淺析飛機客艙防火

建筑防火設計

淺析飛機客艙防火

夏祖西,彭華喬,蘇正良,楊智淵

(中國民航局第二研究所,四川成都610041)

摘 要:介紹了飛機客艙火災的原因以及提高飛機客艙防

火性能的措施,從加強安全檢查、高分子材料的阻燃和客艙重

要部件/區域的防火等方面進行了探討。

關鍵詞:消防;飛機客艙;阻燃材料

中圖分類號:924.4,244 文獻標志碼:

XVB

文章編號:1009-0029(2009)07-0498-03

是飛機防火的重要區域。通過對多起火災的調查,引起

飛機客艙火災的主要原因有3個方面:

(1)旅客攜帶或在行李中夾帶易燃、易爆物品,甚

至故意放火。2002年5月7日,旅客張某在某客機衛生

間內掏出藏匿的350mL汽油潑灑,并用隨身攜帶的火

柴將其點燃,致客機尾部油箱爆炸,飛機墜入大海,機

上人員全部遇難。

(2)旅客或乘務人員吸煙,亂扔煙頭引起火災。煙

頭中心溫度可達700～800℃,與可燃物接觸極易引發

火災。2002年8月11日,某客機因旅客隨意亂丟煙頭

而險釀空中火災,幸虧乘務員及時發現,制止了一場大

禍。1982年12月24日,某客機由于旅客吸煙使煙頭落

入導軌,致飛機后艙密封窗口冒煙,火勢瞬間蔓延客

艙,致25人死亡,30人受傷。客艙是飛機的重要部分,是飛機在飛行過程中旅

(3)飛機電路和電器設備線路短路、過載等引起火

(KunmingFireDetachment,YunnanKunming650041,

China

)

Abstract:Duetothelackofdetailedrequirementsforairmake-

updesignincurrentfirepreventionandprotectioncodes,

misunderstandingsareeasilymade.Asthismayleadto

impropermakeupairdesigntheefficiencyofsmoke

-,

exhaustingwillbereduced.Thispaperillustratedthesmoke

火災是影響飛機安全飛行的重要原因,飛機作為

科學技術含量高、結構復雜的交通工具,如果在操作中

出現微小疏忽和失誤,就可能釀成重大火災,發生機毀

人亡的惡性事故,造成重大損失。因此,預防飛機火災

并積極開展防火研究十分重要。

1 火災原因

客活動的主要區域,由于此處部件多,人員多,因此也

門、窗開口的漏風,可能會造成補風速度過大,影響羽

流的流動狀態。為確保其排煙效果,需結合消防工程學

原理進行分析,得出合理的補風設計方案。

(3)我國防火設計規范中補風設計的要求還需進

一步完善。建議對補風方式、補風位置和補風速度等作

明確規定。

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exhauststrategyofalarge,tallspacebuilding,tryingtostudy

impactsofairmake-upuponsmokeexhaustperformance.The

resultsshowthatthevelocityofthemakeupairhasgreat

-

influenceonsmokeexhaustefficiency.Greatattentionshould

bepaidinthedesigningofmake-upairsystem.

Keywordsmakeupairvelocitymakeupairsmokeexhaust

:-;-;

efficiencysmokecontrol

;

作者簡介:黃 穎(1979-),女,云南昆明人,昆明

市盤龍區消防大隊工程師,碩士,主要從事建筑防火和

消防監督管理工作,云南省昆明市盤龍區人民東路東

華小區小龍路10號,650041。

收稿日期:2009-03-20

Studyonairmake-updesigninbuilding

firepreventiondesign

HUANGYing

基金項目:中國民用航空局基金資助項目(MHRD0624)

