城市轨道交通车辆防火要求CJ/T416-2012

 前言

中华人民共和国城镇建设行业标准

城市轨道交通车辆防火要求

CJ/T 416-2012

Fire protection requirements for urban rail transit vehicles

2012-12-24发布 2013-04-01实施

中华人民共和国住房和城乡建设部 发布

前言

本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。

本标准由住房和城乡建设部标准定额研究所提出。

本标准由住房和城乡建设部城市轨道交通标准化技术委员会归口。

本标准负责起草单位：长春轨道客车股份有限公司。

本标准参加起草单位：南车四方机车车辆股份有限公司、青岛四方车辆研究所有限公司、苏州轨道交通有限公司、上海申通地铁集团有限公司维护保障中心车辆公司、广州市地下铁道总公司、北京地铁运营有限公司、长春轨道交通集团有限公司、通标标准技术服务有限公司安吉分公司。

本标准主要起草人：李俊红、徐阳、王悦、王大伟、徐文野、王文健、周建乐、于全蕾、王旭东、王建兵、陈健、黄宪、曹国利、邹石龙。

1范围

1 范围

本标准规定了城市轨道交通车辆（以下简称车辆）的防火等级、防火要求、部件和材料的防火性能等级及防火性能要求、检验等。

本标准适用于地铁车辆、轻轨车辆、单轨车辆、有轨电车、磁浮车辆、自动导向轨道车辆、市域快速轨道车辆的防火要求。

2规范性引用文件

2 规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 2406.2 塑料 用氧指数法测定燃烧行为 第2部分：室温试验（GB/T 2406.2-2009，ISO 4589-2：1996，IDT）

GB 4208 外壳防护等级（IP代码）（GB 4208-2008，IEC 60529：2001，IDT）

GB 4715 点型感烟火灾探测器

GB 4717 火灾报警控制器

GB/T 5169.1 电工电子产品着火危险试验 第1部分：着火试验术语（GB/T 5169.1-2007，IEC 60695-4：2005，IDT）

GB/T 5169.16 电工电子产品着火危险试验 第16部分：试验火焰 50W水平与垂直火焰试验方法（GB/T 5169.16-2008，IEC 60695-11-10：2003，IDT）

GB/T 5907 消防基本术语 第一部分

GB/T 8323.2 塑料 烟生成 第2部分：单室法测定烟密度试验方法（GB/T 8323.2-2008，ISO 5659-2：2006，IDT）

GB 8624 建筑材料及制品燃烧性能分级（GB 8624-2006，EN 13501-1：2002，MOD）

GB/T 8626 建筑材料可燃性试验方法（GB/T 8626-2007，ISO 11925-2：2002，IDT）

GB/T 9978.1 建筑构件耐火试验方法 第1部分：通用要求（GB 9978.1-2008，ISO 834-1：1999，MOD）

GB/T 11785 铺地材料的燃烧性能测定 辐射热源法（GB/T 11785-2005，ISO 9239-1：2002，IDT）

GB 13495 消防安全标志

GB 15630 消防安全标志设置要求

GB 16280 线型感温火灾探测器

GB/T 19666 阻燃和耐火电线电缆通则

GB/T 25207 火灾试验 表面制品的实体房间火试验方法（GB/T 25207-2010，ISO 9705：1993，MOD）

GB 50140 建筑灭火器配置设计规范

GB 50490 城市轨道交通技术规范

TB/T 1484（所有部分） 机车车辆电缆

DIN 54837 轨道车辆材料、小部件及组件的燃烧性能测定 气体燃烧器法（Testing of materials，small components and component sections for rail vehicles-Determination of burning behavior using a gas burner）

3术语和定义

3 术语和定义

GB 50490、GB/T 5169.1、GB/T 5907和GB/T 9978.1界定的以及下述术语和定义适用于本文件。

3.1

城市轨道交通 urban rail transit vehicles

采用专用轨道导向运行的城市公共客运交通系统，包括地铁系统、轻轨系统、单轨系统、有轨电车、磁浮系统、自动导向轨道系统、市域快速轨道系统。

[GB 50490-2009，术语2.0.1]

