新建分布式能源站室外噪聲控制模擬分析

劉豐榕，白明宇

（1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院，江蘇 徐州 221008；2.深圳市建筑科學(xué)研究院股份有限公司，廣東 深圳 518049）

0 引言

為保障城市能源安全，推進(jìn)國(guó)家減能減排，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，用于區(qū)域供冷（熱）的能源站在國(guó)內(nèi)正在逐步推廣，在城市能源站的設(shè)計(jì)中，空氣源熱泵機(jī)組正在取代燃煤鍋爐、燃?xì)忮仩t等傳統(tǒng)熱源。由于城市能源站所使用的熱泵機(jī)組功率大、臺(tái)數(shù)多，產(chǎn)生了嚴(yán)重的噪聲污染，因此在能源站建設(shè)初期，需對(duì)能其產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行環(huán)境影響預(yù)測(cè)及控制策略研究[1]。

本文采用通過(guò)國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局環(huán)境工程評(píng)估中心認(rèn)證的德國(guó)Cadna/A噪聲模擬軟件為工具，在構(gòu)建項(xiàng)目場(chǎng)地環(huán)境模型的基礎(chǔ)上，對(duì)項(xiàng)目環(huán)境噪聲及不同噪聲控制策略效果進(jìn)行模擬分析。Cadna/A由德國(guó)DataKustic公司依據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定的ISO9613-2:1996《戶外聲傳播的衰減的計(jì)算方法》等技術(shù)導(dǎo)則開(kāi)發(fā)的一款用于多種噪聲源的預(yù)測(cè)評(píng)估、設(shè)計(jì)和研究的專業(yè)軟件，適用于工業(yè)設(shè)施、公路、鐵路和區(qū)域等多種噪聲源的影響預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)、工程設(shè)計(jì)與控制策略研究[2]。利用Cadna/A軟件預(yù)測(cè)的環(huán)境噪聲水平與利用GB/T17247.2-1998《環(huán)境影響評(píng)價(jià)導(dǎo)則-聲環(huán)境》規(guī)定的方法所得到的結(jié)果基本相同，與實(shí)地監(jiān)測(cè)結(jié)果相比模擬誤差在1dB（A）以內(nèi)[3]。

1 工程概況

項(xiàng)目同期建設(shè)辦公樓兩座、酒店一座及配套能源站一座，其中分布式能源站位于項(xiàng)目場(chǎng)地北側(cè)，包含2座高度為42m的冷水槽構(gòu)筑物和1座高度為21m的設(shè)備平臺(tái)。項(xiàng)目東側(cè)為城市快速路，其余三側(cè)道路均為一般道路，項(xiàng)目總平面布置如圖 1所示，其中辦公樓A的高度為60m，辦公樓B的高度為56m，酒店的高度為60m。

2 噪聲模擬分析

2.1 噪聲控制目標(biāo)

本項(xiàng)目東側(cè)距道路為城市快速路，因此距離道路35m±5m范圍內(nèi)聲環(huán)境質(zhì)量須符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 GB 3096-2008規(guī)定的4a類標(biāo)準(zhǔn)，即晝間等效連續(xù)A聲級(jí)LAeq不大于70dB（A），夜間不大于55dB（A）；其余區(qū)域聲環(huán)境質(zhì)量須符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 GB 3096-2008規(guī)定的2類標(biāo)準(zhǔn)，即晝間等效連續(xù)A聲級(jí)LAeq不大于60dB（A），夜間不大于50 dB（A）。

此外，項(xiàng)目辦公樓A、辦公樓B及酒店建成后擬申報(bào)二星級(jí)綠色建筑，因此在滿足場(chǎng)地聲環(huán)境的條件下，還應(yīng)使靠近項(xiàng)目能源站的辦公樓A和酒店建筑外立面噪聲值盡可能小。

2.2 噪聲源分析

能源站在1#冷水槽構(gòu)筑物上布置空氣源熱泵機(jī)組8臺(tái)，在2#冷水槽構(gòu)筑物上布置冷卻塔16臺(tái)，在能源站設(shè)備平臺(tái)布置冷卻塔12臺(tái)。

