城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)消聲降噪設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

黃國(guó)良

（深圳市市政設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東深圳518001）

1 引言

軌道交通在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲，如列車通過風(fēng)亭發(fā)出的噪聲、冷卻塔運(yùn)行噪聲等。如何對(duì)這些噪聲進(jìn)行控制是相關(guān)部門關(guān)注的一個(gè)核心問題。基于此，在城市軌道交通系統(tǒng)建設(shè)中，需要全面梳理城市軌道交通對(duì)環(huán)境的影響，為設(shè)計(jì)人員提供參考和借鑒，減少設(shè)計(jì)方面的疏忽，通過對(duì)各種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的合理應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)效果，保證工程運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。

2 城市軌道交通的特點(diǎn)

軌道交通是指運(yùn)營(yíng)車輛需要在特定軌道上行駛的交通工具，包括傳統(tǒng)鐵路、地鐵、輕軌和有軌電車。新型軌道交通還包括單軌系統(tǒng)、自動(dòng)旅客捷運(yùn)系統(tǒng)以及磁懸浮軌道系統(tǒng)等。城市軌道交通被定義為：以電能作為車輛驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力，使用輪軌運(yùn)輸方式的快速、大運(yùn)量公共交通的總稱。一般情況下提到城市軌道交通，多是指地鐵。

城市軌道交通工程具備幾個(gè)比較鮮明的特點(diǎn)：

1）呈帶狀或環(huán)狀結(jié)構(gòu)，包含了車站構(gòu)成的點(diǎn)以及區(qū)間構(gòu)成的線，有較大的輻射范圍。

2）城市軌道交通以地下工程為主，整體呈現(xiàn)出封閉性的特點(diǎn)。

3）城市軌道交通中的運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備一般采用內(nèi)置結(jié)構(gòu)，僅有很少的口部與室外連通。

4）土建工程量巨大，土層厚重且穩(wěn)定性強(qiáng)。

5）地面工程中使用的通風(fēng)空調(diào)設(shè)備數(shù)量少、體型小而且分布比較分散[1]。

3 城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)消聲降噪設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 明確噪聲防護(hù)距離

在GB 50157—2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》）中，就噪聲防護(hù)距離進(jìn)行了規(guī)定，提出其應(yīng)該將風(fēng)機(jī)的常規(guī)消聲設(shè)計(jì)作為基礎(chǔ)，以冷卻塔作為低噪聲條件。但是，該規(guī)定僅僅強(qiáng)調(diào)了機(jī)械以及活塞風(fēng)道內(nèi)風(fēng)機(jī)的消聲降噪，并沒有關(guān)注旁流活塞風(fēng)道的消聲處理?！兑?guī)范》提出的防護(hù)距離更多的是為地鐵沿線規(guī)劃和拆遷等工作提供參考依據(jù)。在實(shí)際工作中，如果施工條件并非依照常規(guī)方式設(shè)置，則防護(hù)距離與《規(guī)范》中的規(guī)定會(huì)存在一定差異，當(dāng)防護(hù)距離無法達(dá)到《規(guī)范》要求時(shí)，不能盲目地依照常規(guī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如，若噪聲源和敏感建筑的距離受到限制，則需要對(duì)噪聲防護(hù)措施進(jìn)行強(qiáng)化，如在風(fēng)道內(nèi)設(shè)置消聲器、使用超低噪聲冷卻塔等。城市軌道交通建設(shè)中，必須將各方面的影響因素全部考慮在內(nèi)，對(duì)《規(guī)范》的前提條件進(jìn)行明確，結(jié)合實(shí)際情況，通過計(jì)算得到最佳的噪聲防護(hù)距離[2]。

3.2 確定環(huán)境評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

暖通專業(yè)中，降噪設(shè)計(jì)一般是針對(duì)民用建筑內(nèi)部的噪聲，允許噪聲標(biāo)準(zhǔn)為A加權(quán)總聲級(jí)，也可用噪聲評(píng)價(jià)曲線評(píng)價(jià)空間噪聲。在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中，等效連續(xù)A聲級(jí)為限值。環(huán)評(píng)驗(yàn)收測(cè)試得出的A級(jí)噪聲水平也能滿足實(shí)際需求。因此，在計(jì)算室外影響時(shí)，應(yīng)與房間計(jì)算結(jié)果區(qū)別對(duì)待，以避免一些常見的錯(cuò)誤。在城市軌道交通系統(tǒng)中，冷卻塔和風(fēng)亭是穩(wěn)定固定的聲源。當(dāng)他們的工作條件改變時(shí)，聲壓級(jí)將保持不變。通常，軌道交通設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行消聲降噪設(shè)計(jì)時(shí)，僅僅強(qiáng)調(diào)各個(gè)時(shí)間段的單值A(chǔ)聲級(jí)低于限值，卻忽視了作用時(shí)間的影響，這也是消聲設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏高的一個(gè)重要原因。雖然可以很好地滿足環(huán)境評(píng)價(jià)的要求，但是，后期不僅處理難度大，而且會(huì)導(dǎo)致成本的增加。因此，應(yīng)該充分考慮城市軌道交通在晝間運(yùn)行和夜間運(yùn)行的不同情況，注重作用時(shí)間帶來的影響，掌握城市軌道交通環(huán)境評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)量，避免出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)過高的情況[3]。

