普速鐵路車(chē)站站臺(tái)候車(chē)區(qū)聲學(xué)標(biāo)準(zhǔn)探討

雷 彬

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，武漢 430063)

1 概述

目前鐵路大型車(chē)站廣泛采取無(wú)柱雨棚候車(chē)區(qū)的設(shè)計(jì)方案，這種無(wú)柱雨棚在為旅客提供了寬敞明亮候車(chē)空間的同時(shí)，也由于通過(guò)列車(chē)及雨棚混響噪聲的存在，站臺(tái)候車(chē)區(qū)的噪聲普遍高于普通的車(chē)站候車(chē)區(qū)。調(diào)查表明，目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)鐵路車(chē)站站臺(tái)候車(chē)區(qū)噪聲標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)外在車(chē)站噪聲控制研究方面開(kāi)展過(guò)部分工作，但也未見(jiàn)到相關(guān)噪聲標(biāo)準(zhǔn)報(bào)道。2006年我國(guó)頒布了《城市軌道交通車(chē)站 站臺(tái)聲學(xué)要求和測(cè)量方法》(TB14227—2006)［1］，但地鐵車(chē)站無(wú)論是車(chē)站規(guī)模及列車(chē)速度都與鐵路車(chē)站存在巨大差異，無(wú)法直接引用。為了配合鐵路車(chē)站的建設(shè)，有必要就鐵路車(chē)站站臺(tái)及候車(chē)區(qū)噪聲標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究，從人體舒適度、工人健康等方面出發(fā)，參照相關(guān)的環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范［1-4］，以及既有車(chē)站站內(nèi)噪聲現(xiàn)狀［5，6］，研究制定一個(gè)鐵路車(chē)站站臺(tái)候車(chē)區(qū)的噪聲限值及混響時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，為鐵路車(chē)站，特別是無(wú)柱雨棚車(chē)站設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

2 鐵路車(chē)站站臺(tái)候車(chē)區(qū)噪聲現(xiàn)狀測(cè)量分析

為了分析鐵路車(chē)站站臺(tái)候車(chē)區(qū)的噪聲分布及混響時(shí)間現(xiàn)狀，為噪聲控制研究及設(shè)計(jì)提供依據(jù)，選擇既有北戴河車(chē)站、濟(jì)南車(chē)站及成都車(chē)站進(jìn)行了鐵路車(chē)站站臺(tái)候車(chē)區(qū)的噪聲現(xiàn)狀測(cè)量。

2.1 既有站站臺(tái)候車(chē)區(qū)的噪聲測(cè)量方法概況

采取多點(diǎn)同時(shí)測(cè)量的方法測(cè)量站臺(tái)候車(chē)區(qū)的聲場(chǎng)分布、混響時(shí)間。測(cè)量?jī)x器主要包括:北京聲望公司BSW201傳聲器，靈敏度50 mV/Pa，頻響范圍20～20 kHz;B＆K4433聲強(qiáng)探頭;北京東方振動(dòng)噪聲研究所INV-303數(shù)據(jù)采集器，最大采樣頻率51.2 kHz/ch，通道數(shù)16 ch。

2.1.1 列車(chē)通過(guò)時(shí)的噪聲分布測(cè)量方法

在站臺(tái)候車(chē)區(qū)，分別在距正線不同距離處，布置5個(gè)聲壓級(jí)測(cè)點(diǎn)(其中，3號(hào)測(cè)點(diǎn)同時(shí)測(cè)量聲強(qiáng)級(jí))，同時(shí)測(cè)量列車(chē)通過(guò)時(shí)站臺(tái)區(qū)域的聲場(chǎng)分布，測(cè)量高度1.6m，測(cè)量布點(diǎn)詳見(jiàn)圖1。

圖1 站臺(tái)區(qū)聲場(chǎng)分布測(cè)量布點(diǎn)示意

2.1.2 站臺(tái)候車(chē)區(qū)混響時(shí)間測(cè)量方法

站臺(tái)候車(chē)區(qū)混響時(shí)間測(cè)量采取瞬時(shí)聲級(jí)較高的爆竹(鞭炮)作為聲源，在車(chē)站的雨棚區(qū)進(jìn)行混響時(shí)間的測(cè)試，測(cè)量布點(diǎn)詳見(jiàn)圖2。

