及評定等級參見表2。根據(jù)材料在車輛上不同的使用部位,結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)第一部分對車輛防火等級的劃分,對各個防火等級的車輛上的所用每類材料的性能進(jìn)行了規(guī)定,詳見標(biāo)準(zhǔn)中的表5和表C.2,或參考本文的表4。對于防火性能指標(biāo)已知的各項材料,標(biāo)準(zhǔn)給出了相關(guān)規(guī)定,通過車輛等級和使用位置判斷是否滿足要求。此外標(biāo)準(zhǔn)的該部分還規(guī)定對于座椅,必須進(jìn)行原型座椅的實物整體燃燒試驗,并給出了試驗方法和合格要求。

表2 檢測項點及評定等級

2.3 DIN 5510-4

DIN 5510—4明確了車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計中的相關(guān)防火技術(shù)要求,包括對可燃異物的可清潔性要求、對可能藏匿引燃物空間的設(shè)計要求、對采暖通風(fēng)裝置的防火設(shè)計要求、對制動火花范圍內(nèi)的防火設(shè)計要求,以及車輛在火災(zāi)工況下的行車能力要求。

2.4 DIN 5510-5

DIN 5510—5是針對電氣設(shè)備的防火要求。依據(jù)額定電壓的大小將設(shè)備分為額定電壓大于500 V的電氣設(shè)備和額定電壓不超過500 V的電氣設(shè)備,對每類設(shè)備的防火設(shè)計進(jìn)行了規(guī)范。對高溫或易燃設(shè)備周圍的防火保護(hù)措施提出了要求。

2.5 DIN 5510-6

DIN 5510—6是針對防火輔助措施的相關(guān)規(guī)定,包括對緊急制動裝置設(shè)計要求,對乘客信息系統(tǒng)、火警裝置的要求,以及對消防設(shè)備的配置要求。

3 DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用

3.1 概述

在實際使用DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)時應(yīng)首先明確車輛的運行線路條件,根據(jù)DIN 5510-1確定車輛的防火等級,然后根據(jù)車輛的防火等級通過DIN 5510—2對車用材料及部件的防火性能進(jìn)行規(guī)范,同時需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的其他部分對整車的構(gòu)造、電氣及輔助措施的設(shè)計及性能進(jìn)行規(guī)范。

DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)的各個部分共同構(gòu)成了一個系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的第一部分(DIN 5510—1)主要是車輛防火等級劃分要求,是其他部分的基礎(chǔ)。標(biāo)準(zhǔn)的該部分未給出具體的防火指標(biāo)要求。標(biāo)準(zhǔn)的其他部分從材料,結(jié)構(gòu)和功能等方面詳細(xì)規(guī)定了防火設(shè)計的細(xì)則,但要在第一部分的指導(dǎo)下才能確定材料的性能和結(jié)構(gòu)的設(shè)計是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，在使用標(biāo)準(zhǔn)的時候應(yīng)重視標(biāo)準(zhǔn)的完整性,在描述車輛的整體防火性能時可以說明車輛符合DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)對某類車輛的要求,或車輛的某種性能符合DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)對某類車輛的要求。在描述材料的防火性能時，可以說明材料符合標(biāo)準(zhǔn)對防火等級為某級的車輛中所用某類材料的相關(guān)要求,或逐條列舉材料的相關(guān)防火性能參數(shù)。

3.2 車輛防火等級的分類

相對于TB/T 3237、TB/T 3138、BS 6853和NFPA 130等鐵路車輛防火標(biāo)準(zhǔn)，DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)的車輛防火等級分類最多,分類方法相對復(fù)雜。標(biāo)準(zhǔn)中對車輛防火等級的分類要求見表3。

表3 車輛防火等級設(shè)置

通過表3可以看出,防火等級1的車輛逃生條件最佳,防火要求為最低要求；防火等級4的車輛逃生條件最惡劣,防火要求為最高。對于防火等級2級和3級的區(qū)別及材料防火要求的高低往往存在爭議,僅從停車距離來看，防火等級2的車輛緊急停車點間距大于防火等級3的車輛停車站間距,因此防火等級2的要求應(yīng)該高于防火等級3。但防火等級為2級的車輛是以一般停車距離定義的,防火等級為3級的車輛是以地下停車站間距定義的,且DIN 5510—1的注釋部分包含如下表述:“防火等級2和防火等級3的特征應(yīng)當(dāng)同時說明德國聯(lián)邦鐵路有長隧道部分的新建線路的獨特修建和運行條件(防火等級2)，以及在人口稠密地區(qū)地下交通系統(tǒng)的獨特修建和運行條件(有軌電車、地鐵、城市鐵路/防火等級3)?！庇纱丝梢?，防火等級2適用于鐵路干線車輛,防火等級3適用于城市軌道交通車輛。因此考慮車輛防火要求高低時可認(rèn)為防火等級3的車輛應(yīng)高于防火等級2的車輛。

