建筑施工建筑声学地下轨道交通大系统风机的消声方法□谈春江1孙晓亮2(1.上海第四建筑有限公司200040;2.上海机电工业工程监理有限公司200002)外界环境的噪声控制要求。
1工程概况位于上海市郊呈东西向的某地下车站车站东、西端地面上分别设置2座区间通风亭、1座新风亭和1座排风风亭,按设计均为朝天高风井。经过现场踏勘得出,周边环境噪声主要来自交通噪声,周围无敏感建筑物,经风亭传至地面的噪声按国际GB3096-93《城市区域环境噪声标准》中交通干线,道路两侧区域标准执行,其等效计权噪声应分别满足昼间<70dB夜间<55dB(A)是合理的。
地下车站的消声设计需对所有噪声源进行系统分析,因地制宜运用消声、吸声、隔声、减振等综合技术措施,才能达到令人满意的降噪效果。
地铁所使用的通风降温设备是保证地铁(地下段)系统正常运行的重要设备之一。地铁通风系统分为车站通风系统(属于大系统)、车站局部通风系统和隧道(区间)通风系统(属于小系统)。车站通风系统一般采用大型轴流风机,车站局部通风系统一般采用离心式或小型轴流风机,隧道通风系统采用大功率的轴流风机,具有通风排烟的功能。这些噪声源包括有:隧道风机、排热风机、射流风机、送风机、回排风机/排烟风机、玻璃钢轴流通风机、组合式空调机组、吊(卧)柜式空调器、风机盘管、风幕机(空气幕)、多联室内机、室外机、分体挂壁式、柜式空调器、冷水机组、水泵、列车进站时的噪声、水管的振动声、风管的振动及气体在各管道流通产生的气流噪声等。由于它们各自的使用功能和安装位置的不同,因此对它们的噪声污染治理必须采取各自相应的措施,以求满足设计标准的要求。
大系统风机运行所产生的空气动力性噪声,通过风道和风亭向地面传播,它是地面风亭进风口、出风口处的主要噪声源。
这些风机设备本身的噪声辐射很高,据轨道交通1号线和2号线实测,在距风机1倍当量直径处的A计权声级达100~110dB.根据建设要求,在不考虑其他噪声叠加的情况下,必需符合所处地区的区域噪声标准。
车站公共区、站台的噪声,主要是车站通风系统的大型轴流风机,车站局部通风系统的离心式或小型轴流风机,隧道通风系统大功率的轴流风机运行所产生的空气动力性噪声,该区域要满足噪声小于70dB(A)。根据已建地铁经验,小系统消声降噪相对容易处理,故此次方案以大系统消声降噪为主。
2系统消声工艺主要措施2.1消声大系统内加设消声设备,如片式、壳式消声器、消声静压箱、管式消声器等,同时消声器与管道连接处采取密封措施,以防局部噪声泄漏。当大系统消声器未能达到噪声允许标准时,需在风亭加装消声百叶窗,以求进一步降低噪声。
2.2吸声与车站管理用房相连的冷水机房、空调机房、泵房等可在室内采用局部吸声处理,如侧墙面贴吸声材料。在冷却塔的集水底盘可加设消音垫,以降低淋水噪声。
2.3隔声措施对于直接与车站管理用房相连的房间采取性能较好的隔声门,如冷水机房、环控机房用接近墙体消声量的隔声门,以使管理用房噪声值控制在60dB(A);经计算其余房间可用一般隔声量的隔声门,可满足设计要求。必要时,可在冷却塔一定距离处设置吸隔声屏障,并需确保其通风要求,使居民区有较好的降噪效果。
2.4减振措施对所有产生振动的设备均采取减振措施,且隔振效率不低于90%,避免产生固体传声,例如:对风机采用弹簧阻尼复合减振器,风机进出风口采用软接;在风管安装的重要部位采用可调隔振支、吊架,在安装过程中及时进行支吊架的固定和调整,保证其位置正确,受力均匀。
