天津地铁地下空间声环境测量研究

2015-03-15秦银刚

天津建设科技 2015年6期

□文/马龙袁伟秦银刚

天津地铁地下空间声环境测量研究

□文/马龙袁伟秦银刚

通过天津地铁1、2、3号线车站噪声值、列车在区间隧道运行时车厢内部噪声值的测量，从而确定天津地铁的部分车站、区间噪声评价指标并通过对比与分析多种工况下地铁车站噪声、列车在隧道运行时车厢内噪声的变化，进而量化各工况改变时的噪声变化值。经研究明确天津既有线路的噪声水平及其分布规律，可进一步为地铁车站声环境改善措施、新线声环境设计提供优化依据。

地铁；噪声值；声环境；测量

随着天津轨道交通建设的快速发展，城市规模扩大和人口聚集效应开始显现，市内人口的流动便利性随之大大加强，随之而来的就是城市公交系统的压力不断增加。

天津地铁目前有1、2、3号线及津滨轻轨9号线运营，地铁5、6号线在建，但仍难以改善轨道交通运力不足的现状。在上述线路中，以9号线为例，该线全长45.4 km，全部运行时间为55 min，加上候车以及换乘其他线路的时间，意味着乘客身处于地铁的时间有可能长达90 min。长时间的停留使得乘客增加了对地下空间声学环境优劣的关注度，尤其在候车时间、上班时间等负面心理的影响叠加下，地铁车站及车厢中的噪声问题就会愈发凸显出来，影响乘客对地铁乘坐舒适度的评价。

为解决天津地铁噪声情况的现状，在国内地铁建设较为完善的城市大量噪声研究工作的基础上[1～4]，以地铁1、2、3号线部分车站、区间为研究对象，实地测量噪声评价值并分析其主要影响因素；同时量化与影响因素对应的噪声变化值，希望能为天津地铁车站声环境改善措施、未来新线声环境设计提供一些调查资料和优化依据。

1 噪声实测方案

1.1 噪声测量方案

既有运营车站中选择一个具有代表性的作为测量基准车站。在基准站测量过程中，将传声器（测量装置）的位置沿轨道方向分散布设于车站公共候车区且周围2 m内无有声反射物、距地面高度为1.6 m，车站测点呈3×2格式排开，见图1。传声器前端应朝向被测列车轨道一侧，其轴向与线路方向垂直，测量时应使用风罩。

图1 基准车站测点布置

噪声测量的值为列车进站、出站条件下的等效声级Leq，列车进站的测量时间间隔为列车头部进站到停止的时间，列车出站的测量时间间隔为列车启动至列车尾部离站的时间。每种列车运行状态的测量次数不少于10次且测量数据经算术平均后，按照GB/T 8170—2008《数值修约规则与极限数值的表示和判定》修约到整数位的数值作为评价值[5]。

1.2 测点实测选择

地铁3号线天士力站位于普济河东道与外环线交口，周边绝大多数为城郊街镇居民区，伴有汽车4S店、餐饮等商业，北侧为部分科技型企业，除早晚高峰外，其余时间客流平稳，干扰因素少，适合作为测量基准站，见表1。

表1 天士力站噪声值多测点测量结果 dB

由表1可知，测点1处所测得的噪声值限值最大，远超过其他测点噪声值，测点2、测点5位于车站中部，附近存在2部电扶梯、1部垂直电梯，其所处位置为车站垂直电梯、楼扶梯及屏蔽门的围合区域，其噪声值限值均小于其他测点最大值，具有一定的噪声干扰与消减作用，故也不宜在方案中采用。测点3、6结果在最大值、背景噪声、最小值等各方面非常接近，测量结果稳定并能够较好的反应车站噪声的声学环境，故测点选择布置图中测点3、测点6的位置进行测量并距离屏蔽门（声波反射物）2 m处。

2 典型站噪声结果分析

通过对车站的实地取样确定出测量方案，按照上述方案以地铁3号线北站站为例，具体阐述车站在列车影响下的地下空间声学环境，见图2和表2。

图2 北站站列车10 min噪声时程

表2 北站站列车10 min噪声测量结果 dB

车站声环境中噪声分贝值贡献率由大到小依次是站台广播声、进站噪声、塞拉门开启蜂鸣声，几乎全部发生在列车进站之前以及进站过程中。

由表2可知，列车进站时较列车离开车站时噪声值升高了7%，因轮轨振动噪声会沿列车开行方向传播，站台上的候车人员增加，也对车站声环境产生了一些影响。

列车停靠在车站站台时，列车机械、风机等噪声持续辐射以及制动系统原有声波在声环境基础上叠加，由表2可知此时车站噪声分贝值提高约4%。

通过对典型站的噪声曲线进行分析得出，当列车停稳后，站内噪声开始衰减，直到与列车风机等设备发出的噪声值相同，约为68 dB，此时塞拉门蜂鸣声开启，噪声值升高至73 dB，当电动门开启完毕，分贝值衰减至71 dB。此时列车内与站内声环境大致相同，声源均为列车自有设备产生，由此得出屏蔽门可以有效降低噪声3～5 dB。