СП 353.1325800.2017 Защита от шума объектов метрополитена. Правила проектирования, строительства и эксплуатации

     5.5 Пример акустического проектирования зала станции в уровне посадочной платформы метрополитена

Рассматривается типовой проект зала станции в уровне посадочной платформы метрополитена мелкого заложения. По общей форме зал станции близок к прямоугольному параллелепипеду с размерами в плане 16217,6 м, при общей высоте зала ~6 м; при этом ширина посадочной платформы составляет 10 м и высота кессонированного потолка над ней ~5 м. Станции такого типа получили достаточно широкое распространение.

Ввиду того, что обследуемые залы не имеют разделяемых объемов, несмотря на диспропорциональность их основных размеров, расчеты времени реверберации Т, общего фонда звукопоглощения и постоянной помещения следует проводить на основании формулы (5.13). В таблице 5.3 приведены результаты расчетов времени реверберации зала станции , среднего КЗП и постоянной помещения . Интерьер зала станции на уровне посадочной платформы: пол - шлифованный камень, стены - гладкие плиты, потолок и своды - бетонные поверхности с побелкой и покраской. В таблице 5.3 приведены результаты измерений уровней звуковой мощности подвижного состава при входе на станцию . Все расчеты проводят из условия минимального заполнения зала станции пассажирами (~6 м/чел.).

Средний радиус действия прямого звука , согласно формуле (5.8), составил порядка 12 м. Отсюда следует, что максимально неблагоприятными местами для восприятия речевой информации при подходе двух встречных поездов являются точки на оси зала станции, т.е. при м. Расчетный уровень фонового шума по формуле (5.7) для уровня на полосе максимального излучения, согласно таблице 5.3 при 500 Гц, показывает величину дБ. Но по таблице 5.1 полученное значение оказывается для выбранной полосы частот более на 6,5 дБ допустимого =78 дБ. Т.к. вся платформа находится в зоне действия прямого звука, для расчета требуемого для достижения нормативного уровня фонового шума общего фонда звукопоглощения следует применить не упрощенную формулу (5.10), а проводить расчеты по полной формуле (5.7). Указанное условие выполняется при обеспечении постоянной помещения 2200. Отсюда по формуле (5.2) следует, что средний КЗП зала станции должен возрасти до .

Таблица 5.3 - Результаты расчетов величин , , и измерение уровня

Для обеспечения среднего КЗП, равного 0,2 и более следует отделать потолок над полом платформы стандартными звукопоглощающими плитами, имеющими КЗП 0,3-0,6 в диапазоне от низких к высоким частотам (приложение Д). В таблице 5.4 приведены значения среднего КЗП , времени реверберации и постоянной помещения зала станции метрополитена , которые рассчитаны указанными выше методами при наличии звукопоглощающей отделки потолка станции над платформой. В таблице 5.4 приведены также результаты расчетов уровней фонового шума (см. формулу (5.6)).

Таблица 5.4 - Результаты расчетов величин , , и уровня фонового шума

Из сравнения уровней фонового шума, рассчитанных при звукопоглощающей отделке центральной части потолка станции метрополитена с допустимыми уровнями шума в соответствующих октавных полосах по таблице 5.1, следует, что в диапазонах 500-1000 Гц наблюдается существенное превышение нормативных уровней; критичным моментом является также частота 4000 Гц, важная для обеспечения разборчивости речевой информации. Эффективное снижение уровней шума в диапазоне средних частот может быть достигнуто как снижением шума в источнике, так и дополнительным эффективным заглушением ближних ограждений части потолка, расположенного над путями, и стен сбоку от путей (см. рисунок 5.3). Возможен также вариант с тщательной проработкой системы озвучения, с тем чтобы по всем зонам обеспечить существенное превалирование прямого звука и высокое отношение сигнал/шум. Для этого необходимо получить оптимальное значение времени реверберации, что, как показал расчет, обеспечено во всем диапазоне, кроме частот ниже 250 Гц. Последнее должно быть учтено при расчете системы звукоусиления.

Сохранение полностью звукоотражающих поверхностей на всех стенах зала приводит к возникновению эффекта порхающего эха, что отрицательно влияет на звукопередачу речевого сигнала. Поэтому при расчете системы звукоусиления необходимо обеспечить отношение сигнал/шум не менее 15 дБ во всем диапазоне частот во всех зонах зала станции, для чего требуемый по условию (5.23) уровень =100 дБ должен быть создан при работе системы, как минимум, в диапазоне частот 500-1000 Гц. Исходя из этого расчет минимально необходимой акустической мощности по условию (5.23) при с приводит к Вт, по формуле (5.24) получаем требуемую электрическую мощность Вт. Современные широкополосные акустические излучатели средней мощности имеют Вт, откуда общее количество таких излучателей в зале станции должно быть не менее 100 шт. Одним из наиболее распространенных способов размещения излучателей в длинных и шумных залах станций является последовательная цепочка потолочных громкоговорителей, размещенных по центральной оси зала станции с шагом (где - длина зала, - общее число излучателей), равным на данном объекте 15-16 м. Радиус действия прямого звука для слабо направленных источников звука (см. формулу (5.25)), у которых параметр обычно не превышает 10, составляет при 2000 величину порядка 2 м, что явно недостаточно. Вследствие этого рекомендуется разделить общую требуемую мощность излучения на три цепочки из высоко-среднечастотных остронаправленных громкоговорителей мощностью 12,5 Вт, равномерно распределенных по центральной оси свода и верхней части стен (или, если это технически трудноосуществимо, по колоннам со стороны посадочных платформ). В этом случае максимальное удаление источника звука от головы пассажира в каждой точке зала станции не будет превышать 5 м при высокой концентрации верхних частот. Указанное условие обеспечит как требуемое отношение сигнал/шум, так и хорошую равномерность поля. Расчет разборчивости речи по формуле (5.24) показывает, что величина повсеместно превышает 0,65, что обеспечивает слоговую разборчивость более 90% (см. таблицу 5.2).

Из выполненного расчета следует, что указанное массированное размещение громкоговорителей является необходимым условием обеспечения хорошей разборчивости речевой информации в зале исследованной станции; меньшее количество громкоговорителей может использовано только при условии покрытия звукопоглощающей отделкой не только центральной части свода, но и сводов, расположенных над путями, а также верхней части стен.