打开文本图片集
摘要：随着我国经济的高速发展和地下空间建设理论和技术的不断完善，地铁以其速度快、运载能力大、污染小、充分提高地下空间利用率等优点，在城市交通系统中占有越来越重要的地位。笔者针对地铁风亭以及冷却塔的设计，探讨噪声控制中存在的问题，并提出了设计中采用的降噪措施。望能起到抛砖引玉的效果，与广大的同行们互勉共进。
关键词：地铁；风亭；冷却塔；设计
Discuss the noise control design of metro vent adit and cooling tower
Yang Jin
Shenzhen Metro Group Co.， Ltd Shenzhen，Guangdong
Abstract： With the improvement of China"s rapid economic development and the construction of underground space theory and technology，metro with its speed， large carrying capacity， less pollution， to fully enhance the utilization of underground space， etc， plays an increasingly important role in the urban transport system。 In the design of metro vent adit and cooling tower，discussion on the problems existed in the noise control，and put forward the noise control measures adopted in design。
Key words： metro；vent adit；cooling tower；design
1引言
地铁是一种便利快捷的交通方式，但地铁运营对周边环境保护存在影响，其中包含列车运行噪声和振动影响，特别是地铁风亭及冷却塔产生的噪声，已经成为了地铁主要噪声源。随着城市生活水平的提高，居民对环境质量的要求也越来越高，噪声影响已成为首位的投诉对象。本文以笔者所承担的深圳地铁3号线为工程实例，对地铁风亭及冷却塔的设计要求、存在问题及噪声解决思路进行分析和探讨。
2地铁车站风亭设计功能及要求
地下车站一般位于地面地下3～5m以下，作为一个相对封闭的空间，地下隧道及车站内空气需与外界空气进行交换。根据功能的不同，设置新风亭、排风亭和活塞风亭。
新风亭是为了保证地下封闭空间空气质量，通过新风道把室外新鲜空气引入车站，定时定量采集新鲜空气作为补充，从而保证地铁车站内部空气有适宜的温度和空气质量[1]。
排风亭是车站与外部空间空气交流的通道，通过排风道将站内废气、乘客呼出的二氧化碳、回风中的粉尘和有害物质排除，同时兼作火灾事故时的排烟。
活塞风亭是依据空气动力的活塞原理，高速行进的列车作为活塞，将区间和车站隧道中的空气挤压或抽吸，令外界空气进行对流交换，使列车在隧道内运行过程中强迫气流形成的阵风，通过隧道和隧道活塞风道进出。
依据线路的环控模式不同，每个地铁车站至少需设两组共六个风亭，两端各设有一组3个风亭（1个新风亭、1个排风亭、1个活塞风亭）。有时可能设置八个风亭，车站两站再各增加一个活塞风亭。以深圳地铁3号线风亭为例，采用单活塞风亭配置，活塞风亭断面面积达到20m2，排风亭断面面积16m2，新风亭12m2，其在车站两端占地面积可能到50m2左右。
地铁空调系统一般是由车站通风空调系统及空调水系统构成，那么必要设置冷却水对冷却水进行降温。其数量设置与民用建筑空调系统没有区别，冷却塔可以通过管道连接，可以设置在远离地铁站的地方，也可以单独安装在空地或屋面上。
根据地铁规范要求，为保证通风的功能，各个风亭出风口间距要大于5m，对于集中设置的高风亭，出风口距地要满足大于2m要求[2]。
噪声防护距离要求中，风亭、冷却塔的位置应避开环境敏感区域。对于建成区，其噪声应达到国家标准《城市区域环境噪声标准》中相应类区噪声限值；对于规划区或远郊区，根据风亭、冷却塔的所属区域，确定其与敏感建筑物的距离[2]。