498

FireScienceandTechnology,July2009,Vol28,No.7

災。2001年4月25日,加拿大某客機發生了一起嚴重結果在不同的實驗室比較一致,而且量熱儀的試

的客艙火災,造成23名旅客死亡。起火原因是飛機起樣盒比較大,可用材料的實際結構進行試驗,從而獲得

飛1.5h后衛生間由于電流短路引發火災。與實際情況比較相符的數據。FAA要求在5min試驗

飛機是可燃物品聚集的地方,如高分子材料,飛機

上的座椅墊、防滑墊、安全帶、地毯、餐桌等都是由高分2的平均總熱釋放量不應超過65?/。

子材料制成的,這些高分子材料主要有聚氨酯()、

PU另外,在墜機后油箱起火爆炸,釋放大量熱量危及

聚酰胺(PA)、羊毛(WOOL)和聚氯乙烯(PVC)等。但

是高分子材料多易燃,而且燃燒時產生大量煙霧,這對盡可能保護旅客并為旅客提供逃生時間,預計該

飛機客艙的防火安全非常不利。另外,旅客攜帶的行

李、衣服等可燃物也增加了飛機客艙的火災負載。

2 提高飛機客艙防火性能的措施

2.1 防火安全法規

飛機客艙防火安全性法規是飛機客艙防火的基礎

性文件,各國民航當局都高度重視,都頒布了各自的防

火法規。較權威的飛機客艙防火的法規為美國聯邦航

空局(,)頒布的

FederalAviationAdministrationFAA

美國聯邦航空條例(FederalAviationRegulations,

FAR),其中涉及客艙防火的條例主要有FAR25.851,

25.853和25.854。特別是25.853涉及多項適航

FAR

試驗,自20世紀60年代以來,FAA不斷對FAR25.

