DIN 5510《铁路车辆预防性防火》标准解析与应用

陈小伟 黄文杰 张 琳

(中车南京浦镇车辆有限公司设计开发部,210031,南京∥第一作者,工程师)



应用技术

DIN 5510《铁路车辆预防性防火》标准解析与应用

陈小伟 黄文杰 张 琳

(中车南京浦镇车辆有限公司设计开发部,210031,南京∥第一作者,工程师)

DIN 5510《铁路车辆预防性防火》广泛应用于铁路动车组、地铁车辆、有轨电车及磁悬浮列车制造中。对DIN 5510标准的主要内容进行了介绍。简要概括了国内轨道交通车辆的防火标准采用情况，对DIN 5510标准体系的完整性进行论述。针对DIN 5510标准中的车辆防火等级划分和车辆结构防火要求进行了实际应用分析,介绍了使用方法，指出防火等级为出3级的车辆的防火要求高于防火等级为2级的车辆。同时指出DIN 5510标准并未对车辆的结构防火性能提出要求。

铁路车辆; 预防性防火; 防火等级; 结构防火

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

作为当前国内主要采用的铁路车辆防火标准之一,DIN 5510《铁路车辆预防性防火》被广泛应用于铁路动车组、地铁车辆、有轨电车及磁浮列车制造中[1-5]。该标准将车辆按防火严酷度分为4级,结合材料的使用部位将普通列车用材料分为96类。对每一类材料都明确了防火、烟雾密度、燃烧滴落性和烟雾毒性的要求。标准还从结构设计、电气设备、辅助措施等方面规定了列车的相关防火性能。这体现了该标准的严谨性和细致性。但目前铁路行业内存在对该标准的使用和论述不规范、对该标准中车辆防火等级的划分理解不一致,以及对该标准中关于结构防火的要求理解错误的现象。这些现象造成了信息传递障碍,车辆防火等级选择不当以及要求超出该标准固有内容的情况发生。本文将简要概括国内轨道交通车辆的防火标准采用情况,对DIN 5510标准进行系统解析,介绍标准的使用方法,并对该标准应用中存在的问题提出的自己的观点。

1 我国城市轨道交通车辆防火标准运用现状

目前，我国干线铁路客车的防火主要采用国内相关铁路标准,如TB/T 3237、TB/T 3138等。部分动车组在引进过程中同时采用了德国、日本等国家铁路系统的防火标准。

国内城市轨道交通车辆防火标准多采用国外相关标准，运用最为广泛的是DIN 5510标准。如北京、上海、苏州、西安、重庆等城市的轨道交通车辆多采用DIN 5510标准。深圳、香港等地多采用BS 6853标准。部分城市也采用多个标准并用的情况。国内的CJ/T 416—2012及欧盟的EN 45545标准目前在国内并未得到广泛应用。

基于各自国家不同的消防法律法规及城市建设特点,各国的防火标准之间也存在明显差别。BS 6853标准对车用材料的烟雾密度和烟毒性要求较高,NFPA 130标准对车辆结构耐火要求较高,DIN 5510标准对材料及构造防火的相关要求最为细致,CJ/T 416—2012标准在部分吸收和转化DIN 5510标准相关内容的基础上增加了结构耐火要求,而EN 45545标准多引用了ISO标准和EN标准,具有较强的地域适用性。本文将针对国内城市轨道交通行业采用较为广泛的DIN 5510标准进行解析。

2 DIN 5510标准简介

DIN 5510标准全称为《铁路车辆预防性防火》(Preventive Fire Protection in Railway Vehicles),适用于公共交通中供乘客使用的铁路车辆。与现行的TB/T 3237、TB/T 3138、BS 6853、NFPA 130等车辆防火标准相比,该标准是对车辆防火等级划分最细致、对车用材料分类最细致的标准,在考察材料的燃烧性、烟雾密度和烟雾毒性的同时还对部分材料的燃烧滴落性提出了要求,同时该标准也是唯一提出对座椅需要进行整体燃烧试验的标准。因此该标准被广泛应用于城市轨道交通车辆中。该标准由多部分构成,各部分的名称及颁布实施年代见表1。

