摘要：防火降噪是地铁车辆设计的重要要求之一。基于此，本文主要针对地铁车辆地板防火降噪的重要性进行分析。分别从防火、降噪材料方面以及防火降噪技术方面等，对地铁车辆地板的防火降噪设计进行详细分析，从而为地铁车辆地板防火降噪性能的改善提供理论支持。
关键词：地铁车辆地板；防火降噪；阻尼浆
前言：随着人们对地铁接受度的不断升高，地铁与人们日常生活之间的关联变得越来越紧密。在这一背景下，人们对地铁生产及设计的要求也随之升高。地铁地板的防火降噪设计状况，与地铁运行安全、运行体验密切相关。因此，分析地铁车辆地板的防火降噪设计具有一定的现实意义。
一、地铁车辆地板防火降噪的重要性
伴随着地铁在各大城市的不断普及，地铁运行安全逐渐成为人们的关注点之一。地板作为地铁的重要构成部分，其性能状况与地铁运行安全维度及乘客出行体验均存在密切关联。基于地板位置、功能的特殊性，其防火性能、降噪能力，均可能影响地铁车辆的运行状况[1]。如地板的降噪作用欠佳，则可造成地铁运行噪声的升高，进而影响乘客的乘坐体验甚至是身体健康；而如果地板的防火性能未达到相关要求，则可能增加火灾发生风险，威胁地铁运行安全及乘客的人身安全。因此，做好地铁车辆地板的防火降噪设计具有一定的必要性。
二、地铁车辆地板防火降噪设计分析
这里主要从以下几方面入手，针对地铁车辆地板的防火降噪设计进行分析和研究：
（一）防火材料方面
可提升地铁车辆地板防火性能的材料较多，目前常用的材料主要包含以下几种：
第一，防火漆。这种材料的性能优势体现为：其导热系数偏低，具有难燃性。采用喷涂技术将其覆盖于地铁地板表面后，当因火灾传导受热后，防火漆材料可在热量的作用下，出现发泡反应，于地板表面形成一层较为均匀的碳质隔热层，同时具有降温和产生不易燃烧的惰性气体的作用，为火灾蔓延、灾情控制工作提供支持。除了良好的防火性能外，这类材料还可产生一定的降噪、隔音效果。第二，隔热毯。这种材料以陶瓷纤维为基本材质。这种材料在地铁车辆防火中的应用原理为：将隔热毯布设于地板表面后，当周围出现火情时，隔热毯陶瓷纤维可借助自身的隔热性能及低导热率特征，对地板形成良好的保护作用。第三，防火棉。这类材料在地铁车辆设计中的应用频率较高。其典型特征为：由低熔点粘合纤维构成，这类材料具有良好的弹性及防火性能。然而其的特殊性在于：防火棉可在发挥防火作用的同时，为地铁设计提供一定的隔音、吸音作用（与其厚度参数有关）。但除了上述优势外，这类材料并非毫无缺点。防火棉的主要不足体现为：其发挥良好防火性能的前提是建立在防火棉厚度达到一定标准的基础上。这类材料对布设厚度的要求决定着其防火性能的好坏，如在地铁地板防火设计中采用这类材料，则其需要占据较大空间，由此可认为，将其用于地板防火设计，需做好防火棉的固定、压缩工作。
在实际的防火设计工作中，可结合地铁车辆地板设计的具体要求，合理选择适宜的防火材料，借助其防火隔热性能，减少火灾对地铁地板的损伤及影响，进而为地铁的安全运行提供更好的保障。
（二）降噪材料方面
结合当前降噪材料发展现状来看，具有良好降噪性能的材料较多，但考虑到地铁地板设计的特殊性要求，除了需要考虑所选择降噪材料的降噪性能外，还应充分考虑其与地铁地板降噪设计之间的契合性。
基于上述要求，可用于地铁车辆地板设计的降噪材料主要包含以下几种：第一，隔音毡。这类材料由高分子金属粉末及助剂等构成，这种材料的降噪原理为：将其布设于地铁地板表面，随着地铁车辆的运行，来自地铁车辆各区域的噪音可快速传导至隔音毡中，隔音毡具有促使噪声衰减的作用，从而降低地铁运行期间的噪声参数。与其它降噪材料相比，隔音毡在地铁地板降噪设计中的应用优势体现为：其具有良好的抗弯曲、抗压及降噪效果强等特征。此外，隔音毡的厚度较薄，将其布设于地铁地板表面，基本不会造成地板体积的变化。上述优势为其在地板防火降噪设计中的普及奠定了良好的基础。