基于欧盟轨道车辆防火标准的高速动车组乘客座椅防火性能研究

孙勇+夏春晶+乔新瑞

摘 要：介紹EN 45545-2对于轨道车辆乘客座椅整椅防火测试方法和评价参数，采取两种不同防火设计的典型乘客座椅按照EN 45545-2进行整椅燃烧试验，分析测试结果与防火设计的关系，为广大车辆和乘客座椅设计人员提供指导。

关键词：轨道车辆 防火保护 乘客座椅

中图分类号：U270.4-65 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（a）-0080-03

2013年3月，欧盟轨道车辆防火安全标准EN 45545[1]系列正式发布，3年过渡期之后，与之有冲突的欧盟国家标准将废止，根据欧洲轨道车辆最新互联互通技术规范TSIs （EU）No 1302-2014[2]的要求，从2018年1月1日起，所有欧盟TEN线路的车辆，内饰材料防火要求需要满足EN 45545的有关规定，当前过渡期，材料供应商及车辆制造厂可以逐步引入EN 45545标准。值得关注的是，乘客座椅作为高速动车组车辆内装中重要的设备之一，座椅中含有大量的非金属材料，如面料、挡火层、弹性填充材料、塑料扶手、塑料桌板、搭扣布等，其火灾载荷超过整体车辆的30%，是控制车辆火灾风险的关键产品之一。该文通过系统的介绍EN 45545-2针对整体座椅的防火要求，采取两种不同防火设计的典型乘客座椅按照EN 45545-2进行整椅燃烧试验，为国内相关行业工程技术人员提供指导。

1 EN 45545-2整体座椅防火测试方法及评价参数概述

在EN 45545-2表2中，整体座椅阻燃要求按照R18执行，测试按照EN 45545-2附录A、附录B和ISO/TR 9705-2[3]执行。

1.1 EN 45545-2座椅覆盖材料标准破坏试验

乘客座椅在实际使用中，可能存在意外或者人为的破坏，导致内部的弹性填充材料直接暴露在外，增大火灾风险，为了最大限度地评价乘客座椅阻燃性能，一般要求座椅按照特定的程序对覆盖材料进行破化后执行燃烧测试。

取代表性的300 mm×450 mm的样品（包括面料，覆盖材料，填充材料等）如果实际使用中厚度大于50 mm，样品厚度取50 mm，如果实际使用中厚度不超过50 mm，取实际使用厚度，按照图1的要求进行切割试验，切割试验完成后，检查每一层覆盖材料是否存在50 mm连续的割穿。

针对割穿超过50 mm长度的每一层，在整椅燃烧测试前，按照图1（c）对每层割穿并卷起采取大头针固定。注意，如果是采取粘贴的方式固定在底材上，且无法在不破化底材的情况下撕开，此时，仅仅切穿而不用卷起。

1.2 EN 45545-2整椅燃烧试验

整椅座位和靠背完成标准破坏后，在特定的火源作用下进行燃烧试验，通过燃烧过程中热释放速率峰值和平均热释放速率来评价成品座椅的燃烧特性。测试过程示意图见图2。

（1）火源，方形气体燃烧器，99%的丙烷，流量（151±5）mg/s，热输出约（7±1）kW，点火时间180 s。

（2）测试过程概要。

将完成标准破坏试验的整体座椅安装在指定位置。

打开相关设备，调整通风流量为（0.6±0.05）m3/s（整个测试过程保持在0.5～0.7 m3/s之间）。

调整燃烧器与座椅的相对位置，以达到燃烧器与座位、靠背的距离，以及燃烧器对坐面的作用力100 g的要求。

开启记录系统和时间，60 s后点燃在副位置上的燃烧器，在30 s内调整流量到指定值（（151±5）mg/s）。

120 s时，旋转燃烧器到测试位置，并点火直到300 s（点火时间180 s），之后将燃烧器转到副位置并在15 s内熄灭。

测试持续直到1 500 s，关闭自动记录系统，测试结束。

1.3 EN 45545-2整椅燃烧合格判据

EN 45545-2整椅燃烧合格判据如表1所示。

2 典型座椅EN 45545-2 整椅测试

2.1 样品信息

样品信息如表2所示。

2.2 A样品EN 45545-2整椅测试结果

按照EN 45545-2规定的整椅试验程序，采取7 kW的方形丙烷火焰点火源，对切开的座椅座位区点火180 s，监控整个测试过程的热释放速率、火焰高度和火焰蔓延情况，测试结果如表3所示，测试过程热释放速率曲线如图3所示。

从表3和图3看，样品A座椅随测试开始，由于引火源的作用，座椅被点燃，180 s火源作用后，座椅热释放快速下降，在30 s内接近0，说明燃烧基本全部熄灭，整体座椅防火设计满足EN 45545-2整椅阻燃要求，测试后，防火毡保持完整，对坐垫和靠垫海绵起到有效的保护作用。

2.3 B样品EN 45545-2整椅测试结果

典型座椅B采取EN 45545-2对整体座椅进行燃烧测试，测试结果如表4所示，测试过程热释放速率曲线如图4所示。

从表4和图4可以得出，样品B座椅按照EN 45545-2进行整椅测试，7kW方形火源作用下，60 s内座位区海绵快速引燃，随后蔓延至靠背海绵，在180 s的点火时间内，整个座椅完成燃烧，考虑到安全因素，测试于4 min13 s强制熄灭。主要原因是，B座椅未设计相应的防切割层和防火毡，海绵直接暴露在火源下，导致快速引燃。测试过程的图片如图5所示。

从样品A和样品B的测试结果看，A座椅整椅测试合格，B座椅整椅测试不合格。在设计上两者最大的差异是A座椅设置了防火毡，而B座椅未设置防火毡，A座椅在点火源覆盖区域采取防火毡保护海绵，海绵仅仅在火源作用时出现了局部的融化和燃烧，且随火源熄灭后，逐渐熄灭，而B座椅，未采取防火毡保护，海绵直接暴露在火源下，引燃后无法自熄，导致试验失败。

然而，如果防火毡被人为破坏，海绵失去相关的防火保护，或者实际车辆的引火源远大于测试火源，如行李着火等，或者起火位置处于座椅靠背后部，该A座椅仍具有极大的火灾隐患，有必要采取具有一定阻燃性能的填充材料。

3 结论

（1）介绍了EN 45545-2对整椅测试的测试方法和合格要求。

（2）对典型座椅A和B进行整椅燃烧性能测定，带有防火毡的样品A满足整椅燃烧性能要求，而未设计防火毡的样品B不满足整椅燃烧性能要求。

（3）防火毡对于座椅海绵起到有效的防护包含，但在设计过程中只有防火毡对易燃材料形成完整保护，才能真正降低座椅做车辆中的火灾风险。

参考文献

[1] EN 45545-2：2013 Railway applications - Fire protection on railway vehicles –Part 2： Requirements for fire behavior of materials and components[Z].

[2] TSIs （EU） No 1302-2014 concerting a technical specification for interoperability relating to the“rolling stock–locomotives and passenger rolling stock” subsystem of the rail system in the European Union[Z].

[3] ISO/TR 9705-2：2001 Reaction-to-fire tests - Full-scale roomtests for surface products - Part 2：Technical background and guidances[Z].