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

        2018-03-08 07:13:06曹亞楠
        四川建筑 2018年1期
        關(guān)鍵詞:設(shè)置

        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臺位于運(yùn)動員住宅樓頂部的冷卻塔噪聲對奧體中心正?;顒赢a(chǎn)生影響,必須對機(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)置聲屏障的措施來降低噪聲影響。同時運(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)備型號為S3E-1434-07O。

        圖2 冷卻塔聲頻譜

        2 噪聲對附近建筑影響分析

        2.1 冷卻塔機(jī)組現(xiàn)場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臺冷卻塔位于奧體中心運(yùn)動員住宅樓的樓頂。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,如果噪聲問題處理不好將對奧體中心人員活動產(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??紤]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)果中這幾個接收點(diǎn)滿足相關(guān)要求規(guī)范,則認(rèn)為噪聲不會對日?;顒赢a(chǎn)生影響,反之則需要進(jìn)行治理。

        圖4 SoundPLAN建模模型

        通過模擬計(jì)算得到的測點(diǎn)A聲級記權(quán)聲功率級見表1。

        表1 降噪前測點(diǎn)聲功率級

        科威特近年發(fā)展迅速,但并沒有確立相應(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的《噪聲控制法》和世界衛(wèi)生組織(WHO)為各成員國制定的聲環(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)晝夜等效聲級應(yīng)低于50 dB(A)。而根據(jù)我國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)的晝間等效聲級應(yīng)低于55 dB(A),夜間應(yīng)低于45 dB(A)。測試結(jié)果顯示夜間最大測試結(jié)果超出世界衛(wèi)生組織指導(dǎo)值值12.9 dB(A),由此可見如果不采取治理措施,冷卻塔將會對對區(qū)域內(nèi)運(yùn)動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)

        為了降低對奧體中心日常活動的影響,對冷卻塔進(jìn)行設(shè)置隔聲屏障來治理噪聲。

        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題,在方案中頂棚預(yù)留出風(fēng)口,同時在隔聲屏底部設(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)果見表2。

        表2 降噪后測點(diǎn)聲功率級

        噪聲網(wǎng)格圖見圖6,由圖中可以看出,經(jīng)過對聲源的綜合治理,運(yùn)動員居住區(qū)的聲環(huán)境得到明顯改善。由于游泳場館的遮擋和反射作用,監(jiān)測點(diǎn)B的噪聲值最大,其等效連續(xù)A聲級為46.1 dB(A),各監(jiān)測點(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比評估

        通過模擬結(jié)果可以看出,經(jīng)過有效的降噪手段治理,取得 了明顯的降噪效果,最大噪聲測點(diǎn)的A聲功率級噪聲值為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應(yīng)低于55dB(A),夜間低于45dB(A)的相關(guān)規(guī)范。不會對區(qū)域內(nèi)人員的正?;顒釉斐捎绊?,而且通過對冷卻塔隔聲屏的設(shè)計(jì)力求保證冷卻塔冷卻效果。

        5 結(jié)束語

        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。

        [1] 國家環(huán)境保護(hù)總局.HJ/T90—2004聲屏障聲學(xué)設(shè)計(jì)和測量規(guī)范[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2004.

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