文章來(lái)源：維也納聲學(xué) 時(shí)間：2024-09-23
地鐵站(Underground station)是為城市軌道交通系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱城軌系統(tǒng)）提供用以搬運(yùn)貨物或讓乘客乘車的鐵路列車?？康牡胤?。地鐵站除了提供搬運(yùn)貨物或讓乘客乘車的場(chǎng)所，在某些情況下,，部分地下車站或架空車站也可供行人過(guò)街之用,，有時(shí)甚至?xí)酝ǖ缆?lián)絡(luò)重要的建筑物或地下商店。
目前,，國(guó)內(nèi)大多數(shù)地鐵站通常分為站廳,、站臺(tái)兩層空間，站臺(tái)是列車到達(dá),、乘客候車的空間,；站廳則位于站臺(tái)上層，是聯(lián)系站臺(tái)與地面的交通轉(zhuǎn)換空間,，兩層空間由幾組樓梯和自動(dòng)扶梯做為豎向交通聯(lián)系,。
一般我國(guó)地鐵站可大致分為三種。第一種是單一功能型,，只有簡(jiǎn)單的交通功能,，不涉及換乘與其他功能的地下空間連通的功能。第二種是交通樞紐型,，即是地鐵換乘站,，多條地鐵線路的交匯處。第三種是符合功能型,，即是指地鐵站與其他功能地下空間（地下商場(chǎng),、飲食店等）相連通，形成大規(guī)模地下綜合體,。本文中,，選取常見(jiàn)的第二種類型地鐵站進(jìn)行聲學(xué)設(shè)計(jì)，其他兩種聲學(xué)方式均相差不多,。
2,、聲學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)
1、混響時(shí)間
根據(jù)《城市軌道交通車站站臺(tái)聲學(xué)要求和測(cè)量方法》 GB 14227-2006中規(guī)定,，地鐵和輕軌車站站臺(tái)上500Hz倍頻程中心頻率混響時(shí)間的最大容許限值為1.5 s,。
2、噪聲限值
現(xiàn)實(shí)行《城市軌道交通車站站臺(tái)聲學(xué)要求和測(cè)量方法》 GB 14227-2006和《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50157—2013中未曾規(guī)定軌道交通車站站臺(tái)環(huán)境噪聲限值,；因此,，此處可繼續(xù)延用《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50157-2003中的規(guī)定，在沒(méi)有列車的條件下,，車站站臺(tái),、站廳環(huán)境噪聲等效聲級(jí)不得超過(guò)70dB（A）,管理用房環(huán)境噪聲等效聲級(jí)不得超過(guò)60dB（A）。
根據(jù)《城市軌道交通車站站臺(tái)聲學(xué)要求和測(cè)量方法》 GB 14227-2006中規(guī)定,，地鐵和輕軌車站列車進(jìn),、出站時(shí)站臺(tái)上噪聲等效聲級(jí)的最大Leq容許限值應(yīng)符合表1。
地鐵站以交通功能為主,，雖然大多數(shù)情況下,，人流量較大，但是主要目的是候車,、換乘和交通集散,；因此，乘客之間通常沒(méi)有過(guò)多的語(yǔ)言交流,，在站廳和站臺(tái)等公共區(qū)主動(dòng)滯留時(shí)間也較短,。地鐵站內(nèi)的噪聲產(chǎn)生主要有兩種，一是必定會(huì)有的站內(nèi)設(shè)備噪聲和列車制動(dòng),、運(yùn)行的交通噪聲等,；二是隨機(jī)出現(xiàn)的乘客腳步聲和交談聲等。
地鐵站的聲學(xué)問(wèn)題主要是降低噪聲,，對(duì)混響時(shí)間的要求不高,，由于要讓乘客能夠聽(tīng)清楚緊急廣播播報(bào)的內(nèi)容，所以地鐵站內(nèi)需要盡量高的語(yǔ)言清晰度,。地鐵站空間較大,，由于環(huán)境和清潔需要，多數(shù)部分的吸聲材料可采取強(qiáng)度大,、耐磨性強(qiáng),、易清潔的的材質(zhì)，例如：聚砂吸聲板,、AGG無(wú)縫吸聲板,、AGG透聲涂層、歐聲強(qiáng)化玻纖吸聲板,，復(fù)合吸聲軟包等,。
具體聲學(xué)措施如下：
1、音質(zhì)設(shè)計(jì)
