摘　要：探讨了能满足BS 6853：1999防火标准和环保要求的酚醛玻璃钢的性能特点以及在城轨车辆上的应用。
关键词：酚醛玻璃钢；性能；穿透试验；应用；城轨车辆

　　随着城轨车辆制造技术的发展，对车辆防火、防毒、防烟雾的要求不断提高。为了满足BS 6853：1999《旅客列车设计及结构方面的防火实施法规》中防火标准要求，青岛地铁车辆在用户需求书里要求司机室头罩、客室座椅、空调风道等非金属部件使用酚醛玻璃钢材料。酚醛玻璃钢与目前城轨地铁车辆普遍采用的聚酯玻璃钢相比，具有强度高、重量轻、防火性能好、使用寿命长以及燃烧时毒性和烟密度小的明显优势。酚醛玻璃钢在一些发达的城轨车辆上已得到了广泛应用。

1　酚醛玻璃钢的性能特点

1.1　物理性能
　　酚醛玻璃钢与聚酯玻璃钢的物理性能比较见表1。

1.2　燃烧性能
　　酚醛玻璃钢与聚酯玻璃钢燃烧性能对比见表2。

1.3　发烟量对比
　　酚醛玻璃钢与聚酯玻璃、环氧树脂玻璃钢在燃烧状态下的发烟量对比见图1。
1.4　燃烧热释放率对比
　　根据国际海事组织(IMO)对酚醛玻璃钢和聚酯玻璃钢表面燃烧火焰蔓延和热释放率的测试结果，将酚醛玻璃钢与聚酯玻璃钢燃烧热释放率对比结果列于表3。

　　从表3可以看出：酚醛玻璃钢在防火、毒性、燃烧所产生的烟雾量、强度等方面比聚酯玻璃钢具有明显的优势。
　　在燃烧剧烈的场合下，一旦酚醛玻璃钢被点燃，它的表面会立即形成一种碳化结构，这种碳化结构可阻碍进一步燃烧。另外，酚醛玻璃钢在不需要添加任何阻燃剂时，高温下仍能保持其物理特性不降低，这是聚酯玻璃钢所不具有的。
　　另外，酚醛玻璃钢的造价与聚酯玻璃钢大致相当。

2　酚醛玻璃钢穿透试验

　　试验目的：检验酚醛玻璃钢司机室端罩的抗穿透性能。
　　试验样板：试验样板取自车前罩一部分，其形状和结构完全相同于实际车前罩的结构，表面酚醛玻璃钢厚度为3.2 mm，后面是厚70 mm的玻璃面隔热材料，在玻璃面隔热材料后面是厚2 mm的铝板。
　　试验要求：通过一个带有尖角的钢制空心立方体(高度为70 mm～75 mm，质量为0.9 kg)，以180 km／h的速度撞击司机室端罩外表面而不被穿透。
　　评定标准：司机室端罩试验件被钢制立方体撞击后，不允许被穿透，但允许有裂纹或变形。
　　试验结果：当冲击体以180 km／h的速度冲击酚醛玻璃钢时，玻璃钢的表面出现裂纹，冲击体被弹回，试验样件没有被穿透，试验合格。

3　酚醛玻璃钢在城轨地铁车辆上的应用

3.1　主要应用部件
　　酚醛玻璃钢在城轨地铁车辆上主要用于司机室头罩、客室座椅及空调风道。
　　(1)司机室头罩。酚醛玻璃钢用于制造司机室头罩的原因为一方面酚醛玻璃钢司机室头罩在420℃高温情况下仍能保持结构不变形，一旦车辆在隧道内发生火灾，能为乘客逃生创造有利条件；另一方面酚醛玻璃钢司机室头罩设计厚度可小于3.2 mm(聚酯玻璃钢的厚度一般为15 mm～20 mm)，能有效减轻车辆自重，实现节能减排的目标。
　　(2)客室座椅。用酚醛玻璃钢制造的座椅具有高强度、轻量化、耐老化、使用寿命长、免维护的特性，常温下没有有害气体释放，高温燃烧时烟雾小，无毒性气体产生，有利于逃生。
　　(3)空调风道。空调风道是薄壁筒形结构件，要求热传导系数小、热耗小、保温性能好。由于酚醛玻璃钢具有良好的拉伸强度和弯曲强度，而且热导率低(约是铝合金的1‰)，是制造地铁车辆空调风道理想的材料。酚醛玻璃钢空调风道可较好地阻止风道内外热量交换，有效防止风道结露。
3.2　在新加坡地铁车辆上的应用实例
　　根据新加坡地铁业主LTA的要求，地铁车辆所采用的玻璃钢不得含有重金属元素(注：现国内城轨车辆所采用的聚酯玻璃钢均含有重金属锑元素)，防火标准满足BS 6853：1999，燃烧烟密度和毒性标准满足NF F 16―101，并满足本文前述的穿透试验要求。因此，新加坡地铁车辆司机室头罩及客室座椅等均采用了酚醛玻璃钢。图2、图3分别为新加坡地铁车辆司机室头罩及客室座椅实物照片。

4　 结束语

　　综上所述，城轨车辆司机室头罩及客室座椅等采用酚醛玻璃钢材料满足了车辆防火、防毒、防烟雾的国际高标准，充分体现了车辆设计和车辆制造以人为本的理念。同时，由于酚醛玻璃钢较聚酯玻璃钢强度提高、重量减轻，达到了节能减排的效果，并节约了运营成本和维护费用，因此，青岛地铁3号线及后续车辆将采用酚醛玻璃钢材料。