表1 DIN 5510标准的组成列表

2.1 DIN 5510-1

DIN 5510—1首先明确了该标准适用于在铁路技术管理规程(EBO)或城市有轨电车技术管理规程(BOStrab)适用范围之内的铁路机车车辆,对应国内铁路客车。标准制定的目的是为了规定铁路机车车辆预防性防火措施及关于履行该保护措施的必需的证明。针对在火灾情况下的逃离可能性和由火灾而造成的危险将车辆划分为4个防火等级,给出了详细的划分依据,规定了车辆预防性防火应该采取的措施类别。标准的第一部分还给出了“合格证明”和“监督证明”的概念,即要求车辆或零部件投产前及生产过程中均需要进行防火测试。为实施防火认证提供了验证手段,确保车辆的防火性能得到保障。此外,该部分的注释介绍了火灾情况下的保护目标以及车辆防火等级划分的解释。

2.2 DIN 5510-2

DIN 5510—2对车辆所用材料的燃烧特性和燃烧并发现象进行分类,从而产生了易燃性、冒烟性、滴落等级和以指定时间下的FED(前置数据处理机)值为考察因素的烟毒性四个性能指数。检测项点、检测方法及评定等级参见表2。根据材料在车辆上不同的使用部位,结合标准第一部分对车辆防火等级的划分,对各个防火等级的车辆上的所用每类材料的性能进行了规定,详见标准中的表5和表C.2,或参考本文的表4。对于防火性能指标已知的各项材料,标准给出了相关规定,通过车辆等级和使用位置判断是否满足要求。此外标准的该部分还规定对于座椅,必须进行原型座椅的实物整体燃烧试验,并给出了试验方法和合格要求。

表2 检测项点及评定等级

2.3 DIN 5510-4

DIN 5510—4明确了车辆结构设计中的相关防火技术要求,包括对可燃异物的可清洁性要求、对可能藏匿引燃物空间的设计要求、对采暖通风装置的防火设计要求、对制动火花范围内的防火设计要求,以及车辆在火灾工况下的行车能力要求。

2.4 DIN 5510-5

DIN 5510—5是针对电气设备的防火要求。依据额定电压的大小将设备分为额定电压大于500 V的电气设备和额定电压不超过500 V的电气设备,对每类设备的防火设计进行了规范。对高温或易燃设备周围的防火保护措施提出了要求。

2.5 DIN 5510-6

DIN 5510—6是针对防火辅助措施的相关规定,包括对紧急制动装置设计要求,对乘客信息系统、火警装置的要求,以及对消防设备的配置要求。

3 DIN 5510标准的应用

3.1 概述

在实际使用DIN 5510标准时应首先明确车辆的运行线路条件,根据DIN 5510-1确定车辆的防火等级,然后根据车辆的防火等级通过DIN 5510—2对车用材料及部件的防火性能进行规范,同时需要根据标准的其他部分对整车的构造、电气及辅助措施的设计及性能进行规范。

DIN 5510标准的各个部分共同构成了一个系统的标准。标准的第一部分(DIN 5510—1)主要是车辆防火等级划分要求,是其他部分的基础。标准的该部分未给出具体的防火指标要求。标准的其他部分从材料,结构和功能等方面详细规定了防火设计的细则,但要在第一部分的指导下才能确定材料的性能和结构的设计是否符合标准要求。因此，在使用标准的时候应重视标准的完整性,在描述车辆的整体防火性能时可以说明车辆符合DIN 5510标准对某类车辆的要求,或车辆的某种性能符合DIN 5510标准对某类车辆的要求。在描述材料的防火性能时，可以说明材料符合标准对防火等级为某级的车辆中所用某类材料的相关要求,或逐条列举材料的相关防火性能参数。

3.2 车辆防火等级的分类

相对于TB/T 3237、TB/T 3138、BS 6853和NFPA 130等铁路车辆防火标准，DIN 5510标准的车辆防火等级分类最多,分类方法相对复杂。标准中对车辆防火等级的分类要求见表3。

