RU2393352C1

RU2393352C1 - Ventilation system with noise silencer of underground structure

Info

Publication number: RU2393352C1
Application number: RU2009119945/03A
Authority: RU
Inventors: Сергей Викторович Зайцев (RU); Сергей Викторович Зайцев; Андрей Аскольдович Кривенко (RU); Андрей Аскольдович Кривенко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "МЕТРО-СТИЛЬ 2000"
Priority date: 2009-05-27
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2010-06-27

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: system includes pit shaft with air-sound channels, ventilation and noise silencer chambers and ventilation stall. Stall is attached to pit shaft by means of the pipeline piece built in the building located above the underground structure. Between ventilation and noise silencer chambers there installed is elastic diaphragm with an opening.

EFFECT: reducing noise level by means of multi-staged silencing.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано, например, при сооружении вентиляционных систем с шумоглушением для метрополитена.The invention relates to the field of energy and can be used, for example, in the construction of ventilation systems with sound attenuation for the subway.

В тех случаях, когда подземное сооружение, например станцию метрополитена с вентиляционной шахтой, размещают в условиях плотной и густонаселенной городской застройки, к нему предъявляют жесткие требования в отношении уровня шума от мощных подземных вентиляционных агрегатов при непременной экономии площади размещения надшахтных устройств, относящихся к системе вентиляции и шумоглушения.In cases where an underground structure, such as a subway station with a ventilation shaft, is placed in a dense and densely populated urban area, strict requirements are placed on it with respect to the noise level from powerful underground ventilation units with the necessary saving of the area of placement of mine devices related to the ventilation system and sound attenuation.

Известна система вентиляции с шумоглушением метрополитена, включающая установленный вблизи городских зданий надшахтный вентиляционный киоск с внешним кольцеобразным ограждением, облицованным изнутри шумоглушительной обделкой значительной толщины для подавления в основном низкочастотных звуковых колебаний (RU 2286459 C1).A known ventilation system with subway noise attenuation, including an overhead shaft kiosk installed near urban buildings with an external annular fence, lined with a noise-damping lining of considerable thickness on the inside to suppress mainly low-frequency sound vibrations (RU 2286459 C1).

Основным недостатком такой системы является то, что даже весьма большая толщина ограждения с шумоглушительной обделкой не обеспечивает безопасную для здоровья людей звукоизоляцию. Это связано с распространением части низкочастотных звуковых колебаний через ограждение в горизонтальном направлении к нижним этажам окружающих зданий и практически беспрепятственным распространением кверху высокочастотных звуковых колебаний, достигающих верхних этажей, расположенных вблизи зданий. Из других недостатков такой системы следует отметить громоздкость всей конструкции, занимающей значительную площадь вблизи зданий. Кроме того, подобное сооружение дорого и трудоемко в строительстве.The main disadvantage of such a system is that even a very large thickness of the fence with soundproof lining does not provide sound insulation that is safe for human health. This is due to the propagation of part of the low-frequency sound vibrations through the fence in the horizontal direction to the lower floors of the surrounding buildings and the almost unimpeded upward propagation of high-frequency sound vibrations reaching the upper floors located near the buildings. Of the other disadvantages of such a system, the bulkiness of the entire structure, which occupies a significant area near buildings, should be noted. In addition, such a construction is expensive and time-consuming to build.

Известна также система вентиляции с шумоглушением метрополитена, включающая шахтный ствол с воздухо-звукопроводящими каналами, подземные вентиляционную и шумоглушительную камеры и размещенный над шахтным стволом вентиляционный киоск (Лиманов Ю.А. «Метрополитены». - М.: Всесоюзное издательско-полиграфическое объединение Министерства путей сообщения, 1960. С.284). Данная система является наиболее близким решением к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату.Also known is a ventilation system with noise attenuation of the subway, including a mine shaft with air-conduction channels, underground ventilation and soundproof chambers and a ventilation kiosk located above the mine shaft (Limanov Yu.A. “Metropolitan". - M.: All-Union Publishing and Printing Association of the Ministry of Railways Communications, 1960. P.284). This system is the closest solution to the proposed invention in terms of technical nature and the achieved result.

