丁玉圣 邵春雷 王翠珍

（青島四方龐巴迪鐵路運(yùn)輸設(shè)備有限公司，青島 266111）

隨著我國高速列車事業(yè)的迅猛發(fā)展，舒適的內(nèi)部環(huán)境越來越引起重視。動車組司機(jī)室作為一個(gè)密閉的空間，大量采用新材料，新工藝實(shí)現(xiàn)了司機(jī)室的美觀及輕量化。伴隨著這些新材料和新工藝的實(shí)施，一些新的問題亟待解決。例如，國內(nèi)某動車組司機(jī)室在實(shí)際運(yùn)營過程中偶爾會收到客戶關(guān)于進(jìn)一步改善司機(jī)室內(nèi)空氣質(zhì)量的要求。盡管隨后經(jīng)第三方檢測（主機(jī)廠和客戶共同見證）該動車組司機(jī)室氣體釋放量符合《機(jī)車車輛內(nèi)裝材料及室內(nèi)空氣有害物質(zhì)限量》（TB/T3139-2006）的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但是司機(jī)室內(nèi)（尤其是新交付車輛）仍然存在一些異味。為此，筆者進(jìn)行了大量的研究并采取了相關(guān)措施來進(jìn)一步改善司機(jī)室空氣質(zhì)量。

1 氣味來源及成因調(diào)查

司機(jī)室空間狹小且密閉，缺少與外界空氣的自然對流、氣味不容易消散，完全依賴于司機(jī)室（獨(dú)立）空調(diào)機(jī)組換氣，但該空調(diào)機(jī)組工作時(shí)間有限，缺乏與外界持久的通風(fēng)循環(huán)。

司機(jī)室內(nèi)非金屬材料較多，所有非金屬材料短期內(nèi)都會釋放一些有味道的氣體，這些氣味在一段時(shí)間以后會逐漸減弱直至消除。司機(jī)室空氣質(zhì)量是一個(gè)非金屬材料釋放氣味后綜合作用的結(jié)果。橡膠、玻璃鋼、油漆、粘接膠等含揮發(fā)性物質(zhì)的材料，溫度越高揮發(fā)越快。

2 源頭治理措施

2.1 設(shè)計(jì)及工藝控制

減少非金屬材料使用量，減少防寒材粘接膠的使用量，將部分柔性風(fēng)管材質(zhì)由玻璃纖維改為鋁質(zhì)。提前對組裝完成的司機(jī)室進(jìn)行通風(fēng)散味。新造車組出廠前（在試驗(yàn)階段）新增加熱通風(fēng)例行處理。

2.2 供應(yīng)商部件級措施

對地板、玻璃鋼內(nèi)飾部件、軟風(fēng)道等含揮發(fā)性物質(zhì)的關(guān)鍵部件進(jìn)行工藝改進(jìn)，增加氣味揮發(fā)工序，使得殘留氣味在裝車前充分揮發(fā)。

2.3 整車級措施

2.3.1 臭氧治理

空氣治理機(jī)在通電工作狀態(tài)下，電離周圍空氣，產(chǎn)生一定濃度的負(fù)氧離子和臭氧。負(fù)氧離子和臭氧具有強(qiáng)氧化性，與非金屬材料如玻璃鋼、油漆、板材中釋放出來的有機(jī)揮發(fā)性氣體發(fā)生反應(yīng)，最終使得空氣中游離態(tài)的有機(jī)揮發(fā)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，從而有效凈化空氣，其反應(yīng)方程式如下。

負(fù)氧離子與甲醛、苯、氨、甲苯反應(yīng)：

2.3.2 藥劑治理

不同的清除劑與TVOC（總揮發(fā)性有機(jī)化合物）中對應(yīng)的不同成分的有機(jī)揮發(fā)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成其他無毒無味的化合物。

2.3.3 光觸媒處理

光觸媒也叫光催化劑，是一類以二氧化鈦（TiO2）為代表，具有催化功能的半導(dǎo)體材料的總稱。TiO2作為一種光觸媒，在吸收太陽光或照明光源中的紫外線后，在紫外線能量的激發(fā)下離子化，與空氣中的水和氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，表面形成強(qiáng)氧化性的氫氧自由基和超氧陰離子自由基，把空氣中游離的有害物質(zhì)及微生物分解成無害的二氧化碳和水，從而達(dá)到凈化空氣、殺菌、除臭等目的。光觸媒的成分一般為納米級二氧化鈦，更夠長期附著在艙內(nèi)表面，細(xì)致稀薄，不影響艙內(nèi)的視覺和觸覺感受，同時(shí)不易被擦拭去除。在自帶光線照射下能夠反復(fù)催化光對有害氣體的氧化分解反應(yīng)，分解治理后殘留的極其少量的有害氣體，使治理更加徹底，如圖1所示。

圖1 光觸媒氧化分解原理

2.3.4 除味處理

在以上治理結(jié)束后，對司機(jī)室噴灑除味劑，清除包括原始有機(jī)揮發(fā)物的異味以及清除劑與有機(jī)揮發(fā)物反應(yīng)后的殘余氣味。使用除味劑在室內(nèi)空氣中噴涂2～3遍，時(shí)間為 10～ 15min。

