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摘要：在现代化轨道交通建设过程中，地铁是必不可少的。而如何预防以及在第一时间发现并控制火势，也一直是轨道交通行业关注的焦点。基于此，本文简述了地铁车辆防火设计材料的选择、地铁车辆防火结构与逃生设施设计策略等内容。
关键词：地铁车辆；防火设计；间壁结构
前言：结合实际调研可以发现，电气设计缺陷、机械结构设计缺陷、人为纵火均可能引发地铁车辆火灾事故。由于地铁车辆存在运行环境密闭、逃生困难等特点，地铁车辆火灾的危害往往较为严重。尽可能降低地铁车辆火灾发生几率及危害，正是本文围绕地铁车辆防火设计策略开展具体研究的原因所在。
1.地铁车辆防火设计材料的选择
1.1材料选择原则
在地铁车辆防火设计中，材料选取极为关键，科学合理的选取材料可有效降低火灾发生几率，预防火灾。在地铁车辆设计阶段，设计人员需基于防火标准选择所有非金属材料，如EN45545、BS6853、DIN5510标准。在现实中，火灾发生后，大多数死亡原因是烟雾以及有毒挥发气体导致，所以材料的烟毒性、烟密度、可燃性等防火性能也需要得到重视，针对性的试验认证不应被忽略。总的来说，需选择难燃或不燃的材料用于地铁车辆防火设计，以此降低发生火灾的可能性，人为纵火的可能性也能够同时大幅降低，低毒、低烟性材料则能够保证火灾发生后人员受到的危害降到最低[1]。
1.2地铁车辆间壁结构的材料选择要点
地铁车辆间壁结构防火设计属于较为重要的设计环节，具体设计需重点关注材料与关键指标的选择，以下几方面材料选择要点也需要得到重视：（1）性能要点。必须保证地铁车辆间壁结构具备足够的强度和刚度。（2）密度控制。需尽可能选择重量轻、密度小的材料，以此实现地铁车体的轻量化。（3）工艺角度。需选择便于安装，且加工性好的材料。（4）成本和环保角度。需权衡多方面因素选择成本相对较低的材料，并保证材料的有害物质限量不超过相关规范标准。（5）结合用户要求。地铁车辆间壁结构防火设计的材料选择还需要结合用户要求，以此进一步提高设计实用性。
在基于材料选择的地铁车辆间壁结构防火设计中，酚醛树脂玻璃钢、复合铝蜂窝材质、酚醛泡沫填充3D织物增强复合板的应用必须得到重视，具体材料应用如下：（1）酚醛树脂玻璃钢。作为一种以酚醛树脂作为粘结剂的材料，酚醛树脂玻璃钢属于典型的复合材料，其增强材料为玻璃纤维，原料为苯酚和甲醛，催化剂为氢氧化钠和液氨，缩合为酚醛树脂胶。可采用酚醛玻璃钢材质用于地铁车辆间壁整体的防火设计，型钢骨架用于背面粘结，并采用粘接陶瓷纤维的方式处理骨架，陶瓷纤维的受火面可有效提升间壁结构的防火性能。陶瓷纤维的导热系数为0.07-0.23W/m•k，具备较好的隔热性能，因此可将其设计为单侧外露位置。（2）复合铝蜂窝材质。复合铝蜂窝材质由铝蜂窝结构、FB140防火板（厚度0.5mm，导热系数0.77W/m•k）、陶瓷纤维、不锈钢板（1mm）依次组成，其中不锈钢板为受火面，防火板可在140℃时开始膨胀隔热。由于采用三明治结构，因此复合铝蜂窝材质采用铝蜂窝结构支撑背火面，并具备刚度和平面度较好等优势，较为适合用于双侧外露位置，但由于需要占用一定空间且整体较厚，该材料不适合用于曲面造型位置防火设计。（3）酚醛泡沫填充3D织物增强复合板。同为三明治结构的酚醛泡沫填充3D织物增强复合板也可较好服务于地铁车辆间壁结构防火设计，该材料主要以酚醛泡沫、酚醛树脂板、铝型材封边组成，具备较为优秀的表面刚度和明面度，可较好满足地铁车辆的防火设计需要，重量轻、刚度和明面度较好、较厚的特点使得该材料同样适用于双侧外露位置，不适用于曲面造型位置，这必须得到相关设计人员的重视[2]。
2.地铁车辆防火结构与逃生设施设计策略
2.1结构设计