Основным недостатком последней из указанных выше известных систем является недостаточная эффективность ее функционирования в отношении подавления подземного шума до безопасного для здоровья людей уровня вблизи вентиляционного киоска. Это связано с тем, что низкочастотная составляющая акустических колебаний, ощущаемая человеком в виде монотонного гула, практически не может быть подавлена до требуемых безопасных значений только в одной шумоглушительной камере, а в случае вхождения в резонанс с конструкцией вентиляционного киоска она может привести даже к разрушению его элементов.The main disadvantage of the last of the above-mentioned known systems is the insufficient efficiency of its functioning in relation to the suppression of underground noise to a level safe for human health near the ventilation kiosk. This is due to the fact that the low-frequency component of acoustic vibrations, felt by a person in the form of a monotonous hum, can hardly be suppressed to the required safe values in only one noise-attenuating chamber, and if it comes into resonance with the design of the ventilation kiosk, it can even destroy it elements.

Задачей предлагаемого решения является создание системы вентиляции с шумоглушением подземного сооружения, конструкция которой лишена вышеперечисленных недостатков известных киосков.The objective of the proposed solution is to create a ventilation system with sound attenuation of an underground structure, the design of which is devoid of the above disadvantages of known stalls.

Поставленная задача решается тем, что в системе вентиляции и шумоглушения подземного сооружения, включающей шахтный ствол с воздухо- звукопроводящими каналами, вентиляционную и шумоглушительную камеры и размещенный над шахтным стволом вентиляционный киоск, последний соединен с шахтным стволом посредством дополнительного воздухо- звукопроводящего канала с жесткими стенками, неподвижно встроенного в расположенное над подземным сооружением здание, при этом между вентиляционной и шумоглушительной камерами установлена диафрагма с проемом.The problem is solved in that in the ventilation and sound attenuation system of an underground structure, including a mine shaft with air-conducting ducts, a ventilation and sound-damping chamber and a ventilation kiosk located above the mine shaft, the latter is connected to the shaft through an additional air-conducting duct with rigid walls, motionlessly built into the building located above the underground structure, while between the ventilation and soundproof cameras there is a diaphragm with a IOM.

В результате решения поставленной задачи получен новый технический результат.As a result of solving the problem, a new technical result is obtained.

Этот результат заключается в повышении степени шумоглушения подземного сооружения за счет многоступенчатого подавления как низкочастотных, так и высокочастотных акустических колебаний шумового спектра.This result consists in increasing the degree of sound attenuation of an underground structure due to the multi-stage suppression of both low-frequency and high-frequency acoustic vibrations of the noise spectrum.

Сущность предлагаемого изобретения, а также его преимущества по сравнению с известными техническими решениями станут более понятными и очевидными из нижеследующего описания конкретного примера его осуществления со ссылками на прилагаемый чертеж.The essence of the invention, as well as its advantages compared with the known technical solutions will become more clear and obvious from the following description of a specific example of its implementation with reference to the accompanying drawing.

На чертеже схематично представлен вид в вертикальном разрезе предлагаемой системы вентиляции с шумоглушением подземного сооружения.The drawing schematically shows a view in vertical section of the proposed ventilation system with sound attenuation of the underground structure.