3.2

防火隔板 fire barrier

在规定的试验条件下，能同时具有给定防火有效性和绝热作用的部件。

[GB/T 5169.1-2007，定义3.20]

3.3

防火性能 fire behavior

暴露于火中的材料、产品和/或构件，发生物理和/或化学变化或保持原有的性能。

注：这一概念包括对火的反应和耐火性两个方面。

[GB/T 5169.1-2007，定义3.21]

3.4

隔热性 insulation

在标准耐火试验条件下，建筑构件当某一面受火时，在一定时间内背火面温度不超过规定极限值的能力。

[GB/T 9978.1-2008，定义3.5]

3.5

耐火性 fire resistance

建筑构件、配件或结构在一定时间内满足标准耐火试验的稳定性、完整性和（或）隔热性的能力。

[GB/T 5907-1986，定义2.1]

3.6

燃烧性能 burning behavior

当材料、产品和（或）构件燃烧或遇火时，所发生的一切物理和（或）化学变化。

[GB/T 5907-1986，定义1.4]

3.7

完整性 integrity

在标准耐火试验条件下，建筑构件当某一面受火时，在一定时间内阻止火焰和热气穿透或在背火面出现火焰的能力。

[GB/T 9978.1-2008，定义3.6]

3.8

允许暴露时间 maximum allowable exposure time

人、动物或者其他用于评估或者测量的目标物体在特定条件下暴露，不会导致不可逆转的生理伤害的最大时间。

4车辆防火等级

4 车辆防火等级

车辆防火等级根据车辆的运行环境、火灾特性和火灾危险性等因素，分为两个等级，见表1。

表1 车辆防火等级

5车辆防火要求

5 车辆防火要求

5.1 一般要求

5.1.1 车内醒目位置、与消防安全有关的部件应按照GB 15630的要求设置消防安全标志。消防安全标志应符合GB 13495的要求。

5.1.2 座椅及其周围、行李架上部、客室墙角等火灾危险区域的非金属零部件不应有尖角或突出物。

5.2 内装和内部设施

5.2.1 行李架的设计应能从行李架下方看到行李物品。

5.2.2 对安装采暖设备的侧墙、地板等部位，应进行安全隔热处理。

5.2.3 对于防火等级为2的车辆，客室地板结构、司机室与客室之间的间壁结构、配电柜间壁结构的耐火性能应符合表2的要求。

表2 防火隔板的耐火性能要求

5.3 通信系统

车辆的通信设施应具备在发生火灾时应急广播和紧急通信功能。

5.4 空调系统

空调设备应具有过热保护装置，空调管道应采取防火安全措施。

5.5 采暖系统

5.5.1 当采用电加热器时，应具有超温保护功能。

5.5.2 当采暖设备安装在座椅下方时，发热体和座椅之间应设置不燃性防护板。

5.6 电气系统

5.6.1 司机室、客室等区域应设置应急照明。

5.6.2 车辆应设置蓄电池，其容量应满足紧急状态下车门控制、应急照明、外部照明、车载安全设备、广播、通信、信号、应急通风等系统的供电要求。用于地下运行的车辆，蓄电池容量应保证供电时间不小于45min；用于地面或高架线路运行的车辆，蓄电池容量应保证供电时间不小于30min。

5.7 车辆配线

5.7.1 可能发生电弧或发热的器件邻近或连接的电线电缆，应采取包覆不燃材料等防火保护措施。

5.7.2 火灾报警、应急照明、应急广播等系统的配线应满足火灾时连续供电的需要，应采取穿金属管、敷设在封闭的金属线槽等防火保护措施，或采用符合GB/T 19666要求的无卤低烟阻燃耐火电线电缆。

