公寓樓冷卻塔噪聲治理探析
——以科威特奧體運動員公寓為例

盧 乾， 劉 琦， 曹亞楠， 柴 源

(山東建筑大學, 山東濟南 250000)

[定稿日期]2017-09-22

冷卻塔是空調制冷系統中普遍采用的水循環系統。在科威特奧體中心的建設項目中，為了防止2臺位于運動員住宅樓頂部的冷卻塔噪聲對奧體中心正常活動產生影響，必須對機組進行降噪處理。在降噪中采取經濟性比較好的設置聲屏障的措施來降低噪聲影響。同時運用SoundPLAN環境噪聲模擬軟件進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

機械通風式冷卻塔是以水為循環冷卻劑，吸收設備熱量并通過與空氣接觸換熱以降低水溫的設備。

冷卻塔運轉的噪聲呈現低頻特性，具有遞減速度慢，穿透性較強的特點。冷卻塔聲頻譜為根據供應商提供的數據自行繪制(圖2)，設備型號為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 冷卻塔機組現場情況及周邊影響分析

該奧體中心的項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模擬軟件SoundPLAN進行模擬。

現根據實際情況進行建模模擬。在不采取任何降噪措施的情況下，進行建模(圖4)。并在距離噪聲源最近的人員活動地點，位于聲源北側和東側的道路，分別設置接收點A，B和C，D，接收點高度為1.2 m。根據冷卻塔與建筑的位置關系，將冷卻塔噪聲源模擬為距離公寓頂部3.75 m高的面聲源。考慮噪聲內部連續反射，設置混響次數為5次；聲源頻譜以實測頻譜數據輸入；聲屏障吸聲系數設置為0.7。如果模擬結果中這幾個接收點滿足相關要求規范，則認為噪聲不會對日常活動產生影響，反之則需要進行治理。

圖4 SoundPLAN建模模型

通過模擬計算得到的測點A聲級記權聲功率級見表1。

表1 降噪前測點聲功率級

科威特近年發展迅速，但并沒有確立相應明確的環境質量標準。其聲環境質量的控制多參照美國的《噪聲控制法》和世界衛生組織(WHO)為各成員國制定的聲環境質量指導數值。其中，WHO提供的指導值指出，戶外生活區晝夜等效聲級應低于50 dB(A)。而根據我國GB3096-2008《聲環境質量標準》中提出的相關規范，居住區的晝間等效聲級應低于55 dB(A)，夜間應低于45 dB(A)。測試結果顯示夜間最大測試結果超出世界衛生組織指導值值12.9 dB(A)，由此可見如果不采取治理措施，冷卻塔將會對對區域內運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

工業噪聲的治理一般從三個方面進行。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(加設聲屏障或綠化)和保護敏感點(如設置雙層玻璃隔聲)。

經過分析建筑周邊情況，在敏感點設置雙層玻璃雖然可以有效阻隔建筑內噪聲，但區域內道路敏感區域的噪聲得不到有效的防護。而安裝聲屏障施工難度比較低，經過合理的布置可以使敏感點幾乎全部處在聲屏障的聲影區內，精心布置后，可以取得很好的效果。

3.2 冷卻塔聲屏障設計

為了降低對奧體中心日常活動的影響，對冷卻塔進行設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計了聲屏障，還將聲屏障對聲源進行圍合，形成半封閉式的隔間，進一步降低噪聲對高層住戶的影響。冷卻塔通風散熱也是需要重要考慮的問題，在方案中頂棚預留出風口，同時在隔聲屏底部設置消聲百葉。消聲百葉有很好的消聲作用，又預留有進風口，滿足機組進風的需求。

噪聲處理采取聲屏障圍合的方式，聲屏障高度7.2 m，頂部預留寬2.4 m的出風口， 出風口總面積約68.5 m2，以保障排風量。為確保進風量，聲屏障下部設置8組消聲百葉。單組進風面積約7.2 m2，達到57.6 m2的總進風面積，以確保在滿足進風量的同時達到良好的隔聲效果(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聲學模擬軟件進行降噪之后的二次模擬，依據噪聲處理方案設置聲屏障，吸聲系數以0.7計，計算結果見表2。

表2 降噪后測點聲功率級

噪聲網格圖見圖6，由圖中可以看出，經過對聲源的綜合治理，運動員居住區的聲環境得到明顯改善。由于游泳場館的遮擋和反射作用，監測點B的噪聲值最大，其等效連續A聲級為46.1 dB(A)，各監測點均滿足世界衛生組織制定的居住區聲環境質量指導數值。

圖6 降噪后網格噪聲

4.2 采取隔聲前后的模擬對比評估

通過模擬結果可以看出，經過有效的降噪手段治理，取得 了明顯的降噪效果，最大噪聲測點的A聲功率級噪聲值為42.0dB(A)，低于GB3096-2008《聲環境質量標準》中提出的晝間等效聲級應低于55dB(A)，夜間低于45dB(A)的相關規范。不會對區域內人員的正常活動造成影響，而且通過對冷卻塔隔聲屏的設計力求保證冷卻塔冷卻效果。

5 結束語

科威特奧體中心項目工程完工以后，降噪效果良好，冷卻塔工況運行正常，噪聲問題得到解決。 實踐證明，掌握好相應噪聲控制原理，結合具體環境選擇相應方案，并通過軟件進行前期分析模擬，可以為居住區的噪聲治理提供可靠依據，此次項目的噪聲治理也可以為居住區的噪聲治理提供借鑒。

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