1.1地鐵車站噪聲分析
地鐵車站噪聲可以分為輪軌噪聲和動力噪聲兩部分。通過許多實地測試表明，列車運行輻射噪聲頻譜呈中低頻特性，峰值頻率在63-500Hz範圍內，車站噪聲普遍可達80dB（A)以上。車速超過50km/h時，輪軌產生的噪聲占多數。在地鐵站中，經過實測表明，噪聲因多次反射較室外聲壓級增加十幾分貝，因此應增加吸聲量，加速噪聲衰減。
1.1.1輪軌噪聲
1.1.1.1摩擦噪聲
這是車輛在轉彎過程中，由於車輪和鋼軌緊密接觸造成摩擦和錯動而引發的”尖叫”聲。這種噪聲屬於高頻噪聲。
1.1.1.2撞擊噪聲
軌道都存在接縫，當接縫較大或者不平整時，車輪會在接縫處產生很大的加速度來撞擊鋼軌，形成咣當咣當的聲音。這種噪聲屬於低頻噪聲。
1.1.1.3轟鳴噪聲
由於鋼軌和車輪接觸面小，且不夠光滑，其間產生摩擦而形成低頻的轟鳴噪聲。
1.1.2動力噪聲
進站車輛採用電動風閘制動，風壓機工作時也會產生低頻噪聲，閘瓦和車輪摩擦也會產生噪聲，有時還有刺耳的“尖叫”聲。牽引電機牽引時，冷卻扇吹風都會產生不同頻率的噪聲，這種噪聲以中低頻為主。最近我發現環線新型地鐵車DKZ16已經安裝了超薄空調機位於車頂，其噪聲水平也相當高。
1.1.3其他噪聲
地鐵車站中人頭攢動，熙熙攘攘，人的說話聲則屬於中高頻噪聲。
2.1噪聲控制的方向
我們這學期的聲學課程學習了吸聲材料特性和隔聲減噪措施，目的是噪聲控制，按照這樣的思路，我將地鐵車站減噪的措施分為吸聲、隔聲、減振三個方面。吸聲考慮的是車站裝修，這一點緊密的聯繫了吸聲材料特性和吸聲結構知識。隔聲考慮的是車站屏蔽門。減振考慮的是軌道、道床和車輛自重。
2.1.1吸聲處理
對於減噪設計來說，吸聲處理是最關鍵的，他可以降低反射聲，使車站噪音不會被太大的加劇。它反映在車站設計和車站裝修兩個方面。
2.1.1.1車站設計
地鐵車站的平面有兩個常見的形式，即島式和側式。他們為噪聲的反射和傳播提供了不同的條件，下面逐一進行分析。
圖1 北京地鐵站台示意圖
2.1.1.1.1側式站台
側式站台早在69年就在北京地鐵中應用了，一期工程的八角、古城、蘋果園站都是側式站台。據我分析，側式站台對於噪聲的控制較於島式站台是不利的。請看上圖，側式站台的鋪軌是直線鋪軌，進出站時列車沿直線駛出，這就使隧道內的噪聲更加容易傳播到車站中來。根據低頻噪聲特性，即使是島式站台出站后存在一個小曲線，可能對噪聲的阻擋作用也不明顯，所以這個因素我暫且將其定為次要因素。最主要的因素在於，側式站台列車在中央行駛，車輛進站時，靠近站台的一側由於月台邊緣是懸臂式的溝塹結構，對噪音起着明顯的遮擋作用，但是另外一側，也就是靠近中央軸線的一側，車閘，車下設備，車輪，軌道則完全暴露在建築中，他們發出的噪音以直達聲的形式傳播到對面一側的站台，並在車站多次反射，其噪聲水平是比較高的。同時由於側式站台空間窄小，噪聲的聲密度大。
圖2 地鐵古城路車站側式站台
2.1.1.1.2島式站台
島式站台在北京地鐵中最普遍，環線全部都是這種站台。和側式站台相反的，列車形勢在站台兩側，靠近站台的一側，車輪和車下設備由於在月台懸臂結構形成的溝塹中，傳聲受到阻礙。而另外一側，是緊靠車站外側牆壁，直達聲不能夠直接傳播到車站中，並且由於間隙窄小，反射聲也不易擴散到整個建築空間中，所以我認為島式站台對於噪聲的控制是有利的。
2.1.1.2車站裝修
車站裝修是車站減噪的重要部分，因為車輛噪音主要在車下（最近又多出了空調，高高在上，給治理帶來難度），直達聲難以傳播到建築空間中，所以我認為車站噪聲以反射聲為主。振動的問題將在下文中討論。治理反射聲行之有效的辦法就是鋪設吸聲材料和吸聲結構。我就拿環線地鐵的老車站做例子。
圖3 北京地鐵環線復興門車站道床現狀
從圖片上看，現在地鐵站的吸聲設計存在很大問題。剛才提到，車輛噪音源於車輪和車底設備，這些噪音在被反射到空間中的前次反射界面應該是月台邊緣懸臂結構和車站外牆下部，也就是我用混凝土的文字標示的淺藍色和黑色位置。在這裡做剛性混凝土界面，讓噪聲擴散到建築空間中再進行吸收，顯然不是上策。所以我提出的第一個裝修問題就是在道床上設置吸聲結構，方法是：在整個道床，外牆上做50厚的礦棉吸音板，外罩穿孔板。背後預留500厚的大空腔，並密排龍骨。據頂棚800做鑽孔石膏板吊頂。這樣，將整個行車空間用中低頻吸聲結構包裹起來，使車輛噪音在第一次反射中就大幅度衰減。站台頂部的現行做法是可行的，它採用45度的斜置鑽孔石膏板，背後有大空腔，這樣對噪聲能夠更好的捕捉，同時增大了吸聲面積。在此基礎上，可在鑽孔板背後設置玻璃棉，以增強對中高頻的作用，來削弱人的說話聲。
圖4車站裝修示意圖
為了得到行車部分的縱剖面，我用3D軟件進行了剖面建模，可以清楚地看到，車下設備完全掩蔽在站台下面，並且還存在一個對於吸聲有利的懸臂結構。對行車部分的三個反射面進行吸聲處理是直截了當行之有效的方法，但是在材料的選擇上還需根據頻率特性推敲。下面列舉了幾種北京地鐵站中已經實施的降噪措施。
圖5 東四十條車站頂棚用普通穿孔板吊頂
圖6 朝陽門車站用造型穿孔板吊頂
圖7東四十條站車下設備吸聲裝置（鐵絲網背後構造不明）
圖8 西單站車下噪聲吸聲裝置