5.7.3 配电线路不应穿越通风管道内腔或敷设在通风管道外壁上。

5.8 消防设施

5.8.1 每个司机室应至少配置1具手提式灭火器，每个客室应至少配置2具手提式灭火器，其类型及规格应符合GB 50140的要求。

5.8.2 灭火器应设置在位置明显和便于取用的地点，且不应影响安全疏散。

5.9 火灾探测报警系统

5.9.1 防火等级为2的车辆应设置火灾探测报警系统，该系统应至少包括火灾报警控制器和火灾探测器。

5.9.2 司机室应设置符合GB 4717要求的火灾报警控制器。

5.9.3 司机室、客室应设置符合GB 4715要求的感烟火灾探测器。司机室、客室内的探测器宜布置在车体纵向中心线。

5.9.4 牵引变流器、辅助变流器等电气设备宜设置符合GB 16280要求的感温火灾探测器。

5.9.5 探测器宜水平安装；当倾斜安装时，倾斜角不应大于45°。

5.9.6 火灾探测报警系统应与空调系统联动控制，火灾报警后，应停止有关部位的空调送风。

132'>《城市轨道交通车辆防火要求》CJ/T 416-2012

 附录C（规范性附录）产烟量的计算方法

附录C

（规范性附录）产烟量的计算方法

本附录规定了产烟量的计算方法。

式（C.1）、式（C.2）和式（C.3）用于计算试验过程中产烟总量TSP：

式中：

V（t）——排烟系统的体积流量（m3/s）；

V298（t）——当温度达到298K时排烟系统的体积流量（m3/s）；

T（t）——测量截面的温度（K）。

式中：

SPR（t）——产烟速率（m2/s）；

V（t）——排烟系统的（与正常状态无关的）体积流量（m3/s）；

L——通过管道的光路长度（m），这个长度规定为管道直径；

I——光接收器的零值信号（取至少5个测量点的平均值），例如（mV）；

I（t）——光接收器的信号，例如（mV）。

式中：

SPR（t）——产烟速率（m2/s）；

TSPtmax——在整个试验时间内t max的产烟总量（m2）；

3——使用因数3，是因为每3s确定一个数据点。

 附录D（规范性附录）产烟毒性的测试方法及要求

附录D

（规范性附录）产烟毒性的测试方法及要求

D.1 范围

本附录规定了除电线电缆以外的部件和材料产烟毒性的测试方法及要求。

电线电缆的产烟毒性应符合TB/T 1484的相关规定。

D.2 通用测试方法

D.2.1 应按照GB/T 8323.2的规定，在辐射照度为25kW/m2、有引燃火焰的条件下进行测试。

D.2.2 测试箱应放置在15℃～35℃、相对湿度20％～80％的不通风的空间内。

D.2.3 测试箱上应放置排烟罩，每次试验结束后应从测试箱排烟。

D.2.4 测试箱外不锈钢探针的接点后，安装一个三通阀，三通阀可在环境空气取样和测试箱取样之间转换。

D.2.5 试验进行到第4min和8min后，分别对烟气取样进行浓度分析。用一根或多根内径5mm的不锈钢探针，在测试箱内部取样，探针由顶盖中间垂直插入烟箱内部。取样口应固定在测试箱顶盖下方300mm。温度传感器应固定在距离该取样口不超过5mm的地方。取样时应记录温度。

