車用安全玻璃發展趨勢分析

秦 杰 孟 欣 李晨輝

(中國建筑材料工業規劃研究院，北京 100035)

車用安全玻璃是對于行駛車輛來說十分重要的安全組件，具有為駕駛員提供視野、屏幕顯示、保障其行車安全性、運輸穩定性等重要功能，同時還集成了防水、抗塵、耐熱及隔音等功能。本文研究對象為汽車、列車車用玻璃，由于其他特殊車輛或特種車輛應用領域狹窄，產能較低故不再探究。

1 汽車玻璃

1.1 主要品種與用途

汽車安全玻璃系統分為夾層玻璃、區域鋼化玻璃、中空安全玻璃、鋼化玻璃和塑玻復合材料五個種類，主要品種和用途見表1。

表1 汽車安全玻璃基本種類、應用部位、用途與性能優缺點

1.2 主要性能要求

汽車安全玻璃要求較好的光、力學物理特性，同時具備耐磨、耐熱、安全、密封和隔音特性，以保障乘員的駕駛和乘坐安全故而稱為汽車安全玻璃。性能與實驗要求如表2所示。

1.3 發展趨勢

1.3.1 汽車玻璃用量不斷增加

隨汽車不斷發展車用玻璃面積呈不斷增加的曲線趨勢，單車玻璃面積可以占據單車表面積的1/3以上。一是造型需求。近代汽車流線造型變革造成3度/年傾斜角度增加[3]，在新能源車輛上體現更加充分。二是美觀與功能需求。如裝飾性玻璃、車燈玻璃、汽車座椅屏幕玻璃、智能化中控顯示屏玻璃、液晶儀表盤玻璃尺寸日益增大以及新一代全景天窗應用、全玻璃座艙概念等。

1.3.2 汽車玻璃朝著輕量化方向發展

玻璃輕量化主要是降低玻璃厚度，采用彎鋼化、夾層加工、PVB膠片、智能薄切等手段不斷提升性能指標，在滿足基本性能情況下，玻璃厚度逐漸降低。汽車玻璃每減薄0.1mm，質量約減輕0.6kg～0.75kg[3]。

1.3.3 汽車玻璃朝著集成智能化、綠色低碳化和高度安全化發展

汽車玻璃性能的未來方向將是集成智能化、綠色低碳化和高度安全化。智能化汽車玻璃與電子元件集合起來，提供全方位信息顯示，可控調光等功能，目前以及開始在高端概念車型上應用。

突出綠色低碳特性。通過采用精確的鍍膜、貼膜、涂層技術及產品，通過中空隔音/隔熱/抗紅外線玻璃等特性減少能耗，通過夾層式太陽能電池吸聚、儲存太陽能，降低油耗、低碳減排。

表2 汽車安全玻璃主要性能要求與試驗標準分類

表3 轎車平均玻璃面積變化(平方米)[6]

表4 汽車玻璃厚度變化

提升駕駛員安全感。電加熱玻璃可以有效地促進降雨、冰雹、霧珠、霜凍等融化滑落，保證汽車駕乘者視線不會受到天氣的影響；防眩玻璃通過減少高速移動物體對視覺壓迫，玻璃可以調光、電致變色功能，保障駕駛員眼球舒適、緩解視覺疲勞；使用全面的鋼化、區域式鋼化、中空夾層、塑玻復合材料等技術，還具有抗穿透、耐風壓的特點，除此以外還要保證駕乘人員和營救人員可以輕松破窗逃生。

2 列車玻璃

2.1 主要品種與用途

我國對于高速列車的基本底線速度是200km/h，和諧號的底線速度是300km/h。隨著未來列車速度的不斷提高，對玻璃性能要求也越來越高。高速列車玻璃按照應用部位可分為風擋玻璃和高速列車側窗玻璃，按生產加工工藝技術分類可分為塑玻復合材料系統和多功能中空玻璃系統。如下表5所示。

2.2 主要性能要求

列車安全玻璃要求具有良好的光、力學物理特性，還有耐熱性、耐輻照性、抗沖擊性、抗穿透性和加速耐久性等，以保障駕乘人員的人身安全。

鐵道車輛用安全玻璃要滿足各項功能和整車外形要求，應用于安全玻璃的不同試驗項目、檢測方法、主要性能參數應符合表6相應條款規定。

表5 高速列車安全玻璃分類及性能優缺點

表6 不同種類列車安全玻璃試驗項目性能要求及試驗條款

2.3 未來發展趨勢

2.3.1 列車玻璃用量不斷增加

2017-2020年中國動車組及鐵路動車保有量逐年增加，見表7。由于近年來不斷新建高速鐵路、新增動車組及動車數量，可以預測新車玻璃用量、列車玻璃破損替換需求也將隨之增加。

表7 2017-2025中國動車組及鐵路動車保有量變化預測

2.3.2 列車玻璃朝著智能舒適化、高度性能化和高度安全化發展

目前，世界上第一臺高溫超導磁懸浮樣機已經試車，設計運行時速620km/h，未來如果在真空管道環境下，理論時速可達1 000km/h。因此我國高速列車安全玻璃的發展趨勢主要有以下幾方面：

(1)更好的光學性能，保障千公里時速下列車的透光及透視性能，防眩暈、高透光率、保證視野及安全。

(2)車窗玻璃本身具有極好的真空流體動力學抗震性能，更強的抗沖擊性、抗穿透性、抗壓力波等性能。

(3)更好的絕熱隔音性能，需要保障千公里時速下列車(尤其是低溫和真空時)絕熱性能和隔音效果。

(4)更好的耐候性，抗老化性、耐久性。

(5)玻璃輕量化、易加工、易修復。

(6)玻璃智能化顯像和互動功能。裝配智能車窗衛星系統和車窗顯示屏幕娛樂系統。