地鐵通風空調系統噪聲控制技術淺談

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地鐵通風空調系統噪聲控制技術淺談

文章出處：技術資訊網責任編輯admin 閱讀量：發表時間：2020-09-08 09:52

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良好舒適的環境，以及設備的安全運行，必需提供大功率的軸流風機來滿足地下通風、排煙、排熱的需求。這些風機是噪聲源的主體，主要有隧道風機、排熱風機、回排風機、變風量空調箱、新風風機等，還有大小繁多供地下各類機房、車控室等通風用的小系統風機。風機噪聲主要來源于空氣動力性噪聲、機械噪聲以及電動機噪聲。其中空氣動力噪聲主要有旋轉噪聲和渦流噪聲。當風機的葉輪在旋轉時，葉片沿周向的氣流速度和壓力是不均勻的，從而在殼體上產生壓力脈動，形成旋轉噪聲；葉輪在旋轉時，使其周圍形成渦流，由于空氣的黏稠性，渦流又分解成一系列小渦流，擾動了周圍的空氣，因而又產生了渦流噪聲。旋轉噪聲以中低頻聲為主；渦流噪聲為連續性噪聲譜，以中高頻成份較突出。
軸流風機的聲功率級為：

當風機制造商已提供63Hz～8kHz一倍頻程聲功率級頻譜特性時，就不必按式(1)作出估算。
由于評價環境噪聲時，需以倍頻程聲壓級來表示，故必須根據地下建筑的聲學特性作出換算。地鐵通風設備設置在地下建筑中，其圍護結構均為密實剛性全反射壁面，因而可近似地將聲源所處環境視作為不均勻擴散的混響聲場。在混響聲場中，各點的聲能流密度近似相同，但在反射面上，聲場有干涉作用。為了補償不均勻性，可引入Water house修正數。經理論分析得到，在地下混響聲場中倍頻程平均聲壓級為:

地鐵通風空調系統的噪聲源的傳播路徑主要是隨著風管和管道像控制點傳播，風機的空氣動力性噪聲主要是從風機的進出口兩端輻射出來，并通過風道或風管向內、外擴散傳播，一方面對車站的站廳、站臺內部區域產生影響，另一方面對與風亭相鄰的地面外部環境形成噪聲污染。地鐵通風空調系統一般包括隧道通風系統和車站通風空調系統，風機、風道(風管)、風井、地面風亭構成了一個完整的地鐵環控通風系統。

由噪聲聲源經過漸擴管、消聲器、風道、彎頭、風口擴散等部件，可以得到系統的聲衰減總量。對照外環境所需的噪聲允許指標，從中可發現與允許值之間的差距。若不能滿足設計指標，則可在風道與風井中增補附加的降噪裝置。
1）風道內壁設置吸聲貼面利用水平風道的側壁和平面，以及豎井中的四面側壁作吸聲墻面處理，可形成一個消聲管道。當選用厚度為50mm，密度為40 kg/m3的離心玻璃棉板，外復無紡布和穿孔率為25％--- 30％,厚度為0.8mm的鋁合金穿孔面板，當風道的當量直徑為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。
2）朝天開口低風井中設置防雨淋矩陣式消聲器，若風道沒有足夠的長度做吸聲貼面，離噪聲達標還有一定的差距，且風井又為開口朝天低風井時，則可在低風井中懸掛防雨淋矩陣式消聲器。矩陣式消聲器實際上是垂直于地面的結構式消聲器。消聲柱厚度通常可取300～400mm。因通風要求，必需確保風井中消聲片所占風道的開口面積不超過1/3。換言之，風井的有效通風面積至少為風口總面積的65％左右。因消聲柱間凈距較大，失效頻率出現在高頻段。在滿足上述條件下取柱片有效長度為2.0 m時，其附加的消聲量“插入損失”可達10---20 dB(A ) 。消聲量“插入損失”近似與柱片長度成正比。圖3-1為某地鐵站朝天排風風筒型豎井中懸掛的2.5 m長度的防雨矩陣式消聲器，其有效降噪量可達25dB；

3）在高風亭中采用通風消聲百葉封堵風口對環境噪聲要求較高的場合，如風井緊靠居民住宅、學校、機關等噪聲敏感區域時，可設置高風亭，并用通風消聲百葉將風口予以封堵，可以取得良好的降噪效果。圖3.3為設置在居民區近旁的排風風亭。其采用了折式型通風消聲百葉，開口通風面積約為總面積的65％～70％，消聲量“插入損失” 可達12～18 dB(A)；當排熱風機開啟時，此風亭近場的噪聲級<50 dB(A)，已低于周邊環境噪聲，幾乎聽不到風亭中排風噪聲。