D.2.6 试验应至少持续8＇30″。在对烟气进行第二次取样后，结束试验。

D.2.7 对于软垫产品，宜从成品件中切取试件，也可用泡沫和包覆材料制成试件。

D.3 成品座椅的测试方法（可选的测试方法）

D.3.1 可在按照附录B进行成品座椅燃烧性能试验时测定燃烧座椅的产烟毒性。

D.3.2 应以不超过1min的间隔分析燃烧产物。

D.3.3 应按照GB/T 25207的规定从气体分析仪取样。在分析的位置和烟气取样点之间的取样管应加热到（165±15）℃。取样管长度不应超过4m。

D.4 产烟毒性要求

D.4.1 CIT值

用CIT值（毒性指数）来表示燃烧产烟毒性。CIT值可通过两个因数计算得出，见式（D.1）：

式中：

f——换算系数；

ci——测试箱中i类气体的浓度（mg/m3）；

Ci——i类气体的参考浓度（mg/m3）。

CIT值无量纲。组分总和由各种烟气成分值与参考值之比构成。应分析表D.1列出的八种气体。

表D.1 烟气成分的参考浓度

D.4.2 按GB/T 8323.2试验时计算测试结果按GB/T 8323.2进行试验时，利用式（D.2）计算CIT值：

式中：

ci——测试箱中i类气体的浓度（mg/m3）；

Ci——i类气体的参考浓度（mg/m3）；

0.0805——换算系数。

D.4.3 成品座椅测试时计算测试结果

D.4.3.1 按照附录B进行座椅试验时，应以不超过1min的间隔测定烟气成分的浓度。应根据有效剂量百分数FED评估产烟毒性。在某个时刻t＝tzu1。确定FED。如果FED（tzu1）小于或等于1，则符合要求，见式（D.3）～式（D.6）：

式中：

Cti——i类气体的曝光剂量[（mg/m3）·min）]；

Ci——按表D.1，i类气体的参考浓度（mg/m3）；

tzu1——按表7～表12中列出的允许暴露时间（min）。

式中：

mi——i类气体的释放质量（mg）；

t——从进行试验开始测得的时间（min）；

VReferenz——标准场所的容量（VReferenz＝150m3）。

式中：

ci，m——i类气体的质量浓度（mg/m3）；

V0，Abluft——根据p0和T0确定的排烟体积流量（m3/s）。

式中：

ci,v——i类气体（测得）的体积分数（10-6）；

Mi——i类气体的摩尔质量（mg/mol）；

p0——气压（Pa），例如p0＝101300Pa；

T0——气体温度（K），例如T0＝298K；

R——气体常数（R＝8.3145J·mol-1·K-1）。

D.4.4 产烟毒性要求

如果FED（tzu1）小于或等于1，则部件或材料符合产烟毒性要求。

采用式（D.7）计算FED值：

式中：

CIT4，CIT8——在试验4min或8min后，按D.4.2计算的CIT值（取3次测试的平均值）；

tzu1——按表7～表12中列出的允许暴露时间。

D.5 试验报告

D.5.1 试验报告中应至少包括下列内容：

a） 试验报告编号和试验日期；

b） 试验机构的名称和地址；

c） 试验委托方的名称和地址；

d) 试件生产厂或提供试件厂家的名称；

e） 产品特性和用途的详尽描述：其中应包括产品的名称、商标，以及试件尺寸、质量或密度；

f） 对产品的详尽描述：其中应包括产品结构和材料的详细说明；

g） 试验依据的标准和试验内容；

h） 试验前、后的照片；

i） 试验结果；

j） 试验报告负责人的姓名及签名；

k） 试验报告的签发日期；

l） 本报告的有效性的期限；

m） 分析法的名称；

n） 说明试件、暴露面以及可能使用的金属格栅结构/准备/装配方式或其他特殊方法；

o） 在取样时每种分析气体的浓度；

p） 在取样时，取样点的温度；

q） 与取样时间相关的CIT值；

r） 试验时可能出现的问题；

s） 试验条件有任何偏差。

D.5.2 按GB/T 8323.2在测试箱进行试验时，还应记录下列试验结果：

a) 试验前的试件重量；

b） 在试验4min和8min后，取样点的温度。

 附录E（资料性附录）检测产烟毒性的分析法

附录E

（资料性附录）检测产烟毒性的分析法

E.1 FTIR光谱法

E.1.1 FTIR-间断的气体分析

E.1.1.1 通过比较具有已知浓度的标准混合气体的校准光谱，来进行定性和定量光谱分析。根据吸收光谱带的物质特定状况和形式，鉴定要分析的气体，并通过吸收光谱带的高度或面积来确定浓度。

E.1.1.2 应遵守ISO 19702中有关FTIR分析的试验程序、校准和评估的一般规定。

E.1.2 取样

E.1.2.1 应使用不锈钢探针在4min和8min后，从符合GB/T 8323.2的测试箱（见图E.1）内部提取烟气样品。

E.1.2.2 在不锈钢探针接点后面，安装一个三通阀。三通阀可在环境空气取样和测试箱取样之间转换。在三通阀后安装一个用聚四氟乙烯（PTFE）制成的合适烟灰过滤器。应使用一个平面型或圆柱形过滤器保护气体池，过滤器具有不大于3μm的孔隙度。过滤器应容易更换元件并适用于（165±15）℃的温度环境。

