基于中低速磁悬浮列车特点的防火技术分析
2014-10-10黄雪飞王永刚孙海荣刘小霞高晓霞
黄雪飞 王永刚 孙海荣 刘小霞 高晓霞
摘要：中低速磁悬浮列车是利用电磁力使列车悬浮于轨道上，利用直线电机驱动前进，具有噪声小、无污染和环境兼容性好等特点。文章通过对磁悬浮列车的防火安全性的需求进行分析，从材料选择、结构设计及系统防火设计等方面提出了预防性防火技术措施，提高了列车的防火安全性。
关键词：中低速磁悬浮列车；防火安全；防火技术措施；电磁力；直线电机
中图分类号：U229 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）30-0095-02
中低速磁悬浮列车是一种利用电磁力将列车悬浮于轨道上，采用非接触运行方式并由直线电机驱动前进的新型地面有轨交通工具。与普通轮轨列车相比，磁悬浮列车取消了起“支承”和“驱动”作用的车轮和由电机驱动车轮的传动机构，具有安全舒适、噪声小和环境兼容性好等优点，其线路敷设条件宽松、建造成本低，易于运用和维护。
防火安全对中低速磁悬浮列车运营安全尤为重要。其防火应以防为主，消防结合，建立防火技术体系及管理机制：一是避免发生火灾或延缓火势蔓延；二是一旦发生不可预测的火灾，可及时灭火救援，引导乘客疏散至安全区域，确保证乘客人身安全及降低财产损失。为此，结合磁悬浮列车的结构和运用的特点，有必要进行防火安全性的技术分析。
1 列车特点及非金属材料的应用
1.1 主要技术参数
1.2 列车特性要求
针对磁浮列车特性，在材料选取和结构设计上采取了相应的预防性措施，在车头的底部设置除雪等清障器；采用夹层玻璃车窗增强抗风沙及冰雹等冲击能力；在磁悬浮列车运行时，列车外表面和内部环境相对地面的静止设施会产生静电电位差，为保证人身安全，应实行静电释放，使残余的电能低于350mJ；设置避雷器，防止雷电造成危害；避免使用磁性材料；采取相应的防电磁干扰措施。
1.3 非金属材料应用
铝合金车体内表面及底架下表面喷涂3mm阻尼浆，主要成分为水性合成树脂，是一种不燃防火材料，能很好地保护车体。
内装部件采用的非金属材料应充分考虑材料的防火性能，平顶板、司机室间壁采用铝蜂窝复合结构，外露表面喷漆或喷塑处理；侧顶板、侧墙板、门立罩板采用聚酯玻璃钢材料，具有良好的阻燃性、防火性、少烟和低毒性；地板采用主要成分为中密度纤维胶合板，地板上铺3mm厚阻燃地板布；防寒材主要成分为玻璃棉毡、岩棉，为不燃材料。
座椅面板采用结构泡沫玻璃钢制成，即采用表面玻璃钢，中间夹结构泡沫型式。
空调系统的车顶供风道、车上废排风道、司机室风道等为铝合金材料，外敷保温材聚氨酯或消音棉等防火材料。
2 防火安全策略
磁悬浮列车是在高架、单轨的轨道上运行，两侧车门是不能开启的，其防火技术措施、救援与疏散同其他交通工具相比有一定的特殊性。以保护旅客人身安全和财产为目标，分别从引起火灾的可燃物、温度、空气（氧气）三个条件对磁浮列车防火安全进行深入分析：在材料防火性能要求，限制着火条件的产生，防止或延迟火势的蔓延，降低烟雾毒气的扩散对人身造成的伤害；在防火结构设计，防止人为纵火和因技术故障引起火灾，阻止火势蔓延；在火灾监测与应急功能方面，设置火灾预警与探测系统、合理设计疏散通道以及火灾情况下的应急行车功能（如应急通风与照明），引导人员疏散至安全地带。通过上述防火策略降低火灾的潜在风险。
3 防火技术措施
针对磁悬浮列车的结构及运行特点，分别从材料、结构、系统安全性等方面提出预防性防火措施。
3.1 材料方面
材料防火主要措施如下：（1）车辆设计及选用材料的防火要求应符合相应标准，且选取燃烧能力小的材料；（2）关于耐火性，座椅等设计和内装部件的材料首先应防止火势蔓延；（3）所用材料的耐火性应经中国相关铁路部门或有资质的其他认证机构试验；（4）车体内墙板和贴面以及内部设备件非金属材料等都应具有阻燃或滞燃性能；（5）在选择材料时注意有关的其他重要特性，特别是应尽可能抑制可燃气体的毒性，不应使用含有石棉（Asbestos）的绝缘材料。
