背景

轨道交通作为世界上最广泛的交通方式之一，承载了广大旅客的生命和财产安全，安全风险受到人们的极大重视。防火安全作为最重要的安全性能之一，通过长期的实践，发展出一系列评价材料燃烧性能的方法，其中欧盟提出的FIRST的概念（ F= 火焰蔓延性， I= 可燃性/点燃性， R= 热释放速率， S= 产烟浓度， T= 烟气毒性，合起来称作 FIRST）最为全面和代表性。

然而，在轨道交通行业，火灾风险水平由运行路线特征和车辆类型共同决定，不同风险水平的车辆，阻燃要求也对应有所差别。

EN 45545-1 车辆危险分级

等级	描述	要求
1	车辆不运行在地下区段，隧道和高架结构中，可以最小延迟停车，人员可以立即通过侧面撤离到安全地点。	车辆长度在基础设施允许的长度范围内；带侧向逃生通道和没有隧道和高架长于最小允许车长；激活火灾警报制动可以马上启动，车辆停止后可以马上撤离到安全区域；隧道和高架≤1km；隧道和/或高架的开放空间长于最大运行车长。
2	车辆可运行在侧面撤离是可行的地下、隧道和高架区段中，具有车站和紧急站，可为乘客提供安全地点，并可在短运行时间内到达。	带侧向逃生通道； 隧道和高架≤5km
3	车辆可运行在侧面撤离是可行的地下、隧道和高架区段中，具有车站和紧急站，可为乘客提供安全地点，并可在长运行时间内到达。	带侧向逃生通道； 隧道和高架>5km
4	车辆可运行在侧面撤离是不可行的地下、隧道和高架区段中，具有车站和紧急站，可为乘客提供安全地点，并可在短运行时间内到达。	从车辆的一端火车两端撤离； 无侧向撤离通道； 隧道和高架≤5km

第一部分：火焰蔓延测试

参数	EN 45545-2
火焰蔓延测试	ISO 5658-2
评价参数	临界辐射热通量 CFE

 

ISO 5658-2 测试方法概述

 样品

1、尺寸，800mm×155mm，厚度一般不超过50mm，至少6片；

2、表面要求，一般为平面材料或者至少50%的表面和最高点之间的距离在6mm之内；

3、前处理，23±2 摄氏度，50±5%相对湿度下达到质量平衡；

火源

丙烷气体，火焰高度约230 mm；

辐射热流

距离/mm	辐射强度/kW/m2	距离/mm	辐射强度/kW/m2
0	49.5	400	18.2
50	50.5	450	13.2
100	49.5	500	9.2
150	47.1	550	6.2
200	43.1	600	4.3
250	37.8	650	3.1
300	30.9	700	2.2
350	23.9	750	1.5

 

测试过程

1 装入模拟试样，打开设备辐射板，到热流值稳定并达到标准要求；

2 点燃试样点火源，调节到火焰高度约230mm；

3 将预处理的样品包上铝箔，装到试样架；

4 在15s内移开模拟试样并插入测试试样，并立即开始计时；

5 记录火焰前端到达标记线的时间；

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

结果评价（EN 45545-2）

 

ISO 9239-1，地面材料火焰蔓延测试

样品

尺寸，1050×230mm，每个方向至少3片；

前处理：EN 13238

辐射热流分布:

 

EN 45545-2 3个危险水平下对CHF的要求

 

 

 

 

 

测试过程

1调节燃烧箱排气管流量（箱体烟道2.5±0.2m/s）；

2 将预处理好的试样装在试样架上，并将试样架装在测试架上。

3 将点火源固定到规定位置，点燃点火源并启动计时器；

4 连续施加标准火源3min后熄灭火源；

5 继续测试直到5min；

6 测试结束后，记录样炭化长度、续燃时间、阴然时间、滴落物、烟气生成等；

不同标准对地面材料火焰蔓延要求比较

CHF, kW/m2	EN 45545-2
HL3	8
HL2	6
HL1	4.5

 

第二部分：烟密度测试

	EN 45545-2
方法概述	NBS烟箱法
测试条件	50kW/m2+无焰 或 25kW/m2+有焰
判定参数	玻璃钢座椅R6： Ds(4) & VOF4 防寒材 R1: Ds(4) & VOF4 地板覆盖材料R10: Ds max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

注：不含电缆烟密度。

方法1：EN ISO 5659-2

根据材料用途EN 45545-2分为两种测试模式，4个参数
T10.01 &10.02	Heat flux 50 kW/m2 + 无焰模式；Ds(4) 和VOF4
T10.03	Heat flux 25 kW/m2 + 有焰模式；Ds max
T10.04	Heat flux 50 kW/m2 + 无焰模式；Ds max