E.1.2.3 过滤器应加热到（165±15）℃。通常，氯化氢这些亲水气体可能会在冷凝液中溶解，导致分析数据不准确。也可使用其他过滤器，例如，用陶瓷或不锈钢制成的过滤器，只要这个过滤器能进行3μm的过滤，且不会滞留要分析的气体。

E.1.2.4 取样流量应为（4±0.5）L/min。

E.1.2.5 流量应与气体池及其光学距离相配，以便能记录15s或更短时间内的光谱。响应时间（在气室中完全更换气体所需的时间）不应超过记录光谱带时间。应确定延迟时间（气体从取样探针到达气室所需的时间），并进行修正，以便在4min和8min后从烟箱到气室进行取样。

E.1.2.6 取样软管应采用化学惰性材料制成，且在较长的时间内能承受至少180℃的温度。软管应加热到（165±15）℃。软管的长度不应超过2m。推荐采用具有4mm内径的耐温PTFE软管。

说明：1——可选择的计数器；2——泵；3——流量计；4——FTIR气室（165±15）℃；

5——加热的取样管；6——加热的过滤器；7——三通阀；8——测试箱；9——带有热电偶的取样探针。

图E.1 符合GB/T 8323.2的测试箱和FTIR记录系统

E.1.3 FTIR气体池

E.1.3.1 气体池容积应小于2L，宜在0.4L～1L之间。在选择气体池时应考虑，对于气体浓度较低时，气体池光程长度的增加会增加分析的灵敏度。

E.1.3.2 应使用不锈钢或镀镍的铝气体池，宜使用高密度的镍镜，也可使用镀金的内镜，应定期检查其功能是否受到腐蚀影响。

E.1.4 FTIR分光计

选择FTIR分光计时应注意下列准则：

a） 需要一个强度和温度较高时稳定的红外线源。

b） 具有连续扫描和分辨率为4cm-1或更高的干涉仪。光谱记录应在500cm-1到4200cm-1的光谱范围内。

c） 宜使用DTGS（室温）型或MCT（氮气冷却）型检测器。

d） 扫描时间应不超过3s。

e） 光谱之间的间隔应不超过15s。每个光谱宜至少扫描4次或5次。

f） 低灵敏性气体检出限（MDL）应小于15×10-6。二氧化碳的检测限应小于300×10-6。

E.1.5 试验准备

过滤器、软管系统和FTIR气体池应加热到（165±15）℃。启动FTIR取样泵，并将流量率调到4L/min。分光计应处于准备运行状态。

E.1.6 试验步骤

E.1.6.1 进行试验前，应记录背景光谱。

E.1.6.2 开始试验。

E.1.6.3 在试验开始后3＇45″时调节三通阀，以便能从烟室提取烟气试件；应等待15s。

a） 在试验进行4min后，应利用15s的时间记录用来进行定性和定量分析的未知烟气光谱。

b） 在进行试验4′15″后停止对烟气取样，然后将三通阀归回原位，给气体池再次输送测试箱外部的气体（例如：扫气）。

E.1.6.4 试验开始后7′45″时调节三通阀，以便能从烟室提取烟气试件；应等待15s。

a） 在试验进行8min后，应在15s内记录用来进行定性和定量分析的烟气光谱。

b） 在进行试验8′15″后停止对烟气取样，将三通阀归回原位，向气体池再次输送测试箱外部的气体（例如：扫气）。

E.1.6.5 允许旋转三通阀的时间极限偏差为±3s。

E.1.7 结果计算

根据式（E.1）计算4min和8min取样时各种烟气成分的质量浓度：

式中：

ci，m——在试验4min或8min后，测试箱中i类气体的质量浓度（mg/m3）；

ci，v——在试验4min或8min后，测试箱中i类气体（用FTIR测得）的体积分数；

Mi——i类气体的摩尔质量（mg/mol）；

PKammer——在试验4min或8min后，测试箱中的气压（Pa）；

