城市轨道交通车辆的内饰设计

王晓晶

摘 要：本文对城市轨道交通车辆内饰设计的材料的进化、模块化设计以及内饰设计的未来趋势逐一做了阐述。

关键词：城市轨道交通车辆；内饰设计；材料；模块化；未来趋势；新型；智能

新时代大发展，高科技和新知识的快速更替，推动着各行各业发生着日新月异的变化。城市轨道交通，跨越地域和时空，为经济腾飞助力加速。城市轨道交通车辆的内饰，也跟随着时代的步伐，不断自我提升，发生着从量变到质变的飞跃。

1 城市轨道交通车辆内饰的材料进化

1.1 内饰的常用材料

城市轨道交通车辆内饰材料主要影响着车辆的重量指标、性能、功能和品质。为了节能降耗，对材料的防火、轻量化和表面耐用性都提出了更高的要求，不断推动着内饰材料向新型高科技材料进化。内饰材料的选则由材料的造型工艺、装饰效果、机械性能等综合性能决定。常用的内饰材料是铝蜂窝复合板、铝型材和玻璃钢。其中，铝蜂窝复合板常用于中顶板、地板、客室间壁和司机室间壁，铝型材常用于侧顶板和送风格栅，玻璃钢材料常用于内墙板和内饰中造型复杂的部位。

铝蜂窝复合板内饰件通过模具压制成型，铝型材内饰件由模具挤压成型材并通过机械加工而成，成品外观效果好且尺寸精度高，铝蜂窝材料适用于形状简洁的单曲面内饰件，铝型材的形状、厚度和外形尺寸受模具限制不适合大断面或双曲面料件。玻璃钢内饰件通过模具成型，其外观造型多样化，适用于形状奇特的单曲面和双曲面内饰件，成品外观效果仅次于铝蜂窝和铝型材件。

1.2 内饰的防火材料

材料和结构的防火性能是决定车辆防火性能的关键。材料防火的含义是一种材料在规定的条件下，在它暴露于火时，通过自身的分解作用，在成分上对燃烧做出的反应。优质的防火材料遇火可以自熄或是产生微量烟、毒气体，保证乘客人身安全。结构耐火性能主要是对车辆的地板结构和司机室间壁结构的耐火控制。地板的结构耐火性能是指在遇见火灾发生时，地板结构可以阻隔来自车外的车厢下部的火焰传导致车辆内部。司机室间壁即为车辆客室与司机室之间的隔墙，司机室间壁的结构耐火性能是指当客室发生火灾时，司机室间壁可以有效的阻挡火焰的蔓延，增加对驾驶员的保护。

按照英国防火标准BS 6853要求，地板结构应取得20分钟的完整性和绝热性，样件测试表面平均温度应不超过250℃，单点温度不超300℃。按照英国标准BS 6853要求，司机室间壁应取得20分钟的完整性（和绝热，要求绝热时）。有些用户对结构耐火提出了更高的要求，比如要求地板达到45分钟的耐火性能，司机室间壁达到30分钟的耐火性能。这些都对材料和结构提出新挑战，因此逐步出现了碳纤维、纳能和陶瓷纤维等防火性能优良的内饰材料。内饰常用的铝蜂窝复合板、铝型材和玻璃钢材料都能符合欧洲DIN5510和EN45545防火标准的要求。碳纤维、纳能材料和陶瓷纤维是地板和司机室间壁结构耐火首选材料。

1.3 内饰的轻量化材料

为了节能降耗，轻量化逐渐成为内饰设计的一项重要控制指标。从材料密度、结构刚度及应用厚度综合分析，对于铝蜂窝复合板、铝型材、玻璃钢和碳纤维四种内饰材料，单位面积的重量由轻到重依次为碳纤维、铝蜂窝复合板、玻璃钢、铝型材。蜂窝类复合材料中，纸蜂窝比铝蜂窝更轻。碳纤维和蜂窝类复合材料面密度小、刚度强和外观质量好，轻量化效果显著，是内饰轻量化的首选材料。

2 城市轨道交通车辆内饰的模块化设计

2.1 内饰的模块划分

模块化设计的精髓就是创建通用平台，满足共性需求。找出共性特征和需求，确定设计的不变模块和相对紧密联系的模块，来满足车辆的一些共性需求。通过对车辆区域和功能的分析，对内饰的整体布局进行规划，规划出车辆的模块化区域后，确定车辆模块的不变量和可变量，确定上级模块和子模块，明确模块与模块、子模块与上级模块之间的安装条件，固化模块之间的接口形式、安装方式和尺寸位置。系统模块要完成充分的试验验证和可靠性验证。系统模块能够实现不同类型车辆的完全通用或者子模块通用。

2.2 模块化设计如何解决个性化需求

在通用平台上预设可变量，来满足用户个性化需求。前面提到模块包含不变量和可变量，通过可变量调节及模块组合，获得不同效果的车辆内饰。划分到最小可更换模块，通过更换最小可更换模块或调整其布置，适应不同用户的个性需求。功能和性能的不同要求，要控制在系统模块内部变化，不能对模块外的安装和接口产生影响。

3 城市轨道交通车辆内饰设计的未来趋势

3.1 新型材料

打破传统，进行材料革命。使材料起死回生，使材料具有鲜活的生命力，形魄兼具。使材料本身具有智能，能够对周遭环境具有主动调节能力。打个比方，近几年比较流行的冲锋衣，它不但可以阻隔紫外线起到保护人类皮肤免受伤害的作用，它还具有防水功能，这就是对传统的衣服只具有保暖和遮挡功能的革命。轨道车辆内饰材料，也不应只是装饰作用，它还应具有功能性和智能性，比如对车厢内温度的调节功能，对车厢内空气的净化功能，对光照的感应功能、超强的隔声和吸音功能以及防静电吸附性等。实现这些功能，提升车辆品质的同时又减轻了其他功能设备的负担，可以达到节能降耗和绿色环保的功效。这就是未来智能化列车应该研究的课题，也正是内饰设计的未来趋势。

3.2 高科技应用

一个行业的发展，不是排它性的，相反，行业之间是鼻息相连的。比如，厨具行业中的不粘锅技术，如果在内饰件表面实现“不粘锅”效果，那么在實际运营中，将大大改善内饰件表面刻划和油污等问题，同时也为车辆的运营维护减轻了负担并降低了成本。科技时代，互惠共赢，不管哪行哪业的高科技，只要有用就要充分发挥它的应用价值。从事轨道车辆的技术人员，应及时了解各行业的先进技术，联手各专业领域的先进团队，共同研发，齐头并进。

4 结语

“创新、高效、绿色、智能”是我国城市轨道交通车辆的未来发展方向。智能化的城市轨道交通车辆定位于下一代交通工具，能够更好的应对自然气候的变化，具有更安全、更环保、更舒适的特征。

参考文献：

[1]BS 6853—1999，载客列车防火设计和建造规范—第7章：火灾的蔓延与火灾形成物的控制.

[2]EN 45545—2013，铁路应用—铁路车辆防火—第2部分： 材料和部件的防火性能的要求.