消声降噪技术在地铁通风空调系统中的应用

摘 要针对地铁通风空调系统的构成及设备组成,结合相关实测资料,分析地铁主要噪声源和降噪消声设备的选择。

关键词地铁;通风空调;消声降噪设备;消声器

中图分类号U2文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)061-0089-01

地铁以快捷、方便、舒适的特点为人们出行提供了便利条件。随着地铁大规模建设和投入使用,地铁运营时所产生的噪声也给人们生活带来了很大的影响。本文主要从地铁通风空调系统的角度对噪声的产生以及控制进行分析和研究。

1地铁通风空调系统噪声分析

1.1地铁通风空调系统构成及设备组成

地铁的车站和区间隧道是一个大型狭长与外界联系面较小的地下空间,密集的乘客、高速的列车、各种机电设备运行引起的噪声、有害气体以及隧道内因潮湿所造成的霉烂气味等都会使地铁内环境不断恶化。当地铁内发生事故、火灾时,人员的安全疏散和烟气的及时排除也是非常重要的。鉴于以上各种因素,必须要设置通风空调系统对地铁车站和区间隧道内的温度、湿度、噪声以及紧急情况下人员及时疏散等进行全面控制。有效、可靠的通风空调系统对保证地铁乘客的安全、舒适和确保车辆及设备的安全运行是十分必要的。地铁通风空调系统功能主要是通过各种风机、空调机组、冷水机组、水泵、冷却塔等设备的运行来实现,这些设备运行时产生的振动与噪声就成为地铁通风空调系统的主要噪声源。这些噪声通过不同途径传播到地铁车站公共区、设备管理用房、地面区域,从而形成噪声污染。

1.2地铁通风空调设备噪声及减振降噪措施分析

地铁通风空调系统中,通风空调设备正常运行时产生的噪声主要包括:机械振动噪声、电机运转噪声及空气动力性噪声等。

1)通风空调设备的机械振动噪声和电机运转噪声,一方面是从设备本体表面辐射,另一方面是以弹性波的形式通过基础、吊架等沿结构向外传播。《地铁设计规范》规定:“通风与空调机房内的噪声不得超过90dB(A);通风、空调设备传至各房间内的噪声不得超过60dB(A)”。因此,地铁车站建筑设计及通风空调系统布置方案中,应尽量将产生噪声的设备集中设置,设立独立的通风空调机房且远离车站公共区和管理用房。同时,采取措施对噪声进行控制。

2)空气动力性噪声主要是气体流动过程中所产生的噪声。地铁通风空调系统的空气动力性噪声,是从风机的进出口两端辐射出来,并通过所连接的风道或风管等向内、外扩散传播。对车站的站厅、站台内部区及与风亭相邻的地面外界环境形成噪声污染。在风机前后设置消声器是比较有效、合理的消声降噪措施和方法。

2地铁通风空调系统中消声降噪设备的应用

2.1地铁通风空调系统消声降噪设备的分类

地铁通风空调系统消声降噪设备一般分为2类:减振设备和消声设备。

2.1.1 减振设备

减振设备包括各种减振弹簧、隔振垫、软接头等。

2.1.2消声设备

消声设备包括各种形式的消声器、消声部件(如风口、百叶)等。1)消声器的基本要求。消声器是一种既允许气流通过,同时又使气流中的噪声得到有效降低的消声设备。其基本要求为:①声学要求。具备较好的消声频率特性,在所需要的消声频率范围内有足够大的消声量;②空气动力性能要求。消声器阻力要小;③结构、加工方面的要求。要求体积小,加工经济、简单,使用寿命长等。2)阻性消声器及其应用。阻性消声器在各类消声器中形式最多、应用最广。其中的阻性片式消声器,具有结构简单,中、高频消声性能优良,气流阻力较小等特点,其适用范围非常广。地铁工程中的通风空调系统,通常选用金属外壳片式消声器和结构片式消声器。前者多安装于通风机进出口两端,直接与风机前后渐扩管/渐缩管相连接;后者多安装于进、排风土建结构风道内以及活塞风道、风井内。

2.2地铁通风空调系统消声降噪设备的应用

1)目前国内所选用阻性片式消声器的结构和性能归纳如下:①消声器面板一般采用厚度大于或等于0.5mm的穿孔镀锌(喷塑)钢板,以防止锈蚀,并应保证一定的穿孔率,穿孔率大于20%,孔径为<4-6mm。②消声器的消声片厚度宜与气流通道宽度相等,即进风面积百分比为50%,消声器片间的风速一般控制在9-12m/s。③消声片内填充容重为32kg/m3或48kg/m3的超细玻璃棉(外包无碱玻璃布)。因隧道风机为可逆转运行,气流双向流动,消声片两端都可能是迎风面,所以消声片体两端均采用尖劈型或圆弧型,以减小阻力。阻性片式消声器的片体厚度一般为150mm、200mm、250mm、300mm,两侧壁面使用1/2片体厚度消声片,气流通道宽度为150mm、200mm、250mm、300mm,即进风面积比为50%,此时阻力最小。金属外壳片式消声器因隔声需要,外壳采用厚度大于1.5mm的优质钢板,四面联接采用密封条加密封胶密封。2)地铁通风空调系统应用的声学测试。通过各地铁通风空调系统中所设置的消声器现场测试及数据分析报告,发现一般阻性片式消声器的消声量为8-13dB(A)/m左右。国内多个城市地铁车站均对通风空调系统做了消声降噪设计,采用了金属外壳片式消声器和结构片式消声器,取得了良好的消声降噪效果。地铁内部复杂独特的地下结构,特殊的系统功能要求决定了其与地上民用及公共建筑通风空调系统有很大的区别。所以,其消声设计、消声器形式和种类的选择等,需针对系统的实际构成进行全面分析,通过详细的消声降噪设计计算,选配空气动力性能、声学性能最佳的消声器。

3结论

1)地铁通风空调系统的噪声控制与分析,涉及到声学、空气动力学、材料学等多个方面,是一项复杂的系统工程。2)在噪声控制中应注意声源、传声途径和接收者三方面的关系,明确所有产生噪声的各种因素和对象,了解噪声的传播途径,确定影响(控制)点的噪声源及噪声控制标准,采用有效的计算方法和手段,针对系统的噪声及传播进行预测分析,从而制定和采取相应的技术措施和方案,选择适用的消声辅助设施及设备。3)利用有效的检测手段和计算方法,对既有工程中各种噪声产生的规律与噪声控制的实际效果进行现场测试、模拟计算、分析,总结归纳以往工程中成功的经验及失败的教训,才能有针对性地设计合理、可行的地铁消声降噪方案,以满足地铁内外各种环境对噪声的控制要求。

参考文献

[1]GB50157-2003,地铁设计规范[S].

[2]GB3096-93,城市区域环境噪声标准[S].

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