地鐵通風空調系統消聲降噪分析與設備分析

焦慶文

摘 要：針對地鐵通風空調系統設備運行過程中存在的噪音問題，文章結合實際情況，對地鐵通風空調系統的消聲降噪和應用的相關設備進行了分析。

關鍵詞：地鐵工程；通風空調系統；消音設備；阻性片式消聲器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.188

隨著交通運輸業的不斷發展，地鐵成為了人們日常生活中不可或缺的一部分。然而，在地鐵運行的過程中，通風空調系統設備會產生影響范圍面積大且危害程度深的問題。基于保障地鐵乘客的人身安全，相關建設者應將地鐵通風空調系統設備的消音噪聲作為重點研究內容。比如，組成地鐵通風空調系統的結構設備、降低通風空調系統設備噪聲的措施、消音降噪設備的應用特點以及消音降噪設備的應用方法，這些都是發展地鐵這一基礎設施建設安全性、高效性、節能性的重要保障措施。

1 地鐵通風空調系統概述

根據地鐵通風空調系統不同的使用場所、使用標準，應將其分為四部分內容，分別是車站大系統、車站銷系統、隧道通風系統以及空調水系統。其中車站大系統是指，作用于地鐵線路各個站臺公共區域的防煙排煙系統和通風空調系統。車站小系統是指，儲存或處理地鐵相關設備區域的防煙排煙系統和通風空調系統。地鐵在投入使用的過程中，由于其結構形式復雜且具有環境封閉、與地面連通的出口少以及出口距離人群所在區域路徑長的特點，因而，必須要安裝地鐵的通風空調系統。但是該系統設備在運行過程中，所產生的噪音不僅會對乘客和站內工作人員造成影響，還會對生活在地鐵周邊的城市居民帶來一定影響。基于此問題，相關建設者應將降低地鐵通風空調系統的噪音作為重點研究對象[1]。

2 地鐵通風空調系統的消聲降噪分析

2.1 組成地鐵通風空調系統的結構設備

眾所周知，地鐵的運行場所是位于地下一個大型狹長的通道內。而實際運行過程中，密集的乘客、有限的空間以及高速行駛列車的各種照明設備、機電設備都會產生大量的熱能。地鐵通風空調系統是解決這一問題的重要技術內容，它能夠起到抑制地鐵運行所導致熱量上升的作用。如果不對地鐵運行所在空間進行噪聲控制，那么地鐵內部的各類設備工作產生的有害氣體以及因環境潮濕而生成的霉爛氣味等，就會導致地鐵空間環境的不斷惡化。此外，在預防地鐵發生事故方面，通風空調系統也是排除煙氣和進行人員安全疏導的重要設備內容。具體來說，列車在隧道內運行與風產生噪聲通過相關途徑傳播到，運行設備用房、地鐵站公共區以及地上生活空間。這一過程所帶來的噪聲污染如果不進行相對應的控制，隨著地鐵的建設面積不斷擴大，該問題就會嚴重影響城市居民正常的生產生活。

2.2 降低通風空調系統設備噪聲的措施

地鐵通風空調系統設備運行所產生的噪聲有三種，分別是空氣動力性噪聲、電機運轉噪聲以及機械設備振動噪聲。要想控制地鐵通風空調系統設備運行的噪聲影響，可從兩方面內容的研究來實現。一方面，是針對因氣體流動所產生的噪聲，即空氣動力性噪聲進行控制。基于空氣動力性噪聲的存在特點是不穩定性，能夠分析出空氣與物體相互作用后聲音是由渦流噪聲和旋轉噪聲組成的。具體來說，風是從通風機的兩個進出口產生的，其噪聲的傳播是通過連接的風管和風道來進行擴散的。這種噪聲是影響地鐵內容空間最大的，因而在消音降噪的控制措施中要將其作為重點[2]。

基于噪聲是在風機設備上進行傳播的，應將消聲器設置在風機的前后位置上，這是降低地鐵通風空調設備噪聲的有效措施。值得注意的是，軸流通風機是地鐵通風空調系統中常用的通風設備，其具有噪聲自然衰減小、再生噪聲高以及風量大的特點。而其他風機設備所具備的性能則與軸流通風機大不相同，所以在進行消音降噪的設備選擇上要結合實際情況采取更具適用性的措施。