根據(jù)規(guī)定,，地鐵站站臺(tái)的混響時(shí)間應(yīng)在1.5s以內(nèi),；考慮到地鐵站站廳有售票、安檢等服務(wù),，站廳語(yǔ)言清晰度應(yīng)比站臺(tái)較高,，本文建議站廳混響時(shí)間取值應(yīng)低于站臺(tái)混響時(shí)間值，并且站廳內(nèi)不應(yīng)出現(xiàn)明顯的回聲,、聲聚焦等聲學(xué)缺陷,。控制混響時(shí)間的方法主要是在站廳和站臺(tái)布置吸聲,，最佳布置吸聲材料的位置應(yīng)在其頂面,，與降噪的措施部分相同；如果地鐵站廳出現(xiàn)明顯的回聲，影響站廳內(nèi)的聽(tīng)聞,，則需要在其頂面和墻面適當(dāng)布置擴(kuò)散體,，以保證清晰的聽(tīng)聞條件,。
2,、噪聲控制
噪聲控制是地鐵站需要解決的主要聲學(xué)問(wèn)題，需要做降噪處理的位置有：地鐵站出入口,、站廳,、站臺(tái)、自動(dòng)扶梯,、樓梯及連接通道等空間
（1）地鐵站出入口
地鐵站出入口與外部空間連接,，由于每個(gè)地鐵站出入口不只一個(gè)，人流量不大,，噪聲值與外界相差不大,，為了室外街噪聲不會(huì)過(guò)多影響地鐵站內(nèi)空間環(huán)境，所以應(yīng)在出入口處頂面做吸聲處理,，選易清理,、耐磨的吸聲材料。
（2）站廳
站廳內(nèi)設(shè)有售票處,、安檢處等服務(wù)處,，此處不應(yīng)太吵，背景噪聲應(yīng)符合相應(yīng)噪聲限值規(guī)定,。站廳頂面應(yīng)安裝吸聲材料,，吸聲材料后部設(shè)置一定空腔，有利于寬頻帶吸聲,。一般地鐵站站廳墻面和地面不采用吸聲材料,，如果站廳內(nèi)混響時(shí)間或背景噪聲超過(guò)限制，那么需要在墻面增加吸聲材料,。站廳內(nèi)選用吸聲材料時(shí),，建議選用裝飾性較好的材料，例如聚砂無(wú)縫吸聲材料,、AGG透聲涂層等,。
（1）站臺(tái)
站臺(tái)是地鐵站最易出現(xiàn)噪聲的空間，因?yàn)槌塑?、換乘的人員較多,，并且列車進(jìn)站和出站時(shí)都會(huì)產(chǎn)生一定噪聲。站臺(tái)處產(chǎn)生的噪聲,，可通過(guò)在站臺(tái)頂面安裝強(qiáng)吸聲材料將噪聲降低到規(guī)定的范圍內(nèi),，并且可以保證較好的混響時(shí)間，具有較好的語(yǔ)言清晰度,。
對(duì)于列車的噪聲多采用隔聲為主吸聲為輔的方式,。國(guó)內(nèi)大多數(shù)地鐵站均采用屏蔽門,，達(dá)到軌道和站臺(tái)之間的隔聲效果，屏蔽門內(nèi)側(cè)還應(yīng)加吸聲材料,，以免噪聲在軌道間長(zhǎng)時(shí)間反射,。安裝屏蔽門主要可以降低地鐵空調(diào)環(huán)控系統(tǒng)的能耗，同時(shí)起到隔聲降噪的效果,。對(duì)于吸聲,，軌道上方可以安裝吸聲材料或者采用空間吸聲體，均可解決降低噪聲的問(wèn)題,。部分地鐵站臺(tái)會(huì)采用全封閉隔聲屏,，隔聲降噪效果更好。根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50157—2013規(guī)定,，不設(shè)置站臺(tái)門的車站,，車站軌道區(qū)應(yīng)采取吸聲處理。建議：不僅要在車軌道區(qū)做吸聲處理,，若列車經(jīng)過(guò)的站臺(tái)處有墻面,，還應(yīng)在墻面做吸聲處理。
（2）樓梯,、自動(dòng)扶梯
在練習(xí)站廳和站臺(tái)的自動(dòng)扶梯和樓梯處應(yīng)設(shè)置圍合墻體,，并在樓梯間內(nèi)側(cè)的墻面鋪貼吸聲材料，例如AGG聚砂吸聲材料,，穿孔鋁板等耐磨,、耐潮吸聲材料。
（3）通道
較大的地鐵站會(huì)有很長(zhǎng)的通道供承載人流量使用,，人流量過(guò)大,、通氣設(shè)備會(huì)有很大噪聲，一般通道處可以懸吊空間吸聲體,，即可將噪聲降到合適范圍內(nèi),。
（4）其他工作用房
其他工作用房包括調(diào)度室、配電室和辦公室等,?？蓞⒄辙k公室聲學(xué)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單處理。
（7）地鐵設(shè)備系統(tǒng)
地鐵設(shè)備系統(tǒng)噪聲包括變電站內(nèi)牽引變壓器,、動(dòng)力變壓器的噪聲,，通風(fēng)機(jī)和通風(fēng)機(jī)房噪聲、進(jìn)出風(fēng)口和空調(diào)噪聲以及排水泵房噪聲等,。