2.3.5 活性炭吸附

最后在艙內(nèi)放置活性炭吸附殘余的有害氣體。活性炭停留時(shí)間越長越好，直至交車。

3 通風(fēng)改造措施

為了進(jìn)一步提高司機(jī)室內(nèi)部換氣頻率，司機(jī)室增加循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)以改善司機(jī)室內(nèi)部通風(fēng)循環(huán)，從而長效地改善司機(jī)室內(nèi)部的空氣質(zhì)量。

3.1 改造方案說明

在靠近司機(jī)室端的通過臺處為司機(jī)室增加循環(huán)通風(fēng)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)和司機(jī)室之間通過新增排風(fēng)管進(jìn)行連接排風(fēng)，新增排風(fēng)管接在司機(jī)室后墻上的司機(jī)室空調(diào)原廢排口上。同時(shí)，在司機(jī)室后墻增開通風(fēng)口，促進(jìn)客室區(qū)域和司機(jī)室之間的通風(fēng)?？照{(diào)控制器控制循環(huán)通風(fēng)風(fēng)機(jī)工作如圖2所示。

圖2 改造方案說明

3.2 內(nèi)裝改造方案

3.2.1 新增循環(huán)通風(fēng)風(fēng)機(jī)

循環(huán)通風(fēng)風(fēng)機(jī)安裝在茶水爐間壁內(nèi)部上方，司機(jī)室排風(fēng)管尾端連接到循環(huán)通風(fēng)風(fēng)機(jī)上，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3.2.2 新增鋁質(zhì)排風(fēng)管來進(jìn)行連接排風(fēng)

排風(fēng)管穿過商務(wù)包間位于側(cè)頂板上方，一端通過司機(jī)室后墻開口與司機(jī)室相連，另一端連接通風(fēng)風(fēng)機(jī)，司機(jī)室內(nèi)的氣體通過鋁質(zhì)排風(fēng)管排出，如圖2所示。

3.2.3 司機(jī)室后墻增開通風(fēng)口

在司機(jī)室后墻增開通風(fēng)口（左右各一），促進(jìn)客室區(qū)域向司機(jī)室的通風(fēng)。商務(wù)包間邊柜增開通風(fēng)口，并加裝通風(fēng)格柵，如圖4所示。

圖3 循環(huán)通風(fēng)風(fēng)機(jī)

圖4 新增通風(fēng)格柵

2.3.4 司機(jī)室邊柜/間壁增開通風(fēng)口，加裝通風(fēng)格柵

司機(jī)室邊柜/間壁增開通風(fēng)口，并加裝通風(fēng)格柵，如圖5所示。

圖5 新開通風(fēng)口

3.3 電氣及空調(diào)控制方案

循環(huán)通風(fēng)風(fēng)機(jī)由空調(diào)控制器控制其工作，從空調(diào)控制柜引出電源線連接通風(fēng)風(fēng)機(jī)，在火災(zāi)和緊急停機(jī)硬線信號發(fā)生時(shí)關(guān)閉循環(huán)通風(fēng)風(fēng)機(jī)。

3.4 實(shí)際驗(yàn)證

此方案已經(jīng)實(shí)施到現(xiàn)有動車組，安裝和檢修空間均滿足實(shí)際操控需求。增加司機(jī)室循環(huán)通風(fēng)風(fēng)機(jī)前后，客室空調(diào)的主送風(fēng)道、回風(fēng)道、排風(fēng)道未做更改，風(fēng)道阻力沒有變化，同一工況下，客室區(qū)域的送風(fēng)量、回風(fēng)量、廢氣風(fēng)量幾乎沒有影響，司機(jī)室內(nèi)的空氣質(zhì)量顯著提高。

4 結(jié)語

由于動車組司機(jī)室采用密閉設(shè)計(jì)且空間狹小，并且出于輕量化目的，大量采用非金屬材料（如玻璃鋼、膠合地板等），新車的司機(jī)室存在異味無法及時(shí)排放出去的問題，影響司機(jī)的駕駛舒適度。本文從氣味的源頭及排放過程兩個(gè)方面分析了司機(jī)室異味的成因，并分別針對這兩個(gè)方面采取了消除或減小源頭排放與及時(shí)疏散的方法，改善司機(jī)室內(nèi)部空氣質(zhì)量?？梢灶A(yù)見，司機(jī)室內(nèi)裝設(shè)計(jì)大量采用非金屬材料是大勢所趨，針對密閉空間的異味問題，今后的設(shè)計(jì)中既要從設(shè)計(jì)源頭優(yōu)化設(shè)計(jì)、采用環(huán)保材料，也要做好裝車產(chǎn)品的前處理，從而提供一個(gè)良好的乘車環(huán)境。

[1]中華人民共和國鐵道部.TB/T3139-2006機(jī)車車輛內(nèi)裝材料及室內(nèi)空氣有害物質(zhì)限量[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.