853進行修訂,頒布了許多修訂案,如:25-15、25-

32、25-59、25-60、25-61、25-66、25-83、25-111,

這些法規和修訂案的頒布為提高飛機客艙防火安全性

起到了十分重要的作用。

2.2 加強安全檢查

無論是在登機前還是在飛行中,必須加強安全檢

查,嚴禁旅客攜帶易燃、易爆物品。乘務員應加強消防

知識的學習,掌握防火、滅火技能,真正做到一旦發生

火災能正確處理,將火災損失減少到最低程度。同時,

乘務員還應學習并運用心理學,對旅客要有客觀的評

估,善于分析旅客的心理,盡量杜絕可疑人員采取行

動,做到防患于未然。

2.3 采用高分子阻燃材料

(1)飛機客艙使用了大量高分子材料,這些材料必

須進行阻燃處理以通過適航要求。用于高分子材料阻

燃的阻燃劑主要有添加型阻燃劑和反應型阻燃劑。目

前,高分子材料阻燃的發展方向有無鹵阻燃劑、膨脹性

阻燃劑、微膠囊化技術和納米阻燃技術等。

(2)高分子材料在燃燒過程中會釋放大量熱量,熱

量不僅會使環境溫度升高,而且會加速燃燒。因此,

FAAOSU 泡沫芯選用的是軟質聚氨酯泡沫(flexible

將美國俄亥俄州立大學的熱釋放測量儀指

定為民用飛機材料及組合結構熱釋放測試的儀器。該),它含可燃的碳氫鏈段,開孔率較

儀器基于熱量測定原理,其測出的數據比真實值低,但高,極易燃燒,極限氧指數(LOI)只有17左右,且燃燒

它可通過校正因子將這一問題克服,因此做出的試驗

消防科學與技術2009年7月第28卷第7期

OSU

期間平均最大熱釋放速率不應超過65kW/m和最初

minkWminm

2

旅客安全,但若能采用熱釋放速率為0的材料就可以

FAA

種材料將于2010年實現。

(3)現代火災研究表明,火災中造成人員死亡多是

由人體吸入大量煙霧而窒息造成的,而且大量煙霧會

阻擋視線,成為營救與逃生的障礙。因此,對高分

FAA

子材料的煙密度作了相應規定,規定要求4min試驗

內的平均最大比光密度Dm值不應超過200。

苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物是20世紀40年

代開發的一種熱塑性工程塑料,目前在飛機客艙還有

一定的應用,但其煙密度較大且抑煙技術尚不完善,建

議以后不再使用。

2.4 客艙重要部件/區域的防火

2.4.1 手推車

客艙用手推車是一個帶輪子的可移動箱體,用來

運送和存放各種用于客艙服務的物品,這些物品可能

是易燃的,如塑料餐具、紙杯、紙巾和報紙等。為確保手

推車的使用安全,FAA對其防火能力作了相應要求。

美國機動車工程師學會在2004年也頒布了針對客艙

用手推車的標準8056《

SAEASMinimumdesignand

performanceofairplanegalleyinflightcarts

-,

containers,andassociatedcomponents》。該標準對手

推車的設計細則作了相應的要求,包含對手推車的熱

釋放量、煙密度和防火等性能的要求。

2.4.2 座椅墊

飛機座椅墊是客艙中的重要部件,與旅客直接接

觸,它主要由裝飾套、擋火層和泡沫芯組成。裝飾套是

由羊毛纖維制成的,羊毛著火溫度為570～600℃,燃

燒熱值低(20.5kJ/g),具有一定的阻燃性。擋火層

-1

主要采用芳綸1414,俗稱凱夫拉(Kevlar)制成,它是一

種難燃材料,其結構為:

4

2

polyurethanefoam

產生大量有毒煙霧。為了對飛機座椅墊的防火安全性

499

進行客觀評估,規定了座椅墊燃燒試驗,該試驗3 結束語

FAA

用于評估飛機座椅墊在置于高強度、開放性火焰中的飛機客艙防火是一個系統工程,既需要“軟件”,即

耐燃性及失重性能。規定要求至少占試驗組總數2/3乘務人員的防火意識,正確處理客艙火災的能力;也需

的試驗的燒焦長度不得大于43.2cm(17inches),并且要“硬件”,即飛機客艙防火設計的合理性,包括飛機客

平均燒焦長度不得大于43.2,平均失重百分比不得艙使用材料的防火性能和部件/區域的防火性能。另

cm

大于10%。外,政府相關職能部門應加大經費投入并合理提高相

2.4.3 隱藏區應的防火安全標準,相關研究人員應加強飛機客艙防

為了提高隔熱隔音防潮的作用,飛機客艙天花板

與機殼之間都安裝了隔熱隔音材料(加強防火安全檢查,航空生產企業應對生產的艙內材

Thermal

AcousticalInsulation),它是由薄膜/絮狀纖維/薄膜料嚴把質量關,從而對飛機客艙防火真正做到未雨綢

按三明治狀制成的,幾乎將飛機全部包裹起來。安裝隔繆,防患于未然。

熱隔音材料的位置上分布著許多導線,若電線老化會

造成短路易引發火災,而該區域屬于隱藏區(

hidden

areas),火情不易被發現,一旦著火會造成嚴重后果

(見圖1所示)。但研究表明,某些通過了12s垂直燃燒

試驗的材料仍不能阻止火焰傳播,因此FAA開發了衡

量隔熱隔音材料防火特性的新方法——隔熱隔音材料

燃燒及火焰蔓延特性試驗方法,該方法用來評估暴露

在輻射熱源和火焰下的隔熱隔音材料的可燃性和火焰

傳播特性。適航要求從燃燒器火焰中心線的左側起,火

焰傳播不能超過51,任何試樣在移開燃燒器后焰

mm

燃時間不能超過3s。考慮在對隔熱隔音材料的連接或

修補過程中會采用搭扣(hookandloop)和帶子

(),因此補充了搭扣和帶子燃燒及火焰蔓延

tapeFAA

特性的試驗方法。目前,國內僅有中國民航局測試中心

能開展該項適航檢測任務。

火安全性的理論研究和技術研究,航空公司和機場應

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2.4.4 衛生間

飛機上衛生間屬相對封閉區域,此處脫離乘務員的

視線。盡管飛機上嚴禁吸煙,但不排除某些旅客躲進衛

生間吸煙。由于此處存在某些易燃的物品(如紙片等),

若煙頭處理不當,極易導致火災。因此,衛生間防火不僅

要求使用阻燃材料并安裝煙霧探測器,還需要乘務人員

具有敏銳洞察力,一旦發現情況應立即妥善處理。

500

FireScienceandTechnology,July2009,Vol28,No.7

建筑防火設計

淺析武漢長江隧道防火保障系統

羅 飆,唐 智,徐建平,方 正

1212

(1.武漢長江隧道建設有限公司,湖北武漢430000;2.武漢大學土木建筑工程學院,湖北武漢430072)