2.5防止侧向传声结构式消声器与风道间密封不严,将会造成噪声从间隙处串过,造成消声效果的下降。要防止消声降效,在风机与风机扩压管的外面要包扎阻尼隔声层。
2.6弯角消声工艺在风道内增加导流消声弯,能减小风阻并降低噪声,因此在全部风道直角拐弯处设导流消声措施。
3产品选用消声器的型号较多,有金属外壳消声器和结构消声器两大类。前者主要应用于TVF隧道风机的两端,并通过风机的前端和后端方接圆渐缩管相连接。另外也运用于PRF大风量排热风机和HPF回/排风机的一端或两端。
金属外壳消声器,要选用具有消声量高、阻损小、安装方便、便于拆卸、造型美观特点的产品。并要对地铁中惯用消声器的几大弊端已作了改进,使其片厚,消声材料的密度,穿孔板的穿孔率以及防止消声器的侧向传声问题,进行了系统设计和现场测试分析,证明了与相同容积尺寸沿用的TVF消声器的消声量可提高45dB.且机房中的环境噪声也有所下降。
为方便安装,消声器分成模块组装,按拼装要求,消声片单元长度分成5002000mm多种规格,同一系列模块单元可以互换。
3.1产品要求消声器及附件应具有防潮、防腐、防火等特性;消声器连接牢固、无松动及虚焊现象,表面平整、无锈蚀;消声器正常工作环境条件下,无外界人为因素破坏,寿命至少1520年。
消声器的消声片厚度与气流通道宽度基本相等,即进风面积百分比约为50%,其四侧壁面使用1/2厚度消声片。
大风量片式消声器因体积较大,采用模数化拼装,为防止拼装及法兰连接后产生漏声现象,采用4mm厚的橡胶作为密封材料。
因地下环境较潮湿,为保证其使用寿命,消声器外壳、框架、法兰及连接件均进行防锈处理:表面进行喷砂处理一喷两道防锈底漆一喷两道中间漆一喷一道面漆,每道工序均为自然晾干,喷漆均匀,以保证外表美观、光亮、无明显流痕、起皱漏漆现象,整道工序符合JB/T6886标准。
为了减少阻耗,金属框架式消声器消声片进风端均采用流线型。
3.2图纸及技术文件要求供货商对施工图井道内消声器布置位置、几何尺寸、数量结构提出了合理化建议、降噪技术方案,并附图纸和计算说明;并负责*终环保验收时,确保国家检测机构验收合格,并同时要求提供设备资料。
4结构设计注意事项当消声器外形体积超过4m3宜采用现场组装结构型式,组装工艺简单、快捷。
吸声片与壳体连接采用可拆卸和可重新装配的紧固件装配方式。
吸声片制成开启式结构,以便必要时能方便更换吸声材料。
消声片中的吸声材料主要是32K防潮离心玻璃棉板,该材料呈板块状、富有弹性,且消声片框架结构中有足够的分隔带,能保证长期运行不会出现材料的沉降而导致声泄漏现象。
组装成形后的消声器结构有足够的刚度和强度(四壁钢架构成框架结构牢固地和钢板焊接,交角处有足够的刚性,不会产生转动变形),能承受2000Pa的内外压差,长期运行不会产生松动和变形。
为便于消声器的维修,设计制作中应留出了维修人员通行道,土建风道内消声器中,有一片消声片可侧向平移,通道宽度>40cm,高度1.8m,为便于推移,消声片下设有滑轮和滑道。
当风亭进出风口采用消声百页时,除必须有足够的消声量和通风面积,还要注意其造型景观效果与周边环境相互协调。
由于风机和其它设备制造厂家与消声设备厂家在采用标准、测试方法、测试仪器、数据采集和数据处理等方面可能存在的不一致性,应找有能力对噪声源进行测试,以复核设计所采用的相关数据的可靠性和准确性。
5结语在车站的两端设有与外界空气相连通的风道、风井,在风道内设置结构消声器,风机前后设置金属外壳消声器,风机运转通过消声器后,满足对内(车站公共区和车站设备管理用房)噪声要求和对外界《城市区域环境噪声标准》年9月出版