3.2 结构方面
结构防火主要措施如下：（1）结构上防止人为纵火和技术故障引起火灾，进行冗余设计，火灾时紧急基本功能应能维持使用（如通信、应急灯等）；（2）电缆具有绝缘功能，电气部件具有接地、隔热、密封等保护；（3）减缓和限制火势蔓延。结构设计防止热集中和热袋效应，保证电热元件有充分的进出风，防止表面温度超过200℃。火灾时可自动切断火灾车的空调通风系统和手动关闭其他车空调；（4）设置防火隔离区，以延迟/阻止火势的蔓延，防止火/烟的蔓延，设置相对安全的区域，确保车上旅客有时间疏散。
3.3 系统方面
系统防火主要措施如下：（1）火灾探测：应适应可能发生的火灾情况，设置在烟、热量易于集聚区域，并定义报警、故障报警的后续动作；（2）火灾预警：当遇到火灾时，灭火系统和疏散管理能及时可靠地报警，赢得灭火、疏散、救援时间，减少人员伤亡及财产损失；（3）配置灭火器具：在司机室及客室易发生火灾的地方设置灭火器，适用的灭火剂要环保并适应电气装置灭火和油类灭火，应便于取用并配有标识。
4 火灾疏散
火灾疏散主要措施如下：
设置逃生线路、疏散、紧急出口及标识，以方便撤离和疏散，减少（限制）乘客逗留车内时间。
5 结语
本文根据磁悬浮列车的结构及运行特点，根据磁悬浮列车的防火需求及目标，分别从材料选择、结构设计、系统安全性及火灾疏散等方面提出了一系列的防火技术措施，对列车运行安全性起到了一定的预防作用，确保磁悬浮列车的结构安全性及运行稳定性。
参考文献
[1] 铁路车辆预防性防火-车辆结构设计[德国标准 DIN5510-4（1988）][S].
[2] 铁路车辆预防性防火-电气设备安全要求[德国标准 DIN5510-5（1988）][S].
[3] 机车车辆阻燃材料技术条件（铁标 TB/T3138-2006）[S].
[4] 中低速磁浮交通车辆（企标 Q/CYBGM001-2008）[S].
作者简介：黄雪飞（1985-），女，河北唐山人，唐山轨道客车有限责任公司产品技术研究中心助理工程师，工学硕士，研究方向：轨道车辆系统集成及防火。endprint
摘要：中低速磁悬浮列车是利用电磁力使列车悬浮于轨道上，利用直线电机驱动前进，具有噪声小、无污染和环境兼容性好等特点。文章通过对磁悬浮列车的防火安全性的需求进行分析，从材料选择、结构设计及系统防火设计等方面提出了预防性防火技术措施，提高了列车的防火安全性。
关键词：中低速磁悬浮列车；防火安全；防火技术措施；电磁力；直线电机
中图分类号：U229 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）30-0095-02
中低速磁悬浮列车是一种利用电磁力将列车悬浮于轨道上，采用非接触运行方式并由直线电机驱动前进的新型地面有轨交通工具。与普通轮轨列车相比，磁悬浮列车取消了起“支承”和“驱动”作用的车轮和由电机驱动车轮的传动机构，具有安全舒适、噪声小和环境兼容性好等优点，其线路敷设条件宽松、建造成本低，易于运用和维护。
防火安全对中低速磁悬浮列车运营安全尤为重要。其防火应以防为主，消防结合，建立防火技术体系及管理机制：一是避免发生火灾或延缓火势蔓延；二是一旦发生不可预测的火灾，可及时灭火救援，引导乘客疏散至安全区域，确保证乘客人身安全及降低财产损失。为此，结合磁悬浮列车的结构和运用的特点，有必要进行防火安全性的技术分析。
1 列车特点及非金属材料的应用
1.1 主要技术参数
1.2 列车特性要求
针对磁浮列车特性，在材料选取和结构设计上采取了相应的预防性措施，在车头的底部设置除雪等清障器；采用夹层玻璃车窗增强抗风沙及冰雹等冲击能力；在磁悬浮列车运行时，列车外表面和内部环境相对地面的静止设施会产生静电电位差，为保证人身安全，应实行静电释放，使残余的电能低于350mJ；设置避雷器，防止雷电造成危害；避免使用磁性材料；采取相应的防电磁干扰措施。