根據(jù)廠家所提供的設(shè)備噪聲參數(shù)：冷卻塔的運(yùn)行噪聲為75dB(A)，空氣源熱泵機(jī)組的運(yùn)行噪聲為82dB(A)～83dB(A)。由于冷卻塔在制冷工況下冷卻制冷主機(jī)的冷凝器，而空氣源熱泵機(jī)組在制熱工況作為熱源運(yùn)行，二者并不會(huì)同時(shí)運(yùn)行，因此需對(duì)冷卻塔運(yùn)行時(shí)的噪聲情況和空氣源熱泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)的噪聲環(huán)境分別進(jìn)行模擬。此外，在采用Cadna/A軟件進(jìn)行模擬計(jì)算時(shí)，對(duì)廠家所提供的設(shè)備噪聲提高3dB(A)進(jìn)行分析，即冷卻塔噪聲值取78 dB(A)，空氣源熱泵噪聲值取86dB(A)，以保證不可預(yù)見(jiàn)噪聲對(duì)項(xiàng)目場(chǎng)地聲環(huán)境及建筑立面噪聲的影響[4]。

2.3 噪聲模擬分析

（1）制冷工況噪聲模擬分析

在制冷工況下，不采取噪聲控制措施時(shí)冷卻塔運(yùn)行時(shí)辦公樓A及酒店外立面噪聲如圖2所示。

由Cadna/A模擬結(jié)果可知，制冷工況下不采取噪聲控制措施時(shí)，辦公樓外立面噪聲最大值為60dB(A)，酒店外立面噪聲最大值為57dB(A)，項(xiàng)目場(chǎng)地1.5m高度處噪聲最大值為68 dB(A)，不滿足項(xiàng)目噪聲控制目標(biāo)要求。

（2）制熱工況噪聲模擬分析

在制熱工況下，不采取噪聲控制措施時(shí)冷卻塔運(yùn)行時(shí)辦公樓A及酒店外立面噪聲如圖 3所示。

由Cadna/A模擬結(jié)果可知，制熱工況下不采取噪聲控制措施時(shí)，辦公樓外立面噪聲最大值為68dB(A)，酒店外立面噪聲最大值為62dB(A)，項(xiàng)目場(chǎng)地1.5m高度處噪聲最大值為71dB(A)，不滿足項(xiàng)目噪聲控制目標(biāo)要求。

3 噪聲控制

3.1 控制措施1

在冷卻塔及空氣源熱泵外圍加做消聲百葉，并在出風(fēng)口加裝消聲器，布置如圖4所示，其中虛線框表示消聲百葉。

3.2 控制措施2

在噪聲控制措施1的基礎(chǔ)上，將朝向辦公樓和酒店一側(cè)的消聲百葉替換成隔聲屏障，切隔聲屏障高出出風(fēng)口2m，布置如圖 5所示，其中最下部粗體線條表示隔聲屏障。

4 噪聲控制結(jié)果

表1 距外立面1m處最大噪聲值（dB(A)）

根據(jù)Cadna/A噪聲模擬結(jié)果可知，制冷工況下在冷卻塔及空氣源熱泵外圍加做消聲百葉，并在出風(fēng)口加裝消聲器，建筑立面及場(chǎng)地噪聲均已滿足噪聲控制目標(biāo)要求。將靠近辦公樓A和酒店的消聲百葉換為隔聲屏障后，噪聲控制效果并無(wú)明顯提升。因此在滿足設(shè)備通風(fēng)的前提下，比較消聲百葉和隔聲屏障的造價(jià)、與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)等因素綜合決定采用何種方式。

根據(jù)Cadna/A噪聲模擬結(jié)果可知，制熱工況下采用噪聲控制措施1在冷卻塔及空氣源熱泵外圍加做消聲百葉，并在出風(fēng)口加裝消聲器，建筑立面噪聲不能滿足噪聲控制目標(biāo)要求。采用噪聲控制措施2可進(jìn)一步降低建筑立面及場(chǎng)地噪聲，建筑立面及場(chǎng)地噪聲均可滿足噪聲控制目標(biāo)的要求[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

在“雙碳”目標(biāo)背景下，城市分布式能源站是一種理想的城市區(qū)域冷、熱、水、電協(xié)同作用的能源解決方案。由于分布式能源站靠近末端用戶，所產(chǎn)生的噪聲污染對(duì)周邊環(huán)境及居民生活影響尤為明顯，因此在能源站建設(shè)及運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)注意其對(duì)周邊建筑的影響。本論文采用Cadna/A噪聲模擬軟件對(duì)某新建分布式能源站的不同噪聲控制措施的降噪效果進(jìn)行模擬分析，結(jié)果顯示該分布式能源站在采取適當(dāng)?shù)脑肼暱刂拼胧┖螅瑘?chǎng)地及敏感點(diǎn)的噪聲值均可達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。