城市軌道交通車輛的內(nèi)飾設(shè)計(jì)

王曉晶

摘 要：本文對(duì)城市軌道交通車輛內(nèi)飾設(shè)計(jì)的材料的進(jìn)化、模塊化設(shè)計(jì)以及內(nèi)飾設(shè)計(jì)的未來(lái)趨勢(shì)逐一做了闡述。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通車輛；內(nèi)飾設(shè)計(jì)；材料；模塊化；未來(lái)趨勢(shì)；新型；智能

新時(shí)代大發(fā)展，高科技和新知識(shí)的快速更替，推動(dòng)著各行各業(yè)發(fā)生著日新月異的變化。城市軌道交通，跨越地域和時(shí)空，為經(jīng)濟(jì)騰飛助力加速。城市軌道交通車輛的內(nèi)飾，也跟隨著時(shí)代的步伐，不斷自我提升，發(fā)生著從量變到質(zhì)變的飛躍。

1 城市軌道交通車輛內(nèi)飾的材料進(jìn)化

1.1 內(nèi)飾的常用材料

城市軌道交通車輛內(nèi)飾材料主要影響著車輛的重量指標(biāo)、性能、功能和品質(zhì)。為了節(jié)能降耗，對(duì)材料的防火、輕量化和表面耐用性都提出了更高的要求，不斷推動(dòng)著內(nèi)飾材料向新型高科技材料進(jìn)化。內(nèi)飾材料的選則由材料的造型工藝、裝飾效果、機(jī)械性能等綜合性能決定。常用的內(nèi)飾材料是鋁蜂窩復(fù)合板、鋁型材和玻璃鋼。其中，鋁蜂窩復(fù)合板常用于中頂板、地板、客室間壁和司機(jī)室間壁，鋁型材常用于側(cè)頂板和送風(fēng)格柵，玻璃鋼材料常用于內(nèi)墻板和內(nèi)飾中造型復(fù)雜的部位。

鋁蜂窩復(fù)合板內(nèi)飾件通過(guò)模具壓制成型，鋁型材內(nèi)飾件由模具擠壓成型材并通過(guò)機(jī)械加工而成，成品外觀效果好且尺寸精度高，鋁蜂窩材料適用于形狀簡(jiǎn)潔的單曲面內(nèi)飾件，鋁型材的形狀、厚度和外形尺寸受模具限制不適合大斷面或雙曲面料件。玻璃鋼內(nèi)飾件通過(guò)模具成型，其外觀造型多樣化，適用于形狀奇特的單曲面和雙曲面內(nèi)飾件，成品外觀效果僅次于鋁蜂窩和鋁型材件。

1.2 內(nèi)飾的防火材料

材料和結(jié)構(gòu)的防火性能是決定車輛防火性能的關(guān)鍵。材料防火的含義是一種材料在規(guī)定的條件下，在它暴露于火時(shí)，通過(guò)自身的分解作用，在成分上對(duì)燃燒做出的反應(yīng)。優(yōu)質(zhì)的防火材料遇火可以自熄或是產(chǎn)生微量煙、毒氣體，保證乘客人身安全。結(jié)構(gòu)耐火性能主要是對(duì)車輛的地板結(jié)構(gòu)和司機(jī)室間壁結(jié)構(gòu)的耐火控制。地板的結(jié)構(gòu)耐火性能是指在遇見火災(zāi)發(fā)生時(shí)，地板結(jié)構(gòu)可以阻隔來(lái)自車外的車廂下部的火焰?zhèn)鲗?dǎo)致車輛內(nèi)部。司機(jī)室間壁即為車輛客室與司機(jī)室之間的隔墻，司機(jī)室間壁的結(jié)構(gòu)耐火性能是指當(dāng)客室發(fā)生火災(zāi)時(shí)，司機(jī)室間壁可以有效的阻擋火焰的蔓延，增加對(duì)駕駛員的保護(hù)。

按照英國(guó)防火標(biāo)準(zhǔn)BS 6853要求，地板結(jié)構(gòu)應(yīng)取得20分鐘的完整性和絕熱性，樣件測(cè)試表面平均溫度應(yīng)不超過(guò)250℃，單點(diǎn)溫度不超300℃。按照英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS 6853要求，司機(jī)室間壁應(yīng)取得20分鐘的完整性（和絕熱，要求絕熱時(shí)）。有些用戶對(duì)結(jié)構(gòu)耐火提出了更高的要求，比如要求地板達(dá)到45分鐘的耐火性能，司機(jī)室間壁達(dá)到30分鐘的耐火性能。這些都對(duì)材料和結(jié)構(gòu)提出新挑戰(zhàn)，因此逐步出現(xiàn)了碳纖維、納能和陶瓷纖維等防火性能優(yōu)良的內(nèi)飾材料。內(nèi)飾常用的鋁蜂窩復(fù)合板、鋁型材和玻璃鋼材料都能符合歐洲D(zhuǎn)IN5510和EN45545防火標(biāo)準(zhǔn)的要求。碳纖維、納能材料和陶瓷纖維是地板和司機(jī)室間壁結(jié)構(gòu)耐火首選材料。