圖2 站臺(tái)區(qū)混響時(shí)間測(cè)量布點(diǎn)示意

2.2 北戴河車(chē)站站內(nèi)噪聲測(cè)量結(jié)果

北戴河車(chē)站2005年進(jìn)行站臺(tái)改建工作，改建后的車(chē)站為無(wú)柱雨棚站臺(tái)候車(chē)區(qū)，雨棚下表面未做任何吸聲處理，測(cè)量結(jié)果表明。

(1)動(dòng)車(chē)組以126～138 km/h通過(guò)車(chē)站時(shí)，車(chē)站鄰近正線的站臺(tái)區(qū)域的A聲級(jí)在87.7～92.9 dBA;客車(chē)以106～126 km/h通過(guò)車(chē)站時(shí)，車(chē)站鄰近正線的站臺(tái)區(qū)域的A聲級(jí)在82.0～92.5 dBA;從聲強(qiáng)級(jí)測(cè)量結(jié)果分析，總聲級(jí)比直達(dá)聲聲級(jí)要高出約5～7 dBA。

(2)無(wú)柱雨棚站臺(tái)候車(chē)區(qū)的500 Hz空?qǐng)龌祉憰r(shí)間在2.79～2.82 s。

2.3 濟(jì)南站站內(nèi)通過(guò)列車(chē)噪聲測(cè)量結(jié)果

濟(jì)南車(chē)站為樞紐車(chē)站，貨車(chē)以23～25 km/h通過(guò)車(chē)站時(shí)，車(chē)站站臺(tái)區(qū)域的A聲級(jí)在73.2～81.0 dBA，噪聲隨距離的衰減量較小;從聲強(qiáng)級(jí)測(cè)量結(jié)果分析，總聲級(jí)比直達(dá)聲聲級(jí)要高出約8～9 dBA。

2.4 成都火車(chē)站站臺(tái)上的噪聲測(cè)量結(jié)果

成都火車(chē)站站臺(tái)上的噪聲測(cè)量表明，在站臺(tái)上的噪聲最大A聲級(jí)在93.5～94.2 dBA，而等效連續(xù)A聲級(jí)在63.5～76.9 dBA。

3 列車(chē)通過(guò)噪聲對(duì)站內(nèi)人員的危害分析

噪聲對(duì)人體的影響是多方面的，A聲級(jí)在50 dBA以上時(shí)開(kāi)始影響睡眠和休息，特別是老年人和患病者對(duì)噪聲更敏感;A聲級(jí)在70 dBA以上時(shí)干擾交談，造成心煩意亂、注意力不集中，影響工作效率，甚至發(fā)生意外事故;長(zhǎng)期接觸A聲級(jí)在90 dBA以上的噪聲，會(huì)造成聽(tīng)力損失和職業(yè)性耳聾，甚至影響人體其他系統(tǒng)的正常生理功能［7］。

研究表明［7，8］:突發(fā)的噪聲 A 聲級(jí)在40 dBA 時(shí)，可使10%的人驚醒，達(dá)到60 dBA時(shí)，可使70%的人驚醒;A聲級(jí)超過(guò)55 dBA時(shí)，人們普遍感到吵鬧;長(zhǎng)期接觸A聲級(jí)在85 dBA以上的噪聲，40年后耳聾發(fā)病率為21%;當(dāng)A聲級(jí)低于60 dBA時(shí)，對(duì)人的交談和思維幾乎不產(chǎn)生影響;當(dāng)A聲級(jí)高于90 dBA時(shí)，交談和思維幾乎不能進(jìn)行，它將嚴(yán)重影響人們的工作和學(xué)習(xí)。噪聲可以造成人體暫時(shí)性和持久性聽(tīng)力損傷。一般來(lái)說(shuō)，A聲級(jí)在85 dBA以下的噪聲不至于危害聽(tīng)覺(jué)，而A聲級(jí)超過(guò)100 dBA時(shí)，將有近一半的人耳聾。

4 與站內(nèi)環(huán)境相關(guān)的噪聲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

4.1 地下鐵道車(chē)站站臺(tái)噪聲標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)關(guān)于地下鐵道車(chē)站站臺(tái)噪聲限值的標(biāo)準(zhǔn)是1993年頒布的《地下鐵道車(chē)站站臺(tái)噪聲限值》(GB14227—1993)［2］中，地鐵車(chē)站站臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)如下。