另一方面，電機運轉噪聲和機械設備振動的噪聲控制，則要從設備的本身出發。具體來說，可通過集中設置地鐵通風空調設備，將其安置在遠離車站公共區域的位置，這就從傳播距離上降低了噪音的影響程度。此外，對于放置空調系統設備的建筑物，可通過砌筑實心磚以及澆筑混凝土結構的方式來提高機房的隔聲指數。

3 地鐵通風空調系統消聲降噪設備分析

3.1 消音降噪設備的應用特點

對地鐵通風空調系統進行消音降噪的設備主要分為兩類，分別是消音設備和減振設備。其中消音設備的類型主要有：消聲部件、消聲器等。相關部門對消音設備的應用設有通用標準，根據產品樣本和圖集進行選擇。其中消音器的應用特點，是通過降低氣流中的噪聲來發揮作用。但在實際應用的過程中，對聲學、加工方法以及結構等有具體的要求。例如，消音器的應用需要處在消聲頻率良好的環境；對消音器的加工應盡可能的縮小體積；提高設備運用的使用壽命和成本控制效果。此外，還要對消聲器的阻力進行控制。現階段，阻性消音器的應用有效的降低了低頻噪聲。該設備具有結構簡單、氣流阻力小以及對中高頻的噪聲消音效果好的特點，這就意味著其適用的范圍有可以進行進一步擴大的空間。

目前，在地鐵通風空調系統的建設過程中，通常采用結構片式消音器和金屬外殼片式消音器。其中結構片式消音器大多用于土建進出口風口的風道內；而金屬外殼片式消音器則大多安裝于通風機進出口的兩端，以直接作用于風機的方式進行地鐵通風空調系統的消音降噪。與此同時，由于地鐵工程對消音器使用的特殊要求，消聲片內部結構加工應采用不燃的吸聲材料進行設計制作。而且要保證消聲片的成品應滿足250e/h或150e/h的煙氣通過要求[3]。

3.2 消音降噪設備的應用方法

據相關研究表明，在利用消音器對地鐵通風空調系統設備運行進行消音降噪處理的過程中，采用阻性片式消聲設備要滿足如下需求。消音設備的面板厚度要在0.5mm的穿孔鍍鋅鋼板，這樣在保證穿孔率的同時，還在一定程度上防止了銹蝕問題的出現。地鐵通風空調系統的降噪對穿孔率的要求是：孔的直徑要在4-6mm之間，且穿孔率要在20%以上。對于消聲器的消聲片厚度應與氣流通道的寬度保證一致，如果設備進風的面積是50%，那么消聲器片之間的風速要控制在11m/s左右。此外，對于消聲片的內部填充容重應采用32 kg/m3或48kg/m3的超細玻璃棉材料進行設置。

由于地鐵工程隧道內的通風空調系統設備是可以進行逆轉運行的，因而隧道內的氣流也是雙向流動的，這就意味著消音設備的兩端都有可能是迎風面。針對這一問題，相關設計人員因將消音設備的兩端設置為圓弧型和尖劈型，從而降低消音設備的運行阻力。在應用阻性片式消聲器時，其進風的面積比為50%且設備兩側的壁面使用了1/2片體消聲片的厚度，這就意味著該設備的應用阻力最小。

3.3 相關設備的消音降噪措施

對于地鐵通風空調系統中的風道設備間隙，是降低消音降噪措施效用的問題。針對這一問題，應采用減少側向傳聲的空間來提升消音降噪措施。具體來說，可在通風機前端配置3m長的金屬片消音器，由于其消音器的消聲量在35dB以上，這就使得風機側邊所產生的噪聲實現了衰減。

4 結束語

總而言之，只有在充分認識到地鐵通風空調系統設備在地鐵運行過程中存在的噪聲問題，才能夠做好相關的技術調整。事實證明，消音降噪設備的應用能夠有效降低地鐵通風空調系統所產生的噪音。但在此之前，需要對系統設備的存在情況、消音設備的使用特點和使用方法等進行充分了解。只有在這一基礎之上才能以最小的成本造價，對地鐵通風空調系統設備的噪音問題進行最有效的處理。此外，在具體安裝的過程中要嚴格按照相關的操作標準和設備特性，這是消音設備發揮作用的前提條件。

參考文獻：

[1]徐馳，劉英杰.大連地鐵通風空調系統方案研究與分析[J].鐵道工程學報，2012（10）：111-114.

[2]武世強.地鐵通風與空調系統設計及施工常見問題分析[J].鐵道工程學報，2011（04）：94-96.

[3]蘇振宇.廣州地鐵通風空調系統節能測試調試實踐分析[J].城市軌道交通研究，2015（11）：106-109-113.