地铁车辆间壁防火结构分析与探讨

地铁车辆间壁防火结构分析与探讨
摘要：在地铁车辆设计过程中，间壁结构中存在各类电气设备，因此，不但应
将材料防火性能考虑其中，还应将间壁结构的防火性能加以考虑。

本文简述地铁
间壁的各类防火标准，通过对间壁防火性能的测试以及结果分析，提出间壁防火
的设计形式。

关键词：地铁；间壁防火；结构设计
引言：当前我国各大城市相继使用地铁车辆，在地铁车的间壁设计过程中，
不但应将实用性能考虑其中，同时还应考虑到防火性能，保障发生意外情况时乘
客和司机的生命安全。

因此，研究地铁的间壁防火设计形式十分重要。

1 地铁间壁防火标准
地铁间壁主要指乘客室、司机室间隔墙体，主要有以下三种防火标准：（1）DIN5510防火标准，从材料毒性、可燃性以及发烟性等方面对其防火性能作出相
关要求。

（2）BS6853防火标准，主要按照材料燃烧火焰传播情况，要求材料符
合间壁防火标准，并对间壁展开＞20min的防火测试，保障在温度＜300℃时材料的隔热性能良好。

（3）EN45545防火标准，此标准需要间壁材料符合R1要求，
依照EN1364-1标准对间壁展开15min的防火测试，保障间壁防火性能良好[1]。

2 地铁间壁防火测试
2.1测试过程
当前，城市地铁间壁常使用铝蜂窝材料，这种复合材料可在司机室以及乘客
室之间设立一个通道门，并将设备柜门设置在司机室中，使用透视玻璃作为通道门，缓解司机室以及乘客室间的压力差。

本案例是依照BS6853防火标准，对间
壁的防火性能展开测试。

使用复合类型蜂窝铝材料作为间壁材料，在间壁上模拟
出设备柜门和通道门等结构。

门上设有普通透视玻璃以及通风格栅，在间壁外侧
使用5个温度贴片，测试时间持续4min，此时间壁背火一侧产生了局部凸起现象，在通道门页以及门框等位置间隙部分产生冒烟现象，有4个温度贴片发生脱落。

试验继续进行至10min时，此时间壁门的背火一侧产生烧焦现象，门漆和门框的
密封条发生脱落，使用感温枪测试门面实际温度，已经达到650℃，继续持续
1min后，间壁背火一侧产生明火，结束测试。

2.2结果分析
通过以上试验，可以看出使用传统的间壁材料出现防火失效的原因主要是使
用胶水、胶膜等作为铝蜂窝的成型材料，耐高温效果不好。

一旦地铁出现着火事
件时，这种材料性能失效，使结构产生脱落，最终蜂窝芯以及铝板之间相互脱离。

同时在通道门的位置使用铰链，导致门框以及门板等结构之间产生间隙，容易在
火灾发生时产生透火问题。

安装普通类型透视玻璃容易在高温环境下产生爆炸问题，威胁人员安全，格栅位置容易透火[2]。

3 地铁间壁防火结构的设计
针对以上间壁防火设计产生的问题，下文对上述间壁结构存在设备柜、透视
玻璃、格栅等结构防火性能较低问题，作出以下优化设计。

3.1使用防火涂料和复合材质
试验结构中，间壁使用的是普通的胶膜、胶水作为铝蜂窝材料的复合料，因此，结构整体抗高温能力较差，一旦发生火灾容易产生材料失效问题。

对此，可
应用防火类型涂料对地铁间壁展开处理。

这种材料可在高温环境下发生膨胀，导
致结构产生发泡，进而在构件外表产生隔断层，将热源断开。

最终，将间壁结构
形成一个封闭的保护空间，将热量、材料之间热传递时间延长。

在应用防火涂层时，实际厚度应按照对应的防火标准灵活调整。

在间壁中间层位置使用防火涂料，配合地铁外观整体设计，防止对漆面的调色产生影响。

通常使用的胶膜、胶水等
材料，耐热性能＜200℃时状态良好，在间壁外部也设有防火涂料，但是蜂窝和
铝板之间连接部分结构失效。

所以在实际铝蜂窝结构设计过程，应使用防火涂料
以及耐高温类型的复合胶膜。

同时，为保障间壁结构的抗热性能，还应使用复合材质铝蜂窝。

这种材料在
受火面使用厚度为1mm的钢板，钢板后方使用陶瓷纤维，之后设置FB140型号、厚度0.5mm的防火板，再设置铝蜂窝材质。

此复合材料导热系数可达0.77W/m.k，当温度处于140℃时即可产生膨胀进行隔热。

同时这种复合材料的刚度、平整度
较好，属于外包钢板，复合材料整体厚度为22mm，因此需要占据一定的地铁空间。

除此之外，此种材料在加工工艺方面适用于间壁两侧的外露位置，不适合应
用在含有曲面造型处。

由于此种复合结构属于“三明治”结构，使用1mm钢板作
为受火面，可保障间壁结构整体的完整性，中间层的隔热板以及陶瓷纤维等可保
障材质隔热效果良好，在外部使用铝蜂窝结构为背火面提供了强度支持。