1.3 非金属材料应用
铝合金车体内表面及底架下表面喷涂3mm阻尼浆，主要成分为水性合成树脂，是一种不燃防火材料，能很好地保护车体。
内装部件采用的非金属材料应充分考虑材料的防火性能，平顶板、司机室间壁采用铝蜂窝复合结构，外露表面喷漆或喷塑处理；侧顶板、侧墙板、门立罩板采用聚酯玻璃钢材料，具有良好的阻燃性、防火性、少烟和低毒性；地板采用主要成分为中密度纤维胶合板，地板上铺3mm厚阻燃地板布；防寒材主要成分为玻璃棉毡、岩棉，为不燃材料。
座椅面板采用结构泡沫玻璃钢制成，即采用表面玻璃钢，中间夹结构泡沫型式。
空调系统的车顶供风道、车上废排风道、司机室风道等为铝合金材料，外敷保温材聚氨酯或消音棉等防火材料。
2 防火安全策略
磁悬浮列车是在高架、单轨的轨道上运行，两侧车门是不能开启的，其防火技术措施、救援与疏散同其他交通工具相比有一定的特殊性。以保护旅客人身安全和财产为目标，分别从引起火灾的可燃物、温度、空气（氧气）三个条件对磁浮列车防火安全进行深入分析：在材料防火性能要求，限制着火条件的产生，防止或延迟火势的蔓延，降低烟雾毒气的扩散对人身造成的伤害；在防火结构设计，防止人为纵火和因技术故障引起火灾，阻止火势蔓延；在火灾监测与应急功能方面，设置火灾预警与探测系统、合理设计疏散通道以及火灾情况下的应急行车功能（如应急通风与照明），引导人员疏散至安全地带。通过上述防火策略降低火灾的潜在风险。
3 防火技术措施
针对磁悬浮列车的结构及运行特点，分别从材料、结构、系统安全性等方面提出预防性防火措施。
3.1 材料方面
材料防火主要措施如下：（1）车辆设计及选用材料的防火要求应符合相应标准，且选取燃烧能力小的材料；（2）关于耐火性，座椅等设计和内装部件的材料首先应防止火势蔓延；（3）所用材料的耐火性应经中国相关铁路部门或有资质的其他认证机构试验；（4）车体内墙板和贴面以及内部设备件非金属材料等都应具有阻燃或滞燃性能；（5）在选择材料时注意有关的其他重要特性，特别是应尽可能抑制可燃气体的毒性，不应使用含有石棉（Asbestos）的绝缘材料。
3.2 结构方面
结构防火主要措施如下：（1）结构上防止人为纵火和技术故障引起火灾，进行冗余设计，火灾时紧急基本功能应能维持使用（如通信、应急灯等）；（2）电缆具有绝缘功能，电气部件具有接地、隔热、密封等保护；（3）减缓和限制火势蔓延。结构设计防止热集中和热袋效应，保证电热元件有充分的进出风，防止表面温度超过200℃。火灾时可自动切断火灾车的空调通风系统和手动关闭其他车空调；（4）设置防火隔离区，以延迟/阻止火势的蔓延，防止火/烟的蔓延，设置相对安全的区域，确保车上旅客有时间疏散。
3.3 系统方面
系统防火主要措施如下：（1）火灾探测：应适应可能发生的火灾情况，设置在烟、热量易于集聚区域，并定义报警、故障报警的后续动作；（2）火灾预警：当遇到火灾时，灭火系统和疏散管理能及时可靠地报警，赢得灭火、疏散、救援时间，减少人员伤亡及财产损失；（3）配置灭火器具：在司机室及客室易发生火灾的地方设置灭火器，适用的灭火剂要环保并适应电气装置灭火和油类灭火，应便于取用并配有标识。
4 火灾疏散
火灾疏散主要措施如下：
设置逃生线路、疏散、紧急出口及标识，以方便撤离和疏散，减少（限制）乘客逗留车内时间。
5 结语
本文根据磁悬浮列车的结构及运行特点，根据磁悬浮列车的防火需求及目标，分别从材料选择、结构设计、系统安全性及火灾疏散等方面提出了一系列的防火技术措施，对列车运行安全性起到了一定的预防作用，确保磁悬浮列车的结构安全性及运行稳定性。
参考文献
[1] 铁路车辆预防性防火-车辆结构设计[德国标准 DIN5510-4（1988）][S].
