城市地鐵結(jié)構(gòu)材料隔音性能研究

蘇學(xué)威

中車長春軌道客車股份有限公司 吉林長春 130000

1 概述

目前我國的地鐵建設(shè)，特別是一二線城市，現(xiàn)在已經(jīng)構(gòu)建成大型的城市地鐵交通網(wǎng)絡(luò)，這還僅僅是開始，但是未來隨著在地鐵在全國的推廣，地鐵噪音成為地鐵工程首要解決的難點(diǎn)。地鐵內(nèi)的聲場為非擴(kuò)散型，以線形方式進(jìn)行區(qū)間聲源的傳播，尤其是車輛進(jìn)站與地鐵內(nèi)的風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行都會(huì)帶來巨大的低、中頻噪音。

2 地鐵的降噪方法與降噪材料

對于地鐵噪音污染的控制來說，要達(dá)到站臺(tái)聲壓級(jí)LP（A）＜65分唄，其混聲時(shí)間T60＜1.5秒這一標(biāo)準(zhǔn)。如果說超出這一標(biāo)準(zhǔn)，那么就會(huì)引起地鐵內(nèi)乘客的不良生理反應(yīng)，而且巨大的噪音將阻礙乘客們的溝通。所以對隧道工程進(jìn)行合理的規(guī)劃、改進(jìn)車輛和鐵軌的性能、減少車輛的行駛摩擦力與振幅、提升設(shè)備等均可以有效的控制噪音污染。對于室內(nèi)工程而言，隔音設(shè)施和效果較好的吸音結(jié)構(gòu)則是行之有效的方法，主要有以下幾點(diǎn)：在候車站臺(tái)處安裝屏蔽門，將車輛和行駛區(qū)域與站臺(tái)進(jìn)行分隔；增加公共區(qū)域和設(shè)備管理區(qū)域的墻體厚度和密封性；增加公共區(qū)域和設(shè)備管理區(qū)域之間的門窗的密封性，門窗改用隔音材料（隔熱隔音中空玻璃）；通過改造結(jié)構(gòu)做法，減低公共區(qū)域和設(shè)備管理區(qū)域之間“聲橋”效應(yīng)；在結(jié)構(gòu)相連接處改用軟性材料[1]。

雖然根據(jù)地鐵工程的自身情況，以上的種種措施有可能不會(huì)全部實(shí)施，但是選擇合適的方法與材料進(jìn)行降噪，是目前成為地鐵工程中降噪的最基礎(chǔ)措施。目前地鐵工程上的降噪材料既要滿足資金運(yùn)算又要能達(dá)到防火和耐久度的要求，所以可以滿足以上要求的降噪材料大致的可以分為兩類：一是帶有吸音棉的金屬頂；二是墻體的吸音涂料，下面本文將結(jié)合實(shí)際情況著重對上述情況進(jìn)行研究。

3 隔音和吸音材料

有些人認(rèn)為隔音和吸音是一樣的，但是他們是完全不同的兩個(gè)概念。礦物棉和玻璃棉具有一定的吸音效果，但是它的隔音性能卻并不好，而它也經(jīng)常被人們誤認(rèn)為是隔音的材料，但其實(shí)并不是如此。

對于隔聲材料來說，其特性是具有降噪作用，等于說材料的厚度越大、密度越高它的隔聲效果就越好。相對的對于材質(zhì)密度小厚度也不夠，它的隔音能力也就越差。而吸音的作用原理是其內(nèi)部的材料為多空材料，聲音進(jìn)入后進(jìn)行震動(dòng)，從而將聲能轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉聲音。這兩種從材料上來講，吸音材料內(nèi)疏松多孔，隔音材料內(nèi)部就是密實(shí)的。所以兩種材料的區(qū)別很大，而在實(shí)際的運(yùn)用中，常常會(huì)把他們進(jìn)行結(jié)合使用，這樣可以有效的增加降噪的效果[2]。

合理的選擇降噪材料，增加降噪的效果，應(yīng)該首先要會(huì)區(qū)分他們，也是地鐵工程上降噪的中要問題。由于地鐵基本是建設(shè)在地下，隧道的空間非常的狹窄，噪音的來源主要是車輛高速行駛時(shí)與鐵軌摩擦、車輛振動(dòng)、行駛中與空氣作用和周圍結(jié)構(gòu)的震動(dòng)、車輛的鳴笛等產(chǎn)生的噪音。這些聲源在隧道中進(jìn)行多次的反射與疊加，要是不能很好的對這些噪音進(jìn)行吸收，就會(huì)，這種噪音將經(jīng)行長時(shí)間的傳遞，形成大量的噪音污染。而在地鐵的建造中，建筑材料主要使用的鋼筋混凝土，這種硬性材料，幾乎沒有吸聲能力。所以在地鐵的室內(nèi)建筑中采用帶有吸音棉的金屬頂和吸音涂料就成為降噪材料的主要選擇。

4 吸音涂料

這種材料又被稱為吸聲噴涂或者阻尼涂料。它是由生物、礦物纖維等作為主要材料合成的一種物質(zhì)。吸音材料大多都是疏松多孔。它的運(yùn)行原理它的內(nèi)部有較多的孔隙，他們相互連接，聲音進(jìn)入孔隙后受到空氣的摩擦與阻力，產(chǎn)生相互的振動(dòng)作用從而使聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋?/p>

在地鐵工程中使用吸音涂料主要時(shí)作用在隧道的頂部、墻體等，面積較大的聲音反射區(qū)域，當(dāng)噪音接觸到吸音涂料后，聲音就會(huì)被轉(zhuǎn)化，所反射的聲音會(huì)明顯降低，經(jīng)過在吸音涂料上的幾次反射后就會(huì)被有效的控制。還有就是吸音涂料的阻尼效果，由于涂料本身的特性，可以有效的減少因?yàn)檐囕v本身、車體空氣之間的共振，起到了有效的阻尼隔音效果[3]。

5 鋁合金穿孔吸音板

這種吸音面板的由于其表面有一層專業(yè)吸音的無紡布（SoundTex），無紡布與面板在一起形成了雙重的吸音效果。可以說鋁合金穿孔吸音板出了可以作為吊頂使用外，也可以安裝在墻體作為吸音面板。其吸音的原理是因?yàn)槊姘灞砻嬗稍S多孔洞，面板后還設(shè)有一個(gè)空氣層，聲音從空洞進(jìn)入后可以產(chǎn)生共振，達(dá)到噪音被金屬板吸收的作用。它的特點(diǎn)還有耐高溫、潮濕、氣流沖擊等。由此可見在地鐵工程中使用鋁合金穿孔吸音板可以極大程度的吸收噪音，有效的減少噪音的擴(kuò)散[4]。

6 結(jié)語

隨著我國公共綠色交通的推行，地鐵已經(jīng)成為了人們的主要交通方式，所以如何減少地體噪音污染對出行居民的影響這個(gè)問題越發(fā)的重要的了。通過以上的減噪吸音材料的應(yīng)用，可以極大的減少噪音污染，但是這還是不夠的，在地鐵減噪的這個(gè)重要問題上我們還要不斷得創(chuàng)新發(fā)展，這對有效的降噪起著至關(guān)重要的作用。