3.2门间隙使用防火胶条和泡沫填充
此测试结构当中，通道门、门框、铰链、门页等位置存在缝隙，因此，当地
铁发生火灾时，非常容易产生透火问题。

但是如果使用这些结构就不可避免存在
结构缝隙，这些缝隙成为了间壁防火的薄弱区。

对此，可在缝隙位置使用耐高温
防火胶条，并使用耐高温胶进行粘接。

这种结构通常情况下，利用膨胀条作为门框、门板等结构之间的减震垫，一旦发生火灾，膨胀条会立刻产生膨胀，及时封
堵未变形的墙板、门板等之间存在的空隙，同时还能阻止乘客室中的毒烟和毒气
等蔓延到司机室当中，实现火灾发生时对司机安全进行保护。

同时还可使用泡沫填充材料对间壁复合板的缝隙进行填充。

这种材料主要是
酚醛泡沫结合3D织物对复合板位置进行填充。

使用这种材料能够将铝蜂窝复合
板的封边结构进行包裹。

使用3D复合板作为间壁整体的骨架，支撑间壁在发生
火灾时，受火面不被火焰烧穿。

此外，使用泡沫填充可保障复合板表面的平整度
良好，符合地铁间壁设计对防火性能的要求。

3.3使用防火玻璃
地铁的间壁隔门上通常设有设备柜的观察窗以及透视窗等，对于试验过程透
视玻璃、格栅等结构产生爆炸问题，主要是使用的玻璃为普通材质，对此，可在
地铁间壁所有的透视窗位置使用防火玻璃。

这种材质的玻璃在发生火灾过程既能
阻挡毒烟和毒气，还不容易在高温环境下产生爆炸。

同时，为防止玻璃迅速遇到
高温产生炸裂问题，可在间壁的防火胶层位置使用发泡膨胀材料，组成具有防火
性能的胶板，防止火势迅速蔓延。

在格栅的设计方面，使用防火类型的格栅，既
能保障间壁的日常通风，又可在火灾发生时，发生膨胀将司机室形成闭合的空间。

通常防火类型的格栅可在环境温度达到200℃时产生闭合现象，及时阻止火势蔓
延到司机室内。

为提高间壁的防火性能，还可使用酚醛树脂类型的玻璃钢作为间壁材料，使
用酚醛树脂当做粘结剂，利用玻璃纤维作为间壁复合材料的增强材料。

其中酚醛
树脂主要是由甲醛以及苯酚等作为原料，使用氢氧化钠以及液态氨等作为反应的
催化剂，通过化学反应形成酚醛树脂。

这种间壁材料的密度较小、质量轻、厚度
9mm、平整度好，占据地铁空间较小。

同时使用这种间壁材料加工工艺不受限制，能适应间壁曲面造型复杂结构，但是应用过程需要注意：只可应用在间壁单侧外
漏地点。

在地铁间壁结构使用酚醛树脂类玻璃钢材料时，间壁外侧使用型钢作为
骨架，在骨架上方使用陶瓷纤维进行粘接，将其作为受火面。

由于陶瓷纤维拥有
良好的隔热性能，其导热系数可达0.23W/m.k，隔热性为普通间壁材料的8倍左右，因此防火性能良好[3]。

4 结束语
总而言之，在设计地铁的间壁防火结构过程，相关人员应结合实际防火标准
要求，对防火材料合理选择，保障在车身质量和外观设计的合理性，将防火涂料、复合材质、防火胶条、防火玻璃等合理应用其中，优化间壁防火设计方式，保障
设计质量。

参考文献：
[1]王艳丽，张中云，张政.防火标准在城轨车辆内装设计中的应用[J].铁道技术监督，2015，43（04）：6-9.
[2]华玲.地铁车辆隔墙结构防火安全设计[J].电力机车与城轨车辆，2014，37（03）：55-57.
[3]刘小霞，汪星华，霍文彪，等.浅谈地铁车辆防火安全控制[J].中国高新技术企业，2014（01）：119-121.。