[2] 铁路车辆预防性防火-电气设备安全要求[德国标准 DIN5510-5（1988）][S].
[3] 机车车辆阻燃材料技术条件（铁标 TB/T3138-2006）[S].
[4] 中低速磁浮交通车辆（企标 Q/CYBGM001-2008）[S].
作者简介：黄雪飞（1985-），女，河北唐山人，唐山轨道客车有限责任公司产品技术研究中心助理工程师，工学硕士，研究方向：轨道车辆系统集成及防火。endprint
摘要：中低速磁悬浮列车是利用电磁力使列车悬浮于轨道上，利用直线电机驱动前进，具有噪声小、无污染和环境兼容性好等特点。文章通过对磁悬浮列车的防火安全性的需求进行分析，从材料选择、结构设计及系统防火设计等方面提出了预防性防火技术措施，提高了列车的防火安全性。
关键词：中低速磁悬浮列车；防火安全；防火技术措施；电磁力；直线电机
中图分类号：U229 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）30-0095-02
中低速磁悬浮列车是一种利用电磁力将列车悬浮于轨道上，采用非接触运行方式并由直线电机驱动前进的新型地面有轨交通工具。与普通轮轨列车相比，磁悬浮列车取消了起“支承”和“驱动”作用的车轮和由电机驱动车轮的传动机构，具有安全舒适、噪声小和环境兼容性好等优点，其线路敷设条件宽松、建造成本低，易于运用和维护。
防火安全对中低速磁悬浮列车运营安全尤为重要。其防火应以防为主，消防结合，建立防火技术体系及管理机制：一是避免发生火灾或延缓火势蔓延；二是一旦发生不可预测的火灾，可及时灭火救援，引导乘客疏散至安全区域，确保证乘客人身安全及降低财产损失。为此，结合磁悬浮列车的结构和运用的特点，有必要进行防火安全性的技术分析。
1 列车特点及非金属材料的应用
1.1 主要技术参数
1.2 列车特性要求
针对磁浮列车特性，在材料选取和结构设计上采取了相应的预防性措施，在车头的底部设置除雪等清障器；采用夹层玻璃车窗增强抗风沙及冰雹等冲击能力；在磁悬浮列车运行时，列车外表面和内部环境相对地面的静止设施会产生静电电位差，为保证人身安全，应实行静电释放，使残余的电能低于350mJ；设置避雷器，防止雷电造成危害；避免使用磁性材料；采取相应的防电磁干扰措施。
1.3 非金属材料应用
铝合金车体内表面及底架下表面喷涂3mm阻尼浆，主要成分为水性合成树脂，是一种不燃防火材料，能很好地保护车体。
内装部件采用的非金属材料应充分考虑材料的防火性能，平顶板、司机室间壁采用铝蜂窝复合结构，外露表面喷漆或喷塑处理；侧顶板、侧墙板、门立罩板采用聚酯玻璃钢材料，具有良好的阻燃性、防火性、少烟和低毒性；地板采用主要成分为中密度纤维胶合板，地板上铺3mm厚阻燃地板布；防寒材主要成分为玻璃棉毡、岩棉，为不燃材料。
座椅面板采用结构泡沫玻璃钢制成，即采用表面玻璃钢，中间夹结构泡沫型式。
空调系统的车顶供风道、车上废排风道、司机室风道等为铝合金材料，外敷保温材聚氨酯或消音棉等防火材料。
2 防火安全策略
