浅谈高速动车组卫生间发展

浅谈高速动车组卫生间发展

张世俊，董成，于玉超，陈乾

中车 唐山机车车辆 有限公司 产品研发中心，河北 唐山 063035

摘要：本文介绍了高速动车组卫生间在国内外的发展现状，并结合轨道交通绿色、智能、人文一体化的的发展主旋律，从卫生间的布局、卫生间内部功能部件、卫生间主体材料、集便系统四个方面阐述了未来动车组卫生间的发展方向。

关键词：高速动车组 卫生间 集便系统

随着国内高速铁路网的不断扩展，铁路给人们出行提供了越来越多的便利，同时旅客对乘坐舒适性的要求也不断提高。卫生间是列车中一种必不可少的重要功能空间，是影响旅客乘坐舒适性的关键因素之一。

1 国内外发展现状

1.1 布局

国内动车组卫生间布局以CR400BF中国标准动车组为例，每列车共配备12个卫生间，形成3种卫生间布局，其中列车两端司机室车各设置一个标准座式卫生间，4号车厢设置一个无障碍卫生间及一个标准蹲式卫生间，其余中间车各设置一蹲一座两个标准卫生间。除餐车外，每节车厢设置盥洗室及开水炉。

国内高速动车组经过了引进、消化吸收、再创新的一个过程，与国外动车组卫生间布局相似，因如厕习惯不同，欧美地区车辆不含蹲式卫生间。日本新干线列车除设置标准卫生间和无障碍卫生间外，还设置女性专用卫生间，男性小便池。下图为日本新干线E7系动车组卫生间分布图。

图1 日本新干线E7系动车组卫生间布局

1.2 功能部件

卫生间是一个高度集成的功能模块，其内部所有功能部件都集成在卫生间整体模块中，与卫生间整体装车。标准卫生间内部件主要包括便器、洗手盆、水龙头、卷纸盒、垃圾箱、皂液器、面镜、扶手、衣帽钩等部件，无障碍卫生间除以上部件外，还包含婴儿护理台、SOS紧急呼叫按钮，如下为“复兴号”动车组卫生间。

图2 “复兴号”动车组卫生间

国外轨道车辆卫生间内部件与国内卫生间基本相同，主要区别是欧美地区仅设置座便器，无蹲便器，另外卫生间内通常设置烘手机。

1.3 材料

卫生间主体结构目前仍是以GRP（玻璃纤维增强树脂）为主流材料，GRP具有质量轻，易成型，良好的电绝缘性能，较高的机械强度，耐一般酸碱及有机溶剂，耐霉菌等特点。

1.4 集便系统

卫生间集便系统目前主要以真空集便系统为主，国内动车组集便系统分为真空保持式及中转式两种，目前已经实现了污物及灰水的零排放。为了解决污物箱容积受限而需要在短时间内进行排空泄污的缺陷，以及降低后期维护过程中泄污及污水处理引起的维护成本，国外在一些轨道车辆上安装了自处理式集便系统，该系统的技术核心为：将列车卫生间污水收集到处理装置中，经过微生物处理后，将达标的污水在列车运行过程中排放至路轨，省去了站段卸污设备及污水处理设备。

欧洲根据车辆实际运行的经验及数据，得出了自处理式集便系统与密闭式（污物箱集中收集）集便系统在生命周期内总支出费用的比较如图3所示。根据相关分析可知，考虑产品运行的整个生命周期，自处理式集便系统费用总支出要远少于密闭式集便系统，在环保和经济效益方面将存在很大的优势。

图3 费用总支出比较

2 发展趋势

2.1 布局

列车中设置男性小便间将是未来铁路客车的一个趋势，从男女比例以及大小便频次方面讲，是否设置男性小便间能够间接影响座便卫生间卫生环境以及使用舒适性。增设男性小便间，必然需要考虑列车车体内部安装空间的限制。将男性小便间与座便卫生间集成虽然能够节省车内空间，但会降低女性乘客的使用舒适性。最近几年“动态化”的方法为解决有限空间内卫生间的布局提供了新颖可行的方案。如日本设计了一种动态式的无障碍卫生间，洗手盆与座便器是通过滑动门隔开的，当有人使用座便时，其他人时可以同时使用洗手盆，而当轮椅使用者进入卫生间时，可以转换为无障碍卫生间。

2.2 功能部件

2.2.1 模块化

模块化作为一种先进工业生产制造模式，已经在各个领域得到广泛应用。动车组列车内部设备包括卫生间整体已实现模块化安装，而卫生间作为一种高度集成的功能模块，其内部各功能部件并未实现模块化，一旦建立功能部件的模块化库并实现功能部件的模块化安装，使基础模块之间能够互换和重组，将会大大缩短新产品的研发周期和制造成本，更加灵活适应快速多变的国内国际市场需求。

2.2.2 智能环保化

卫生间内部的环境卫生是影响乘坐舒适性的关键因素之一，根据相关调查，其中几项是乘客经常反映的问题，包括卫生间异味，乘客不愿意接触座便圈，垃圾箱满溢问题等等，尤其是新冠病毒爆发以来，人们出行更加注重卫生间的卫生安全问题。针对以上问题，未来卫生间设计改进可参考如下表所示。

2.2.3 美观化

根据心理学研究，环境因素包括色彩、线条、形状等会对人的心理及情绪产生影响，对于动车组卫生间这样空间有限的功能模块，要想进一步提高乘客体验，就需要在结构设计、人机工程的基础上结合相关美学知识，综合运用视觉诱导的方式提高卫生间的空间感、亲切感以提高人们的心理舒适度。如卫生间内部适宜用暖色调，给人以温馨、欢快的心理映射；利用分割线条或者色带在视觉上增加空间感，避免使用竖直线条等。

2.3材料

碳纤维作为一种新兴材料已广泛应用于医疗器械、体育用品、军工等产品中，碳纤维与玻璃钢相比具有质量轻，强度高等优势，对于卫生间主体结构的轻量化具有重要意义。由于碳纤维材料目前成本较高，在铁路行业暂未得到广泛应用。近几年世界各国轨道装备制造商研制的碳纤维车体及零部件纷纷亮相展出，相信在不久的将来随着科技不断发展及碳纤维材料国产化进程的加快，碳纤维材料在轨道车辆卫生间模块上的应用将会发挥重要角色。

2.4 集便系统

从国内外对自处理集便系统进行的探索来看，新型自处理集便系统将会是未来轨道车辆卫生间集便系统的一个发展方向。它将能够将污物及污水进行分解处理，并可实现水的循环再利用，使处理后的水能够用来冲洗便器、冲洗地板或洗手。这种新型自处理式集便系统通过污物的分解可以从源头上解决卫生间的臭味反味问题，降低污物箱容积要求，也可有效降低后期泄污和污水处理成本；通过水的循环再利用能够节约水资源，降低水箱容量及整车重量。可见，未来新型自处理式集便系统的发展对于轨道车辆在节水、环保、降低成本、减重等方面有着重要意义。

3 结语

动车组卫生间未来的发展在考虑提高乘客舒适性的同时，也要综合考虑开发成本、运营成本、可维护性等因素，需要轨道车辆制造商、卫生间供应商、新材料开发商、列车运营部门等的协同努力，相信未来动车组卫生间的发展会随着科技的不断进步迈入一个新的阶段。

参考文献：

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