В рассматриваемом примере система вентиляции с шумоглушением подземного сооружения включает в себя шахтный ствол 1 с воздухо-звукопроводящими каналами 2. С шахтным стволом 1 сообщены выполненные в горизонтальных выработках 3 вентиляционная камера 4 и шумоглушительная камера 5. В вентиляционной камере 4 смонтирован вентиляционный агрегат 6. В шумоглушительной камере 5 размещен шумоглушитель 7 щельевого типа, собранный из блоков высокопористого керамзитобетона. Шумоглушительная камера 5 расположена ближе к поверхности земли по отношению к вентиляционной камере 4. Между вентиляционной 4 и шумоглушительной 5 камерами неподвижно установлена упругая диафрагма 8 с проемом 9. Как показано на чертеже, диафрагма 8 размещена непосредственно в вентиляционной камере 4. Толщину диафрагмы 8, ее материал и диаметр проема 9 подбирают экспериментальным путем в зависимости от конкретного шумового спектра, создаваемого вентиляционным агрегатом 6.In the considered example, the ventilation system with noise suppression of the underground structure includes a shaft 1 with air-conducting channels 2. A ventilation chamber 4 and a silencing chamber 5. In the ventilation chamber 4, a ventilation unit 6 is mounted in the ventilation chamber 4 is installed in the horizontal workings 3. a noise-attenuating chamber 5 has a slotted silencer 7 assembled from blocks of highly porous expanded clay concrete. The soundproofing chamber 5 is located closer to the earth's surface with respect to the ventilation chamber 4. Between the ventilation 4 and soundproofing 5 cameras, an elastic diaphragm 8 with an opening 9 is fixedly mounted. As shown in the drawing, the diaphragm 8 is located directly in the ventilation chamber 4. The thickness of the diaphragm 8, its the material and diameter of the opening 9 are selected experimentally, depending on the specific noise spectrum created by the ventilation unit 6.

Над подземным сооружением (часть элементов которого представлена на чертеже) размещено многоэтажное жилое или административное здание 10, на крыше которого сооружен вентиляционный киоск 11. В рассматриваемом примере вентиляционный киоск 11 установлен соосно с выходным каналом 2 шахтного ствола 1.Above the underground structure (some of the elements of which are shown in the drawing) there is a multi-story residential or administrative building 10, on the roof of which a ventilation kiosk 11 is built. In the considered example, the ventilation kiosk 11 is installed coaxially with the output channel 2 of the shaft 1.

Вентиляционный киоск 11 сообщен с шахтным стволом 1 посредством дополнительного воздухо-звукопроводящего канала 12 с жесткими стенками 13, выполненного в виде отрезка стального трубопровода, неподвижно встроенного в здание 10.The ventilation kiosk 11 is in communication with the shaft 1 through an additional air-ducting channel 12 with rigid walls 13, made in the form of a piece of steel pipe, fixedly embedded in the building 10.

Функционирование системы вентиляции с шумоглушением подземного сооружения, выполненной с использованием предлагаемого изобретения, осуществляется следующим образом.The functioning of the ventilation system with sound attenuation of an underground structure made using the present invention is as follows.

Работа мощных вентиляционных агрегатов подземного сооружения (в данном случае метрополитена) сопровождается возникновением звуковых волн различной частоты, проявляющихся в шумовом эффекте на выходе из шахтного ствола 1.The operation of powerful ventilation units of an underground structure (in this case, the subway) is accompanied by the appearance of sound waves of different frequencies, manifested in the noise effect at the exit of the mine shaft 1.

В случае с вытяжной подземной вентиляцией воздушный поток из вентиляционной камеры 4 распространяется по каналам 2 шахтного ствола 1 и дополнительному каналу 12. Далее воздушный поток через жалюзийные решетки вентиляционного киоска 11 выходит в атмосферу над крышей здания 1.In the case of exhaust underground ventilation, the air flow from the ventilation chamber 4 is distributed through the channels 2 of the shaft 1 and the additional channel 12. Further, the air flow through the louvres of the ventilation kiosk 11 is released into the atmosphere above the roof of the building 1.

