淺談地鐵消聲降噪技術在地鐵通風空調中的應用

【摘要】地鐵以快捷、方便、舒適的特點為人們出行提供了便利條件。隨著地鐵大規模建設和投入使用，地鐵運營時所產生的噪聲也給人們生活帶來了很大的影響。本文主要從地鐵通風空調系統的角度對噪聲的產生以及控制進行分析和研究。

1地鐵通風空調系統噪聲分析

1.1地鐵通風空調系統構成及設備組成

地鐵的車站和區間隧道是一個大型狹長與外界聯系面較小的地下空間，密集的乘客高速的列車、各種機電設備運行引起的噪聲、有害氣體以及隧道內因潮濕所造成的霉爛氣味等都會使地鐵內環境不斷惡化。當地鐵內發生事故、火災時，人員的安全疏散和煙氣的及時排除也是非常重要的。鑒于以上各種因素，必須要設置通風空調系統對地鐵車站和區間隧道內的溫度、濕度、噪聲以及緊急情況下人員及時疏散等進行全面控制。有效、可靠的通風空調系統對保證地鐵乘客的安全、舒適和確保車輛及設備的安全運行是十分必要的。地鐵通風空調系統功能主要是通過各種風機、空調機組、冷水機組、水泵、冷卻塔等設備的運行來實現，這些設備運行時產生的振動與噪聲就成為地鐵通風空調系統的主要噪聲源。這些噪聲通過不同途徑傳播到地鐵車站公共區、設備管理用房、地面區域，從而形成噪聲污染。

1.2地鐵通風空調設備噪聲及減振降噪措施分析

地鐵通風空調系統中，通風空調設備正常運行時產生的噪聲主要包括：機械振動噪聲、電機運轉噪聲及空氣動力性噪聲等。

１）通風空調設備的機械振動噪聲和電機運轉噪聲，一方面是從設備本體表面輻射，另一方面是以彈性波的形式通過基礎、吊架等沿結構向外傳播。《地鐵設計規范》規定：“通風與空調機房內的噪聲不得超過９０ｒｉＢ（Ａ）；通風、空調設備傳至各房間內的噪聲不得超過６０ｄＢ（Ａ）”。因此，地鐵車站建筑設計及通風空調系統布置方案中，應盡量將產生噪聲的設備集中設置，設立獨立的通風空調機房且遠離車站公共區和管理用房。同時，采取措施對噪聲進行控制。

２）空氣動力性噪聲主要是氣體流動過程中所產生的噪聲。地鐵通風空調系統的空氣動力性噪聲，是從風機的進出口兩端輻射出來，并通過所連接的風道或風管等向內、外擴散傳播。對車站的站廳、站臺內部區及與風亭相鄰的地面外界環境形成噪聲污染。在風機前后設置消聲器是比較有效、合理的消聲降噪措施和方法。

