地铁车辆地板防火降噪设计

摘 要：文章以长客-庞巴迪的车辆地板防火降噪设计为例着重介绍了地铁车辆地板防火降噪的设计要求。

关键词：车体底架；铝蜂窝地板；吸音板；防火隔音毡；防火棉；绝热毯；防火漆

文章通过对长春长客-庞巴迪轨道车辆有限公司车辆设计的研究，深入的分析了铝合金地铁车辆地板防火降噪的设计结构。

1 概述

由于地铁车辆大部分设备都集中在底架地板下部区域，不仅包括牵引设备、蓄电池箱、高压线等火灾危险源，同时还有转向架电机、空压机等大功率噪声源。所以，随着人们对地铁车辆安全舒适性的要求提高，对地板的防火降噪也有了更为严格的要求。

2 车辆地板防火降噪要求

2.1 地板防火要求

车体下部设有防火隔离层，应按照ASTM E119及NFPA 130的防火试验标准，达到30min的防火隔离能力。

整个车体结构的热传递不超过2.4W/k.m2，符合国内或国际标准。

2.2 地板降噪要求

地板降噪属于车辆内部降噪的主要因素。

车辆内部噪声测试应分别按照ISO3381-2005和GB14892标准执行。

在ISO3381标准规定的测试条件下，列车静止，辅助系统正常运行，在车辆中心离地板、面高1.2m、1.6m处测得的客室内LpAeq，T应不超过69dB（A）；司机室内LpAeq，T应不超过65dB（A）。

在ISO3381标准规定的测试条件下，列车在自由声场中以最高运行速度±5km/h速度运行时，在车辆中心离地板1.2m、1.6m高处测得的测得的客室内LpAeq，T应不超过74dB（A）、司机室内LpAeq，T应不超过72dB（A）。

3 车辆地板的防火降噪结构

3.1 车辆地板的主要结构

车辆地板的主要结构包括：（1）车体底架地板；（2）车辆内装地板

3.2 车体底架地板的隔热降噪

车体底架的主结构大型铝型材拼接，采用的型材规格为中空挤压型材，个别区域使用铝板（主要为牵引梁区域），型材多采用的牌号为6005A-T6，铝板为5083-H111，强度较好。

这种结构本身由于内部都是处于密封状态的空气，因为空气的隔音、隔热性能优于任何固体材料，热量和声波的传播受到极大的限制，所以车体底架地板型材具有良好的隔音、隔热性能。

3.3 车辆内装地板的隔热降噪

车辆内装地板采用的悬浮式地板结构，车体地板上部装有均布的弹性橡胶块，将内装地板垫起，具有很好的减震作用。

地板采用铝蜂窝地板，由于有许多相互牵制的密集蜂巢，犹如许多小工字梁，可分散承担来自各方的压力。因此同时具备较强的抗震性。

而在常用的蜂窝夹层板的蜂窝芯中，实体材料的体积仅1%-3%，基余空间内是处于密封状态的空气，所以蜂窝夹层板也具有良好的隔音、隔热性能。

铝蜂窝地板上表面铺有一层地板布，多为PVC或橡胶材质，我们一般会要求地板布吸音性能大于等于6dB。

同时，车辆内装铝蜂窝地板、地板胶块及地板布本身也要具有防火要求，其中防火要满足DIN5510 S3级，烟毒性要满足BS6853 Ia级。

现代车辆内装地板有一些使用了酚醛复合板材，具有重量轻，防潮防高温等特点，但是由于成本较高，使用还不是很广泛。

4 车辆地板的防火降噪材料

车辆底架地板和铝蜂窝地板本身的性能其实并不能满足车辆的整体防火降噪要求，也不是主要的防火降噪单元，我们主要会通过增加防火降噪材料的方式来保障地板部位的防火降噪性能。而防火降噪的材料有很多种，下面我们会介绍现有车辆主要运用的一些材料。

4.1 防火棉

防火棉多为涤纶纤维材质，经梳理铺网成型后，利用低熔点粘合纤维混合而成，防火性能强，弹性好，且具有吸音性能。

但是为了满足防火的性能要求，防火棉会有一定的厚度，而地板上部没有足够空间，且防火棉本身不易固定，还会产生纤维粉尘，所以须将其用铝板固定在车下位置，并用胶密封。

4.2 绝热毯

由于现代车辆车下设备越来越多，而防火棉占据了车下很大的空间，且较重，所以我们最新的设计会使用绝热毯配合防火漆来替代防火棉。

绝热毯的材质为陶瓷纤维，有低导热率及良好的隔热性能，很薄的厚度就能够达到很高的防火要求，所以我们可以将其铺在内装地板和车体地板之间，有效地提高了地板空间的利用率。

4.3 吸音板

吸音板属于一种环保型阻尼材料，是一种以丁基橡胶为基材添加阻燃剂的防火自粘型高性能约束阻尼片。

吸音板很薄，我们会将其贴在车体地板上表面。为了提高阻尼性，多用铝板或钢板粘接使用，广泛用于车辆的减震降噪。

4.4 防火隔音毡

防火隔音毡是由高分子金属粉末和各类助剂配置反应，再经压延复合而成，可以使噪声在传递途径中衰减的一种新型隔声材料，兼具阻尼性及环保阻燃特性。同时具有厚度薄、抗拉压、抗弯曲、阻燃防蛀等特点。

4.5 防火漆

防火漆是由阻燃剂、发泡剂等多种材料制造的一种阻尼浆涂料，具有良好的隔热性和保温性，具有吸音隔音性能。

防火漆使用方便，将其喷涂在底架下薄薄一层即可，且基本上能对底架地板下部区域达到全覆盖保护。

防火漆具有难燃性或不燃性，导热系数较低，受热后发泡形成碳质隔热层保护基材，并分解产生惰性气体及一些降温，有效减缓火焰传播速度。

5 地板防火降噪布置图（图1）

6 地板防火降噪结果

最终结果，需要通过车辆实验进行验证，是否能够满足设计要求。

7 结束语

文章通过对地铁车辆地板防火降噪结构的介绍，使设计师在车辆地板防火降噪方面有了一定经验积累，这是现代城轨车辆安全舒适性的一个设计理念，确保了列车的安全性及舒适性。

作者简介：刘晓旭（1989，1-），男，吉林省吉林市人，工程师，2012年毕业于吉林大学，获学士学位，现主要从事轨道车辆设计工作。