第二，吸音板。作为一种应用范围较广的环保材料，吸音板已经广泛应用于各类车辆的降噪设计中。这种降噪材料的原料为丁基橡胶及阻燃剂等。从这类材料的构成原料来看，其除了可发挥一定的降噪、隔音作用外，还可为控制火灾、阻碍火情传播提供一定的支持。与隔音毡类似，吸音板的厚度也相对较薄，将其用于地铁地板设计，不会造成额外的体积负担。但由于这类材料的隔音降噪效果仍有一定的提升空间，因此，在实际应用中，这类材料多与钢板等金属材料经特殊工艺处理后，联合使用。第三，阻尼浆。将这种材料用于地铁地板的降噪设计，其降噪原理为：当来自不同方向的噪音传导至覆盖阻尼浆的地板区域时，阻尼浆可为地板提供一定的阻尼参数，从一定程度上隔绝来自外界的噪音，进而维持地铁车辆内部的相对安静状态[2]。
（三）防火降噪模拟分析方面
在地铁地板设计中，模拟检验是确定设计方案防火降噪效果的关键所在。本研究选择阻尼浆这一降噪材料，作为测定其在地铁地板设计中降噪效果的关键。
模拟测验设计方案如下：为保障测定结果的准确、可靠，分别选取地板裸板、地板外涂2mm阻尼浆、地板外涂4mm阻尼浆三组测评材料。采用力锤敲击实验法及振动噪声测试分析系统，评估三组试样的频响，最终确定试样结构固有频率及模态阻尼比参数。上述三种试样如图1所示。力锤敲击区域分布则如图2所示。
图 1 阻尼浆降噪实验试样
图 2 力锤敲击试样表面区域分布
其中，分别于三个试样表面，随机选择10处位置，以力锤进行敲击测验。为保障最终测定结果的准确性（排除不同位置敲击力度不同的干扰），分别于三个试样的每个测试位置，连续敲击三次，取平均值作为确定最终降噪效果的依据。
按照上述流程开展测验分析后，三个试样的振动噪声测试分析系统的监测结果显示：三个试样中，地板裸板的模态阻尼比参数最低，在250-2000Hz范围内，250Hz条件下，地板裸板的模态阻尼比参数为0.16%；315Hz条件下，地板裸板的模态阻尼比达到峰值，为0.33%。而地板外涂2mm阻尼浆试样的模态阻尼比则高于前者，同样在250Hz条件下，这种试样的阻尼比参数为0.31%，379Hz条件下，该试样的模态阻尼比达到峰值，为0.89%。三组相比，地板外涂4mm阻尼浆试样的模态阻尼比参数最高，在250Hz条件下，其模态阻尼比为1.23%；409Hz时，地板外涂4mm阻尼浆试样的阻尼比达到峰值，为1.25%；2000Hz时，该试样的阻尼比最低，且与地板外涂2mm阻尼浆试样抑制，均为0.37%。
上述测验结果显示：阻尼浆材料的使用，有助于改善地板的降噪性能；于地板表面外涂4mm阻尼浆，可发挥良好的降噪作用。
根据上述结果可认为：在进行地铁车辆地板的防火降噪设计时，可结合地板材料特性、防火降噪设计要求等信息，合理选择符合要求的防火、降噪材料，与地板组合起来，形成一个相对安全的整体，有效抵御火情侵袭，并降低地铁运行带来的振动噪声。
结论：综上所述，做好地铁车辆地板的防火降噪设计可为地铁的安全运行提供良好的支持。为了实现上述目的，需结合地铁地板降噪设计要求，合理选择地铁地板防火、降噪材料，并运用恰当的防火降噪处理技术，全面提升地铁地板的防火降噪性能水平。此外，还应注意关注防火降噪领域的新技术、新材料，充分考虑于地铁车辆地板设计中引入新型防火降噪材料或技术的可行性。
参考文献：
[1]刘晓旭.地铁车辆地板防火降噪设计[J].科技创新与应用，2016（25）：86.
[2]邓锐，李华丽，曾要争.阻尼浆对地铁车体铝型材地板减振降噪影响测试研究[J].电力机车与城轨车辆，2015，38（03）：37-39+43.
论文作者:时间
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/9
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