綜合DIN 5510—2中表格5及表C.2中對車輛所用材料的防火性能要求,對于防火等級2與防火等級3的車輛所用材料要求不同的共有四類材料,詳見表4。

表4 DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)中防火等級2車輛與防火等級3車輛對材料防火性能要求的不同點

由表4可以看出對于窗戶底邊上方區(qū)域所用絕緣材料,對防火等級為3級的車輛所用材料要求低于對防火等級為2級的車輛所用材料的要求。出現(xiàn)這一車輛防火等級低而對具體材料的防火性能要求高的原因,筆者認(rèn)為是絕緣材料在車輛上的用量較大,而防火等級為2級的干線鐵路車輛座椅采用軟座椅,客室內(nèi)設(shè)置了窗桌等設(shè)備設(shè)施,其中采用了大量的非金屬可燃材料,雖然標(biāo)準(zhǔn)對這些材料的防火性能進(jìn)行了規(guī)范,但其發(fā)生火災(zāi)的概率大大增加。由于火焰容易自下而上進(jìn)行傳播,因此窗戶底邊以上大量使用的絕緣材料需要有更好的防火性能來防止火災(zāi)的進(jìn)一步蔓延。對于防火等級為2級的車輛所用絕緣材料(板狀和軌狀產(chǎn)品)未進(jìn)行煙毒性要求的原因是該材料的易燃等級要求為S5,可認(rèn)為是不可燃材料。

對于防火形勢相同的地板布和非金屬材料用量較少的行李架,對防火等級為3級的車輛所用材料的要求高于對防火等級為2級的車輛所用材料的要求。

3.3 結(jié)構(gòu)防火相關(guān)要求

目前DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)并未對車輛的結(jié)構(gòu)防火性能提出要求。從DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)第一部分第四章可以看出，目前暫缺的DIN 5510—3《空間隔斷的防火技術(shù)要求》應(yīng)該為車輛結(jié)構(gòu)防火相關(guān)要求。部分從事防火工作的工程師也曾經(jīng)撰文指出過這一問題[5-7]。標(biāo)準(zhǔn)的第四部分DIN 5510—4是對與防火相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行了規(guī)范,并不是對車輛結(jié)構(gòu)防火性能的要求。

國內(nèi)的個別城市軌道交通車輛項目中曾出現(xiàn)過結(jié)構(gòu)防火符合DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定的要求,某些產(chǎn)品在做宣傳介紹時也聲稱其產(chǎn)品可以使車輛的結(jié)構(gòu)防火性能滿足DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求,并出具了DIN 4102—8或DIN 4102—14的檢測報告。一些設(shè)計師在進(jìn)行論述時也將DIN 5510—14認(rèn)為是地板的結(jié)構(gòu)耐火測試標(biāo)準(zhǔn)[3]。而DIN4102—8和DIN 4102—14均未對車輛的結(jié)構(gòu)耐火性能提出要求,也未給出試驗方法。

因為DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)中未對車輛的結(jié)構(gòu)防火能力及其測試方法做出規(guī)定,因此要求車輛結(jié)構(gòu)防火性能符合DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)的要求是不規(guī)范的,如需對車輛的結(jié)構(gòu)防火要求進(jìn)行規(guī)范,可參考BS 6853、NFPA 130或EN 45545等標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語

DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)是現(xiàn)行鐵路車輛防火方面的重要標(biāo)準(zhǔn),被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)城市軌道交通車輛中。該標(biāo)準(zhǔn)要求細(xì)致、全面，是一個完整的防火體系,使用中應(yīng)注意標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)性。在車輛等級劃分中,防火等級為3級車輛的防火要求高于防火等級為2級車輛。DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)中并未對車輛的結(jié)構(gòu)防火性能提出要求。

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Analysis and Application of Preventive Fire Protection Code DIN 5510 in Railway VehiclesCHEN Xiaowei, HUANG Wenjie, ZHANG Lin

Standard DIN 5510,also known as Preventive Fire Prevention Code in railway vehicle manufacture is briefly introduced, which is widely used for railway multiple units (MU), metro, tramcar and meglev train.DIN 5510 is a complete fire protection system, the classification and structural requirements for fire-resistance of vehicle in this standard are analyzed according to practical application. In this standard, the fire protection requirements for Class 3 vehicle are higher than those of Class 2 vehicle, but there are no requirements for structural fire-resistance of vehicles as is pointed out.

railway vehicle; preventive fire protection; fire protection level; structural fire-resistance

U 298.4

10.16037/j.1007-869x.2016.05.024

2014-08-30)