 

 

样品要求：

75mm×75mm×实际厚度，如果厚度大于25mm，从反面切除达到25mm厚度。

前处理：

样品在在23±2和相对湿度50±5%的条件下达到质量平衡。

测试过程：

1 打开试验箱门和进气口，启动排风机，将试验箱净化2min； 

2 擦净试验箱的光窗，清除试样盒、燃烧器和支架上的残余物；

3 接通电源，设定辐射锥温度和箱体问题，进行加热；

4 待温度稳定后，按要求开始进行设备校准；直到所有项目符合要求；

5 测量试样的长宽厚并称重，用铝箔将试样的背面盖住，安装于试样架上；

6 关闭烟箱门，进行试验，记录光透过随时间的变化数据，试验进行到指定时间（如10min或者20min）；并记录指定的值Dsmax，VOF4  

7 试验完毕后，用空白试样盒取代试验试样盒，排烟，直到透过率达到最大。

 

第三部分：烟气毒性测试

参数	EN 45545-2
烟气毒性测试	EN ISO 5659烟箱法产烟，采取FT-IR红外分析方法，测试条件根据标准分别为25kW/m2+有焰和50kW/m2 +无焰 管式炉分解+NF X70-100
评价参数	-
方法1-烟箱	CITG
方法2-裂解	CITNLP

 

方法1：基于面积的标准烟箱法 EN ISO 5659-2

分析气体：

CO/CO2/SO2/HCl/HBr/HF/NO2(NO)/HCN

根据材料用途EN 45545-2分为两种测试模式
T11.01	Heat flux 50 kW/m2 + 无焰模式；
T11.02	Heat flux 25 kW/m2 + 有焰模式；

 

 

气体浓度分析方法：

在标准的NBS烟箱中产烟，采取傅里叶红外定量分析法，分别测定在产烟开始4min和8min的各种气体浓度，根据标准转化为CIT_G。

样品要求：

75mm×75mm×实际厚度，如果厚度大于25mm，从反面切除达到25mm厚度

前处理：

样品在在23±2和相对湿度50±5%的条件下达到质量平衡。

计算方法 CIT_G：

其中,
CITG	毒性传统指数
ci	第i种毒气的气体浓度，mg/m3
Ci	第i种毒气的气体参考浓度

 

气体	参考浓度; mg/m3
二氧化碳 (CO2)	72000
一氧化碳 (CO)	1380
氟化氢 (HF)	25
氯化氢 (HCl)	75
溴化氢 (HBr)	99
氰化氢 (HCN)	55
二氧化氮 (NO2)	38
二氧化硫 (SO2)	262

 

根据上述公式，分包计算4min和8min的CIT_G，以两者大与标准规定值对比，以确定样品是否符合要求。

 

 

 

 

 

第四部分：热释放测试

参数	EN 45545-2
热释放	ISO 5660-1 对于大多材料，采取50kW/m2的方式， 水平朝上（地面覆盖材料）采取25 kW/m2
判定条件	MARHE

 

ISO 5660-1热释放测试

 测试原理 ：

本标准采取外部点火器，试样水平定位受到可控制等级的热辐射时（0 ~ 100 kW/m2），测定热释放的方法。热释放速率的测定是通过燃烧产物气流中氧气浓度计算出的氧消耗量和燃烧产物的流量来确定的，同时也对试样引燃（持续有焰燃烧）时间进行了测量。

一般来说，净燃烧热和燃烧所消耗的氧气质量成正比。这个关系是每消耗掉1kg的氧气释放出的热量大约为13.10*103 kJ。

样品：

尺寸，100mm×100mm，厚度不超过50mm，至少3个样品；

前处理，23±2 摄氏度，50±5%相对湿度下达到质量平衡；

 

 

交通工具用材料和部件的燃烧测试相关标准：

BS 6853

DIN 5510-2:2009

NF F16-101:1988

NF F16-102:1992

NFPA 130:2014

UIC 564-2:1991

TB/T 3138-2006

TB/T 3237-2010

MSC.307

FAR 25

AS/NZS 1754:2013

TL 1010:2008

95/28/EC 1995

NES M0094-2008

GB 24407-2012

GB/T 20953-2007

FMVSS 302

49 CFR 571.302

CMVSS 302

GB 8410-2006

ISO 3795-1989

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吴先生

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