２地鐵通風空調系統中消聲降噪設備的應用

2.1地鐵通風空調系統消聲降噪設備的分類

地鐵通風空調系統消聲降噪設備一般分為２類：減振設備和消聲設備。

2.1.1減振設備

減振設備包括各種減振彈簧、隔振墊、軟接頭等。

2.1.2消聲設備

消聲設備包括各種形式的消聲器、消聲部件（如風口、百葉）等。

１）消聲器的基本要求。消聲器是一種既允許氣流通過，同時又使氣流中的噪聲得到有效降低的消聲設備。其基本要求為：①聲學要求。具備較好的消聲頻率特性，在所需要的消聲頻率范圍內有足夠大的消聲量；近年來，工程項目建設投入不斷加大，對造價管理人才的需求也日益增長，應加大對現有人才的培訓和教育。通過舉辦培訓班或經驗交流會等形式定期或不定期地培訓在職人員。同時堅持預算人員資格證年審制度，對專業人員進行工程預結算專業電腦培訓，使他們能用電腦編審工程預結算，從而推廣普及電腦在工程造價管理中的應用。在注冊造價工程師隊伍培養中應造就一批精英人才，從而能使整個人才隊伍有向前看②空氣動力性能要求。消聲器阻力要小；③結構、加工方面的要求。要求體積小，加工經濟、簡單，使用壽命長等。２）阻性消聲器及其應用。阻性消聲器在各類消聲器中形式最多、應用最廣。其中的阻性片式消聲器，具有結構簡單，中、高頻消聲性能優良，氣流阻力較小等特點，其適用范圍非常廣。地鐵工程中的通風空調系統，通常選用金屬外殼片式消聲器和結構片式消聲器。前者多安裝于通風機進出１５兩端，直接與風機前后漸擴暫漸縮管相連接；后者多安裝于進、排風土建結構風道內以及活塞風道、風井內。

2.2地鐵通風空調系統消聲降噪設備的應用

目前國內所選用阻生片式消聲器的結構和性能歸納如下：①消聲器面板一般采用厚度大于或等于０．５ｍｍ的穿孔鍍鋅（噴塑）鋼板，以防止銹蝕，并應保證一定的穿孔率，穿孔率大于２０％，孔徑為＜４－－６ｍｍ。②消聲器的消聲片厚度宜與氣流通道寬度相等，即進風面積百分比為５０％，消聲器片問的風速一般控制在９—１２ｍ／ｓ。③消聲片內填充容重為３２ｋｇ／ｍ３或４８ｋｇ／ｍ的超細玻璃棉（外包無堿玻璃布）。因隧道風機為可逆轉運行，氣流雙向流動，消聲片兩端都可能是迎風面，所以消聲片體兩端均采用尖劈型或圓弧型，以減小阻力。阻眭片式消聲器的片體厚度一般為１５０ｍｍ、２００ｍｎｌ、２５０ｍｍ、３００ｍｍ，兩側壁面使用１片體厚度消聲片，氣流通道寬度為１５０ｒａｍ、２００ｒａｍ、２５０ｍｍ、３００ｍｍ，即進風面積比為５ｏ％，此時阻力最小。金屬外殼片式消聲器因隔聲需要，外殼采用厚度大于１．５ｍｍ的優質鋼板，四面聯接采用密封條加密封膠密封。２）地鐵通風空調系統應用的聲學測試。通過各地鐵通風空調系統中所設置的消聲器現場測試及數據分析報告，發現一般阻性片式消聲器的消聲量為８—１３ｄＢ（Ａ），ｍ左右。國內多個城市地鐵車站均對通風空調系統做了消聲降噪設計，采用了金屬外殼片式消聲器和結構片式消聲器，取得了良好的消聲降噪效果。地鐵內部復雜獨特的地下結構，特殊的系統功能要求決定了其與地上民用及公共建筑通風空調系統有很大的區別。所以，其消聲設計、消聲器形式和種類的選擇等，需針對系統的實際構成進行全面分析，通過詳細的消聲降噪設計計算，選配空氣動力性能、聲學性能最佳的消聲器。

３結論

1）地鐵通風空調系統的噪聲控制與分析，涉及到聲學、空氣動力學、材料學等多個方面，是一項復雜的系統工程。

2）在噪聲控制中應注意聲源、傳聲途徑和接收者三方面的關系，明確所有產生噪聲的各種因素和對象，了解噪聲的傳播途徑，確定影響（控制）點的噪聲源及噪聲控制標準，采用有效的計算方法和手段，針對系統的噪聲及傳播進行預測分析，從而制定和采取相應的技術措施和方案，選擇適用的消聲輔助設施及設備。

3）利用有效的檢測手段和計算方法，對既有工程中各種噪聲產生的規律與噪聲控制的實際效果進行現場測試、模擬計算、分析，總結歸納以往工程中成功的經驗及失敗的教訓，才能有針對性地設計合理、可行的地鐵消聲降噪方案，以滿足地鐵內外各種環境對噪聲的控制要求。

參考文獻

【1】GB50157-2003 地鐵設計規范

【2】GB3096-93 城市區域環境噪聲標準