公寓樓冷卻塔噪聲治理探析
——以科威特奧體運(yùn)動(dòng)員公寓為例

盧 乾， 劉 琦， 曹亞楠， 柴 源

(山東建筑大學(xué), 山東濟(jì)南 250000)

[定稿日期]2017-09-22

冷卻塔是空調(diào)制冷系統(tǒng)中普遍采用的水循環(huán)系統(tǒng)。在科威特奧體中心的建設(shè)項(xiàng)目中，為了防止2臺(tái)位于運(yùn)動(dòng)員住宅樓頂部的冷卻塔噪聲對(duì)奧體中心正?；顒?dòng)產(chǎn)生影響，必須對(duì)機(jī)組進(jìn)行降噪處理。在降噪中采取經(jīng)濟(jì)性比較好的設(shè)置聲屏障的措施來(lái)降低噪聲影響。同時(shí)運(yùn)用SoundPLAN環(huán)境噪聲模擬軟件進(jìn)行聲源降噪前和降噪后的模擬，通過(guò)精確的建模模擬得出有效的降噪方案以提供參考(圖1)。

圖1 科威特奧體中心效果圖

1 冷卻塔噪聲污染特征

機(jī)械通風(fēng)式冷卻塔是以水為循環(huán)冷卻劑，吸收設(shè)備熱量并通過(guò)與空氣接觸換熱以降低水溫的設(shè)備。

冷卻塔運(yùn)轉(zhuǎn)的噪聲呈現(xiàn)低頻特性，具有遞減速度慢，穿透性較強(qiáng)的特點(diǎn)。冷卻塔聲頻譜為根據(jù)供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)自行繪制(圖2)，設(shè)備型號(hào)為S3E-1434-07O。

圖2 冷卻塔聲頻譜

2 噪聲對(duì)附近建筑影響分析

2.1 冷卻塔機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)情況及周邊影響分析

該奧體中心的項(xiàng)目位于科威特的中部沿海(圖3)。2臺(tái)冷卻塔位于奧體中心運(yùn)動(dòng)員住宅樓的樓頂。南北方向依次排列，間距約為6 m。冷卻塔所在建筑的位置位于奧體中心的南端，與北側(cè)的禮拜寺相距較近，如果噪聲問(wèn)題處理不好將對(duì)奧體中心人員活動(dòng)產(chǎn)生影響。

圖3 奧體中心平面

2.2 SoundPLAN建模模擬噪聲影響

本次模擬采用德國(guó)的聲學(xué)模擬軟件SoundPLAN進(jìn)行模擬。

現(xiàn)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行建模模擬。在不采取任何降噪措施的情況下，進(jìn)行建模(圖4)。并在距離噪聲源最近的人員活動(dòng)地點(diǎn)，位于聲源北側(cè)和東側(cè)的道路，分別設(shè)置接收點(diǎn)A，B和C，D，接收點(diǎn)高度為1.2 m。根據(jù)冷卻塔與建筑的位置關(guān)系，將冷卻塔噪聲源模擬為距離公寓頂部3.75 m高的面聲源。考慮噪聲內(nèi)部連續(xù)反射，設(shè)置混響次數(shù)為5次；聲源頻譜以實(shí)測(cè)頻譜數(shù)據(jù)輸入；聲屏障吸聲系數(shù)設(shè)置為0.7。如果模擬結(jié)果中這幾個(gè)接收點(diǎn)滿足相關(guān)要求規(guī)范，則認(rèn)為噪聲不會(huì)對(duì)日?；顒?dòng)產(chǎn)生影響，反之則需要進(jìn)行治理。

圖4 SoundPLAN建模模型

通過(guò)模擬計(jì)算得到的測(cè)點(diǎn)A聲級(jí)記權(quán)聲功率級(jí)見(jiàn)表1。

表1 降噪前測(cè)點(diǎn)聲功率級(jí)

科威特近年發(fā)展迅速，但并沒(méi)有確立相應(yīng)明確的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。其聲環(huán)境質(zhì)量的控制多參照美國(guó)的《噪聲控制法》和世界衛(wèi)生組織(WHO)為各成員國(guó)制定的聲環(huán)境質(zhì)量指導(dǎo)數(shù)值。其中，WHO提供的指導(dǎo)值指出，戶外生活區(qū)晝夜等效聲級(jí)應(yīng)低于50 dB(A)。而根據(jù)我國(guó)GB3096-2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中提出的相關(guān)規(guī)范，居住區(qū)的晝間等效聲級(jí)應(yīng)低于55 dB(A)，夜間應(yīng)低于45 dB(A)。測(cè)試結(jié)果顯示夜間最大測(cè)試結(jié)果超出世界衛(wèi)生組織指導(dǎo)值值12.9 dB(A)，由此可見(jiàn)如果不采取治理措施，冷卻塔將會(huì)對(duì)對(duì)區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)員的日常生活造成了影響。