摘 要:在明確城市水底隧道火災危險性及防火設計目標

的基礎上,介紹了武漢長江隧道人員疏散方式及救援路線、通

風系統、給排水與消防系統、照明系統及監控系統的設計方案,

并結合工程施工中出現的問題對這些系統的選擇、原理及作用

進行了討論。

關鍵詞:隧道;火災;固定式滅火系統

中圖分類號:X924.4,TU921 文獻標志碼:A

文章編號:1009-0029(2009)07-0501-04

進、安全、適用的設計方案,同時對設計施工運行過程

中出現的問題也不斷優化,逐步形成了適合我國城市

交通特點的較為先進的消防安全體系。

1 隧道防火的重要性

隧道屬狹長的地下空間,水底隧道中間低、兩頭高

的結構特性十分有利于火災向出口蔓延,如果在發生

火災時未能有效控制通風排煙設備,則會加快火災蔓

延,造成更大的災難。同時,近似封閉的空間以及較少

的出口使產生的濃煙難以散去,極易產生高溫、缺氧、

能見度低、有毒、通信中斷等不利于人員逃生及救援的

情況。因此,隧道火災的危險性遠遠高于一般道路上的

火災。

從國際上的統計數據看,一般車輛著火是由于電

氣系統失效、引擎過熱或者其他原因導致車輛自燃,但

大多數后果嚴重的火災是由交通事故引發的。例如,

1999年5月29日,奧地利的Tauern隧道發生撞車事

故,1輛卡車在先后與4輛輕型車輛撞擊后引發大火,

導致12人死亡。而交通事故發生的頻率與車流量有密

切的關系,武漢長江隧道作為城市重要的交通干道,設

計日高峰車輛通行能力為7.8萬輛,發生交通事故的

幾率較其他隧道更大。因此,火災是武漢長江隧道運營

期間的主要災害之一,只有通過合理的防火設計、規范

的管理才能有效地降低隧道的火災風險。

2 隧道防火系統的目標

在隧道防火系統的設置過程中,首要目標是預防

隧道火災的發生,主要通過利用法規和交通管制來提

高隧道交通的安全性,將可能引發火災的不利因素消

除在萌芽階段;防火系統的第二目標是降低火災的危

害程度,即當發生事故后,人員能迅速有效地通過疏散

路線逃離事故現場,應急滅火工作能有效展開,從而最

大程度減小火災的危害。為達到這兩個目標,在系統設

計上主要體現在疏散及救援系統、通風排煙系統、給排

水與消防系統、監控報警系統、照明系統等方面,通過

這些系統的正常工作來保障隧道的防火安全。

3 疏散及救援系統

隧道為近似封閉的結構,出入口少,人員一旦不能

及時得到救援和疏散,就將面臨極大危險。因此,合理

設置疏散救援路線十分重要。目前,對于武漢長江隧道

501

武漢長江隧道位于武漢長江大橋與二橋之間的一

條城市主干道,全長3630m,雙向4車道,設計車速50

km/h,其中江底盾構段約2500m,預計到2020年車流

量將達到7.8萬輛/天,高峰時段小時通車能力6750

輛。隨著2008年12月28日武漢長江隧道的通車試運

營,作為長江上的第一條隧道,也是城市內部主要的交

通樞紐,客流量大,其運營安全受到了外界廣泛的關

注,特別是隧道防治火災的能力。而隧道防火設計是影

響隧道火災安全的重要因素之一,在調查了國內外隧

道防火方法的基礎上對武漢長江隧道采取了一系列先

Studyonfireproofofaircraftcabin

XIAZuxiPENGHuaqiao

-,-,

SUZhengliangYANGZhiyuan

-,-

(TheSecondRearchInstituteofCivilAviation

AdministrationofChina,Chengdu610041,People’sRepublic

ofChina

)

Abstract:ReasonsofAircraftcabinfireandmethodsof

fireproofingaircraftcabinareintroduced.Checkingcarefully,

flameretardingpolymericmaterialsandfireproofingimportant

devicesareasarenecessarytoaircraftcabinfiresafety

/.

Keywords:aircraftcabin;fireprotection;fireretardent

material

作者簡介:夏祖西(1970-)男,四川省仁壽人,中

國民航局第二研究所高級工程師,中國民用航空局測

試中心主任,碩士,主要從事航空化學方面的研究工

作,四川省成都市二環路南二段17號,610041。

收稿日期:2009-03-16

消防科學與技術2009年7月第28卷第7期