城市轨道交通活塞风亭噪声控制

刘 昶

（广州市地下铁道总公司，广州 510380）

1 轨道交通活塞风亭噪声来源、传播及控制的特点

活塞风亭对室外环境辐射的噪声，主要来自于列车进、出站过程中产生的噪声，以及隧道风机运行时产生的噪声。

列车行驶制动噪声及隧道风机远行噪声一方面向室外传播，影响活塞风亭外的声环境；一方面向室内传播，影响站厅、站台或其它站内区域的声环境。其传播方式主要是通过风道进行传播，以及结构传声。轨道交通环控通风系统噪声产生、传播及控制的特点见下表。及轨道下方设置隔振器。

本文主要介绍设置于活塞风道的吸声处理方法，即上述的消声器、消声百叶、吸声板等处理方法。

2 活塞风道通风系统的主要降噪措施

对活塞风道通风系统进行噪声控制，一方面需降低来自声源端的噪声，同时，还应控制传播过程（包括风道、风口、消声设备等）中产生的二次噪声（主要为气流再生噪声）。目前，常见的噪声控制措施为配置消声设备、控制风速等。

轨道交通环控通风系统噪声产生、传播及控制特点表

对于该类噪声的控制方法主要包括吸声、隔声、隔振等，例如：1）在风道、风亭设置消声器、消声百叶、吸声板等；2）在隧道风机房铺设吸声/隔声板、设置隔声门，在站台与隧道之间设置屏蔽门；3）在隧道风机底座

2.1 配置消声设备

活塞风道噪声控制常用的消声设备主要有吸声板、消声器及消声百叶等。

（1）在活塞风道内铺设吸声板

1）消声效果一般，适合于对消声量要求不高的系统；2）需铺设大面积的吸声板才能达到一定的消声效果，占用空间大，材料多，经济成本高；3）吸声板占据整风道的断面比例非常小，系统新增的阻力几乎可以忽略。

（2）在活塞风道中设置消声器

1）消声效果好，适合于对消声量要求高的系统；2）可根据风道空间尺寸，在满足消声效果要求的前提下，灵活调整其内部结构，降低系统因设置消声器而新增的阻力；3）需占据整个风道断面，不利于大型设备在风道内通行。

（3）在活塞风亭出口处设置消声百叶

1） 消声量一般为5～15dB(A)，消声效果一般，适合于对消声量要求不高的系统；2）在同样的断面风速下达到相同的消声效果，其阻力明显高于上述两种设备；3）气流再生噪声高，需严格控制其断面风速；4）具有装饰作用，可通过喷涂等措施使其配合周围的环境特点。

选择合适的消声措施，除了要考虑其消声的性能外，也要综合考虑其经济性（设备的采购、安装、维护保养等费用）。由于声源特性、传播途径、噪声控制要求及其它要求的差异性及复杂性，不能一概而论地认为某一种消声措施同时具有经济及性能优势，需根据实际情况，进行对比分析。

目前国内地铁活塞风道通风系统常用的消声措施是在风道中设置消声器。

2.2 控制风速

控制风速，主要目的是控制气流在其传播过程中产生的再生噪声。

气流再生噪声是气流在活塞风道、风阀、风亭风口等结构中传播时产生的。因此，除了设置消声设备以控制来自于声源（列车或隧道风机等）噪声外，还需控制风速，即根据活塞风量（或隧道风机风量）设定合理的活塞风道、风阀及风亭百叶尺寸。

此外，当在风道中设置消声器或在风亭风口设置百叶时，气流在穿过消声器或消声百叶的过程中同样会产生气流再生噪声，且由于其净通风面积明显小于原风道或风口的通风面积，其产生的气流再生噪声也将明显大于原风道或风口的气流再生噪声。因此，在选择消声设备时，同样需分析其气流再生噪声的来源。否则，虽然来自声源的噪声已经被控制得足够低，但由于消声器或风亭风口（包括消声百叶和其它类型的百叶）的气流再生噪声太高，同样会使得风亭外控制点无法满足噪声控制要求。