3 冷卻塔降噪措施

3.1 冷卻塔噪聲治理措施分析

工業(yè)噪聲的治理一般從三個(gè)方面進(jìn)行。分別為噪聲源的削減(在聲源處安裝消聲裝置)、阻斷傳播途徑(加設(shè)聲屏障或綠化)和保護(hù)敏感點(diǎn)(如設(shè)置雙層玻璃隔聲)。

經(jīng)過(guò)分析建筑周邊情況，在敏感點(diǎn)設(shè)置雙層玻璃雖然可以有效阻隔建筑內(nèi)噪聲，但區(qū)域內(nèi)道路敏感區(qū)域的噪聲得不到有效的防護(hù)。而安裝聲屏障施工難度比較低，經(jīng)過(guò)合理的布置可以使敏感點(diǎn)幾乎全部處在聲屏障的聲影區(qū)內(nèi)，精心布置后，可以取得很好的效果。

3.2 冷卻塔聲屏障設(shè)計(jì)

為了降低對(duì)奧體中心日?；顒?dòng)的影響，對(duì)冷卻塔進(jìn)行設(shè)置隔聲屏障來(lái)治理噪聲。

方案中，為了最大限度降低噪聲干擾，在處理方案中不僅設(shè)計(jì)了聲屏障，還將聲屏障對(duì)聲源進(jìn)行圍合，形成半封閉式的隔間，進(jìn)一步降低噪聲對(duì)高層住戶的影響。冷卻塔通風(fēng)散熱也是需要重要考慮的問(wèn)題，在方案中頂棚預(yù)留出風(fēng)口，同時(shí)在隔聲屏底部設(shè)置消聲百葉。消聲百葉有很好的消聲作用，又預(yù)留有進(jìn)風(fēng)口，滿足機(jī)組進(jìn)風(fēng)的需求。

噪聲處理采取聲屏障圍合的方式，聲屏障高度7.2 m，頂部預(yù)留寬2.4 m的出風(fēng)口， 出風(fēng)口總面積約68.5 m2，以保障排風(fēng)量。為確保進(jìn)風(fēng)量，聲屏障下部設(shè)置8組消聲百葉。單組進(jìn)風(fēng)面積約7.2 m2，達(dá)到57.6 m2的總進(jìn)風(fēng)面積，以確保在滿足進(jìn)風(fēng)量的同時(shí)達(dá)到良好的隔聲效果(圖5)。

圖5 隔聲屏示意圖及平面布置

4 采取隔聲之后冷卻塔噪聲影響的模擬與評(píng)估

4.1 SoundPLAN建模模擬隔聲之后的噪聲影響

使用SoundPLAN聲學(xué)模擬軟件進(jìn)行降噪之后的二次模擬，依據(jù)噪聲處理方案設(shè)置聲屏障，吸聲系數(shù)以0.7計(jì)，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 降噪后測(cè)點(diǎn)聲功率級(jí)

噪聲網(wǎng)格圖見(jiàn)圖6，由圖中可以看出，經(jīng)過(guò)對(duì)聲源的綜合治理，運(yùn)動(dòng)員居住區(qū)的聲環(huán)境得到明顯改善。由于游泳場(chǎng)館的遮擋和反射作用，監(jiān)測(cè)點(diǎn)B的噪聲值最大，其等效連續(xù)A聲級(jí)為46.1 dB(A)，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)均滿足世界衛(wèi)生組織制定的居住區(qū)聲環(huán)境質(zhì)量指導(dǎo)數(shù)值。

圖6 降噪后網(wǎng)格噪聲

4.2 采取隔聲前后的模擬對(duì)比評(píng)估

通過(guò)模擬結(jié)果可以看出，經(jīng)過(guò)有效的降噪手段治理，取得 了明顯的降噪效果，最大噪聲測(cè)點(diǎn)的A聲功率級(jí)噪聲值為42.0dB(A)，低于GB3096-2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中提出的晝間等效聲級(jí)應(yīng)低于55dB(A)，夜間低于45dB(A)的相關(guān)規(guī)范。不會(huì)對(duì)區(qū)域內(nèi)人員的正?；顒?dòng)造成影響，而且通過(guò)對(duì)冷卻塔隔聲屏的設(shè)計(jì)力求保證冷卻塔冷卻效果。

5 結(jié)束語(yǔ)

科威特奧體中心項(xiàng)目工程完工以后，降噪效果良好，冷卻塔工況運(yùn)行正常，噪聲問(wèn)題得到解決。 實(shí)踐證明，掌握好相應(yīng)噪聲控制原理，結(jié)合具體環(huán)境選擇相應(yīng)方案，并通過(guò)軟件進(jìn)行前期分析模擬，可以為居住區(qū)的噪聲治理提供可靠依據(jù)，此次項(xiàng)目的噪聲治理也可以為居住區(qū)的噪聲治理提供借鑒。

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