地鐵風亭及冷卻塔噪聲控制設計探討摘要：隨著我國經濟的高速發展和地下空間建設理論和技術的不斷完善，地鐵以其速度快、運載能力大、污染小、充分提高地下空間利用率等優點，在城市交通系統中占有越來越重要的地位。筆者針對地鐵風亭以及冷卻塔的設計，探討噪聲控制中存在的問題，并提出了設計中采用的降噪措施。望能起到拋磚引玉的效果，與廣大的同行們互勉共進。關鍵詞：地鐵；風亭；冷卻塔；設計DiscussthenoisecontroldesignofmetroventaditandcoolingtowerYangJinShenzhenMetroGroupCo.，LtdShenzhen，GuangdongAbstract：WiththeimprovementofChina'srapideconomicdevelopmentandtheconstructionofundergroundspacetheoryandtechnology，metrowithitsspeed，largecarryingcapacity，lesspollution，tofullyenhancetheutilizationofundergroundspace，etc，playsanincreasinglyimportantroleintheurbantransportsystem。Inthedesignofmetroventaditandcoolingtower，discussionontheproblemsexistedinthenoisecontrol，andputforwardthenoisecontrolmeasuresadoptedindesign。Keywords：metro；ventadit；coolingtower；design1引言地鐵是一種便利快捷的交通方式，但地鐵運營對周邊環境保護存在影響，其中包含列車運行噪聲和振動影響，特別是地鐵風亭及冷卻塔產生的噪聲，已經成為了地鐵主要噪聲源。隨著城市生活水平的提高，居民對環境質量的要求也越來越高，噪聲影響已成為首位的投訴對象。本文以筆者所承擔的深圳地鐵3號線為工程實例，對地鐵風亭及冷卻塔的設計要求、存在問題及噪聲解決思路進行分析和探討。2地鐵車站風亭設計功能及要求地下車站一般位于地面地下3?5m以下，作為一個相對封閉的空間，地下隧道及車站內空氣需與外界空氣進行交換。根據功能的不同，設置新風亭、排風亭和活塞風亭。新風亭是為了保證地下封閉空間空氣質量，通過新風道把室外新鮮空氣引入車站，定時定量采集新鮮空氣作為補充，從而保證地鐵車站內部空氣有適宜的溫度和空氣質量［1］。排風亭是車站與外部空間空氣交流的通道，通過排風道將站內廢氣、乘客呼出的二氧化碳、回風中的粉塵和有害物質排除，同時兼作火災事故時的排煙。活塞風亭是依據空氣動力的活塞原理，高速行進的列車作為活塞，將區間和車站隧道中的空氣擠壓或抽吸，令外界空氣進行對流交換，使列車在隧道內運行過程中強迫氣流形成的陣風，通過隧道和隧道活塞風道進出。依據線路的環控模式不同，每個地鐵車站至少需設兩組共六個風號，兩端各設有一組3個風號（1個新風號、1個排風號、1個活塞風亭）。有時可能設置八個風亭，車站兩站再各增加一個活塞風亭。以深圳地鐵3號線風亭為例，采用單活塞風亭配置，活塞風亭斷面面積達到20m2，排風亭斷面面積16m2，新風亭12m2，其在車站兩端占地面積可能到50m2左右。地鐵空調系統一般是由車站通風空調系統及空調水系統構成，那么必要設置冷卻水對冷卻水進行降溫。其數量設置與民用建筑空調系統沒有區別，冷卻塔可以通過管道連接，可以設置在遠離地鐵站的地方，也可以單獨安裝在空地或屋面上。根據地鐵規范要求，為保證通風的功能，各個風亭出風口間距要大于5m，對于集中設置的高風亭，出風口距地要滿足大于2m要求［2］。