李晓东

(北京消防总队轨道支队，100007，北京∥高级工程师)

地铁列车火灾是地铁火灾类型中最为复杂的一种。列车在运行过程中发生火灾，不仅人群的疏散困难，消防人员的施救也同样困难。在1980年至2005年间全球发生的30起地铁重特大火灾中，车辆原因占70%，多达20多起(其中电路短路或者电气设备故障是引发火灾的主要原因);车站设备故障原因占23%;人为或恐怖袭击占7%。重特大地铁火灾所造成的人员伤亡和财产损失都是巨大的。

随着我国地铁的快速发展，地铁消防工作也得到了各级政府的重视和关切。运用先进的自动灭火系统，能够有效防范各种突发火灾隐患，有助于在火灾发生时快速控制火情、疏散群众。高压细水雾自动灭火系统在欧美各国地铁列车中的应用相当广泛。这种系统既有气体灭火的优势，体现为流动性和淹没性，又有水系统的快速降低火场能量和温度的特点;同时又具有系统轻便、可有效降解有毒气体和烟尘等的独特优势，能维持良好的火场视线，为快速疏散人群创造条件。无论从应用实践上，还是从规范化认证上，高压细水雾自动灭火系统都是目前全球地铁列车灭火的主要方式。

1 地铁列车火灾的复杂性

地铁列车火灾的复杂性体现在以下几方面:

1)火灾多发生在地铁列车的运行过程中，人员疏散困难。

2)火灾发展的速度很快，现有消防方式的非主动性灭火，导致延误最佳灭火时间，火势很可能蔓延到列车的其他车厢。

3)列车车厢内外的装饰，如墙板、座椅、地板、油漆、玻璃纤维等均含有可燃成分，有些甚至遇火焰后会产生有毒气体和浓烟，造成乘客中毒和窒息。

4)火场的高温会造成车体结构变形，车门无法正常打开，人员无法自救。

5)消防人员需要一定时间才能赶到火场，现场缺乏专业人士指挥和引导，易引发人群心理恐慌，很可能导致更大人身伤亡。

6)火灾起因是多样的，火灾种类也很多，此外，还有一些火源是被遮挡的，因此，地铁列车的防火系统对灭火剂的性能要求很高。

7)地铁列车上的自动灭火系统无论是体积还是自重都会受到很大的限制。

8)目前，安装在列车上的干粉灭火器冷却效果差，无法降低火场温度和对外的辐射作用，既容易引燃周围物体又可能产生复燃;另外，干粉喷出后现场视线差，灭火后需要后续处理。

2 主流的自动消防方式

目前，主流的自动消防方式主要有气体灭火、水喷淋/低压细水雾等。

1)气体灭火:是现今最流行的自动消防方式，但其在使用中存在很大的制约性，比如，必须是在密闭环境中才能实现全淹没。地铁列车是开放式贯通的，又有空调和通风设备，所以灭火气体无法达到设计灭火的浓度;而在每节车厢上都要安装大量高风险的高压气瓶，造成综合风险高;气体灭火对火场基本没有冷却作用，火场能够通过对外辐射能量使火灾向周边隔空蔓延;同时，昂贵的重新灌装气体成本以及易发生误喷现象，也是气体灭火无法应用于地铁列车的原因。

2)水喷淋/低压细水雾:其最大的问题是水量太大，是高压细水雾的10～20倍;过大的水量会造成列车电气部分的巨大损害，使列车很难在短时间内恢复运行;其庞大的水箱和粗大的管道，不仅大量增加地铁车辆的自重，改变车体动力学性能，同时也存在无法找到合适的安装位置等情况;作为直接灭火方式，水喷淋和低压细水雾系统无法产生气体灭火的淹没性，对于受阻空间或者阻隔形式的火灾就有很大的局限性;不能应用在B类液体火灾和电气类火灾也是这种系统的致命缺陷。

3 高压细水雾自动灭火系统

高压细水雾系统作为目前国外主流的地铁列车灭火系统，已经过充分的技术论证和长期大量的试验和实践，无论在可靠性和安全性角度，还是系统的响应速度和灭火的效果，都完全符合地铁列车灭火的要求。这是地铁灭火领域具有前瞻性的技术，为地铁火灾防范提供了新的理念。

