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2021-07-23

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[Depth] It's so "hot" in a Tesla that I hold an umbrella and wear sunscreen. What's going on?

只不过今年特斯拉负面比较多，夏天又热得有点厉害，才迅速成为了新的“众矢之的”。今年4月，也有特斯拉Model 3的车主吐槽表示车顶是在太晒了，全景天窗只有一层遮挡布，太阳直射下，车内温度会升高很多。所以就有了那位特斯拉女车主遇到的迷之遭遇——在特斯拉里打起了伞遮阳。即使上面盖了钢板，其速度也比玻璃慢——因此，拥有全景天窗的特斯拉会被消费者吐槽太热了，是极为正常的一件事儿，毕竟导热性太好了。

[Depth] It's so "hot" in a Tesla that I hold an umbrella and wear sunscreen. What's going on?

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3的车主吐槽表示车顶是在太晒了，全景天窗只有一层遮挡布，太阳直射下，车内温度会升高很多。“不否认这个全景天窗隔离紫外线的效果，但是吸热严重，大太阳下面，这个车顶非常烫手！我这种身高在183cm的人，明显会感到头顶‘着火’，而且车顶还不能打开，只能把座椅调至最低，但腿又憋屈了，大夏天开Model 3确实没办法太舒适。”其实还有不少人觉得，这两年夏季停在室外的车似乎是越来越烫。温室效应的确是一个主要原因。另一个原因就是自带全景天窗的车型越来越多。这种车型看起来更时髦浪漫，但在极端天气，车内温度肯定会比没有天窗或只有部分天窗的车型，要不舒服一些，比如更容易“冬冷夏热”。所以就有了那位特斯拉女车主遇到的迷之遭遇——在特斯拉里打起了伞遮阳。其实，中学物理课本上就说过：物质有各自的密度和导热性，密度越小导热越慢。玻璃的密度是25000千克/立方米，导热系数是0.76，大概是约是钢铁的1/3，因此玻璃和许多金属相比，导热要慢一些。但如果金属下面是厚厚的海绵、织物或聚苯乙烯泡沫塑料呢？比如标准密度18-30千克/立方米，导热系数0.037-0.041的聚苯乙烯泡沫塑料，导热肯定会比玻璃慢很多。即使上面盖了钢板，其速度也比玻璃慢——因此，拥有全景天窗的特斯拉会被消费者吐槽太热了，是极为正常的一件事儿，毕竟导热性太好了。但无论特斯拉还是其他车型，如今全景天窗的制作材料，都离不开我们无比熟悉的汽车玻璃。汽车玻璃安全史最早的汽车玻璃，其实就是眼镜。汽车刚被发明那几年都是没装玻璃的，不仅因为当时汽车的保有量不高，速度也不快，更因为当时没啥厂家能生产出大面积的玻璃。但开着没任何遮蔽的车，势必难防恶劣天气、飞溅出来的垃圾污水，以及开着开着就撞上来的昆虫们。于是，最早的那批驾驶员和乘客想到的解决方式，就是戴眼镜。进入20世纪初期，汽车数量开始日益增多。风、昆虫以及各种污垢、垃圾打在驾驶员和乘客脸上和身上的问题日益严重，玻璃的生产工艺也有了非常大的发展，延续千年的吹筒法和冕牌玻璃被彻底取代，汽车制造商终于可以在驾驶仓前方加装一块面积较大的玻璃，挡风玻璃正式出现。图片来源：电影《了不起的盖茨比》但当时的挡风玻璃都由平板玻璃手工切割而成，遇到撞击就会碎成尖锐的大片，很容易划伤驾乘人员。大名鼎鼎的亨利·福特曾就曾亲眼目睹破碎的挡风玻璃将乘客扎成重伤——直接促使福特汽车在1919年推出了一款全新的Model T两门版车型，其最大卖点就是标配了带夹层的双层玻璃，大大降低了玻璃伤人的概率。1934年，克莱斯勒率先推出了搭载弧面挡风玻璃的汽车。不少车商纷纷效仿，诸如凯迪拉克、别克、奥尔兹莫比等品牌也都纷纷开始赶时髦。最夸张的莫过于美国的斯蒂旁克汽车公司，它在1947年推出了一款名叫”冠军星光“的两门版轿车。这款轿车被立柱分割出了许多车窗，每一扇窗的玻璃，都是弧形的。