防火涂料在轨道交通车辆中应用的研究

防火涂料在轨道交通车辆中应用的研究

赵军帅，修成良，李大千，姜腾飞，纪文师，吕晓燕

青岛地铁运营有限公司，山东青岛，266000

摘要：本文研究了防火涂料在轨道交通车辆中的应用，并探讨了其对提高车辆安全性和防止火灾蔓延的作用。通过对相关文献和实验结果的综合分析，发现防火涂料具有优异的阻燃性能和抗热辐射能力，在火灾发生时能有效延缓火势蔓延，为乘客提供更多逃生时间。所以，将防火涂料应用于轨道交通车辆中具有重要的意义。

关键词：防火涂料；轨道交通车辆；安全性；火灾蔓延；阻燃性能

一、引言：

随着城市化进程的加快和人口增长的持续推进，轨道交通成为现代城市中不可或缺的交通工具。然而，由于人员密集、车辆运行时间长等特点，轨道交通车辆的火灾安全问题也引起了广泛关注。在车辆发生火灾时，火势蔓延迅速，给乘客的生命和财产带来严重威胁。所以，寻找有效的防火措施，提高轨道交通车辆的火灾安全性，具有重要的现实意义。

二、防火涂料在轨道交通车辆中的应用

2.1 防火涂料的基本概念和分类

防火涂料是一种可以涂覆在表面的材料，具有阻止火焰蔓延的特性。根据其成分和特性，防火涂料可以分为有机防火涂料和无机防火涂料两类。有机防火涂料主要由有机高分子材料和阻燃剂组成，如磷酸盐类、氮系阻燃剂等。无机防火涂料则以无机材料为基础，如石膏、硅酸盐等。

2.2 防火涂料的作用机制

防火涂料主要通过以下几个方面发挥作用：第一，防火涂料中的阻燃剂能够抑制材料的燃烧反应，降低火势发展速度；第二，涂层能够形成一层保护膜，隔离火焰使其无法接触到被涂覆物表面；第三，涂层能够吸收和散射火焰的热辐射，降低热量传递和热辐射对周围物体的影响。

2.3 防火涂料在轨道交通车辆中的特殊要求

轨道交通车辆作为公共交通工具，对安全性要求极高。所以，在应用防火涂料时，需要考虑以下特殊要求：第一，防火涂料应具有良好的阻燃性能，能够有效延缓火势蔓延，给乘客提供更多的逃生时间；第二，防火涂料应具备耐高温能力，能够在火灾发生时长时间保持其阻火效果；第三，防火涂料应对火焰扩散和热辐射起到有效的抑制作用，以减少火灾对乘客和车辆造成的伤害。

三、防火涂料对车辆安全性的影响

3.1 防火涂料的阻燃性能

3.1.1 防火涂料的燃烧特性

防火涂料作为一种重要的防火材料，在火灾中发挥着关键作用。防火涂料具有良好的阻燃性能，即在受热时能够抑制物质的燃烧反应，减缓火势蔓延速度，降低火灾风险。

防火涂料的燃烧特性主要表现在以下几个方面。第一，它可以阻止燃烧过程的氧气供应，减少可燃物质表面的氧浓度，从而影响燃烧反应的进行。第二，防火涂料中添加了阻燃剂，这些化学物质能够抑制燃烧反应的自由基产生，减少火焰的生成和火势的蔓延速度。另外，防火涂料还能在受热时释放出具有阻燃作用的气体，形成熔体或泡沫层，在表面形成隔离层，防止火势向下传播。

3.1.2 防火涂料的耐高温能力

防火涂料在火灾中承受高温环境时能够保持其阻火效果，这主要得益于其良好的耐高温能力。在火灾发生时，高温是火焰蔓延的重要因素，而防火涂料能够抵抗高温的侵蚀，保护基材不被烧毁。

防火涂料的耐高温能力源于其选用的高温耐受材料和特殊配方。一些防火涂料采用了石膏、硅酸盐等无机材料作为基础，这些材料在高温下具有较好的稳定性和耐火性能。同时，防火涂料中的添加剂和填充物也能够提高整体涂层的耐高温能力，使其能够长时间抵抗高温炙烤。

对于轨道交通车辆而言，防火涂料的耐高温能力尤为关键。一旦发生火灾，车辆内部温度会迅速升高，如果防火涂料不能承受高温并保持其阻火效果，火势的蔓延速度将加快，乘客和车辆的安全性将受到严重威胁。

