1、高速动车组防火系统设计的目标
国内高速动车组的防火设计基本是以EN45545《铁路应用–铁道车辆防火》为指导，车内非金属原材料的选择与应用必须满足TB/T3237的防火要求，另外DIN5510、NFF16-101、BS6853及UIC564-2等防火标准也被各高速动车组选择性参考使用；根据EN45545第一部分的车辆运行分类，高速动车组的运行需满足分类3的规定。
高速车组防火系统设计的主要目标是：预防火灾的发生；若意外发生火灾则能尽量减少火灾潜在的风险；能及时快速地探测到车内的烟火；避免火势蔓延到列车的其他部位或其他车辆；及乘客的危害；最大可能地保障车辆及铁路设施的安全。
2、高速动车组防火系统设计的主要环节
高速动车组的防火系统设计主要包括以下环节：防火标准、材料安全、防火结构设计、防火设施配置、火灾安全监测系统、火灾时的控制系统设计、火灾后动车组的持续运行能力设计及火灾时的疏散与救援措施。
2.1 高速动车组的防火设计标准
国内高速动车组常用的防火设计标准主要有：EN45545《铁路应用-铁道车辆防火》；DIN5510-2《材料和构件的燃烧特性和燃烧并发现象-分类、要求和测试方法》；BS6853《铁路客车设计和建造火灾预防实施规范》；UIC564-2《国际联运客车和类似客车防火，灭火的规定》；NFF16-101《轨道车辆材料选择之防火要求》；国内的防火设计标准主要有TB/T3138《机车车辆阻燃材料技术条件》及TB/T3237《动车组内装材料阻燃技术条件》。各防火标准在防火性能要求方面各有侧重，其中DIN5510、BS6853及NFF16-101不仅对材料的燃烧性方面有要求，而且对材料燃烧后的有害气体产生的烟雾和毒性气体也有较严格的规定。UIC564-2对材料的燃烧性有着较严格的规定，但对材料燃烧时的烟雾及产生毒性气体均未做出要求。EN45545相比国外其他防火标准，适用于轨道交通机车车辆的类型范围更广，技术内容更严、更全面，防火体系更完整，在未来几年内将逐步替代上述的其他国外防火标准。TB/T3138参照UIC564-2和NFF16-101，规定了200km/h以下机车车辆的材料和零部件防火性能，对材料的燃烧性和烟雾有严格规定，并要求材料的有害物质限量应满足TB/T3139《机车车辆内装材料及室内空气有害物质限量》的相关规定；而TB/T3237则规定了200km/h以上动车组内装材料和零部件的防火性能，是根据我国的具体情况、并结合国外先进的防火标准制定的具有先进性和安全性的非金属材料防火标准，标准中按照各种材料的具体应用部位和部件功能详细定义了材料的氧指数、燃烧性能及燃烧时的烟雾和毒性气体的指标，是目前国内高速动车组内装材料防火设计的主要标准。
2.2 材料安全
高速动车组运行时相对外界环境是一个完全封闭的场所，一旦发生火灾，要绝对避免车内材料发生燃烧现象或产生有毒有害的气体，而危及乘客的安全。高速动车组设计选用材料的原则：结构部件尽可能选择金属材料，非金属材料则根据材料的应用部位及其应用功能，严格执行TB/T3237的防火要求，对标准中没有明确定义的部件及材料则参考上文所述的国外防火标准执行。
2.3 防火结构设计
高速动车组的防火结构设计主要是指防火隔墙的设计，设置防火隔墙的目的是在意外发生火灾时防火隔墙能在规定的时间内阻止火焰及烟毒气体的蔓延，形成相对的安全区域，保证司乘人员能够有足够的时间安全撤离，防火隔墙主要设置在车端和司机室后墙，用于实现车辆间的防火及司机室与乘客区域间的防火；同时动车组车体与安装在车体车顶和车体侧墙的系统设备共同组成一道防火屏障，能有效阻止车内与车外间的烟火蔓延。表2是EN45545第3部分列举的典型防火隔墙的设计结构及其能达到的耐火性能等级，采用此类结构及材料时不再需要进行耐火试验验证。否则必须对防火隔墙进行系统的耐火试验。