磁悬浮列车是在高架、单轨的轨道上运行，两侧车门是不能开启的，其防火技术措施、救援与疏散同其他交通工具相比有一定的特殊性。以保护旅客人身安全和财产为目标，分别从引起火灾的可燃物、温度、空气（氧气）三个条件对磁浮列车防火安全进行深入分析：在材料防火性能要求，限制着火条件的产生，防止或延迟火势的蔓延，降低烟雾毒气的扩散对人身造成的伤害；在防火结构设计，防止人为纵火和因技术故障引起火灾，阻止火势蔓延；在火灾监测与应急功能方面，设置火灾预警与探测系统、合理设计疏散通道以及火灾情况下的应急行车功能（如应急通风与照明），引导人员疏散至安全地带。通过上述防火策略降低火灾的潜在风险。
3 防火技术措施
针对磁悬浮列车的结构及运行特点，分别从材料、结构、系统安全性等方面提出预防性防火措施。
3.1 材料方面
材料防火主要措施如下：（1）车辆设计及选用材料的防火要求应符合相应标准，且选取燃烧能力小的材料；（2）关于耐火性，座椅等设计和内装部件的材料首先应防止火势蔓延；（3）所用材料的耐火性应经中国相关铁路部门或有资质的其他认证机构试验；（4）车体内墙板和贴面以及内部设备件非金属材料等都应具有阻燃或滞燃性能；（5）在选择材料时注意有关的其他重要特性，特别是应尽可能抑制可燃气体的毒性，不应使用含有石棉（Asbestos）的绝缘材料。
3.2 结构方面
结构防火主要措施如下：（1）结构上防止人为纵火和技术故障引起火灾，进行冗余设计，火灾时紧急基本功能应能维持使用（如通信、应急灯等）；（2）电缆具有绝缘功能，电气部件具有接地、隔热、密封等保护；（3）减缓和限制火势蔓延。结构设计防止热集中和热袋效应，保证电热元件有充分的进出风，防止表面温度超过200℃。火灾时可自动切断火灾车的空调通风系统和手动关闭其他车空调；（4）设置防火隔离区，以延迟/阻止火势的蔓延，防止火/烟的蔓延，设置相对安全的区域，确保车上旅客有时间疏散。
3.3 系统方面
系统防火主要措施如下：（1）火灾探测：应适应可能发生的火灾情况，设置在烟、热量易于集聚区域，并定义报警、故障报警的后续动作；（2）火灾预警：当遇到火灾时，灭火系统和疏散管理能及时可靠地报警，赢得灭火、疏散、救援时间，减少人员伤亡及财产损失；（3）配置灭火器具：在司机室及客室易发生火灾的地方设置灭火器，适用的灭火剂要环保并适应电气装置灭火和油类灭火，应便于取用并配有标识。
4 火灾疏散
火灾疏散主要措施如下：
设置逃生线路、疏散、紧急出口及标识，以方便撤离和疏散，减少（限制）乘客逗留车内时间。
5 结语
本文根据磁悬浮列车的结构及运行特点，根据磁悬浮列车的防火需求及目标，分别从材料选择、结构设计、系统安全性及火灾疏散等方面提出了一系列的防火技术措施，对列车运行安全性起到了一定的预防作用，确保磁悬浮列车的结构安全性及运行稳定性。
参考文献
[1] 铁路车辆预防性防火-车辆结构设计[德国标准 DIN5510-4（1988）][S].
[2] 铁路车辆预防性防火-电气设备安全要求[德国标准 DIN5510-5（1988）][S].
[3] 机车车辆阻燃材料技术条件（铁标 TB/T3138-2006）[S].
[4] 中低速磁浮交通车辆（企标 Q/CYBGM001-2008）[S].
作者简介：黄雪飞（1985-），女，河北唐山人，唐山轨道客车有限责任公司产品技术研究中心助理工程师，工学硕士，研究方向：轨道车辆系统集成及防火。endprint