3.3 做好相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算

城市軌道交通設(shè)備采購一般采用統(tǒng)一招標(biāo)的方式，降噪設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)設(shè)備廠家提供的倍頻程頻段聲功率級(jí)和風(fēng)道特性計(jì)算選擇消聲器。實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，必須借助各個(gè)聲源消聲后合并得到的A聲級(jí)對(duì)車站所處區(qū)域的等效A聲級(jí)進(jìn)行計(jì)算，做好相應(yīng)的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)。具體來講：（1）應(yīng)該驗(yàn)證初次使用的計(jì)算公式。在相關(guān)研究資料中，給出了合成A聲級(jí)（LA）的計(jì)算公式，但是，因?yàn)楣奖旧肀容^復(fù)雜，如果出現(xiàn)印刷排版錯(cuò)誤，則會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果出錯(cuò)?；诖?，設(shè)計(jì)人員在初次使用資料中的公式進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算前，需要先對(duì)公式進(jìn)行驗(yàn)證，規(guī)避一些不必要的錯(cuò)誤，保證計(jì)算結(jié)果的有效性。（2）應(yīng)該對(duì)合成A聲級(jí)計(jì)算的必要性進(jìn)行確定。各個(gè)設(shè)備噪聲源的原始數(shù)據(jù)是8個(gè)倍頻帶聲功率級(jí)，相應(yīng)的評(píng)價(jià)結(jié)果要求等效連續(xù)A聲級(jí)的貢獻(xiàn)值。面對(duì)這樣的情況，可以先采用常規(guī)消聲方案，依照預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)，對(duì)合成的A聲級(jí)進(jìn)行逐個(gè)計(jì)算，然后區(qū)分好不同時(shí)段，對(duì)各個(gè)噪聲源進(jìn)行疊加，得到總A聲壓級(jí)，通過計(jì)算的方式，判斷等效連續(xù)A聲級(jí)的貢獻(xiàn)值是否能很好地滿足環(huán)境評(píng)價(jià)要求。如果不滿足，則需要對(duì)消聲降噪方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整[4]。

3.4 重視背景噪聲降噪

在敏感點(diǎn)位置，背景噪聲形成的噪聲值如果小于評(píng)價(jià)限值標(biāo)準(zhǔn)，則比較容易達(dá)成相應(yīng)的環(huán)境評(píng)價(jià)要求；反之，如果背景噪聲形成的噪聲值超過了評(píng)價(jià)限值標(biāo)準(zhǔn)，則環(huán)境評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)會(huì)要求區(qū)域至少必須維持現(xiàn)狀，不能進(jìn)一步惡化。在實(shí)際操作中，如果是新建項(xiàng)目，噪聲貢獻(xiàn)值與背景噪聲污染值疊加后，得到的數(shù)值不能超過現(xiàn)狀噪聲值+0.5 dB的范圍。對(duì)照相關(guān)研究文獻(xiàn)進(jìn)行分析可知，為了滿足要求，地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，風(fēng)亭和冷卻塔的消聲降噪應(yīng)該盡可能低于環(huán)境背景噪聲，同時(shí)，與限值標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，在充分了解環(huán)境評(píng)價(jià)目標(biāo)和計(jì)算方法的情況下，應(yīng)采取有效措施來對(duì)相應(yīng)的問題進(jìn)行解決。

3.5 冷卻裝置位置選擇

一般情況下，在每一個(gè)地鐵站都會(huì)設(shè)置2組風(fēng)亭，冷卻塔則靠近風(fēng)亭設(shè)置。在地鐵車站中，地下設(shè)備在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的噪聲會(huì)經(jīng)過地下風(fēng)道傳輸?shù)降孛骘L(fēng)亭，從這個(gè)角度分析，在消聲降噪設(shè)計(jì)中，只需要在風(fēng)道內(nèi)設(shè)置消聲裝置就能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。通常，冷卻塔會(huì)被設(shè)置在地面，與敏感建筑的距離在10m以上，而依照冷卻塔符合區(qū)域的聲源條件，運(yùn)用相應(yīng)的幾何發(fā)散衰減計(jì)算公式，可以計(jì)算出從冷卻塔噪聲源邊緣位置到敏感建筑位置的噪聲衰減量約為6.5 dB，在距離小于10m的情況下，常規(guī)運(yùn)行的冷卻塔噪聲貢獻(xiàn)值約為63～66 dB，并不能滿足4a類標(biāo)準(zhǔn)中地鐵車站夜間運(yùn)行噪聲限值（55 dB）的要求，針對(duì)這樣的問題，可以選擇超低噪聲冷卻塔，也可以適當(dāng)增加冷卻塔到敏感建筑的距離，同時(shí)，應(yīng)該考慮冷卻塔對(duì)于地面景觀的影響[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，城市軌道交通建設(shè)中，需要做好通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的消聲降噪設(shè)計(jì)，將其運(yùn)行過程中產(chǎn)生的噪聲控制在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍內(nèi)，減少對(duì)周邊居民日常生活的影響，確保軌道交通所具備的便捷性、高效性優(yōu)勢(shì)能夠充分發(fā)揮出來。