新型钢化玻璃在铁路客车车窗的应用

摘要：伴随中国铁路客车高速化发展，对车窗玻璃的要求也越来越高，双层玻璃气体夹层由于优越的节能、隔音效果，抗风压能力高，消除霜露等特点得到广泛应用。有效的控制双层玻璃气体夹层失效现象的发生，是促进铁路客车高速化发展的必要途径。

关键词：铁路客车；双层玻璃；气体夹层

中图分类号：F530 文献标识码： A

引言

双层玻璃气体夹层是指在双层玻璃中间夹有干燥空气层，或抽真空加入惰性气体（氮气），厚度大约为8mm。这种玻璃不仅具有隔音的性能，还具有隔热节能、阻挡风力及抗击外冲力等特性。由于双层玻璃的湿气渗透率很低，在内外温差较大的环境下使用也不会出现结霜现象。

一、铁路客车车窗双层玻璃特点

铁路客车车窗双层玻璃目前具有以下特点：

1、采用双道密封：第一道密封采用热溶丁基胶，主要起密封作用，即防止外界的水汽进入中空玻璃空气层内；第二道密封采用双组份聚硫胶，主要起结构作用，即在外界温度高低变化及高湿度和紫外线照射下仍能保持中空玻璃的结构整体。

2、采用槽铝定位：具有定位可靠、承压能力强、分子筛灌注方便等特点。铁路客车区别于民用建筑的特点之一就是需满足其高速运行适用要求，双层玻璃应具有的抗风压强度及耐气温变化能力，因而暖边（复合胶条）式双层玻璃不适用于铁路客车使用，铁路客车采取槽铝式双层玻璃。

3、槽铝内腔灌注分子筛：分子筛具有吸湿性能，保障双层玻璃露点要求，低温下无结霜、结露现象，具有优良的使用性能。

二、双层玻璃气体夹层失效的主要原因

结合双层玻璃结构特点，双层玻璃失效的原因一般有以下几种：

1、双层玻璃透气。水汽直接进入双层玻璃璃间隔层内，使玻璃内表面发生霉变、反碱，槽铝电解粉化，分子筛失效，直接影响双层玻璃璃的质量，导致双层玻璃失效。

露点上升。双层玻璃的露点是指密封于间隔层的空气湿度达到饱和状态时的温度。国家标准GB18045―2000中规定露点为-40?C，低于该温度时间隔层中水蒸气就会凝结成液态水，水蒸气的含量越高，空气的露点温度也就越高。当玻璃内表面温度低于间隔层内空气的露点时，空气中的水就会在玻璃内表面结露或结霜。当环境温度降低到露点以下，表面温度高于0?C时，间隔层内的水汽便在玻璃内表面产生结露；表面温度低于0?C时，间隔层内的水汽便在玻璃内表面产生结霜。

三、铁路客车车窗双层玻璃与其他类型玻璃的区别

1、夹层玻璃和带有气体夹层的双层玻璃的区别

夹层玻璃，就是在两块玻璃之间夹进一层PVB中间膜。玻璃即使碎裂，碎片也会被粘在薄膜上，破碎的玻璃表面仍保持整洁光滑。这就有效防止了碎片扎伤和穿透坠落事件的发生，确保了人身安全。

带有气体夹层的双层玻璃的玻璃与玻璃之间，留有一定的空腔。因此，具有良好的保温、隔热、隔声等性能。如在玻璃之间充以各种漫射光材料或气体质等，则可获得更好的声控、光控、隔热等效果。

2、带有气体夹层的双层玻璃与普通双层玻璃的区别

双层玻璃是一种以两片或多片玻璃组合而成，玻璃与玻璃之间的空间和外界用密封胶隔绝，里面是空气或其他特殊气体。双层玻璃具有优良的隔热和隔音性能，相比砖墙或混凝土墙体又轻得多。对于节省能源的要求，双层玻璃以其不可替代的优越性能而被广泛使用。

然而带有气体夹层的双层玻璃具有保温节能、隔音以及防霜露的功能。即使车外气温在-30℃以下，而车内温度达18℃，相对湿度达到85%以上，夹层中也不会结霜而影响视线和采光。并且普通双层玻璃与带有气体夹层的双层玻璃有着本质的区别，最大的区别就是普通两层玻璃的周边不密封，这会使夹层中的空气有一定的湿度，并与外界（车内、车外）的空气产生对流。车内外空气与玻璃夹层中的空气对流会造成结露结霜，既影响视线和采光，当气温升高、玻璃内表面的霜化成水时在夹层下部造成积水。其次是空气中的悬浮粒子、灰尘在夹层内外对流中不可避免地被带入夹层中黏附在玻璃内表面，久而久之会污染玻璃夹层内面，清洗困难。

