梁錦發(fā) 李 智 顧 軼

（1.深圳市地鐵集團有限公司設(shè)備部，518026，深圳；2.深圳市規(guī)劃國土發(fā)展研究中心，518040，深圳；3.浙江路茂通交通科技有限公司，314200，平湖／／第一作者，工程師）

在地鐵的災(zāi)害中，火災(zāi)發(fā)生的次數(shù)最多，危害最為嚴重。由于地鐵所具有的建筑與環(huán)境特點，在運營時間內(nèi)若隧道、車站、列車等封閉環(huán)境發(fā)生火災(zāi)，高溫伴隨著有毒濃煙，加上被困在一個有限空間內(nèi)的恐怖感，往往使乘客驚慌失措、作業(yè)人員應(yīng)對出錯，從而增加了疏散乘客、救人滅火的難度，往往會帶來群死群傷的嚴重后果。

2003年2月18日，韓國大邱地鐵因為人為縱火引燃地鐵車廂，最終導致198人死亡、146人受傷、289人失蹤。事故調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，韓國許多城市中運行或者預(yù)定運行的地鐵車輛的內(nèi)裝材料及隔熱材料有一半以上是不良品。這些材料的耐火性能不良，一旦發(fā)生火災(zāi)，會引起火焰的轉(zhuǎn)移及產(chǎn)生有毒氣體.對人體造成損害，導致嚴重的人員傷亡。

1 軌道交通車輛內(nèi)飾材料概況

軌道交通車輛材料防火主要是指：車輛設(shè)計時考慮所有材料一旦失火，能控制其燃燒及蔓延，使對乘客產(chǎn)生的傷害和損失最小。一般來說，普通軌道車輛的內(nèi)飾材料在燃燒會產(chǎn)生的物質(zhì)如表1所示。

過去軌道車輛內(nèi)飾材料的選用是為了滿足一般使用功能，只對其基本燃燒性規(guī)格進行了驗證。而近些年在世界發(fā)達國家的軌道交通車輛中，對車輛相關(guān)材料采用了更為嚴格的標準，就火焰?zhèn)鞑?、煙密度、煙毒氣等方面進行了要求。

2 歐洲軌道交通車輛防火標準簡介

2.1 法國軌道交通車輛防火標準

法國的防火標準是NF F16－101《關(guān)于鐵道車輛用防火材料的選擇》。該標準適用于各類軌道交通車輛。其中將軌道交通車輛用材料分為18類，每類材料都需做3、4種試驗，分別對材料燃燒后產(chǎn)生的煙、火、毒情況進行檢測。該標準具有靈活的選擇性和較強的適用性。

2.2 德國軌道交通車輛防火標準

德國的鐵路車輛防火標準是DIN 5510。該標準包括的內(nèi)容有：鐵路車輛阻燃保護，阻燃保護等級，阻燃等級衡量及阻燃報告；材料和零部件的遇火性能和副作用及其分類、要求和測試方法；軌道車輛防火阻燃設(shè)計安全要求；軌道車輛防火阻燃電氣設(shè)備安全要求；軌道車輛防火阻燃伴隨測試的包括緊急制動、信息顯示系統(tǒng)、火災(zāi)報警、消防設(shè)備等的技術(shù)安全要求。

表1 城市軌道交通車輛等內(nèi)飾材料在燃燒時產(chǎn)生的物質(zhì)

2.3 英國軌道交通車輛防火標準

英國鐵路車輛防火標準是BS 6853《載客列車設(shè)計與建造防火通用規(guī)則》，適用于各類軌道交通車輛。其制定目的是為了保證失火列車上或失火列車周圍乘客的安全性，重點考慮列車建造材料的防火性能，并對車用材料的選擇制定了具體要求。

2.4 其它

歐洲除了上述三國的防火標準外，還有意大利和歐盟的UIC標準。目前歐洲正在致力于軌道車輛用防火標準統(tǒng)一化工作，相關(guān)標準CEN TS 45 545已經(jīng)形成法規(guī)于2009年在歐洲國家開始逐步推廣。該標準是一套系列標準，其中第二部分是軌道車輛的材料防火和試驗要求。

3 無機陶瓷涂料

韓國大邱地鐵火災(zāi)的事后調(diào)查發(fā)現(xiàn)，正是由于地鐵車廂內(nèi)一些裝飾材料燃燒后產(chǎn)生的大量化學性窒息氣體，才導致重大人員傷亡。車輛材料在燃燒情況下產(chǎn)生的無氧、高熱的煙氣和毒氣，將直接危及乘客的生命安全。該危害表現(xiàn)在兩個方面：一是直接使乘客遭受的致命危害；二是由于煙濃度過高使得乘客被熏麻醉或受刺激或能見度降低，導致乘客喪失逃生能力的亞致命危害。

大邱災(zāi)難之后，韓國痛定思痛，政府正式下令檢查改造所有存在問題的車輛，要求軌道交通車輛上必須使用滿足更高標準的材料。2004年底，韓國建設(shè)交通部頒布《城市軌道車輛的安全規(guī)則改定令》，制定了關(guān)于軌道交通車輛安全的嚴格標準。其中明確要求車輛上盡可能采用新材料，即使在火災(zāi)等情況下，新材料要具有抑制火焰?zhèn)鞑ァ熋芏?、煙毒氣擴散的功能。作為內(nèi)飾材料，過去經(jīng)常使用的有機化合物已經(jīng)不能適用這種新的要求。在這種情況下，韓國地鐵車輛新材料中出現(xiàn)了一種新型的無機陶瓷材料，其獨特的防火性能引人關(guān)注。

