摘  要: 以往对于地铁火灾的研究，主要集中于车站火灾工况下人员的逃生以及车站火灾的扑救，而对于车厢火灾的预防与控制却少有提及。本文就地铁列车车厢火灾危险性进行分析，并结合国内外地铁建设运营经验提出列车车厢防火对策。

关键词: 地铁车厢火灾; 吸气式烟雾报警; 高压细水雾; 灭火

 

      伴随着城市化的快速发展，地面交通路网趋于饱和，地铁已成为人们日常出行的首选。地铁车站内安全疏散出口较少且疏散线路过长，与运营相关的配套电气设备种类繁多，加之公共区人员集中，因此一旦发生火灾，火灾扑救及人员疏散工作的开展将尤为困难。

      相对于车站，地铁列车车厢因人员密集大及疏散难度高，从而存在更大的火灾危险性。对于现行国内投入运营的典型六节编组 B 型列车来讲，设计最大载客人数每节车厢在 198 ～ 215 人次之间，而在上下班等高峰期实际人数远远大于设计载客量，个别时段整列车载客量超过 1 400 人，存在巨大的安全隐患。因此掌握地铁列车车厢火灾的特性和防火对策对于有效地预防和扑灭火灾有积极的指导作用。

 

       综上表 1 可知，地铁列车车厢火灾事故频出且损失巨大，经分析地铁列车车厢火灾产生的成因一般有以下三种:

      ( 1) 车厢电气火灾。列车车厢内装有一定的动力照明配电、通风空调设备，电气短路或故障造成的火灾不易被发现，隐患潜伏时间长且烟雾浓度低。

      ( 2) 车载机械火灾。地铁列车因长期处于过载状态，机械磨损严重，若不注重检修保养，机械负荷过载会产生火患，引发火灾。

      ( 3) 车厢人为火灾。纵火和人为破坏是诱发车厢火灾的危险因素，此类行为突然性强、防范困难，安全风险较大，由于车厢内人员密集度高，一旦发生人为火灾，将造成不可估量的损失。

由此可见，地铁列车车厢火灾以电气、机械及人为火灾为主，电气及机械传动装置诱发的火灾隐患难以被人为发现，火灾探测极为困难，而其蔓延速度快、灾害性大的风险却不容忽视。

 

      目前，火灾烟雾探测报警一般分为传统烟雾探测报警和吸气式烟雾探测器两种。传统烟雾报警探测器以点式探测器为主，其探测灵敏度较低，所能探测到的空气烟雾粒子遮光率为 3. 0% ～ 12% obs/m，而一根长1 m，截面积为 0. 82 mm²的导线在面积为 50 m²、高2. 5 m的房间内完全燃烧所产生的烟雾浓度达 2. 0%～ 3. 0% obs / m^［1］。由此可见点式探测器由于报警灵敏度较低，直到火灾发生产生大量浓烟时才能够探测到烟雾，往往延误了初期火灾报警及扑救的时机。不同类型的烟雾探测器的烟雾探测范围如下: 点式探测器 = 3. 0% ～ 12% obs/m; 对射式探测器 = 3. 0% ～7. 0% obs / m; 吸气式探测器 = 0. 005% ～ 20% obs / m。

      对于地铁列车，因为车厢内部安装有空调系统，所以火灾烟雾在车厢中受到人员走动及空调气流的作用会很快稀释在空间中，不会在短时间内到达车厢顶部且形成足够的烟雾浓度。此外，现代列车电气化程度越来越高，存在大量电缆和电气设备，而点式探测器由于受体积及安装方式限制，无法对可能引起电气火灾的重点对象采取有针对性的探测^［2］，然而吸气式烟雾探测器却可以做到这一点。