四、铁路客车双层玻璃气体夹层的研究

1、隔热性能的研究

通常面向客车车窗外的一层玻璃为钢化玻璃，可耐高温达300℃，而内层普通玻璃则稍差。钢化玻璃的韧性，可以使其在被硬物击碎时如小米粒般洒落而不会伤及他人。

双层玻璃是由两片或多片平板玻璃，周边用间隔框分开，并用密封胶密封，使玻璃层间形成有干燥气体空间的玻璃深加工产品。需要提醒注意的是双层玻璃的边缘是用密封胶严格密封的，双层玻璃气体夹层充有干燥的空气或惰性气体，该部分气体之被长期密封在腔内，无法与外界空气进行对流，因此，双层玻璃两边的热量不会因为玻璃间气体的对流而带走热量。另一方面，空气是热的不良导体，用密封气体隔开的两层玻璃相互热传导很少，从而起到良好的隔热作用。此外，在双层玻璃两边出现很大温差时，由于一片玻璃只感受一侧温度，单片玻璃的两个表面不会有很大的温差。因此，在双层玻璃内外温差不是特别大时（≥100℃）时，不会产生结霜、结露的现象。另外，还有一点需要说明的是双层玻璃不是真空玻璃，双层玻璃内腔气体的压力基本与外界一致，否则非常容易造成玻璃的破碎。 通过以上解释，可以知道带有气体夹层的双层玻璃和普通双层玻璃有着本质的区别。两者最本质的区别是前者密封，后者不密封。正是由于双层玻璃的不密封使得灰尘、水汽很容易进入玻璃内腔，水汽遇冷结霜，遇热结露，附着在玻璃内表面的灰尘永远不能清除，安装使用不久，就会使车窗的玻璃模糊一片，污秽不堪。当然，普通双层玻璃在一定程度上也能起一定的隔音、隔热作用，但性能却和带有气体夹层的双层玻璃相差甚远。

2、隔音性研究

随着我国国民经济和铁路事业的快速发展，旅客对于乘坐舒适性的要求越来越高，而车内噪声级别的高低，是影响乘坐舒适性的重要因素之一。通常情况下，车内噪声主要来源于车外，由轮轨撞击和摩擦等原因产生的噪声直接经路过的建筑反射后经车体透射至车内。并且和客车其他部位相比，车窗是整个车体隔音的薄弱环节，而车窗玻璃的隔音效果又是决定车窗隔音性能的关键，因此，，通过研究车窗玻璃的选择来改善车窗的隔音效果是降低车内噪音的最为有效的途径。

铁路客车玻璃产生隔音效果的原理：车窗外各种声源产生振动发出噪音，噪音通过空气介质进行传播，当噪音传递到双层玻璃车窗上，再经玻璃以及气体夹层逐次衰减，特别是噪音在经过如静隔音阻尼胶的物质时，中频噪音和高频噪音被隔音阻尼胶吸收、扭曲、减震、衰减，能将中、高频噪音有效地滤除，最后进入客车内的噪音只有5%左右。平常最常见最烦人最恼火最让人睡不着觉的“唿唿”、“嚯嚯”的中、高频噪音基本没有了，也听不大见了，车内的感觉一下子柔和下来了，待在铁路客车内也就舒适多了。

带有气体夹层的双层玻璃是由两层玻璃构成，四周用高强度、高气密性复合粘结剂将玻璃与密封条、玻璃条粘接密封，中间有6-9mm的空气层充入干燥气体，边框内充以干燥剂，以保证玻璃片间空气的干燥度。因留有一定的空腔，在隔音性能方面，带有气体夹层的双层玻璃中对交通低频噪音噪音有良好的隔音效果，因为普通的双层玻璃会在低频区与外界的低频噪声发生共振（指两物体因共同振动而发声的现象，如两个频率相同的音叉靠近，其中一个振动发声时，另一个也会发声 ），低频噪音比较容易穿过玻璃进入车内。而带有气体夹层的双层玻璃中的气体夹层可以在一定程度上减少铁路客车所产生低频噪音产生的共振做到良好的隔音效果。

结语

总之，在选用车窗玻璃的时候也要适当考虑钢化玻璃的特性，为了安全起见慎用单层的钢化玻璃。在对钢化玻璃应用的时候可以考虑多种玻璃结合的方式，充分考虑车窗的安全，舒适及经济等实际情况！

参考文献：

[1]王文奇.噪声控制技术及其应用（M.沈阳：辽宁科技技术出版社，1985.）

[2]《铝合金建筑型材》GB5237-2000。