3.2 防火涂料对火灾蔓延的抑制作用

3.2.1 防火涂料的火焰扩散抑制效果

防火涂料能够在火灾中发挥抑制火焰扩散的重要作用。一方面，涂层中的阻燃剂能够抑制可燃物质的燃烧反应，减少火焰的生成和火势的蔓延速度。另一方面，涂层形成的隔离层可以有效地隔离火焰与被涂覆物表面之间的接触，防止火势的进一步蔓延。

当火焰接触到涂层表面时，防火涂料会发生化学变化，产生具有阻燃作用的气体，形成熔体或泡沫层。这些物质能够吸收热量并释放出非燃烧气体，在火焰的燃烧供氧条件下终止燃烧反应，从而有效抑制火焰扩散。

3.2.2 防火涂料的热辐射抗性能

除了抑制火焰扩散，防火涂料还具有良好的热辐射抗性能。在火灾中，火焰不仅会产生高温，还会释放出大量热辐射。热辐射对周围物体造成的热量传递会加剧火害程度，所以减少热辐射对车辆和乘客的影响至关重要。

防火涂料能够吸收和散射火焰的热辐射，降低热量传递和热辐射对周围物体的影响。涂层中的耐高温材料以及阻燃剂等成分具有较高的热导率和热稳定性，能够有效吸收热能并将其迅速散发。这样可以降低车辆内部温度的升高速度，减小热辐射对乘客和车辆的伤害。

3.3 防火涂料对乘客逃生的影响

3.3.1 防火涂料提供的逃生时间延长

防火涂料的应用可以延缓火势的蔓延，为乘客提供更多的逃生时间，在火灾发生后增加乘客逃生的成功率。防火涂料通过抑制火焰的扩散和减缓燃烧速度，有效地降低了火势的危险程度。

延长逃生时间对于火灾中的乘客非常关键。在火灾初期，乘客有更多的时间和机会逃离火灾现场，避免被火势包围和烟雾阻挡。防火涂料的应用可以在火灾最初的几分钟内提供重要的逃生窗口，为乘客逃生争取宝贵时间。

3.3.2 防火涂料对车厢内烟雾的控制

火灾中产生的大量烟雾对乘客的逃生构成了严重威胁。烟雾会影响乘客的视线，干扰判断和行动，甚至导致窒息。防火涂料的应用可以减少燃烧产物的生成，降低烟雾的密度和毒性，提高车厢内的透明度，有利于乘客的视线和呼吸道畅通。

防火涂料通过减缓火势的蔓延速度和控制火焰的燃烧反应，可以减少烟雾的生成。另外，防火涂料中的添加剂还能够吸附烟雾中的有害物质，净化车厢内的空气质量，帮助乘客在火灾中保持相对较好的呼吸环境。

四、防火涂料在轨道交通车辆中应用的挑战和展望

4.1 技术难题及解决方案

在将防火涂料应用于轨道交通车辆中时，仍面临一些技术难题，如涂层的附着力、耐久性等。针对这些问题，可以通过改进涂料配方、优化涂布工艺等方式来解决。

4.2 经济与可行性分析

防火涂料的成本较高，这可能对其在轨道交通车辆中的应用造成一定限制。所以，在应用之前需要进行经济与可行性分析，权衡其安全性能和成本效益。

4.3 发展前景与应用推广建议

随着对轨道交通车辆火灾安全的关注增加，防火涂料在未来的应用前景广阔。为了推广其应用，可以加强技术研发，提高防火涂料的性能，同时加强宣传和教育，提高公众对防火涂料的认识和理解。

五、结论

防火涂料作为一种重要的防火措施，在轨道交通车辆中具有显著的影响。通过提高车辆的安全性能、抑制火灾蔓延和延长乘客逃生时间，防火涂料可以有效地降低火灾对人员和财产造成的风险。然而，应用过程中仍存在一些挑战，需要进一步研究和改进。未来，随着技术的发展和经济的支持，防火涂料在轨道交通车辆中的应用将得到更广泛的推广和应用。

参考文献

[1]杨苑斐,汤云哲.防火涂料在轨道交通车辆中应用的研究[J].上海电气技术,2022,15(01):49-52.

[2]孙海明,杨鲁生.谈防火涂料在钢结构防火中的应用[J].山西建筑,2012,38(34):137-138+283.DOI:10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2012.34.113.

[3]叶振,丘东霞.防火涂料在电缆防火工程中的应用[J].广西电力工程,1998(02):75-76.

第一作者简介：赵军帅（1993-），男，青岛地铁运营有限公司，本科学历，研究方向为轨道交通车辆检修。