Низкочастотная составляющая звуковых волн, исходящих от вентиляционного агрегата 6, вначале оказывает при фазовом несовпадении воздействие с той же частотой на диафрагму 8,частично теряя при этом свою энергию. Далее в шумоглушительной камере 5 эти низкочастотные звуковые колебания встречают вязкое сопротивление пористого материала глушителя 7, где их энергия дополнительно затрачивается на превращение в тепловую энергию. Наконец остаточная энергия этих колебаний, проходя по дополнительному каналу 12, взаимодействует с жесткими стенками 13 последнего, контактирующими с массивным зданием 10, практически окончательно теряя при этом свою энергию. В результате такого трехступенчатого процесса глушения низкочастотных звуковых волн в шумовом спектре вокруг вентиляционного киоска 11 практически не ощущается подземный неприятный гул.The low-frequency component of the sound waves emanating from the ventilation unit 6, initially has a phase mismatch effect with the same frequency on the diaphragm 8, partially losing its energy. Further, in the noise-attenuating chamber 5, these low-frequency sound vibrations meet the viscous resistance of the porous material of the silencer 7, where their energy is additionally spent on conversion into thermal energy. Finally, the residual energy of these oscillations, passing through an additional channel 12, interacts with the rigid walls 13 of the latter, in contact with the massive building 10, almost completely losing their energy. As a result of such a three-stage process of damping low-frequency sound waves in the noise spectrum around the ventilation kiosk 11 there is practically no underground unpleasant hum.

Высокочастотная составляющая звуковых волн от работающего мощного вентиляционного агрегата 6 вначале ослабляется в результате перепада давления воздуха на входе и выходе проема 9 диафрагмы 8. Далее высокочастотные звуковые колебания практически окончательно теряют свою энергию при прохождении через многочисленные поры материала глушителя 7. В результате на выходе из вентиляционного киоска практически не ощущаются звуки, напоминающие свист.The high-frequency component of sound waves from a working powerful ventilation unit 6 is first attenuated as a result of the difference in air pressure at the inlet and outlet of the opening 9 of the diaphragm 8. Further, high-frequency sound vibrations almost completely lose their energy when passing through the numerous pores of the silencer material 7. As a result, at the exit of the ventilation the kiosk practically does not feel sounds resembling a whistle.

Таким образом, благодаря вышеописанным конструктивным особенностям изобретения звуковые волны эффективно гасятся до необходимого уровня, не оказывая вредного воздействия на людей вокруг вентиляционной шахты метрополитена.Thus, due to the above-described structural features of the invention, sound waves are effectively attenuated to the required level without causing harmful effects to people around the underground ventilation shaft.

Из иных положительных свойств предлагаемого изобретения следует отметить компактность размещения надшахтных строений, что имеет большое значение в области строительства в условиях мегаполисов.Of the other positive properties of the present invention, it should be noted the compactness of the location of mine structures, which is of great importance in the field of construction in megacities.

В приведенной ниже формуле изобретения перечислены только существенные признаки, необходимые и достаточные для решения поставленной задачи с новым техническим результатом.The following claims list only the essential features necessary and sufficient to solve the problem with a new technical result.

Как видно из вышеизложенного, совокупность существенных признаков предлагаемого изобретения реально обеспечивает решение поставленной задачи, а именно создание новой системы вентиляции с шумоглушением подземного сооружения, обеспечивающей высокоэффективную изоляцию вредного для здоровья людей шума путем трехступенчатого глушения низкочастотного звука при одновременном осуществлении двухступенчатого глушения высокочастотного звука.As can be seen from the foregoing, the set of essential features of the present invention actually provides a solution to the problem, namely, the creation of a new ventilation system with sound attenuation of an underground structure that provides high-performance isolation of noise harmful to human health by three-stage damping of low-frequency sound while simultaneously performing two-stage damping of high-frequency sound.

Claims

A ventilation system with sound attenuation of an underground structure, including a mine shaft with air-conducting ducts, a ventilation and sound-attenuating chamber and a ventilation kiosk located above the mine shaft, characterized in that the ventilation kiosk is connected to the shaft through an additional air-conducting duct with rigid walls, which is fixedly built-in in the building located above the underground structure, with a diaphragm with an aperture installed between the ventilation and soundproof cameras.