R——摩尔气体常数[R＝8.3145J/（mol·K）]；

TKammer——在试验4min或8min后，测试箱中的气体温度（K）。

计算CIT值（毒性指数）可使用D.4.2中的各种烟气成分的浓度ci，m。

E.2 湿化学分析法

E.2.1 要求

E.2.1.1 对于以下气体可使用湿化学分析法：

HCN、HCl、HBr、HF和SO2。

对于不宜采用湿法分析的CO、CO2，推荐采用非色散红外光谱学测定其浓度。对于NOx，则建议采用化学发光法直接检测。

注：对于这种分析法的详细说明参见ISO 19701。

E.2.1.2 湿化学分析法是通过吸收溶液中导入燃烧气体的方法，然后利用适当的方法，分析这种吸收溶液。计算公式见式（E.2）：

式中：

ρG——气体浓度（μg/L）；

ρs——溶液浓度（g/L或mol/L）；

V——溶液体积；

H——1g或1mol待测气体单位体积的气体常数。鉴于当前温度和气压，应纠正温度为0℃和气压为101.325Pa时，1mol、22.4L气体的数值；

mG——气相物质G的分子质量；

mS——溶液中对应物质的原子质量；

q——通过吸收瓶的气体流速；

t——气体吸收时间。

E.2.2 取样

E.2.2.1 试验开始后，分别在4min和8min时测定气体浓度。为了能吸收足够的燃烧释放气体，在每次测量前30s和每次测量后最多30s的时间内（即从3′30″到4′30″，以及7′30″到8′30″）分别吸收。

E.2.2.2 取样时，用一个或多个彼此相连的洗瓶吸取燃烧释放气体。在这个洗瓶（这些洗瓶）后面各有一个可调节的泵和一个校准的流量计。在流量计处应测定流过的气体温度，以便可在正常条件下转换体积流量计。利用流量计，可测定取样时吸取的气体体积。如果使用多条吸收路线，每条路线应连接测试箱的一个出口。每条吸收路线的流量应为2L/min。如果从一个出口吸取的气体同时用于多次分析，则应在过滤器后安装一个分流管，并确保从其中一条路线中吸取的气体不会倒退。

E.2.2.3 在第一次测定后，宜更换洗瓶，或者利用每个取样线路上的转换阀，切换到另一个洗瓶（洗瓶组）上。

E.2.2.4 在测试箱出口，通过一个加热到至少（165±15）℃的过滤器吸取燃烧气体（推荐采用具有2μm气孔直径的PTFE过滤器）。气体取样管，应使用PTFE材质。管道应在产品完全结束试验后清洗，并检查残留污染。如果无法充分清洁，应更换管道。

E.2.3 气体分析

推荐参考ISO 19701：2005的规定进行分析。表E.1描述的是不同气体的程序。

表E.1 分析气体成分

按ISO 19701：2005相应的条款进行校准和评估。在使用替代方法时，应证明等价。

E.3 比色管测量法

E.3.1 对于CO2、CO、HF、HCl、HCN、NO2(NOx)、SO2七种气体组分，可利用比色管测定其浓度。上述七种成分（HBr与HCl并为一种成分）总和计算CIT值：计算中，采用HBr的参考浓度（99mg/m-3），见式（E.3）。

应在测试开始后t＝4min和t＝8min时测定毒性数据（CIT值）。

E.3.2 测试装置和程序在pr EN 2824的以下条款中规定：

a） 气体取样探针；

b） 气体取样塑料包；

c） 真空箱；

d） 真空泵；

e） 其他气体取样方法；

f） 比色管；

g） 流量计泵；

h） 用于气体取样的试验装置。

E.3.3 在pr EN 2826第9条及其后的条款中，规定了气体取样和分析法。

E.3.4 应在对应的浓度量程范围内选择比色管。

E.3.5 在按E.3使用比色管时，若超过FED（t）极限值的80％，应考虑通过E.1的FTIR光谱法进行对比测量。