(1)電動(dòng)車(chē)組進(jìn)出站平均等效A聲級(jí)不得超過(guò)表1規(guī)定的值。

(2)站臺(tái)500 Hz混響時(shí)間不得超過(guò)表2的值。

表2 地下鐵道車(chē)站站臺(tái)混響時(shí)間限值

2006年我國(guó)又頒布了《城市軌道交通車(chē)站 站臺(tái)聲學(xué)要求和測(cè)量方法》(GB14227—2006)［1］，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定地鐵和輕軌車(chē)站列車(chē)進(jìn)、出站時(shí)站臺(tái)上噪聲等效聲級(jí)的最大容許限值為列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)噪聲限值80 dBA，500 Hz倍頻程中心頻率混響時(shí)間的最大容許限值為1.5 s。

與被替代的《地下鐵道車(chē)站站臺(tái)噪聲限值》(GB14227—1993)和《地下鐵道車(chē)站站臺(tái)噪聲測(cè)量》(GB/T 14228—1993)相比較:適用范圍增加了輕軌、調(diào)整了地鐵車(chē)站站臺(tái)的噪聲限值及調(diào)整了混響時(shí)間的規(guī)定，同時(shí)也提高了標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)。

4.2 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

我國(guó)早期以“職業(yè)性難聽(tīng)”將職業(yè)性噪聲性聾列入職業(yè)病管理范圍，1979年又頒布了《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(試行草案)》，1996年頒布了《職業(yè)性噪聲聾診斷標(biāo)準(zhǔn)及處理原則(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn))》，1999年頒布了《工業(yè)企業(yè)職工聽(tīng)力保護(hù)規(guī)范》，使我國(guó)工業(yè)噪聲危害防治進(jìn)入了規(guī)范化管理的軌道。

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)一直將新建工廠的噪聲水平不允許超過(guò)85 dBA，老企業(yè)不得超過(guò)90 dBA，每天暴露8 h作為工業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，1999年頒布的《工業(yè)企業(yè)職工聽(tīng)力保護(hù)規(guī)范》［9］明確將85 dBA作為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

2002年頒布的《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GBZ 1—2002)［3］對(duì)各類(lèi)噪聲場(chǎng)所進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定，具體如下。

(1)工作場(chǎng)所操作人員每天連續(xù)接觸噪聲8 h，噪聲聲級(jí)衛(wèi)生限值為85 dBA;對(duì)于操作人員每天接觸噪聲不足8 h的場(chǎng)合，可根據(jù)實(shí)際接觸噪聲的時(shí)間，按接觸時(shí)間減半，噪聲聲級(jí)衛(wèi)生限值增加3 dBA的原則，確定其噪聲聲級(jí)限值(表3)，但最高限值不得超過(guò)115 dBA。

(2)生產(chǎn)性噪聲傳播至非噪聲作業(yè)地點(diǎn)的噪聲聲級(jí)的衛(wèi)生限值不得超過(guò)表4的規(guī)定。

表3 工作地點(diǎn)噪聲聲級(jí)的衛(wèi)生限值

表4 非噪聲工作地點(diǎn)噪聲聲級(jí)的衛(wèi)生限值

4.3 工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范

《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ87—85)規(guī)定:工業(yè)企業(yè)廠區(qū)內(nèi)各類(lèi)地點(diǎn)的噪聲A聲級(jí)，按照地點(diǎn)類(lèi)別的不同，不得超過(guò)表5所列的噪聲限制值。

表5 工業(yè)企業(yè)廠區(qū)內(nèi)各類(lèi)地點(diǎn)噪聲標(biāo)準(zhǔn)

5 各類(lèi)場(chǎng)所的混響時(shí)間最佳值

對(duì)于不同的場(chǎng)所，最佳混響時(shí)間是不同的，一般以語(yǔ)言清晰度為主的場(chǎng)所選用較短的混響時(shí)間，并且有平直(或接近平直)的混響時(shí)間頻率特性;用于歌劇和音樂(lè)演奏的場(chǎng)所，混響時(shí)間選擇較長(zhǎng)的值。通常以500 Hz(中頻)為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)定各類(lèi)場(chǎng)所的最佳混響時(shí)間，表6為各類(lèi)場(chǎng)所的混響時(shí)間最佳值。