2.3.1 车辆间的防火隔墙设计
根据车辆运行分类3的要求，高速动车组车端防火隔墙设计应满足E15、W15的防火性能等级，即要求车辆在发生火灾时，15分钟之内车端的防火隔墙结构应能够满足耐火完整性及热辐射的要求，防止烟火蔓延至相邻的车厢，造成更大的生命及财产损失。
车辆间的防火隔墙结构由车体端墙、端墙防寒材料、内装端墙、车辆端门门扇及车内地板共同组成。车体端墙是铝合金空心型材，从材料选择及结构设计上满足防火隔墙的防火性能要求，内装端墙的防火墙部分通常也采用金属材料或采用金属材料与一定厚度的防火材料共同组成；车辆端门的门扇由铝合金框架和防火安全玻璃组成，铝合金框架上边框及左右边框内设置凹槽，用于安装防火膨胀胶条，同时边框周边设置毛刷，毛刷与车内端墙之间的间隙为零；端门处的内装地板则通常采用玻璃钢材质，表面粘覆防火地板布；车内端墙与车体端墙之间采用密贴式安装，安装后两者之间的所有缝隙以及车内端墙内部间的所有缝隙均采用防火密封胶进行密封，以保证车内端墙与车体端墙之间形成一个完整的防火密封结构；当发生火灾时镶嵌在车辆端门周边框架内的膨胀胶条会快速膨胀30倍左右，压紧在车内端墙上，从而在车内端墙与端门之间形成一个封闭的防火隔墙结构，而当火灾远离端门时，门扇上的毛刷将能有效地防止烟雾蔓延至临近的车箱；端门的底部导轨安装在车内地板上，导轨与地板间的接口处施密封胶密封，杜绝烟火的蔓延；车辆端门与其底部导轨之间采用迷宫式结构，可以有效地阻止烟火穿过。
2.3.2 司机室与乘客区域间的防火隔墙设计
司机室是动车组的重点防火区域，司机的安全直接关系到车上所有乘客的安全，根据EN45545要求，司机室与客室间必须设置防火隔墙，防火隔墙的防火性能等级为E15、W15，保证在发生火灾时烟火在15min之内不能蔓延至司机室，且在距离司机1m处的热辐射值要小于2.5kW/m2，以确保火灾时司机能在15min内将车辆行驶至安全的区域。司机室的防火隔墙由司机室后端墙、司机室门、内装地板、车体侧墙、车体车顶、车体地板、内装地板及地板间的防火结构共同组成。如果有空调风道穿过防火隔墙，则必须设置防火阀，防止火灾从风道内蔓延至司机室内；穿过防火隔墙的电缆，则在电缆与防火墙及电缆之间采用膨胀式防火材料进行密封。
2.3.3高速动车组车内与车外之间的防火设计
高速动车组运行时，当车厢内意外发生火灾时，要严格防止车内的火灾蔓延至车下设备，影响车辆的运行安全；同时也要严格防止车外的火灾蔓延到车内，影响乘客的生命及财产安全。高速动车组车内与车外间的防火设计主要由车体及安装在车体侧墙、车顶的系统设备及部件共同组成，各系统在设计时严格按照定义的车辆防火标准执行，与车体共同形成一道完整的防火屏障。在这道防火屏障中，车辆地板区域的防火设计尤其需要注意，动车组的供排水系统及电气控制系统需要建立很多车内设备与车下设备的连接，因此需要设计一种可靠的防火结构密封内装地板与车体地板上的电气穿线口及管路开口，动车组通常采用金属材料辅以防火密封胶的结构对其进行有效密封；此外动车组的内装设计尽可能地从结构上形成天然的烟火屏障，如内装地板与侧墙之间采用插接结构，在不能采用插接结构的区域则在侧墙与地板之间施防火密封胶，从结构上阻止车内与车下设备间烟火的蔓延。
2.4 灭火设施配备
高速动车组在每节车厢内均配备了一定数量的灭火器，灭火器的设置按照铁公安（2010）89号文的规定，在每车两端的通过台区域各设置2个2kg的便携式灭火器，一个为ABC干粉灭火器，一个为水基型灭火器；餐车内除了在两端的通过台区域设置灭火器之外，在厨房或餐吧区域需要再设置2个4kg的干粉灭火器。另外在端部车辆的司机室内需要设置1个5kg的二氧化碳灭火器。灭火器的设置位置要具备较好的可视性，并且可以快速方便地取用。
