議地鐵通風(fēng)系統(tǒng)中的噪聲控制

1、<p>　　議地鐵通風(fēng)系統(tǒng)中的噪聲控制</p><p>　　摘要：通過對(duì)地鐵通風(fēng)系統(tǒng)中的噪聲源分析和噪聲傳遞途中的聲衰減計(jì)算，提出了相關(guān)的降噪防治對(duì)策。針對(duì)噪聲源，通過對(duì)噪聲傳遞途徑采用因地制宜的消聲、吸聲等綜合降噪技術(shù)，在風(fēng)井旁的噪聲完全可得到有效的控制。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：地鐵通風(fēng)系統(tǒng)噪聲控制 </p><p>　　中圖分類號(hào)：U231+.

2、3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　地鐵運(yùn)行過程中對(duì)乘客及周邊環(huán)境所帶來的噪聲污染雖然影響范圍很小，但也必須引起高度的重視。 </p><p><b>　　1、噪聲源分析 </b></p><p>　　地鐵車站一般建于地下。為確保乘客和車站工作人員有一個(gè)良好舒適的環(huán)境，以及設(shè)備的安全運(yùn)行，必需提供大功率的軸流風(fēng)機(jī)來滿足地下通風(fēng)

3、、排煙、排熱的需求。這些風(fēng)機(jī)是噪聲源的主體，針對(duì)各種風(fēng)機(jī)運(yùn)行條件的差異，可分別采取對(duì)應(yīng)的降噪措施，最終達(dá)到噪聲控制目標(biāo)。為了確切地采取有效的降噪措施，首先必須對(duì)噪聲源作出分析。 </p><p>　　風(fēng)機(jī)噪聲主要來源于空氣動(dòng)力性噪聲、機(jī)械噪聲以及電動(dòng)機(jī)噪聲。其中空氣動(dòng)力噪聲主要有旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲。旋轉(zhuǎn)噪聲以中低頻聲為主；渦流噪聲為連續(xù)性噪聲譜，以中高頻成份較突出。 </p><p>　　

4、軸流風(fēng)機(jī)的聲功率級(jí)為 </p><p>　　Lw=Lwe+10lg(QH2)-20 (1) </p><p><b>　　式中： </b></p><p>　　Lwe——風(fēng)機(jī)的畢生功率級(jí)，一般可取19至20dB </p><p>　　Q——風(fēng)量，（m3/h） </p><p>　　H——風(fēng)機(jī)全壓，

5、（Pa） </p><p>　　當(dāng)風(fēng)機(jī)制造商已提供63 Hz～8 kHz一倍頻程聲功率級(jí)頻譜特性時(shí)，就不必按式( 1) 作出估算。由于評(píng)價(jià)環(huán)境噪聲時(shí)，需以倍頻程聲壓級(jí)來表示，故必須根據(jù)地下建筑的聲學(xué)特性作出換算。地鐵通風(fēng)設(shè)備設(shè)置在地下建筑中，其圍護(hù)結(jié)構(gòu)均為密實(shí)剛性全反射壁面，因而可近似地將聲源所處環(huán)境視作為不均勻擴(kuò)散的混響聲場。在混響聲場中，各點(diǎn)的聲能流密度近似相同，但在反射面上，聲場有干涉作用。為了補(bǔ)償不均勻性

6、，可引入Wat er house修正數(shù)。 </p><p>　　2、噪聲傳遞途徑中的聲衰減 </p><p>　　在地鐵大系統(tǒng)通風(fēng)中選用的軸流風(fēng)機(jī)不僅風(fēng)量大、風(fēng)壓高，且其噪聲聲功率可高達(dá)110至120 dB。如此巨大的噪聲必須配置相應(yīng)的消聲、降噪裝置。 </p><p>　　2．1消聲器的配置及聲衰減計(jì)算 </p><p>　　在軸流風(fēng)機(jī)的兩

