无锡地铁集团有限公司 江苏无锡市 214000
摘要：地铁交通在给市民提供舒适乘车环境和便利交通的同时，其运行过程中从隧道排出的有毒、有害气体，其中列车、风机运行所产生的噪声又给周边的环境带来比较大的负面影响。为了权衡解决上述矛盾，本文将从噪声源、消声器的选择上进行对比分析，从而选择更好的噪声控制方案。
关键词：地铁 噪声 消声器 噪声源
1 引言
地铁运行过程中会产生大量的噪声，如何将这部分噪声进行控制，保证居民周边安静的环境，越来越成为广大市民关注的焦点。为了权衡解决上述矛盾，在地铁项目科研、设计、建设过程中，虽然各方面专家已经倾注了大量时间和精力，多次研究讨论地铁线路选址、设备选型、风亭与周边敏感建筑的控制距离等，但地铁项目运行后，仍有个别线路或个别车站或个别风亭遭受周边市民投诉的现象发生。
为了避免上述现象发生，在过去的几年时间里，地铁公司、设计单位、监理单位、供货厂家等各单位，针对地铁噪声问题进行了深入的探讨，探索出了一些控制措施，确保将噪声扰民问题降至最低。
2 噪声源
地铁通风空调系统在运行中的噪声源主要包括：列车、隧道风机、排热风机、大小系统风机运行中产生的噪声。在车站范围内，大小系统风机主要通过风管、风口将噪声传递至站厅、站台以及各个功能房间。隧道风机、排热风机运行时将会将噪声传至室外。
（1）隧道风机
在常规地铁车站的设计中，隧道风机一般布置在车站两端的风道内，其主要功能是满足地铁的早晚隧道通风的要求，其主要参数有：全压1000Pa，风量60m3/s，噪声声功率级120dB（A）。
（2）排热风机
排热风机一般设置在车站两端的排风风道内。其主要参数有：风量为45m3/s，全压650Pa，其噪声值110 dB（A）。
（3）大小系统风机
为了满足车站公共区站厅、站台以及设备管理房间控制标准的要求，在车站空调机房内设置空调器、排风机和送风机。其风量、风压及其产生的噪声值，按照所服务区域大小和通风换气要求有所变化，变化范围在100-110 dB（A）之间。
（4）列车噪声
列车运行过程将产生活塞风，因此将会产生噪声，这部分噪声可通过活塞风井传至室外，列车运行速度为120km/h时，将产生110dB（A）的噪声。
由于噪声源种类、规格较多，为了能够对其产生的噪声有针对性做出降噪处理方案，风机厂家必须提供所有风机在各个工况条件下的8个倍频带噪声声功率级。
3 噪声控制设计
（1）控制标准
正常运行工况下：车站公共区≤70dB（A）；通风及空调机房≤90dB（A）；除空调机房以外的设备房≤60dB（A）；管理用房≤60dB（A）；区间隧道≤80dB（A）；并且满足地铁沿线各地下站A、B端风道、风亭特征表内规定的要求，该表由工点院提供，并表列与噪声控制设计有关的信息，如风亭所处区域环境噪声控制标准、风亭形式、噪声敏感点距离风亭口部的最小距离、风道长度等。以便消声设备厂家根据各站各风亭的具体特点，具体问题具体分析，从而设计出既合理又经济的消声设备。
（2）控制措施
地铁的噪声控制，首先在分析完噪声源的类型特征、传播路径和传播媒介等因素的的前提下，确定针对性的噪声控制方案。对于地铁列车运行和风机运行产生的噪声，最常规的措施主要是在噪声传播路径上设置消声器。
消声器的设计应考虑的主要包括：噪声源的特点、坐标位置、传播过程中的再生噪声、噪声的衰减特性、压力损失等。
4 消声器对比分析
图1所示是常规的片式消声器，设置在风道内，在风机前后分别设置，从而降低风机和列车噪声对站厅/站台或地铁风亭外敏感点的影响。这种消声器具有结构简单的特点，但由于地铁项目的施工特性，安装消声器的风道往往在开通试运行前才能完成，再加上土建施工误差较大，如果完全按照设计尺寸提前生产，货到现场就会出现装不下或装不满的情况发生。如果在消声器生产前进行风道尺寸测量，修正设计尺寸后才能开始生产，再加上消声器生产周期，难以满足施工后期工期计划的要求。
阵列式消声器，由吸声体和支撑结构组成。
吸声体：吸声体为柱状消声单元，可以在消声器的宽度和高度方向上自由调整，不与风道壁面直接接触，不受风道尺寸误差制约，可以预先生产。
支撑结构：支撑结构由型钢制作，虽与风道壁面连接，但加工简单，制作周期短，风道尺寸测量好后再进行生产完全能够满足施工现场进度要求。
图1 传统片式消声器
下面将以一个典型的车站的情况进行分析，断面尺寸为2m（宽度）×2m（高度），长度为1m的消声器。现将二者的性能进行分析：
消声器的消声效果TL与其消声器的吸声面积成正比，在长度一定的条件下，与其吸声周长P（与流体力学的湿周概念相同）成正比，与净流通面积S成反比，也就是说与水力半径（流体力学概念）成反比。
设置消声器的代价主要是增加了通风阻力，造成在相同的通风量的前提下，风机的耗电量增加。消声器的通风阻力?P与其净流通面积S的2次方成反比。
消声量：； 阻力：；
比较消声器的性能，应比较相同消声量时哪个阻力更小，或相同阻力时哪个消声量更大。
5 结论
综上所述，通过阻力、消声效果、节约空间三个方面的分析，现总结如下：
（1）阻力
保持两种消声器的消声器效果相同的前提下，阵列式消声器的流通比可以增加62%、阻力系数约降低50%，对于高频噪声的截止频率更高、低频噪声的截止频率较低。
（2）消声效果
保持两种消声器的流通比相同（均为50%），阵列式消声器的消声性能可以约增加40%、阻力系数仅仅升高20%。
（3）节约空间
保持两种消声器的消声器效果、流通比和阻力系数均相同的情况下，阵列式消声器的长度可以约缩短30%。
参考文献：
[1]任林林，王锡辉，李贺，李耕，李飞龙.郑州地铁2号线电客车车内噪声分析与控制措施[J].技术与市场，2016，（7）.
[2]张沈生 周华 刘春雪.沈阳市地铁二号线与周边房地产相互作用分析[J].沈阳建筑大学学报：社会科学版，2015，0（6）.
论文作者:周鹏
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第20期
论文发表时间:2019/5/5
标签：噪声论文; 消声器论文; 地铁论文; 风道论文; 风机论文; 噪声控制论文; 阻力论文; 《建筑细部》2018年第20期论文;