環保節能產品在青島地鐵3號線車輛中的應用

楊培盛 鐘元木

(1.青島地鐵集團有限公司 青島266071;2.南車青島四方機車車輛股份有限公司 青島266111)

青島地鐵3號線作為青島市的首條地鐵線路，首列車已于2013年9月30日下線。車輛設計秉承“世界眼光、國際標準、節能環保、以人為本”的理念，在保證車輛“技術先進、安全可靠”的前提下，積極響應國家建設環境友好型城市的要求，大量采用綠色環保材料和節能產品。以下著重介紹這些環保節能產品在車輛上的應用情況。

1 水性油漆

青島地鐵3號線車輛的車體外表面(見圖1)和車內外表面均噴涂水性油漆，該材料在國內地鐵車輛尚屬首次使用。

圖1 青島地鐵3號線列車外觀

美國于20世紀70年代開始研究水性油漆，到90年代，歐美和新加坡等發達國家的軌道車輛上已大量使用。水性油漆相對于溶劑型油漆在環保和性能上具有明顯優勢。

1.1 環保及安全

溶劑型油漆主要以芳香族化合物組成的溶劑作為載體(溶劑含量可達60%以上)，溶劑屬于易揮發、易燃、易爆物，噴涂后往往幾個月內仍然有刺激性氣味，甲醛等有毒物質更是十幾年才能完全揮發干凈，會對環境造成污染，尤其會危害人體健康。而水性油漆以水作為稀釋劑(水含量超過60%)，不含有機溶劑，不含苯、甲苯、二甲苯、甲醛、游離TDI等有毒重金屬，無毒無刺激氣味，對人體無害，不污染環境，同時，還具有優異的阻燃性能［1］。總之，水性油漆既環保安全，又可以最大限度地減少對人體健康的損害。

1.2 外觀及質量

水性油漆的漆膜豐滿、晶瑩透亮、柔韌性好，具有更好的視覺效果，另外具有耐水、耐磨、耐老化、耐黃變等特點［2］。

水性油漆在環保、阻燃等方面的優越性是溶劑型油漆所不可比擬的，但水性油漆的噴涂工藝和設備要求更高，施工過程中容易產生氣泡和針孔等漆膜缺陷，市場價格偏高，因此現階段尚未完全替代溶劑型油漆。

2 酚醛玻璃鋼

青島地鐵3號線車輛的客室座椅(見圖2)、司機室內裝飾和司機室外罩(見圖3)均采用酚醛玻璃鋼，在國內地鐵車輛屬于首次使用。

圖2 青島地鐵3號線車輛客室座椅

圖3 青島地鐵3號線司機室外罩

在軌道車輛上應用較多的有聚酯玻璃鋼、酚醛玻璃鋼和環氧玻璃鋼，其中酚醛玻璃鋼性能最優越、最環保，在阻燃、毒性、煙霧等方面具有明顯優勢［3］。酚醛玻璃鋼是難燃材料，不必添加阻燃劑就可滿足阻燃要求，且具有低煙霧釋放、低毒性等特點［4］，具有優異的防火性能，可以完全滿足世界上最嚴格BS 6853:1999防火標準。酚醛玻璃鋼的燃燒發煙起始溫度在500℃之上，在各種樹脂起始發煙溫度中屬于最高一等，發煙程度的最大消光系數為0.02(此值越小表示發煙程度越低)，在各種樹脂最大消光系數中居于最低一等［5］。