7、端配置有足夠消聲量的消聲器。經(jīng)綜合考慮消聲量、阻力損失、制作安裝以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等因素，地鐵工程中以片式阻性消聲器見多。其消聲量“插入損失”△L可按式( 2) 近似計(jì)算。 </p><p>　　△L=φ(ao)PL÷F (2) </p><p><b>　　式中： </b></p><p>　　φ(ao)——與材料正入射吸聲系數(shù)有關(guān)的消聲

8、系數(shù)， </p><p>　　P——消聲器通道截面周長，m </p><p>　　F——消聲器通道的橫截面積，m2； </p><p>　　L——消聲器的有效長度，m。 </p><p>　　片式消聲器的壓力損失△P的計(jì)算見式(3)。 </p><p>　　AP=10ξρv&sup2;/2g（3） </p

9、><p>　　ξ——消聲器的阻力系數(shù)，對(duì)于片式消聲器可取0．4； </p><p>　　ρ——空氣密度，近似可取ID=1．2 kg／m&sup3;； </p><p>　　v——?dú)饬髟谙曂ǖ乐械牧魉伲琺／s； </p><p>　　g——重力加速度，g=9．8 m／s2 </p><p>　　當(dāng)氣流流速較高時(shí)，因

10、氣流在消聲器內(nèi)產(chǎn)生的湍流噪聲將會(huì)激起消聲結(jié)構(gòu)部件的振動(dòng)而激發(fā)出氣流再生噪聲。氣流再生噪聲的A聲功率級(jí)可近似按式(4) 計(jì)算。 </p><p>　　LwA=a+60 lgv，+10 lg F(4) </p><p><b>　　式中； </b></p><p>　　a——與消聲器結(jié)構(gòu)形式有關(guān)的比A聲功率級(jí)，對(duì)于片式消聲器，a=一5至5。 <

11、;/p><p>　　2．2風(fēng)機(jī)與消聲器之間漸擴(kuò)管的聲衰減 </p><p>　　常見的漸擴(kuò)管為方接圓變徑管。其擴(kuò)張比可取3～4倍，長度取1．5～2．5 m，降噪量大致可按1．5～2． 5 dB來估算。 </p><p>　　2．3噪聲通過風(fēng)道的自然衰減 </p><p>　　在地鐵大系統(tǒng)通風(fēng)工程中，當(dāng)氣流經(jīng)漸擴(kuò)管和消聲器之后，還需經(jīng)過地下通風(fēng)道以

12、及豎井或風(fēng)亭等構(gòu)筑物排放至室外，因此還需估算出直通管、土建彎道、豎井及風(fēng)亭的聲衰減。 </p><p>　　1) 直通風(fēng)道的聲衰減：其與風(fēng)道橫截面的周邊長度、截面面積，風(fēng)道長度以及風(fēng)道壁面的吸聲性能有關(guān)。根據(jù)相關(guān)方多年來的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，聲管壁為混凝土墻面，橫截面的當(dāng)量直徑( 截面積的開方)約為5 m時(shí)，當(dāng)頻率低于250 Hz，可按0．4～0．6 dB／m衰減量來估算；當(dāng)頻率在250～500 Hz 頻段內(nèi)，可按0．3～

13、0．4 dB／m來估算；當(dāng)頻率大于1 000 Hz時(shí)，可按0．2至 0．3 dB／m來估算。 </p><p>　　2) 直角彎道的聲衰減：對(duì)于矩形或方形無吸聲襯貼的彎頭，當(dāng)頻率在低于250 Hz的低頻段內(nèi)，可衰減5～7 dB；當(dāng)頻率大于250 Hz，則一般可衰減3至5 dB。 </p><p>　　3、風(fēng)道與風(fēng)井中附加的降噪裝置 </p><p>　　由噪聲聲源經(jīng)