通風(fēng)機(jī)房間,、水泵房等產(chǎn)生噪聲的房間內(nèi)部做吸聲，墻體做隔聲處理。通風(fēng)機(jī),、水泵等產(chǎn)生噪聲較大的設(shè)備可做隔聲罩進(jìn)行隔聲處理,。進(jìn)出風(fēng)口和空調(diào)出風(fēng)口噪聲較大應(yīng)在風(fēng)口做消聲處理。
1,、地鐵站內(nèi)的隔聲屏障隔聲應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求；
2,、車站雖然不屬于專業(yè)聲學(xué)空間,，聲學(xué)施工也應(yīng)嚴(yán)格,；
3,、地鐵站內(nèi)各種管道應(yīng)該軟連接，并且采用彈性吊件安裝,，,；
4、振動(dòng)較大的設(shè)備系統(tǒng)盡量做減振,。
案例：長(zhǎng)春市地鐵2號(hào)線
地鐵交通已成為城市人們出行的重要方式之一,。并且隨著我國(guó)城市的發(fā)展以及城市人口的不斷增加，人們對(duì)于地鐵出行的依賴性逐漸增強(qiáng),，因此,，地鐵交通的建設(shè)必然在城市整體交通體系中發(fā)揮越來(lái)越重要的地位。與此同時(shí),，地鐵站聲環(huán)境也亟待改善,。
地鐵站屬于聲學(xué)上的長(zhǎng)空間，為典型的不擴(kuò)散聲場(chǎng),，聲能衰減不遵循指數(shù)定律,，聲壓級(jí)隨著與聲源距離的加大而呈非線性持續(xù)衰減，當(dāng)空間界面的吸聲系數(shù)增大時(shí),，聲壓級(jí)的衰減速度會(huì)相對(duì)快些,；混響時(shí)間則是隨著與聲源距離的加大而呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，空間體積越大,、界面的吸聲系數(shù)越小,，則混響時(shí)間越長(zhǎng)。內(nèi)部裝飾基本上都為吸聲系數(shù)較小的材料,，因此內(nèi)部聲能衰減較慢,，影響室內(nèi)語(yǔ)言清晰度。
本次項(xiàng)目是位于長(zhǎng)春市地鐵2號(hào)線建設(shè)站,，地鐵站臺(tái)為島式站臺(tái),，平面寬度比側(cè)式站臺(tái)大，對(duì)揚(yáng)聲器布置要求較高。所建設(shè)方委托,，以現(xiàn)階段的建筑,、裝飾設(shè)計(jì)方案為基礎(chǔ)，對(duì)材料構(gòu)造,、吸聲位置進(jìn)行了科學(xué)模擬,，將深度配合建筑裝飾設(shè)計(jì)的方案，提出有效的修改建議,。
500Hz 混響時(shí)間模擬結(jié)果圖
為準(zhǔn)確把握地鐵站的聲環(huán)境,，應(yīng)綜合考慮相關(guān)因素的影響，分析采用大型聲場(chǎng)模擬軟件系統(tǒng)CATT-Acoustics進(jìn)行聲場(chǎng)模擬分析,，通過(guò)站廳,、站臺(tái)區(qū)域內(nèi)的計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，考慮到各材料吸聲降噪的能力和綜合性能,，采取一下措施：
（1）吸聲材料布置：
①. 采用穿孔鋁板為地鐵的頂棚材料,；
②. 穿孔鋁板背面貼有多孔吸聲材料，增加吸聲量,；
③. 穿孔鋁板為平板形式,，則采用穿孔鋁板和 U 型金屬掛板交錯(cuò)布置的方式，并配合結(jié)構(gòu)頂板刷吸聲涂料來(lái)提高系統(tǒng)的吸聲降噪能力,。
（2）擴(kuò)聲系統(tǒng)布置建議
①. 布置普通廣播,，由于島式站臺(tái)的寬度比較大，不僅臨界處要布置2列揚(yáng)聲器,，而且在中間加設(shè)一列揚(yáng)聲器,，以保證中間區(qū)域的乘客可以有效地接收到廣播信息。同時(shí)揚(yáng)聲器的位置與朝向的調(diào)整可以對(duì)聲音的指向性進(jìn)行控制,，以達(dá)到提高語(yǔ)言清晰度的作用,；
②. 廳內(nèi)混響時(shí)間較長(zhǎng)，普通廣播音箱擴(kuò)聲可能無(wú)法保證較高的語(yǔ)言清晰度,，因此使用小型高Q值線性陣列揚(yáng)聲器作全分散式布置,，有效減少聲反射，保證較高的直達(dá)聲比例,，提高語(yǔ)言清晰度,。
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