3 活塞风道通风系统降噪方案优化

3.1 活塞风道通风系统降噪措施的选配原则

活塞风道通风系统降噪措施的一般选配原则为：1）满足噪声控制点达标要求；2）阻力尽量小；3）尺寸（占用空间）尽量小；4）寿命（防腐蚀、力学强度等）尽量长，或应符合客户要求；5）满足上述要求的最低造价。

3.2 活塞风道通风系统降噪方案优化

活塞风道通风系统的消声设计，除了考虑上述的一般原则外，还应根据每个活塞风道系统的实际情况进行优化设计。主要措施包括：消声设备相对位置的选择、消声设备类型的选择，以及考虑列车噪声与隧道风机噪声的综合治理等。

3.2.1 消声设备设置的理想位置

吸声板应优先铺设在风道的转角处，再根据消声量的要求延伸或减少铺设面积。消声器的设置位置需从以下方面进行考虑：

（1）从噪声控制考虑

消声器的设置应靠近声源。

（2）从气动性能考虑

消声器的设置应至少是离轴流风机直径4倍的距离。但由于车站空间条件有限，消声器的设置不可能都满足离轴流风机直径4倍的距离，但应尽可能拉开距离。并且应尽量在水平风道内设置消声器，空间条件实在有限时才考虑在竖直风井内设置消声器。

3.2.2 消声器类型的选择

（1）传统片式消声器

过去地铁系统中常用的消声器形式的结构示意详见图1。

图1 传统片式消声器结构

（2）阵列式片式消声器

在2010年12月31号国家环境保护部 “关于发布2010年度《国家先进污染防治示范技术名录》和《国家鼓励发展的环境保护技术目录》的公告”中，阵列式消声器成为国家环境保护部推荐的环保节能技术：“该技术采用规格一致的柱状吸声主体和框架支撑结构组成的消声器，吸声体可以在消声器的宽度和高度方向上灵活调整，可有效提升低频和高频段降噪效果、减小系统阻力损失，还可提高生产效率，方便运输和贮存。在保证同样降噪效果的情况下，可降低通风系统的运行成本”。阵列式片式消声器结构示意见图2。

图2 阵列式片式消声器结构

3.2.3 综合考虑列车噪声与隧道风机噪声

当列车运行时，其产生的噪声与隧道风机运行时产生的噪声均通过同一个风道、风亭传播到室外环境时，在活塞风道内设置消声器设备，不仅要考虑列车噪声对风亭外控制点的影响，同时还应考虑隧道风机噪声对风亭外的影响。其配置原则为：1）计算列车噪声传至风亭外敏感点的噪声值；2）在列车噪声和风机噪声向外传播的共用活塞风道内设置消声器，使列车传至风亭外噪声满足控制标准的要求；3）验算隧道风机传至风亭外的噪声。如果在采取上述措施的条件下仍不能满足要求，则需在传播途径上增加消声措施。若放置消声器的空间有限，则应适当调整风道内消声器的长、宽、高尺寸或消声片片间距等，或在其它位置再增加消声设备，直至满足控制要求。

图3、图4为同一活塞风道系统的两种不同消声方案。显然，在满足噪声控制要求的前提下，方案一相对于方案二，更具经济优势（设备的选购、安装、维护等费用）。因此，当活塞风与机械风共用的水平风道足够长时，因优先考虑方案一；若活塞风与机械风共用的水平风道长度不足或没有共用风道，可考虑方案二。

图3 隧道通风系统消声降噪（方案一）

图4 隧道通风系统消声降噪（方案二）

4 结语

随着国内轨道交通的大规模建设，伴随而来的噪声治理已经已成为社会关注的课题。列车运行产生活塞效应实现了隧道的通风换气，但噪声也随之传播到居民区。采用环保节能的阵列式消声器技术，既能保证活塞通风效果又能解决噪声污染问题。■