14、過漸擴(kuò)管、消聲器、風(fēng)道、彎頭、風(fēng)口擴(kuò)散等部件，可以得到系統(tǒng)的聲衰減總量。對(duì)照外環(huán)境所需的噪聲允許指標(biāo)，從中可發(fā)現(xiàn)與允許值之間的差距。若不能滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)，則可在風(fēng)道與風(fēng)井中增補(bǔ)附加的降噪裝置。 </p><p>　　3．1風(fēng)道內(nèi)壁設(shè)置吸聲貼面 </p><p>　　利用水平風(fēng)道的側(cè)壁和平面，以及豎井中的四面?zhèn)缺谧魑晧γ嫣幚?，可形成一個(gè)消聲管道。當(dāng)選用厚度為50 mm，密度為40 kg／m3

15、的離心玻璃棉板，外復(fù)無紡布和穿孔率為25％至30％、厚度為0．8mm的鋁合金穿孔面板，當(dāng)風(fēng)道的當(dāng)量直徑為4～5m，其每m長度的噪聲衰減量約為1～1．2 dB( A) ，且低頻的消聲量一般比高頻的消聲量更大些。 </p><p>　　3．2朝天開口低風(fēng)井中設(shè)置防雨淋消聲掛片 </p><p>　　若風(fēng)道沒有足夠的長度做吸聲貼面，離噪聲達(dá)標(biāo)還有一定的差距，且風(fēng)井又為開口朝天低風(fēng)井時(shí)，則可在低風(fēng)

16、井中懸掛防雨淋消聲掛片。消聲掛片實(shí)際上是垂直于地面的結(jié)構(gòu)式消聲器。掛片厚度通常可取200～250 mm。因通風(fēng)要求，必需確保風(fēng)井中消聲片所占風(fēng)道的開口面積不超過1／3。換言之，風(fēng)井的有效通風(fēng)面積至少為風(fēng)口總面積的65％左右。因消聲片間凈距較大，失效頻率出現(xiàn)在高頻段。在滿足上述條件下取掛片有效長度為1．0 m時(shí)，其附加的消聲量“插入損失”可達(dá)8至 10 dB(A) 。消聲量“插入損失”近似與掛片長度成正比。圖1為某地鐵站朝天排風(fēng)風(fēng)筒型豎井

17、中懸掛的1．5 m長度的防雨消聲掛片，其有效降噪量可達(dá)13 dB( A) 。 </p><p><b>　　圖1 </b></p><p>　　3．3在高風(fēng)亭中采用通風(fēng)消聲百葉封堵風(fēng)口 </p><p>　　對(duì)環(huán)境噪聲要求較高的場合，如風(fēng)井緊靠居民住宅、學(xué)校、機(jī)關(guān)等噪聲敏感區(qū)域時(shí)，可設(shè)置高風(fēng)亭，并用通風(fēng)消聲百葉將風(fēng)口予以封堵，可以取得良好的降噪

18、效果。圖2為設(shè)置在居民區(qū)近旁的排風(fēng)風(fēng)亭。其采用了DZ600型通風(fēng)消聲百葉，開口通風(fēng)面積約為總面積的65％～70％，消聲量“插入損失”可達(dá)12～18 dB(A)；當(dāng)排熱風(fēng)機(jī)開啟時(shí)，此風(fēng)亭近場的噪聲級(jí)<50 dB(A)，已低于周邊環(huán)境噪聲，幾乎聽不到風(fēng)亭中排風(fēng)噪聲。 </p><p><b>　　圖2 </b></p><p><b>　　結(jié)語 </

19、b></p><p>　　綜上所述，地鐵通風(fēng)大系統(tǒng)中所選用的風(fēng)機(jī)不僅風(fēng)量大、噪聲高，且低頻成分尤為顯著，若能針對(duì)噪聲源，通過對(duì)噪聲傳遞途徑采用因地制宜的消聲、吸聲等綜合降噪技術(shù)，在風(fēng)井近旁的噪聲完全可以得到有效的控制。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]陸躍慶．實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)( 上冊(cè)) [M