以深圳地铁3号线为例，在工程环境影响评估的批复中要求，车站通风亭、冷却塔及停车场的空压机、风机等设备。应采取消声、隔声措施。风亭应远离居民点至少15米，确保达到相应声环境功能区要求。车站、风亭和冷却塔应做好景观设计，与周围环境保持协调[3]。
3设计问题分析
以深圳地铁3号线为例，在其国家竣工验收时，就对部分车站与周边居民区防护距离不满足15m，对车站风亭及冷却塔的设置提出整改要求。以其中某个车站为例，与居民建筑的距离如图。
图一 车站风亭及冷却塔距居民建筑最近距离13m
在制定整改方案时，对现场进行简单的噪声实测，风亭及冷却塔昼间噪声值60.3dB，晚间47.1dB；周边居民区昼间噪声值65.1dB，晚间55.7dB。
1、按地铁规范要求，对于建成区，其噪声应达到国家标准《城市区域环境噪声标准》的要求，地铁属于4a类声环境功能区，其环境噪声限值：昼间70dB，晚间55dB；按上述实测值满足噪声要求，并且实测噪声中还包含道路主干道的背景噪声。
2、地铁风亭及冷却塔在噪声控制设计中是否必须简单按照防护距离如15m的要求，进行硬性控制，而且在新版地铁规范要求的防护距离标准提高了，对于2类声环境功能区的居住敏感点的控制距离是不小于20m。
3、目前，地铁风亭设计中大多都按照活塞风亭断面面积20m2，排风亭断面面积16m2，新风亭12m2的标准思维去设计，能否通过控制风道的宽高比（如设计中活塞风道宽高比应《4：1）、控制风速等措施增加噪声衰减，降低风亭断面面积，降低其与周边城市环境匹配的影响。
风亭防护距离与土地集约化是存在矛盾的，以上的问题也是笔者后期关注研究的方向。
4设计采用降噪措施
降低噪声一般应注意到声源、传声途径和工作场所的吸声处理等三个方面，但以在声源处将噪声降低最为有效。
新风亭和排风亭都是通过风机为车站送排空气，因此风机运行是其产生的主要噪声源；但活塞风亭包含了两种噪声源，区间隧道风机在早晚通风模式运行噪声和地铁列车日常运营产生的噪声，且两者噪声不同时而且噪声不连续。以下是在降噪设计中采用的措施和原则。
4.1声源
1、为了降低风机的噪声，要选用高效率低噪声的风机，应使风机工作点位于或接近于风机的最高效率点，此时风机产生的噪声功率最小。
2、当系统风量一定时，选用风机压头安全系数不宜过大。
3、通风机进出口处的管道不得急剧转弯，风机尽量采用直联或联轴器传动。
4、通风机进口处的管道应装设柔性接管。
4.2传声途径
1、应避免风道急剧转弯产生涡流引起再生噪声，如活塞风道在设计中控制其总度并要求其转弯数量不大于3个。
2、在风道中设置消声器，对于地面设置的高风亭采用百叶窗以控制气流再生噪声等。
4.3室外场所
空气经风道传至室外风亭，往往经过消声处理后，都能达到噪声标准要求，主要是室外冷却塔的噪声对周围环境影响较大。室外噪声控制原则如下：
1、尽量选用低噪声的设备。如低噪声冷却塔可比标准型冷却塔噪声低5～9dB，而且同一规格不同生产厂的产品相关也很大，因此选用时应多作比较；
2、选择合理的设备位置，风亭及冷却塔就根据周边条件、周边敏感点的位置统筹考虑。
3、采用隔声屏障，屏障离声源近，或屏障高，隔声越有利，但原则应考虑不影响设备的功能。
5结语
噪声控制包含了诸多因素，简单采取防护距离的措施来控制噪声影响会带来拆迁成本的增长及土地资源的浪费，而且处于城市中心或闹市区的风亭及冷却塔，如设计或噪声控制不当，会引发维稳信访等一系列问题。
地铁风亭及冷却塔作为地铁车站的主要噪声源，在设计之初就应该结合规范要求，综合比选各种降噪措施，以缓解地铁风亭及冷却塔用地与噪声防护之间的矛盾，必要时可进行设计及技术创新。
参考文献
[1]深圳市地铁集团有限公司 深圳市地铁风亭及冷却塔环境（噪声）污染现状及控制对策研究[R] 2012.12：16
[2]GB 50157-2003 地铁设计规范[S].北京：中国计划出版社，2013：46，192
[3]关于深圳市地铁3号线西延线工程环境影响报告书的批复[R]，2008
作者简介：杨进，男，硕士，深圳市地铁集团有限公司，从事地铁设计管理。