表3 车辆防火等级设置

通过表3可以看出,防火等级1的车辆逃生条件最佳,防火要求为最低要求；防火等级4的车辆逃生条件最恶劣,防火要求为最高。对于防火等级2级和3级的区别及材料防火要求的高低往往存在争议,仅从停车距离来看，防火等级2的车辆紧急停车点间距大于防火等级3的车辆停车站间距,因此防火等级2的要求应该高于防火等级3。但防火等级为2级的车辆是以一般停车距离定义的,防火等级为3级的车辆是以地下停车站间距定义的,且DIN 5510—1的注释部分包含如下表述:“防火等级2和防火等级3的特征应当同时说明德国联邦铁路有长隧道部分的新建线路的独特修建和运行条件(防火等级2)，以及在人口稠密地区地下交通系统的独特修建和运行条件(有轨电车、地铁、城市铁路/防火等级3)。”由此可见，防火等级2适用于铁路干线车辆,防火等级3适用于城市轨道交通车辆。因此考虑车辆防火要求高低时可认为防火等级3的车辆应高于防火等级2的车辆。

综合DIN 5510—2中表格5及表C.2中对车辆所用材料的防火性能要求,对于防火等级2与防火等级3的车辆所用材料要求不同的共有四类材料,详见表4。

表4 DIN 5510标准中防火等级2车辆与防火等级3车辆对材料防火性能要求的不同点

由表4可以看出对于窗户底边上方区域所用绝缘材料,对防火等级为3级的车辆所用材料要求低于对防火等级为2级的车辆所用材料的要求。出现这一车辆防火等级低而对具体材料的防火性能要求高的原因,笔者认为是绝缘材料在车辆上的用量较大,而防火等级为2级的干线铁路车辆座椅采用软座椅,客室内设置了窗桌等设备设施,其中采用了大量的非金属可燃材料,虽然标准对这些材料的防火性能进行了规范,但其发生火灾的概率大大增加。由于火焰容易自下而上进行传播,因此窗户底边以上大量使用的绝缘材料需要有更好的防火性能来防止火灾的进一步蔓延。对于防火等级为2级的车辆所用绝缘材料(板状和轨状产品)未进行烟毒性要求的原因是该材料的易燃等级要求为S5,可认为是不可燃材料。

对于防火形势相同的地板布和非金属材料用量较少的行李架,对防火等级为3级的车辆所用材料的要求高于对防火等级为2级的车辆所用材料的要求。

3.3 结构防火相关要求

目前DIN 5510标准并未对车辆的结构防火性能提出要求。从DIN 5510标准第一部分第四章可以看出，目前暂缺的DIN 5510—3《空间隔断的防火技术要求》应该为车辆结构防火相关要求。部分从事防火工作的工程师也曾经撰文指出过这一问题[5-7]。标准的第四部分DIN 5510—4是对与防火相关的结构设计进行了规范,并不是对车辆结构防火性能的要求。

国内的个别城市轨道交通车辆项目中曾出现过结构防火符合DIN 5510标准相关规定的要求,某些产品在做宣传介绍时也声称其产品可以使车辆的结构防火性能满足DIN 5510标准相关要求,并出具了DIN 4102—8或DIN 4102—14的检测报告。一些设计师在进行论述时也将DIN 5510—14认为是地板的结构耐火测试标准[3]。而DIN4102—8和DIN 4102—14均未对车辆的结构耐火性能提出要求,也未给出试验方法。

因为DIN 5510标准中未对车辆的结构防火能力及其测试方法做出规定,因此要求车辆结构防火性能符合DIN 5510标准的要求是不规范的,如需对车辆的结构防火要求进行规范,可参考BS 6853、NFPA 130或EN 45545等标准。

4 结语

DIN 5510标准是现行铁路车辆防火方面的重要标准,被广泛应用于国内城市轨道交通车辆中。该标准要求细致、全面，是一个完整的防火体系,使用中应注意标准的系统性。在车辆等级划分中,防火等级为3级车辆的防火要求高于防火等级为2级车辆。DIN 5510标准中并未对车辆的结构防火性能提出要求。

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[11] 德国标准协会铁路机车车辆标准委员.铁路车辆预防性防火——辅助措施：紧急制动设备、信息系统、火灾系统、消防设备的安全性要求： DIN 5510-6-1988[S].柏林：Beuth 出版社，1988.

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)