噪聲防護距離要求中，風亭、冷卻塔的位置應避開環境敏感區域。對于建成區，其噪聲應達到國家標準《城市區域環境噪聲標準》中相應類區噪聲限值；對于規劃區或遠郊區，根據風亭、冷卻塔的所屬區域，確定其與敏感建筑物的距離［2］。以深圳地鐵3號線為例，在工程環境影響評估的批復中要求，車站通風亭、冷卻塔及停車場的空壓機、風機等設備。應采取消聲、隔聲措施。風亭應遠離居民點至少15米，確保達到相應聲環境功能區要求。車站、風亭和冷卻塔應做好景觀設計，與周圍環境保持協調［3］。3設計問題分析以深圳地鐵3號線為例，在其國家竣工驗收時，就對部分車站與周邊居民區防護距離不滿足15m，對車站風亭及冷卻塔的設置提出整改要求。以其中某個車站為例，與居民建筑的距離如圖。圖一車站風亭及冷卻塔距居民建筑最近距離13m在制定整改方案時，對現場進行簡單的噪聲實測，風亭及冷卻塔晝間噪聲值60.3dB，晚間47.1dB；周邊居民區晝間噪聲值65.1dB，晚間55.7dB。1、按地鐵規范要求，對于建成區，其噪聲應達到國家標準《城市區域環境噪聲標準》的要求，地鐵屬于4a類聲環境功能區，其環境噪聲限值：晝間70dB，晚間55dB；按上述實測值滿足噪聲要求，并且實測噪聲中還包含道路主干道的背景噪聲。2、地鐵風亭及冷卻塔在噪聲控制設計中是否必須簡單按照防護距離如15m的要求，進行硬性控制，而且在新版地鐵規范要求的防護距離標準提高了，對于2類聲環境功能區的居住敏感點的控制距離是不小于20m。3、目前，地鐵風亭設計中大多都按照活塞風亭斷面面積20m2,排風亭斷面面積16m2，新風亭12m2的標準思維去設計，能否通過控制風道的寬高比（如設計中活塞風道寬高比應《4：1）、控制風速等措施增加噪聲衰減，降低風亭斷面面積，降低其與周邊城市環境匹配的影響。風亭防護距離與土地集約化是存在矛盾的，以上的問題也是筆者后期關注研究的方向。4設計采用降噪措施降低噪聲一般應注意到聲源、傳聲途徑和工作場所的吸聲處理等三個方面，但以在聲源處將噪聲降低最為有效。新風亭和排風亭都是通過風機為車站送排空氣，因此風機運行是其產生的主要噪聲源；但活塞風亭包含了兩種噪聲源，區間隧道風機在早晚通風模式運行噪聲和地鐵列車日常運營產生的噪聲，且兩者噪聲不同時而且噪聲不連續。以下是在降噪設計中采用的措施和原則。4.1聲源1、為了降低風機的噪聲，要選用高效率低噪聲的風機，應使風機工作點位于或接近于風機的最高效率點，此時風機產生的噪聲功率最小。2、當系統風量一定時，選用風機壓頭安全系數不宜過大。3、通風機進出口處的管道不得急劇轉彎，風機盡量采用直聯或聯軸器傳動。4、通風機進口處的管道應裝設柔性接管。4.2傳聲途徑1、應避免風道急劇轉彎產生渦流引起再生噪聲，如活塞風道在設計中控制其總度并要求其轉彎數量不大于3個。2、在風道中設置消聲器，對于地面設置的高風亭采用百葉窗以控制氣流再生噪聲等。4.3室外場所空氣經風道傳至室外風亭，往往經過消聲處理后，都能達到噪聲標準要求，主要是室外冷卻塔的噪聲對周圍環境影響較大。室外噪聲控制原則如下：1、盡量選用低噪聲的設備。如低噪聲冷卻塔可比標準型冷卻塔噪聲低5?9dB，而且同一規格不同生產廠的產品相關也很大，因此選用時應多作比較；2、選擇合理的設備位置，風亭及冷卻塔就根據周邊條件、周邊敏感點的位置統籌考慮。3、采用隔聲屏障，屏障離聲源近，或屏障高，隔聲越有利，但原則應考慮不影響設備的功能。5結語噪聲控制包含了諸多因素，簡單采取防護距離的措施來控制噪聲影響會帶來拆遷成本的增長及土地資源的浪費，而且處于城市中心或鬧市區的風亭及冷卻塔，如設計或噪聲控制不當，會引發維穩信訪等一系列問題。地鐵風亭及冷卻塔作為地鐵車站的主要噪聲源，在設計之初就應該結合規范要求，綜合比選各種降噪措施，以緩解地鐵風亭及冷卻塔用地與噪聲防護之間的矛盾，必要時可進行設計及技術創新