图片来源：电影《群鸟》1950年代，车企们看上了成本更低（似乎）也更安全的钢化玻璃——它们更易切割，还比普通玻璃硬上数倍，破碎时只会碎成小块且不伤人。有些车企甚至将所有车窗都改成了钢化玻璃，他们认为这么做既节省了成本，又能保障消费者的安全。殊不知这种玻璃虽然受到撞击会迅速扩散成无数小颗粒，一旦玻璃破裂，碎裂纹会严重影响驾驶员的视野，且许多微小碎片会直接蹦入前排人员的眼睛，引发二次事故。更糟的是，钢化玻璃中的硫化镍是个“定时炸弹”，让前者自带“自爆”特质，自爆率一般在千分之一左右。所以在1950年代，国外发生过许多由于前挡风玻璃自爆，吓到司机导致汽车失控的事件。所以在1960年代，钢化玻璃就被规定不得用作前风挡玻璃，但依旧能用在侧挡位置，方便车内人员在遇到紧急情况时及时逃生。在钢化玻璃“占领地球”的同时，别克汽车首先开始使用全景前挡风玻璃，以减少视野盲区，提高驾驶安全——但全景玻璃的出现又让人们突然意识到，车内似乎再无隐私可言，这种玻璃对于车内财物和人身安全也是一种新的威胁。于是乎，汽车专用的有色玻璃出现了。1970年代，美国成立了专门的部门来把控汽车的出厂质量，其中就包括汽车玻璃。那时的汽车玻璃，质量已经和现在非常接近了，开始采用自带部分钢化玻璃的夹层玻璃，以做到防爆防晒防噪音的目的。这一百多年来，汽车玻璃经历了平板向曲面、普通向钢化、钢化向夹层、两层夹层向多层夹层、单一功能向多功能化发展。在我国，《汽车安全玻璃》这项标准是在1988年开始公布实施的，目前正在执行的版本为2003版。对汽车玻璃的厚度、尺寸、弯曲度、吻合度、外观质量等都有明确标准，以及抗冲击性能、抗磨性能、光学性能、耐热、耐辐照、潮湿等性能都有明确要求。如今，汽车玻璃的制造技术依然在不断发展精进——比如现在所有车辆都会标配的防紫外线玻璃；倾斜角度越来越来越小，风阻系数也越来越小的前挡风玻璃；自带纳米技术，含有大量陶瓷或水晶晶体的控光玻璃……防紫外线是如今汽车玻璃的必备技能目前，我们街道上最常见的汽车玻璃，大都拥有的这样最重要的“技能”：抗砸、降噪和防紫外线。抗砸和降噪都是属于夹层玻璃的范畴。前者主要原理是因为两层甚至几层玻璃重叠在一起，层与层之间都会有一层胶状膜，保证玻璃在遭遇撞击时不会完全裂开、扩散或脱落；后者主要原理也是通过双层或多层复合结构，让玻璃与玻璃之间的隔音阻尼胶（薄膜）对声音传播，起到弱化和衰减的作用。图片来源：图虫创意防紫外线玻璃其实和之前提到的有色玻璃是有区别的。防紫外线玻璃是指其通过阻止/反射/吸收紫外线，让后者不能透过自身的玻璃。当然事实上，即使是普通玻璃也有防紫外线的功效，不过只能阻挡90%以上波长小于300nm的紫外线，对于波长介于350~300nm之间的UVA阻挡作用在10~90%之间，90%以上波长大于350nm的紫外线依旧能通过。防紫外线玻璃的制作，一般就是在普通硅酸盐玻璃中加入氧化钛、氧化二钒、氧化铁等金属氧化物，能吸收大量产生热量的近红外光线，一般也被称为吸热玻璃。外观看上去是略带蓝绿色，接近于无色透明——仅这点事，就和有明显颜色的有色玻璃有着很大不同。想要有降温效果，就需要在玻璃上再涂上隔热镀膜，上面是能阻隔热量的纳米粉体，以达到防紫外线外加降温的效果，一般效果在3-6度左右。但为什么，大家都觉得车玻璃上贴了隔热膜之后，没有丝毫降低温度的功能呢？很简单，夏季太阳下暴晒了一段时间的汽车，尤其是停在路边的汽车，一般车内温度动辄就有四五十度，对于刚打开车门的人而言，车内肯定比车外热，即使贴了膜降了三五度，人的体感肯定还是觉得车内奇热无比。而且，虽然叫吸热玻璃或镀膜隔热玻璃，但这种玻璃的首要功能是吸收紫外线，吸收太阳可见光，减弱太阳光强度，其次才是降温。还有一点就是文章开头提到的——玻璃面积太大，反而增加了汽车的导热性，使得车内变得更热。所以说，如果看到哪款车是将“隔音玻璃”或“抗紫外线玻璃”作为大卖点的，买车的时候请务必长点心眼。距离智能控温还有多远？就目前为止，能做到明显控温降温的汽车玻璃……并没有。即使是商家们作为卖点的防紫外线玻璃，如果面积太大，其实也是无法达到明显隔热的。除了控温，目前汽车玻璃还有一个重要的技能点无法达到——就是防炫光。