2.5 火灾安全监测系统设计
高速动车组均装设了火灾探测报警系统，可以在着火时快速地探测车内的烟火，以便能及时发现并有效地控制火灾。火灾报警系统由火灾报警主机、吸气式烟探测器和烟/热复合探测器组成一个圆形探测器回路，当探测器回路发生断点时，火灾检测主机还可以对所有探测器进行监控。
火灾报警主机嵌装在机械师室的间壁上，方便机械师的观察；吸气式烟探测器及其收集口设置在客室顶板，通过台顶板及厨房外的走廊顶板上，能对烟雾进行检测。烟/热复合探测器则安装在司机室、交流电气柜、空调控制柜、厨房内、机械师室、乘务员室及厕所等独立的区域，可以对烟/热进行检测。全列每个探测器均有唯一的地址，探测器的灵敏度可以在主机上进行连续调整。火灾报警系统设以下操作功能：
1）报警：分火灾报警和故障报警。火灾报警：检测到火灾时，机械师室内火灾控制主机进行声光报警并显示具体报警位置、报警时间；激活司机室内的声光报警，IDU弹出A级报警界面并显示报警位置、报警时间；火灾报警点探测器指示灯常亮；司机室内火灾报警指示灯亮。
故障报警：火灾控制主机对任何已知的故障进行检测并报警，故障时火灾控制主机显示报警类型、报警时间，如果是探测器故障则同时报故障探测器的位置；激活司机室内的IDU弹出B级报警信息条并显示故障信息、报警时间，如果是探测器故障则同时报故障探测器的位置。
2）消音：火灾控制主机消音按钮可对系统内报警进行消音；司机室操纵台消音按钮可对A级报警进行消音。
3）复位：报警和故障消失后可进行复位操作；火灾报警控制主机复位。
4）诊断：火灾检测主机可对任何已知的故障进行诊断并报告故障。
5）自检：主机上电时自检；火警指示灯通过IDU的指示灯测试按钮进行自检。
2.6 火灾时的控制系统设计
发生火灾后，车辆控制系统会控制着火车辆的其它系统作相应动作：空调单元自动关闭，废排风扇以最大风速运行，排出车内的烟雾；车端的风挡门关闭，防止烟火蔓延到邻近的车辆；如果客室内或交流柜发生火灾，则客室内的电源插座、开水炉等大功率电器设备将被断电；如果是端部车辆发生了火灾，则会关闭司机室与客室之间的防火阀，防止火灾的蔓延，同时激活司机室风挡玻璃的加热断电保护。
2.7 火灾后高速动车组的持续运行能力设计
按照EN45545第一部分分类3的要求，当车辆着火时，车辆运行到安全位置的距离为20km，车辆的运行时间15min。当火灾发生时，动车组能以最小平均速度80km/h的车速继续运行15min，满足运行能力要求。
2.8 应急疏散及救援措施
高速动车组在设计时会根据车辆的防火等级、定员人数和客户要求设置一定数量的紧急出口，包括司机室的逃生门、逃生窗和客室的紧急窗。紧急出口的设计尺寸及布置要符合EN45545或相关标准的规定，紧急出口要设置明显的紧急逃生标识或紧急操作标识。
高速动车组的侧门是首选的疏散与救援紧急出口，在侧门附近的车内车外位置均设有紧急开门装置，在紧急情况下司乘人员、乘客及救援人员均可以按操作说明将门打开。
在火灾情况下，司乘人员可以通过列车广播通知乘客，并有序地组织乘客通过以上紧急出口或侧门疏散，动车组紧急出口的设置应保证车上乘客在不携带行李的情况下在3min内能安全撤离。
3、结束语
高速动车组的防火系统设计是列车安全运行的重要组成部分，随着新材料新工艺的开发和应用，车辆防火系统的设计将会越来越完善。但预防车辆发生火灾是一项系统性的工程，涉及的范围较广，不仅车辆设计要具备完善的防火系统，在管理上也应该完善各项防火安全措施，加强安全检查及消防知识的培训，给乘客提供一个真正安全的出行环境。