地铁通风空调系统消声降噪分析与设备分析

焦庆文

摘 要：针对地铁通风空调系统设备运行过程中存在的噪音问题，文章结合实际情况，对地铁通风空调系统的消声降噪和应用的相关设备进行了分析。

关键词：地铁工程；通风空调系统；消音设备；阻性片式消声器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.188

随着交通运输业的不断发展，地铁成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。然而，在地铁运行的过程中，通风空调系统设备会产生影响范围面积大且危害程度深的问题。基于保障地铁乘客的人身安全，相关建设者应将地铁通风空调系统设备的消音噪声作为重点研究内容。比如，组成地铁通风空调系统的结构设备、降低通风空调系统设备噪声的措施、消音降噪设备的应用特点以及消音降噪设备的应用方法，这些都是发展地铁这一基础设施建设安全性、高效性、节能性的重要保障措施。

1 地铁通风空调系统概述

根据地铁通风空调系统不同的使用场所、使用标准，应将其分为四部分内容，分别是车站大系统、车站销系统、隧道通风系统以及空调水系统。其中车站大系统是指，作用于地铁线路各个站台公共区域的防烟排烟系统和通风空调系统。车站小系统是指，储存或处理地铁相关设备区域的防烟排烟系统和通风空调系统。地铁在投入使用的过程中，由于其结构形式复杂且具有环境封闭、与地面连通的出口少以及出口距离人群所在区域路径长的特点，因而，必须要安装地铁的通风空调系统。但是该系统设备在运行过程中，所产生的噪音不仅会对乘客和站内工作人员造成影响，还会对生活在地铁周边的城市居民带来一定影响。基于此问题，相关建设者应将降低地铁通风空调系统的噪音作为重点研究对象[1]。

2 地铁通风空调系统的消声降噪分析

2.1 组成地铁通风空调系统的结构设备

众所周知，地铁的运行场所是位于地下一个大型狭长的通道内。而实际运行过程中，密集的乘客、有限的空间以及高速行驶列车的各种照明设备、机电设备都会产生大量的热能。地铁通风空调系统是解决这一问题的重要技术内容，它能够起到抑制地铁运行所导致热量上升的作用。如果不对地铁运行所在空间进行噪声控制，那么地铁内部的各类设备工作产生的有害气体以及因环境潮湿而生成的霉烂气味等，就会导致地铁空间环境的不断恶化。此外，在预防地铁发生事故方面，通风空调系统也是排除烟气和进行人员安全疏导的重要设备内容。具体来说，列车在隧道内运行与风产生噪声通过相关途径传播到，运行设备用房、地铁站公共区以及地上生活空间。这一过程所带来的噪声污染如果不进行相对应的控制，随着地铁的建设面积不断扩大，该问题就会严重影响城市居民正常的生产生活。

2.2 降低通风空调系统设备噪声的措施

地铁通风空调系统设备运行所产生的噪声有三种，分别是空气动力性噪声、电机运转噪声以及机械设备振动噪声。要想控制地铁通风空调系统设备运行的噪声影响，可从两方面内容的研究来实现。一方面，是针对因气体流动所产生的噪声，即空气动力性噪声进行控制。基于空气动力性噪声的存在特点是不稳定性，能够分析出空气与物体相互作用后声音是由涡流噪声和旋转噪声组成的。具体来说，风是从通风机的两个进出口产生的，其噪声的传播是通过连接的风管和风道来进行扩散的。这种噪声是影响地铁内容空间最大的，因而在消音降噪的控制措施中要将其作为重点[2]。

基于噪声是在风机设备上进行传播的，应将消声器设置在风机的前后位置上，这是降低地铁通风空调设备噪声的有效措施。值得注意的是，轴流通风机是地铁通风空调系统中常用的通风设备，其具有噪声自然衰减小、再生噪声高以及风量大的特点。而其他风机设备所具备的性能则与轴流通风机大不相同，所以在进行消音降噪的设备选择上要结合实际情况采取更具适用性的措施。

另一方面，电机运转噪声和机械设备振动的噪声控制，则要从设备的本身出发。具体来说，可通过集中设置地铁通风空调设备，将其安置在远离车站公共区域的位置，这就从传播距离上降低了噪音的影响程度。此外，对于放置空调系统设备的建筑物，可通过砌筑实心砖以及浇筑混凝土结构的方式来提高机房的隔声指数。