即像墨镜偏光镜那样，能有效缓解诸如夜间或雨天常见的远光灯光。但就目前技术而言，前挡风玻璃是肯定不能做成偏光玻璃的。偏光玻璃都必须是深色玻璃——和普通有色玻璃不同。由于它的制作工艺和“特殊技能”会明显减少进光量，而且还会随着驾驶者的视角变化，出现忽明忽暗的问题，严重影响行车安全。据了解，关于广大车主急需的真·黑科技·隔热控温汽车玻璃，目前依旧处于研发阶段。其实在2018年，新加坡国立大学的专家课题组曾发表了一篇论文，是关于他们研制出的一种“可选择性调控可见光与热的智能窗”，不过主要针对的是建筑能源消耗方面。主要依托在电致变色玻璃（一种利用电场产生电化学氧化还原反应，达到自动变色的玻璃）的基础上，一种通过动态控制阳光的透过率，达到可选择性调控可见光与热的效果。但电致变色玻璃一直都有成本过高，材料制备过程复杂，可见光与热的选择性差，电致变色性能差等问题。新加坡国立大学的课题组通过将三价铝离子嵌入/嵌出的方式，打造出一种双波段电致变色玻璃。这种电致变色玻璃不仅可以实现对可见光与热的有效独立控制，还展现出优异的电致变色性能和较快的响应时间，着色效率和循环稳定性都很强。但是，目前这种优秀的“智能玻璃”先应用于城市建筑，优化能源效率，减少建筑的能源消耗，之后才会考虑投放到其它方面。最后再说回特斯拉的全景天窗，马斯克挺早就意识到了它所存在的一些硬伤，并展开补救措施。有外媒表示，2020年1月电动皮卡Cybertruck正式发布没多久，特斯拉的材料设计团队就开始了一项新的玻璃技术专利，主要就是为了更好地降低车内噪音、控制车内温度。据了解，特斯拉打造这种玻璃，是专门为了皮卡Cybertruck和大卡车Semi。当时专利申请文件的描述看，这项专利被称为“汽车穿孔中空玻璃结构”，正是特斯拉准备用来制造一部分甚至全部车顶的材质，不仅能让汽车内部看起来更开阔宽敞，还能降噪和控温。之前我们已经提过，已经有不少汽车通过使用双层玻璃，以及玻璃之间的间隔层，从而达到降低噪音的特性。但是控温……似乎没啥玻璃可以做到。特斯拉要做了，就是运用这种新材料的新结构，将车内温度控制到最理想的状态，甚至可以将车辆HVAC系统（即Heating, Ventilation and Air Conditioning的英文缩写，全称为“供热通风与空气调节”）的负载降到尽可能低。当然，他们这么做除了照顾车主的基本需求——因为控温不仅仅是针对夏天，还要考虑到冬天。毕竟电动车并不存在免费热源，只能利用锂电池来提供暖风空调，所以必然会导致冬季电动车续航里程大幅减少的情况。当然无论冬夏，只要能将车内温度控制好，电动车的电池肯定会更安全，寿命更长，续航里程也会更久。只不过，目前已经过了一年半时间，特斯拉皮卡Cybertruck前几天被爆难产，这能控温降噪的玻璃，是不是也会一起难产呢。所以有时候，为了那可有可无的浪漫与迷人，务必要先做好牺牲掉其它东西的准备。","news_type":1,"symbols_score_info":{"TSLA":1}},"isVote":1,"tweetType":1,"viewCount":846,"commentLimit":10,"likeStatus":false,"favoriteStatus":false,"reportStatus":false,"symbols":[],"verified":2,"subType":0,"readableState":1,"langContent":"EN","currentLanguage":"EN","warmUpFlag":false,"orderFlag":false,"shareable":true,"causeOfNotShareable":"","featuresForAnalytics":[],"commentAndTweetFlag":false,"andRepostAutoSelectedFlag":false,"upFlag":false,"length":4,"xxTargetLangEnum":"ORIG"},"commentList":[],"hasMoreComment":false,"orderType":2}