      吸气式感烟探测系统包括火灾报警器、空气采样管网、显示控制单元。探测器由吸气泵、过滤器、激光探测 腔、控制电路、显示电路 等组 成。吸气泵通过PVC 管或钢管所组成的采样管网，从列车车厢 ( 空调回风口) 内连续采集空气吸入探测器。被采集的空气经过过滤器组件滤去灰尘颗粒后进入探测腔，探测腔有一个稳定的激光光源。烟雾粒子会使激光发生散射，散射光使高灵敏的光接收器产生信号，经过主机系统分析，完成光电转换，而后烟雾浓度值及其报警等级由显示器显示出来。

      吸气式烟雾探测器可对于车厢内的火灾烟雾进行多级报警，为司机提供极宽的时间范围，使之有机会对火灾危险进行排查和响应，有可能采取不同灾害级别的响应措施。当车厢内烟雾浓度达到 0. 015% ～0. 15% obs / m( 第一级报警 ) 时，吸气式主机发送“预警”信号通知，列车司机对反常情况进行排查; 当烟雾浓度升高到 0. 15% ～ 1% obs/m( 第二级报警) 时，主机启动控制程序，发出“行动”警告; 当烟雾浓度大于 1%obs / m( 第三级报警) 时，主机发送“火警 1 ”信号，司机需要靠站停车并开始疏散人群; 当烟雾浓度持续攀升到大于 5% obs/m 时( 第四级报警) ，主机发送 “火警2”信号并触发联动模式启动火灾自动灭火系统。

      吸气式烟雾报警探测器在国外地铁车厢内安装比较普遍，在北京地铁一号线、二号线列车车厢内也有安装，见图 1、图 2。

      目前，国外地铁列车车厢中自动灭火系统基本采用高压细水雾系统。“细水雾”灭火系统是利用压力水流过专用细水雾喷头后形成的细小雾滴进行灭火或防护冷却。高压细水雾雾滴直径平均小于 200 μm，比表面积较高，吸收热的水微粒容易汽化，体积增大约1 700倍。由于水蒸汽的产生，既稀释了火焰附近氧气的浓度，窒息了燃烧反应，又有效地控制了热辐射，达到双重灭火的效果。

      高压细水雾系统在国外地铁设备用房及列车车厢中应用较广，但在国内地铁中仍无应用先例，目前国内地铁主要使用七氟丙烷 ( FM200) 或者烟烙尽( IG541) 气体灭火系统，以保护车站总控设备室、通信设备机房、高压变电室等重要电气设备房间，但气体灭火系统的灭火剂比较昂贵，工程建设投资和运营费用较高，另外系统喷放后的废气也会对周围环境产生影响。细水雾灭火技术以水为灭火剂，是绝对的绿色环保产品，对人体和环境没有任何危害，另外还具有清洗烟雾中有毒成份及降尘的功能，有利于人员逃生，因此可以实现以人为本的设计理念。高压细水雾与气体灭火系统比较如下表 2 所示。

      鉴于目前国内地铁行业无实际工程可参考借鉴，而且相关的规范标准比较匮乏，因而系统的选择应考虑到水源储存条件、设备占地等因素。细水雾灭火系统在使用过程中由于产品或操作者等原因，可能造成误喷现象，为最大限度降低误喷的可能性，可选用闭式预作用自动灭火系统。高压细水雾装置组件见图 3、图 4。

      地铁作为一种方便快捷的交通工具逐渐被许多城市运用到城市交通中来，而地铁火灾由于其具有的特殊性，逐渐得到人们的重视。而地铁火灾当中又以车厢火灾为发生概率最大的一类地铁火灾，对于这一类火灾更要降低其影响范围，减少损失，使城市公共交通系统更加便捷、安全。针对车厢火灾危险性的应对方法，本文给出了设置火灾自动报警及自动灭火系统的建议，并列举现行国内外典型安装于车厢内的火灾自动报警及灭火设备，为从事消防系统的设计、施工、维护和消防管理工作者提供参考。

 

［1］ 卜格非． 极早期烟雾报警系统在列车中的应用分析［J］．电力机车与城轨车辆，2010，33( 5) : 52-53．

［2］ 徐惠林． 烟雾探测火灾报警系统在地铁车辆上的应用［J］． 车辆产品与零部件，2009，47( 3) : 15-18．