表6 各類(lèi)場(chǎng)所的混響時(shí)間最佳值

6 鐵路車(chē)站站臺(tái)候車(chē)區(qū)的噪聲限值及混響時(shí)間選擇

6.1 鐵路車(chē)站站臺(tái)候車(chē)區(qū)的噪聲限值選擇

由于車(chē)站內(nèi)列車(chē)通過(guò)持續(xù)的時(shí)間相對(duì)較短，如果以整個(gè)工作時(shí)間段的等效聲級(jí)作為車(chē)站站臺(tái)區(qū)域的噪聲標(biāo)準(zhǔn)，其噪聲等效聲級(jí)相對(duì)較低，從成都火車(chē)站站臺(tái)噪聲等效聲級(jí)測(cè)量結(jié)果來(lái)看，站臺(tái)噪聲等效聲級(jí)一般小于80 dBA，但列車(chē)通過(guò)時(shí)的瞬時(shí)聲級(jí)卻達(dá)到了90 dBA以上，顯然不宜用整個(gè)工作時(shí)間段的等效聲級(jí)來(lái)衡量車(chē)站站臺(tái)噪聲，應(yīng)參照《城市軌道交通車(chē)站站臺(tái)聲學(xué)要求和測(cè)量方法》(GB14227—2006)，以列車(chē)通過(guò)車(chē)站時(shí)間段的等效聲級(jí)作為站臺(tái)候車(chē)區(qū)的噪聲評(píng)價(jià)量。

根據(jù)前面的分析，當(dāng)噪聲A聲級(jí)不超過(guò)85 dBA時(shí)對(duì)人體的危害相對(duì)較小;比較《地下鐵道車(chē)站站臺(tái)噪聲限值》(GB14227—1993)和《城市軌道交通車(chē)站站臺(tái)聲學(xué)要求和測(cè)量方法》(GB14227—2006)標(biāo)準(zhǔn)，車(chē)站站臺(tái)噪聲限值可以選擇在80～85 dBA;而對(duì)照《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GBZ 1—2002)分析，按工作場(chǎng)所操作人員每天連續(xù)接觸噪聲8 h，噪聲聲級(jí)衛(wèi)生限值為85 dBA;而《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ87—85)也規(guī)定:生產(chǎn)車(chē)間及作業(yè)場(chǎng)所(每天連續(xù)接觸噪聲8 h)的噪聲限值為90 dBA。

同時(shí)從既有北戴河站及濟(jì)南站站臺(tái)區(qū)域的聲強(qiáng)測(cè)量結(jié)果分析，站臺(tái)區(qū)域的列車(chē)通過(guò)噪聲直達(dá)聲聲壓級(jí)在未采取降噪措施的情況下在65～85 dBA，雖然既有站的通過(guò)列車(chē)車(chē)速較低，隨著車(chē)速的提高噪聲將進(jìn)一步提高。但作為新建車(chē)站的站臺(tái)區(qū)域噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)而言，適當(dāng)?shù)靥岣呖刂茦?biāo)準(zhǔn)也是符合以人為本原則的，且隨著技術(shù)及經(jīng)濟(jì)水平的提高，在采取必要的減振降噪措施后，車(chē)站通過(guò)列車(chē)的噪聲也有望進(jìn)一步降低［5，10］。

鑒于此，建議鐵路車(chē)站站臺(tái)候車(chē)區(qū)的噪聲限值選擇為:列車(chē)通過(guò)時(shí)的等效連續(xù)A聲級(jí)不超過(guò)85 dBA。

6.2 鐵路車(chē)站站臺(tái)候車(chē)區(qū)的混響時(shí)間選擇

根據(jù)表6分析，一般播音室、教室、演講廳、電影院、歌劇院及交響音樂(lè)廳等場(chǎng)所的最佳中頻混響時(shí)間在0.5～2.0 s，但是由于車(chē)站候車(chē)區(qū)與上述場(chǎng)所存在本質(zhì)的區(qū)別，不宜直接套用其混響時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，而作為參考本文進(jìn)一步列舉幾個(gè)混響時(shí)間改造的實(shí)例。