高压细水雾自动灭火系统是纯物理灭火系统，通过水从液态常温到高温蒸发变成气态的物理作用，达到吸收火场能量的目的。水蒸气快速膨胀还能降低火场氧气浓度，无污染，绝对环保。此系统通过高压和喷嘴将通过管道的水雾化成具有高动能的100μm以下的毛细水珠。在火场中，毛细水珠庞大的接触表面积能够快速充分地吸收火源附近的能量，通过毛细水珠在火场中从液态到气态的蒸发，置换火场中的氧气，达到使火源窒息的作用。同时，此系统具有高加速度的毛细水珠可实现对火场的全淹没，并可以用于遮挡和受阻空间的火灾;此外，毛细水珠气化所产生的水蒸气还可以吸附烟尘粒子，而较大的水雾作用面积则可对有毒烟气进行过滤和降解。

3.1 在地铁列车灭火中的优势

1)高压细水雾系统有着超强的火场冷却效果，能阻止使车辆变形的火源向外辐射热量或使火灾扩散到其他区域。

2)可以有效地分隔火源，降低火场中心氧气浓度，直至火灾熄灭。降低氧气浓度只在火源高温处发生，不会造成其他地区氧气浓度的降低，对车厢内乘客无任何影响。

3)无密闭空间要求，是其区别和优于气体灭火的特色，处于空调排风状态或者全开放的车厢内部均可实现灭火和控火效果。

4)其降尘和过滤烟气作用，也是诸多灭火系统中的佼佼者，可防止地铁列车车厢内乘客因吸入燃烧产生的烟气而中毒或窒息。

5)在系统构造上，高压细水雾系统以雾化方式操作，对水量要求小，系统结构简单，不会造成车辆自重的大幅增加:对于6节编组的地铁列车，总水量仅需要150 kg，不锈钢主管道外径为12 mm，整个系统增加的列车自重仅500 kg左右。

6)不需要预警，系统探测到火灾后直接响应，灭火无时间上的滞后，体现了自动灭火系统的特点;同时，适用于A类固体、B类液体、C类化学品火灾以及电气类火灾。

7)安全环保，无污染、无分解产物，灾后能快速恢复运行，避免长时间停运给地铁运营带来损失。

8)由于灭火剂为水，获取容易，重新填充成本低廉，也是高压细水雾系统的长处。

3.2 高压细水雾自动灭火系统的组成

1)火灾探测系统:与高压细水雾系统联动，在关键区域设置烟雾或者温度感应探头，智能分析和识别火灾发生，并及时响应和触发灭火系统工作。

2)高压细水雾系统:喷嘴和基座;管道和区间阀;钢瓶，包括高压氮气瓶和水瓶(有内胆);辅助配件，包括防震、耐温配件。

3.3 地铁列车高压细水雾自动灭火系统的方案制定和认证检测

地铁列车涉及到诸多安全问题，而且列车运行过程中的情况千变万化，尤其是牵扯到人民生命和财产安全的大事，所以，系统的安全性和可靠性必须经过极其严格和全方位的评估和检测，并通过权威机构的认证。

1)对于车辆燃烧风险的分析:包含车辆潜在的风险评估，测试火灾负载，确定火灾参数(比如空调效率、通风量等)。

2)对于车辆运行条件的参数分析:运行坡度、地下隧道、跨江隧道等特殊条件。

3)制定灭火系统的技术说明书:从车辆的详细情况(如几何尺寸、空间情况、通道情况、通风方案等)，到列车运行区段情况(如路段动力等级、防火等级)，再到系统安装空间及位置，以及机械、电气、通信接口的定义，最后到认证标准的依据，直至系统安全性计划。

4)除此之外，还包括报警系统测试、烟雾测试、机械性测试、耐候性测试、冶金学测试、极限温度下的细水雾喷雾测试、防冻液测试、系统功能型布局测试、灭火性能测试、高电压下灭火测试，直至高速运行时和静止时的1∶1实体车辆灭火测试。

4 结语

目前全球流行的地铁列车高压细水雾自动灭火系统，有着非常严谨的技术测试标准。国外的先进经验，有助于我们建立防范火灾、减少和杜绝火灾伤亡事故的长期有效机制和系统。本文也尝试性地引入一些相关的理念和观点，为地铁列车消防技术的革新和发展提供参考。

［1］ 罗一新.关于地下铁道火灾防治措施的思考［J］.中国安全科学学报，2004，14(7):70.

［2］ 张培红，占欢.高压细水雾灭火系统抑制地铁列车车厢火灾的有效性［J］.沈阳建筑大学学报，2009，25(5):42.