高速动车组车顶隔热材料的结构研究

高速动车组车顶隔热材料的结构研究
摘要：本文基于高速动车组项目隔热方面设计要求，在“复兴号”CR400BF
动车组与“和谐号”CRH380B动车组项目防寒材安装结构的基础上，深入研究了
隔热材料的安装优越性，并对其进行多角度分析。

总结生产制造方面的经验，并
对CRH380B动车组五级修返厂隔热材料运用后状况进行了分析，总结出该种隔热
材料安装结构有利于车辆整体保温降噪，对整车K值及隔热材的全寿命周期使用
具有深远的意义。

关键词：动车组、隔热材、玻璃丝绵、全寿命周期
高速动车组列车平均行驶速度较高，对车辆的隔音及隔热要求较高，为确保
隔热材料在高速动车组运行的全寿命周期能够发挥隔热隔音材料的最优性能及作用，其安装形式及包裹方式尤为重要。

本文对玻璃丝绵的安装及包裹方式进行了
深入阐述及剖析，以“复兴号”CR400BF动车组为例，车辆整体隔热材主要采用
碳纤维棉材料和玻璃丝棉两种材料，其中本文提及的玻璃丝绵的安装及包裹方式，可增加车辆隔热隔音性能，降低车辆材料成本，提高车辆隔热隔音材料的全寿命
周期内的性能指标。

1 材料及结构情况说明
1.1 车顶隔热材安装结构
“复兴号”CR400BF动车组车顶防寒材使用玻璃丝棉，结构与CRH380B原型车
车顶防寒材结构相同，即在车体上分别粘接两层25mm厚的玻璃丝棉，并用防寒
钉通过金属压条紧固。

第一层紧挨车体层为一次防寒材，厚度25mm，第二层（车
内层）为二次防寒材，厚度25mm，通过分两层防寒材可有效的减少防寒材分块数量，保证车顶防寒材的整体性。

图1 一次防寒与二次防寒结构示意图
车顶相邻两块玻璃丝棉接缝及现车开口处，用玻璃纤维毡封边处理，要求不露出玻璃丝棉。

1.2 防寒材材料性能分析
玻璃丝棉材质为SiO2，材料本身遇水不反应，其材料本身对水汽的吸附性能通过憎水率和体积吸湿率体现，具体参数如下表，
憎水是指材料抵抗环境中水分子对其主要性能产生不良影响的能力，对于保温材料的憎水性是反映材料耐水渗透的一个性能指标，憎水率是一定流量的水流喷淋后，式样中未透水部分的体积百分率。

玻璃丝棉材料本身不吸水，将玻璃丝棉裁剪后，半体泡入水中，浸泡一天后，将玻璃丝棉取出，玻璃丝棉内部水分可通过重力自行流出，下图2为玻璃丝棉泡
水实验：
图2 玻璃丝棉泡水实验
1.3 车顶冷凝水情况分析
车辆内部温度与外部温度存在温差，会产生冷凝水侵蚀防寒材，防寒材材料
选用时需分别从防冷凝水及冷凝水外排两方面能力考虑，此结构与CRH380B原型
车车顶防寒材结构相同。

车辆侧墙车窗易产生冷凝水，故在侧墙窗下设置沥水板，沥水板具有隔绝水汽和导出水的作用。

底架防止上方水汽进入，同样设置沥水板
进行排水设计。

车体铝型材较厚，产生冷凝水主要来源于车内外温差，水汽较少，且水汽可通过重力及水分蒸发自行排出，车顶防寒材不带贴面，可使水汽自然蒸发，故车顶使用的防寒材不设置排水结构，如下图3所示。

图3 CRH380原型车和CR400BF车车顶防寒材
1.4 防寒材封边处理
为保护防寒材，使整车防寒材能紧密安装于车体内表面，现车所有防寒材开口处皆用玻纤毡封边处理，玻璃丝棉下面贴有玻纤贴面，保证防寒材的整体性且碎屑不外飞；相邻两玻璃丝棉使用玻纤毡进行粘贴。

防寒材封边仅避免玻璃丝棉碎屑散落，因材料本身均具有很好的憎水性及排水性能，无需做大面积封边处理。

2 结构优势
2.1 车顶两层防寒材：
车顶防寒材安装采用两层结构，此结构可有效的减少防寒材分块数量，保证车顶防寒材的整体性。

且二层防寒材可有效的铺设在无滑块的滑槽上方，保证整车防寒性能。

第一层防寒先行铺装（即一次防寒材铺装），铺装完好后，再进行二层防寒材铺装（即二次防寒材铺装）。

车顶防寒一次防寒和二次防寒安装工序间隔时间短，几乎没有冷凝水和碎渣产生，故一次防寒材与滑槽间可不粘贴玻纤毡封边处理。

2.2 防寒材防水结构
玻纤贴面、玻纤毡具有很好的透水性能，可使水汽顺畅的从玻璃丝棉中蒸发外排，仅在车内铺设玻纤贴面即可。

2.3 防寒材全寿命周期
CRH380B动车组现已进入五级修阶段，已返厂。

根据车辆现车查看情况，玻璃丝棉状态良好，如下图所示：
图4 CRH380原型车高级修侧墙防寒材状态
3 总结
综合以上分析，本文提及的高速动车组车顶玻璃丝绵的安装及包裹方式，即
一次防寒弯顶与滑槽立面接触处玻璃丝棉，各部位安装后铺设二次防寒材，再对
整车隔热材料进行包裹，此种方式可增加车辆隔热隔音性能，降低车辆材料成本，提高车辆隔热隔音材料的全寿命周期。

参考文献
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[3] 支锦亦．铁路客车内部设计的发展趋势[J]．中国铁路，2006(2)：36-38．
高鹏董雪妍
中车长春轨道客车股份有限公司，长春，130062；**********************
通讯作者简介：高鹏，男，吉林长春，工程师，硕士，动车组内装设计。