地鐵車輛地板防火降噪設計

摘 要：文章以長客-龐巴迪的車輛地板防火降噪設計為例著重介紹了地鐵車輛地板防火降噪的設計要求。

關鍵詞：車體底架；鋁蜂窩地板；吸音板；防火隔音氈；防火棉；絕熱毯；防火漆

文章通過對長春長客-龐巴迪軌道車輛有限公司車輛設計的研究，深入的分析了鋁合金地鐵車輛地板防火降噪的設計結構。

1 概述

由于地鐵車輛大部分設備都集中在底架地板下部區域，不僅包括牽引設備、蓄電池箱、高壓線等火災危險源，同時還有轉向架電機、空壓機等大功率噪聲源。所以，隨著人們對地鐵車輛安全舒適性的要求提高，對地板的防火降噪也有了更為嚴格的要求。

2 車輛地板防火降噪要求

2.1 地板防火要求

車體下部設有防火隔離層，應按照ASTM E119及NFPA 130的防火試驗標準，達到30min的防火隔離能力。

整個車體結構的熱傳遞不超過2.4W/k.m2，符合國內或國際標準。

2.2 地板降噪要求

地板降噪屬于車輛內部降噪的主要因素。

車輛內部噪聲測試應分別按照ISO3381-2005和GB14892標準執行。

在ISO3381標準規定的測試條件下，列車靜止，輔助系統正常運行，在車輛中心離地板、面高1.2m、1.6m處測得的客室內LpAeq，T應不超過69dB（A）；司機室內LpAeq，T應不超過65dB（A）。

在ISO3381標準規定的測試條件下，列車在自由聲場中以最高運行速度±5km/h速度運行時，在車輛中心離地板1.2m、1.6m高處測得的測得的客室內LpAeq，T應不超過74dB（A）、司機室內LpAeq，T應不超過72dB（A）。

3 車輛地板的防火降噪結構

3.1 車輛地板的主要結構

車輛地板的主要結構包括：（1）車體底架地板；（2）車輛內裝地板

3.2 車體底架地板的隔熱降噪

車體底架的主結構大型鋁型材拼接，采用的型材規格為中空擠壓型材，個別區域使用鋁板（主要為牽引梁區域），型材多采用的牌號為6005A-T6，鋁板為5083-H111，強度較好。

這種結構本身由于內部都是處于密封狀態的空氣，因為空氣的隔音、隔熱性能優于任何固體材料，熱量和聲波的傳播受到極大的限制，所以車體底架地板型材具有良好的隔音、隔熱性能。

3.3 車輛內裝地板的隔熱降噪

車輛內裝地板采用的懸浮式地板結構，車體地板上部裝有均布的彈性橡膠塊，將內裝地板墊起，具有很好的減震作用。

地板采用鋁蜂窩地板，由于有許多相互牽制的密集蜂巢，猶如許多小工字梁，可分散承擔來自各方的壓力。因此同時具備較強的抗震性。

而在常用的蜂窩夾層板的蜂窩芯中，實體材料的體積僅1%-3%，基余空間內是處于密封狀態的空氣，所以蜂窩夾層板也具有良好的隔音、隔熱性能。

鋁蜂窩地板上表面鋪有一層地板布，多為PVC或橡膠材質，我們一般會要求地板布吸音性能大于等于6dB。

同時，車輛內裝鋁蜂窩地板、地板膠塊及地板布本身也要具有防火要求，其中防火要滿足DIN5510 S3級，煙毒性要滿足BS6853 Ia級。

現代車輛內裝地板有一些使用了酚醛復合板材，具有重量輕，防潮防高溫等特點，但是由于成本較高，使用還不是很廣泛。

4 車輛地板的防火降噪材料

車輛底架地板和鋁蜂窩地板本身的性能其實并不能滿足車輛的整體防火降噪要求，也不是主要的防火降噪單元，我們主要會通過增加防火降噪材料的方式來保障地板部位的防火降噪性能。而防火降噪的材料有很多種，下面我們會介紹現有車輛主要運用的一些材料。

4.1 防火棉

防火棉多為滌綸纖維材質，經梳理鋪網成型后，利用低熔點粘合纖維混合而成，防火性能強，彈性好，且具有吸音性能。

但是為了滿足防火的性能要求，防火棉會有一定的厚度，而地板上部沒有足夠空間，且防火棉本身不易固定，還會產生纖維粉塵，所以須將其用鋁板固定在車下位置，并用膠密封。

4.2 絕熱毯

由于現代車輛車下設備越來越多，而防火棉占據了車下很大的空間，且較重，所以我們最新的設計會使用絕熱毯配合防火漆來替代防火棉。

絕熱毯的材質為陶瓷纖維，有低導熱率及良好的隔熱性能，很薄的厚度就能夠達到很高的防火要求，所以我們可以將其鋪在內裝地板和車體地板之間，有效地提高了地板空間的利用率。

4.3 吸音板

吸音板屬于一種環保型阻尼材料，是一種以丁基橡膠為基材添加阻燃劑的防火自粘型高性能約束阻尼片。

吸音板很薄，我們會將其貼在車體地板上表面。為了提高阻尼性，多用鋁板或鋼板粘接使用，廣泛用于車輛的減震降噪。

4.4 防火隔音氈

防火隔音氈是由高分子金屬粉末和各類助劑配置反應，再經壓延復合而成，可以使噪聲在傳遞途徑中衰減的一種新型隔聲材料，兼具阻尼性及環保阻燃特性。同時具有厚度薄、抗拉壓、抗彎曲、阻燃防蛀等特點。

4.5 防火漆

防火漆是由阻燃劑、發泡劑等多種材料制造的一種阻尼漿涂料，具有良好的隔熱性和保溫性，具有吸音隔音性能。

防火漆使用方便，將其噴涂在底架下薄薄一層即可，且基本上能對底架地板下部區域達到全覆蓋保護。

防火漆具有難燃性或不燃性，導熱系數較低，受熱后發泡形成碳質隔熱層保護基材，并分解產生惰性氣體及一些降溫，有效減緩火焰傳播速度。

5 地板防火降噪布置圖（圖1）

6 地板防火降噪結果

最終結果，需要通過車輛實驗進行驗證，是否能夠滿足設計要求。

7 結束語

文章通過對地鐵車輛地板防火降噪結構的介紹，使設計師在車輛地板防火降噪方面有了一定經驗積累，這是現代城軌車輛安全舒適性的一個設計理念，確保了列車的安全性及舒適性。

作者簡介：劉曉旭（1989，1-），男，吉林省吉林市人，工程師，2012年畢業于吉林大學，獲學士學位，現主要從事軌道車輛設計工作。