3 地铁通风空调系统消声降噪设备分析

3.1 消音降噪设备的应用特点

对地铁通风空调系统进行消音降噪的设备主要分为两类，分别是消音设备和减振设备。其中消音设备的类型主要有：消声部件、消声器等。相关部门对消音设备的应用设有通用标准，根据产品样本和图集进行选择。其中消音器的应用特点，是通过降低气流中的噪声来发挥作用。但在实际应用的过程中，对声学、加工方法以及结构等有具体的要求。例如，消音器的应用需要处在消声频率良好的环境；对消音器的加工应尽可能的缩小体积；提高设备运用的使用寿命和成本控制效果。此外，还要对消声器的阻力进行控制。现阶段，阻性消音器的应用有效的降低了低频噪声。该设备具有结构简单、气流阻力小以及对中高频的噪声消音效果好的特点，这就意味着其适用的范围有可以进行进一步扩大的空间。

目前，在地铁通风空调系统的建设过程中，通常采用结构片式消音器和金属外壳片式消音器。其中结构片式消音器大多用于土建进出口风口的风道内；而金属外壳片式消音器则大多安装于通风机进出口的两端，以直接作用于风机的方式进行地铁通风空调系统的消音降噪。与此同时，由于地铁工程对消音器使用的特殊要求，消声片内部结构加工应采用不燃的吸声材料进行设计制作。而且要保证消声片的成品应满足250e/h或150e/h的烟气通过要求[3]。

3.2 消音降噪设备的应用方法

据相关研究表明，在利用消音器对地铁通风空调系统设备运行进行消音降噪处理的过程中，采用阻性片式消声设备要满足如下需求。消音设备的面板厚度要在0.5mm的穿孔镀锌钢板，这样在保证穿孔率的同时，还在一定程度上防止了锈蚀问题的出现。地铁通风空调系统的降噪对穿孔率的要求是：孔的直径要在4-6mm之间，且穿孔率要在20%以上。对于消声器的消声片厚度应与气流通道的宽度保证一致，如果设备进风的面积是50%，那么消声器片之间的风速要控制在11m/s左右。此外，对于消声片的内部填充容重应采用32 kg/m3或48kg/m3的超细玻璃棉材料进行设置。

由于地铁工程隧道内的通风空调系统设备是可以进行逆转运行的，因而隧道内的气流也是双向流动的，这就意味着消音设备的两端都有可能是迎风面。针对这一问题，相关设计人员因将消音设备的两端设置为圆弧型和尖劈型，从而降低消音设备的运行阻力。在应用阻性片式消声器时，其进风的面积比为50%且设备两侧的壁面使用了1/2片体消声片的厚度，这就意味着该设备的应用阻力最小。

3.3 相关设备的消音降噪措施

对于地铁通风空调系统中的风道设备间隙，是降低消音降噪措施效用的问题。针对这一问题，应采用减少侧向传声的空间来提升消音降噪措施。具体来说，可在通风机前端配置3m长的金属片消音器，由于其消音器的消声量在35dB以上，这就使得风机侧边所产生的噪声实现了衰减。

4 结束语

总而言之，只有在充分认识到地铁通风空调系统设备在地铁运行过程中存在的噪声问题，才能够做好相关的技术调整。事实证明，消音降噪设备的应用能够有效降低地铁通风空调系统所产生的噪音。但在此之前，需要对系统设备的存在情况、消音设备的使用特点和使用方法等进行充分了解。只有在这一基础之上才能以最小的成本造价，对地铁通风空调系统设备的噪音问题进行最有效的处理。此外，在具体安装的过程中要严格按照相关的操作标准和设备特性，这是消音设备发挥作用的前提条件。

参考文献：

[1]徐驰，刘英杰.大连地铁通风空调系统方案研究与分析[J].铁道工程学报，2012（10）：111-114.

[2]武世强.地铁通风与空调系统设计及施工常见问题分析[J].铁道工程学报，2011（04）：94-96.

[3]苏振宇.广州地铁通风空调系统节能测试调试实践分析[J].城市轨道交通研究，2015（11）：106-109-113.