3.1 無機陶瓷涂料的特性

無機陶瓷涂料是一種采用凝膠法工藝（原理見圖1）生產(chǎn)的純無機水溶性硅酸鹽涂料，原料中采用的是無機溶劑及無機顏料。

無機陶瓷涂料的主要特點是具有良好的防火性能、耐腐蝕性和超高的硬度。該涂料采用純無機材料，即使受到高溫，因其內(nèi)部不含有可燃成份，所以也不會燃燒。采用該涂料涂覆的鋁板經(jīng)過國家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的檢測，防火等級達到A1級的最高標準，即為不燃。在火災(zāi)發(fā)生時，該涂料不會產(chǎn)生煙霧，阻燃效果非常顯著。此外，無機陶瓷涂料還具有以下一些特點。

圖1 凝膠法工藝原理圖

1）耐污染性：采用該涂料涂覆的鋁板涂膜擁有陶瓷所具有的拒水性和對各種化學溶劑的耐腐蝕性。

2）耐氣候性：采用該涂料涂覆的鋁板涂膜，因其所具有的Si－O離子鍵的鍵能高于紫外線的能量，使得紫外線對陶瓷涂膜幾乎無影響；其耐紫外線性能的優(yōu)越性使得烤瓷鋁板在顏色、光澤的維持率上比一般涂料優(yōu)越。

3）穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)：就象巖石或陶瓷器經(jīng)過長時間的風化也不會產(chǎn)生變化一樣，陶瓷涂料涂層所具有的純無機樹脂及無機顏料形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)擁有很強的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，可以在紫外線、酸雨、風、熱輻射等外部環(huán)境中保持建筑物的壽命。

4）環(huán)保性：無機陶瓷涂料以水為分散劑，不會造成像有機涂料在噴涂中揮發(fā)到空氣中而對空氣產(chǎn)生污染的現(xiàn)象。因此，與傳統(tǒng)的裝飾板相比，采用無機陶瓷涂料噴涂的鋁板是一種極具環(huán)保性的新型裝飾材料。表2是有機物與無機物的特性比較。

表2 有機物與無機物的特性比較

3.2 無機陶瓷涂料的性能檢驗

2004年，韓國軌道交通車輛中首先采用了無機陶瓷涂料技術(shù)，從原來的內(nèi)飾材料到更換純無機內(nèi)飾材料的試驗對比中，可以定量地確認各項目內(nèi)飾材料的安全性有所提高。在各內(nèi)飾材料品目別的火災(zāi)特性比較的檢查結(jié)果中，無機陶瓷涂料的性能檢驗結(jié)果為：①煙霧密度，具有特別有效的改善效果。②氧氣指數(shù)，改善效果顯著。③新材料為不燃級別，著火點臨界輻射熱（CFE）、燃燒持續(xù)熱（Qsb）等火焰?zhèn)鞑ヌ匦灾笜酥蟹磻?yīng)出了較大的提高。

通過試驗計算，新材料的車輛煙氣發(fā)生的量降低了96%以上，火災(zāi)安全性也能得到非常突出的提高。這種程度的改善標準，達到了世界軌道交通車輛安全的領(lǐng)先水平。

4 無機陶瓷涂料在地鐵車輛上的應(yīng)用情況

從2004年起，無機陶瓷涂料的防火性能被軌道交通行業(yè)認可，并在車輛及軌道交通車站建筑中廣泛采用。

韓國在地鐵車輛中率先采用無機陶瓷涂料。首先，在首爾、釜山等城市啟動舊車改造工程，2004—2006年間，共完成2 958節(jié)車廂的改裝。與此同時，韓國政府要求新建車輛全部使用無機陶瓷涂料，僅2005年就制造出1 744節(jié)采用新涂料的車廂。

該涂料也逐漸被其它一些國家的軌道交通行業(yè)認可。在加拿大RVA、伊朗動車以及土耳其動車上，均采用了無機陶瓷涂料技術(shù)。同時，日本東京千葉地區(qū)JR車站的改造工程中也大量使用該材料噴涂的裝飾板材。

我國于2006年起也開始引進應(yīng)用該項技術(shù)。在上海軌道交通4號線、9號線的部分車站裝飾材料中，先后使用了無機陶瓷涂料鋁板。深圳地鐵2號線列車的內(nèi)墻板采用了該涂料噴涂的鋁板整體成型技術(shù)（見圖2）。除了該技術(shù)的防火性能外，深圳地鐵2號線車輛在使用中還體現(xiàn)出以下幾個特點。

（1）陶瓷涂料噴涂的表面比較細膩，顏色比較均勻，墻面的感覺比較平滑、美觀，提升了車廂內(nèi)裝的效果。

（2）陶瓷涂料噴涂的面板較容易清潔并且比較堅硬，運行8個多月沒有發(fā)現(xiàn)任何破損，表面給人歷久常新的感覺。

（3）由于陶瓷噴涂修補技術(shù)要求比較簡單，也為車輛運營維護創(chuàng)造了良好的條件。

圖2 深圳地鐵2號線列車的內(nèi)墻板

［1］孫末囡.歐洲軌道車輛材料防火標準及其啟示［J］.城市軌道交通研究，2010（4）：79.

［2］周廣海.低碳技術(shù)在深圳地鐵的應(yīng)用探索［J］.城市軌道交通研究，2010（7）：4.