試驗證明:酚醛玻璃鋼燃燒發煙量大大低于聚酯玻璃鋼和環氧玻璃鋼［6］，如圖4、5所示。

3 KPB-3J礦棉

青島地鐵3號線車輛的隔熱隔音采用KPB-3J礦棉，這是一種不燃、無煙、無毒的環保材料，完全滿足BS 6853:1999防火標準［7］。

圖4 燜燒狀態的發煙量對比

圖5 燃燒狀態的發煙量對比

KPB-3J礦棉是多孔開孔性材料，吸聲系數最高能達到60%，具有良好的吸聲、隔音特性;由于其在成型過程中添加了憎水防水劑，憎水率不小于98%，含水率小于2%，具有良好的隔熱性能;KPB-3J材料最早使用于艦船的艙室內壁，具有良好的理化性能，并且加工、安裝簡單，環保無毒，能很好地滿足艦船在防火、隔熱、隔聲、降噪等方面的需要;這種材料在常溫下所產生的CO、CO2及CS2氣體量很小，且無NO、NO2、HCl、HCN、甲醛等有害氣體產生。

4 LED照明燈

青島地鐵3號線車輛的客室照明全部采用LED燈(見圖6)，LED燈既節能又環保。其主要材料為硅與銅以及封裝用的樹脂，無汞污染，也不含鉛，不會污染環境，亦不會危害人體健康。因此，LED燈被公認為21世紀的綠色照明。它壽命長，理論使用壽命長達6萬～10萬h。考慮到在地鐵車輛上的實際工作條件，工作時間也可達5萬h［8］。青島3號線24列車的客室照明，在正常運營的情況下［9］，采用LED燈比熒光燈每年可節約用電40萬kW·h以上，可節約用電40%以上。

圖6 青島地鐵3號線客室LED照明燈

5 無油空壓機

青島地鐵3號線車輛的風源系統采用無油空壓機(見圖7)，在國內地鐵車輛中尚屬首次使用。無油空壓機壓縮空氣不含油，可提高壓縮空氣質量，減少空氣凈化步驟;不存在潤滑油乳化的問題，對空壓機工作效率沒有要求;可減少復雜的系統接口(無濾油器，無凝液回收期)，結構簡單、重量輕、低噪聲、低振動、環保經濟;且無需添加潤滑油，幾乎免維護，具有更低的壽命周期成本。相比傳統空壓機，在30年內的維護費用可降低40%［10］。

圖7 VV120-T無油空壓機示意

6 結語

青島地鐵3號線車輛除采用了上述環保節能產品外，在車輛的設計制造過程中，還采取了輕量化鋁合金車體、牽引系統再生制動、空調安裝有光等離子空氣凈化裝置、轉向架安裝濕式輪緣潤滑裝置和降噪阻尼環等措施。3號線車輛充分體現了節能環保的特點［11］，不僅響應了國家建設資源節約型城市的政策，也為今后青島地鐵車輛選材奠定了良好的基礎。

［1］SGS.水性漆防火試驗報告［R］.安吉:SGS-CSTC.，Ltd，2013.

［2］魏大衛，唐亮.汽車水性油漆實施的探討［J］.汽車工藝與材料，2006(1):4-7.

［3］羅情平.酚醛玻璃鋼在城軌車輛上的應用［J］.鐵道車輛，2011，49(6):26-27.

［4］海軍醫學研究所.KPB-3J礦棉釋放氣體定性、定量分析及毒性試驗報告［R］.上海:海軍醫學研究所，2001.

［5］英國標準技術委員會FSH-19.BS 6853:1999旅客列車設計及結構方面的防火實施法規［S］.英國，1999.

［6］SGS.酚醛玻璃鋼BS6853防火試驗報告［R］.安吉:SGSCSTC.，Ltd，2013.

［7］SGS.KPB-3J礦棉BS6853防火試驗報告［R］.安吉:SGSCSTC.，Ltd，2009.

［8］王慶峰.LED照明技術在地鐵車輛中的應用［J］.節能，2013，43(5):50-52.

［9］GB/T 7928—2003地鐵車輛通用技術條件［S］.北京:中國標準出版社，2003.

［10］克諾爾.無油空壓機在軌道車輛上的應用［G］.德國:克諾爾集團，2012.

［11］青島地鐵集團有限公司.青島地鐵一期工程(3號線)車輛合同文件［G］.青島，2011.