1.3 內(nèi)飾的輕量化材料

為了節(jié)能降耗，輕量化逐漸成為內(nèi)飾設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要控制指標(biāo)。從材料密度、結(jié)構(gòu)剛度及應(yīng)用厚度綜合分析，對(duì)于鋁蜂窩復(fù)合板、鋁型材、玻璃鋼和碳纖維四種內(nèi)飾材料，單位面積的重量由輕到重依次為碳纖維、鋁蜂窩復(fù)合板、玻璃鋼、鋁型材。蜂窩類復(fù)合材料中，紙蜂窩比鋁蜂窩更輕。碳纖維和蜂窩類復(fù)合材料面密度小、剛度強(qiáng)和外觀質(zhì)量好，輕量化效果顯著，是內(nèi)飾輕量化的首選材料。

2 城市軌道交通車輛內(nèi)飾的模塊化設(shè)計(jì)

2.1 內(nèi)飾的模塊劃分

模塊化設(shè)計(jì)的精髓就是創(chuàng)建通用平臺(tái)，滿足共性需求。找出共性特征和需求，確定設(shè)計(jì)的不變模塊和相對(duì)緊密聯(lián)系的模塊，來(lái)滿足車輛的一些共性需求。通過(guò)對(duì)車輛區(qū)域和功能的分析，對(duì)內(nèi)飾的整體布局進(jìn)行規(guī)劃，規(guī)劃出車輛的模塊化區(qū)域后，確定車輛模塊的不變量和可變量，確定上級(jí)模塊和子模塊，明確模塊與模塊、子模塊與上級(jí)模塊之間的安裝條件，固化模塊之間的接口形式、安裝方式和尺寸位置。系統(tǒng)模塊要完成充分的試驗(yàn)驗(yàn)證和可靠性驗(yàn)證。系統(tǒng)模塊能夠?qū)崿F(xiàn)不同類型車輛的完全通用或者子模塊通用。

2.2 模塊化設(shè)計(jì)如何解決個(gè)性化需求

在通用平臺(tái)上預(yù)設(shè)可變量，來(lái)滿足用戶個(gè)性化需求。前面提到模塊包含不變量和可變量，通過(guò)可變量調(diào)節(jié)及模塊組合，獲得不同效果的車輛內(nèi)飾。劃分到最小可更換模塊，通過(guò)更換最小可更換模塊或調(diào)整其布置，適應(yīng)不同用戶的個(gè)性需求。功能和性能的不同要求，要控制在系統(tǒng)模塊內(nèi)部變化，不能對(duì)模塊外的安裝和接口產(chǎn)生影響。

3 城市軌道交通車輛內(nèi)飾設(shè)計(jì)的未來(lái)趨勢(shì)

3.1 新型材料

打破傳統(tǒng)，進(jìn)行材料革命。使材料起死回生，使材料具有鮮活的生命力，形魄兼具。使材料本身具有智能，能夠?qū)χ茉猸h(huán)境具有主動(dòng)調(diào)節(jié)能力。打個(gè)比方，近幾年比較流行的沖鋒衣，它不但可以阻隔紫外線起到保護(hù)人類皮膚免受傷害的作用，它還具有防水功能，這就是對(duì)傳統(tǒng)的衣服只具有保暖和遮擋功能的革命。軌道車輛內(nèi)飾材料，也不應(yīng)只是裝飾作用，它還應(yīng)具有功能性和智能性，比如對(duì)車廂內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)功能，對(duì)車廂內(nèi)空氣的凈化功能，對(duì)光照的感應(yīng)功能、超強(qiáng)的隔聲和吸音功能以及防靜電吸附性等。實(shí)現(xiàn)這些功能，提升車輛品質(zhì)的同時(shí)又減輕了其他功能設(shè)備的負(fù)擔(dān)，可以達(dá)到節(jié)能降耗和綠色環(huán)保的功效。這就是未來(lái)智能化列車應(yīng)該研究的課題，也正是內(nèi)飾設(shè)計(jì)的未來(lái)趨勢(shì)。

3.2 高科技應(yīng)用

一個(gè)行業(yè)的發(fā)展，不是排它性的，相反，行業(yè)之間是鼻息相連的。比如，廚具行業(yè)中的不粘鍋技術(shù)，如果在內(nèi)飾件表面實(shí)現(xiàn)“不粘鍋”效果，那么在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，將大大改善內(nèi)飾件表面刻劃和油污等問(wèn)題，同時(shí)也為車輛的運(yùn)營(yíng)維護(hù)減輕了負(fù)擔(dān)并降低了成本。科技時(shí)代，互惠共贏，不管哪行哪業(yè)的高科技，只要有用就要充分發(fā)揮它的應(yīng)用價(jià)值。從事軌道車輛的技術(shù)人員，應(yīng)及時(shí)了解各行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)，聯(lián)手各專業(yè)領(lǐng)域的先進(jìn)團(tuán)隊(duì)，共同研發(fā)，齊頭并進(jìn)。

4 結(jié)語(yǔ)

“創(chuàng)新、高效、綠色、智能”是我國(guó)城市軌道交通車輛的未來(lái)發(fā)展方向。智能化的城市軌道交通車輛定位于下一代交通工具，能夠更好的應(yīng)對(duì)自然氣候的變化，具有更安全、更環(huán)保、更舒適的特征。

參考文獻(xiàn)：

[1]BS 6853—1999，載客列車防火設(shè)計(jì)和建造規(guī)范—第7章：火災(zāi)的蔓延與火災(zāi)形成物的控制.

[2]EN 45545—2013，鐵路應(yīng)用—鐵路車輛防火—第2部分： 材料和部件的防火性能的要求.