地铁车辆防火设计必须重点关注结构设计，合适的防火结构可有力的阻止和延缓火势蔓延，减小火灾损失，创造人员逃生条件。以地板耐火结构为例：一般来说，内装地板结构设计时要求耐火时间能够达到45分钟，在此期间地板不能发生塌陷，表面温度也不能过高，以防对乘客造成伤害。因此为保证地板结构的隔热性与耐火完整性，有效阻止火焰及热量向车内传递，必须针对性开展耐火结构地板设计，例如隔音隔热性能优异的酚醛地板结构。同时须在地板下铺设性能优异的隔音隔热材料，保证地板结构的同时满足防火要求。而在司机室间壁耐火结构的设计中，为保证地铁车辆能够在火灾发生后继续运行到下一安全站点，司机室间壁结构的隔热性与耐火完整性必须得到保证，地铁隧道缺少逃生通道以及密闭性特点对火灾的放大效应可由此得到充分抑制，人员安全可得到更好保障。
2.2逃生设施设计
为保证地铁车辆发生火灾后乘客能够快速、安全的疏散，逃生设施设计必须得到重视，设计人员在早期便要充分考虑并设计地铁车辆的紧急出口。一般来说，地铁车辆的车门便是最好的紧急出口，因此车门在逃生设施设计中具备较高优先级，司机可在通过操控面板打开客室车门，以此满足乘客疏散需要，乘客也可以通过紧急解锁装置手动打开客室门，并在必要时采用紧急破窗锤击碎地铁车辆的双层中空安全玻璃，地铁车辆的车窗此时便能够成为紧急逃生窗，由于采用安全玻璃材质，玻璃的击碎过程并不会对乘客造成二次伤害，这类地铁车辆防火设计同样需要得到重视[3]。
3.地铁车辆防火火灾探测及其他设计策略
3.1火灾探测及处置设计
火灾探测及处置设计同样属于地铁车辆防火设计的重要组成部分，具体设计围绕火灾探测报警系统、灭火装置展开。火灾探测报警系统能够在火灾发生时尽快发出预报，属于地铁车辆主要系统之一，火灾引起的伤亡事故和运营中断均可基于该系统得到早期预防。火灾探测器可分为点式火灾探测器和吸气式火灾探测器两类，考虑到吸气式火灾探测器的报警灵敏度明显高于点式火灾探测器，本文建议地铁车辆设置吸气式火灾探测器，由此车厢内部的常规火情即可第一时间发现。吸气式火灾探测器甚至能检测到因线路过载导致的电缆绝缘皮软化产生的微小烟雾颗粒，从而使乘客的有序疏散获得宝贵的时间，可见吸气式火灾探测器在防患于未然、降低火灾危险等方面具备的优势；同时地铁车辆防火设计不应忽视灭火装置的设置，我国地铁车辆一般会在每个车厢设置2个灭火器，以便在火灾发生后尽快抑制并消灭火势。近年来我国很多地铁车辆开始配备高压细水雾系统等自动灭火系统，这类灭火装置采用快速冷却、局部窒息的灭火机理实现灭火。
3.2其他设计要点
为开展更为有效的地铁车辆防火设计，地铁车辆防火标准的完善、地铁车辆防火实验室的建设、结构防火试验工作的开展、社会有效资源的利用同样不应被忽视。以结构防火试验为例，“结构件完整性和隔热性试验”、“整体模型阻燃试验”均需要得到设计人员重视。通过针对性开展试验，即可验证地铁车辆防火设计能否保证有限时间内乘客均能够疏散至安全区域，地铁车辆防火设计可由此得到有力依据，设计的完善也能够获得支持。
结论：综上所述，地铁车辆防火设计需关注多方面因素影响。在此基础上，本文涉及的材料选取、结构设计、火灾探测及处置设计、逃生设施设计、酚醛树脂玻璃钢、复合铝蜂窝材质、酚醛泡沫填充3D织物增强复合板等内容，则提供了可行性较高的地铁车辆防火设计路径。为更好提升地铁车辆防火设计有效性，相关防火性能规定、火源藏匿处的预防、可燃物积累的避免、可燃材料位置的合理控制同样需要得到重视。
参考文献：
[1]赵志红，殷立阳，李宝泉.地铁车辆防火设计思路[J].铁道机车与动车，2017（07）：37-39+59-60.
[2]岳立明.地铁车辆间壁防火结构探讨[J].科技展望，2014（22）：168.
[3]冷映丽，薛淑胜，张琳.地铁车辆防火安全设计现状及发展建议[J].城市轨道交通研究，2012，15（12）：28-31.