清華大學(xué)大禮堂建成已近百年，由于當(dāng)時(shí)人們對(duì)建筑聲學(xué)認(rèn)識(shí)的局限，廳內(nèi)四周幾無(wú)任何聲學(xué)構(gòu)造，堅(jiān)硬的磚墻混響時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，超過(guò)了3 s，語(yǔ)言清晰度很差。長(zhǎng)春市體育館館內(nèi)容積為3.6×105m3，在缺乏大量空間吸聲體情況下，混響時(shí)問(wèn)長(zhǎng)達(dá)3.14～3.18 s，只能選用強(qiáng)指向性揚(yáng)聲器系統(tǒng)的才能解決語(yǔ)言清晰度問(wèn)題。廣州天河體育館容積為149 960 m3，它在建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)中懸掛空間吸聲體以降低混響時(shí)間，使其空?qǐng)鰰r(shí)混響時(shí)間為1.90～1.98 s，語(yǔ)言及音樂(lè)的表現(xiàn)效果較好［11］。

地鐵車(chē)站站臺(tái)噪聲的相關(guān)研究表明，地鐵列車(chē)進(jìn)站、出站噪聲，對(duì)于在未作吸聲處理的車(chē)站，站臺(tái)處噪聲A聲級(jí)在84～92 dBA，其混響時(shí)間平均值為3.04 s;對(duì)于進(jìn)行了吸聲處理的車(chē)站，站臺(tái)處噪聲A聲級(jí)在78～81 dBA，其混響時(shí)間平均值為1.81 s;吸聲處理前后，站臺(tái)處噪聲平均降低了9 dBA、混響時(shí)間平均降低了 1.23 s［12］［13］。

既有北戴河站及濟(jì)南站的噪聲實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明，車(chē)站站臺(tái)雨棚區(qū)的500 Hz空?qǐng)龌祉憰r(shí)間在2.79～2.82 s，站臺(tái)區(qū)域的直達(dá)聲能量與總聲能量差值在5～9 dBA，所有結(jié)果均說(shuō)明車(chē)站站臺(tái)區(qū)域混響較為嚴(yán)重，混響時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，混響聲使站臺(tái)區(qū)域的噪聲進(jìn)一步增加。

比較《地下鐵道車(chē)站站臺(tái)噪聲限值》(GB14227—1993)和《城市軌道交通車(chē)站 站臺(tái)聲學(xué)要求和測(cè)量方法》(GB14227—2006)標(biāo)準(zhǔn)，車(chē)站站臺(tái)500 Hz空?qǐng)龌祉憰r(shí)間標(biāo)準(zhǔn)可以選擇在1.5～2 s。

鑒于此，建議鐵路車(chē)站站臺(tái)候車(chē)區(qū)的混響時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)選擇為:500 Hz空?qǐng)鰰r(shí)混響時(shí)間為2 s。

7 研究結(jié)論

綜上所述，建議鐵路車(chē)站站臺(tái)候車(chē)區(qū)的噪聲限值為:列車(chē)通過(guò)時(shí)的等效連續(xù)A聲級(jí)不超過(guò)85 dBA;混響時(shí)間為500 Hz空?qǐng)鰰r(shí)混響時(shí)間不超過(guò)2 s。建議在國(guó)家尚未頒布關(guān)于鐵路車(chē)站站臺(tái)候車(chē)區(qū)噪聲標(biāo)準(zhǔn)前，該建議標(biāo)準(zhǔn)作為鐵路車(chē)站，特別是無(wú)柱雨棚車(chē)站噪聲控制工程的設(shè)計(jì)依據(jù)。

［1］鐵道科學(xué)研究院.GB14227—2006 城市軌道交通車(chē)站 站臺(tái)聲學(xué)要求和測(cè)量方法［S］.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

［2］北京市地下鐵道科研所.GB14227—1993 地下鐵道車(chē)站站臺(tái)噪聲限值［S］.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1993.

［3］中國(guó)疾病預(yù)防控制中心.GBZ 1—2002 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.

［4］北京市基本建設(shè)委員會(huì).GBJ87—85 工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1985.

［5］中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司.蘇州站站內(nèi)列車(chē)運(yùn)行噪聲控制專(zhuān)題研究報(bào)告［R］.武漢:中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，2009.

［6］李成芝，溫胥生.成都火車(chē)站環(huán)境噪聲的測(cè)量與分析［J］.預(yù)防醫(yī)學(xué)情報(bào)雜志，1992(2):106-108.

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