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.中國礦業大學徐海學院，江蘇 徐州 221008；2.深圳市建筑科學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，推進國家減能減排，實現“雙碳”目標，用于區域供冷（熱）的能源站在國內正在逐步推廣，在城市能源站的設計中，空氣源熱泵機組正在取代燃煤鍋爐、燃氣鍋爐等傳統熱源。由于城市能源站所使用的熱泵機組功率大、臺數多，產生了嚴重的噪聲污染，因此在能源站建設初期，需對能其產生的噪聲進行環境影響預測及控制策略研究[1]。

本文采用通過國家環境保護總局環境工程評估中心認證的德國Cadna/A噪聲模擬軟件為工具，在構建項目場地環境模型的基礎上，對項目環境噪聲及不同噪聲控制策略效果進行模擬分析。Cadna/A由德國DataKustic公司依據國際標準化組織規定的ISO9613-2:1996《戶外聲傳播的衰減的計算方法》等技術導則開發的一款用于多種噪聲源的預測評估、設計和研究的專業軟件，適用于工業設施、公路、鐵路和區域等多種噪聲源的影響預測、評價、工程設計與控制策略研究[2]。利用Cadna/A軟件預測的環境噪聲水平與利用GB/T17247.2-1998《環境影響評價導則-聲環境》規定的方法所得到的結果基本相同，與實地監測結果相比模擬誤差在1dB（A）以內[3]。

1 工程概況

項目同期建設辦公樓兩座、酒店一座及配套能源站一座，其中分布式能源站位于項目場地北側，包含2座高度為42m的冷水槽構筑物和1座高度為21m的設備平臺。項目東側為城市快速路，其余三側道路均為一般道路，項目總平面布置如圖 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

本項目東側距道路為城市快速路，因此距離道路35m±5m范圍內聲環境質量須符合現行國家標準《聲環境質量標準》 GB 3096-2008規定的4a類標準，即晝間等效連續A聲級LAeq不大于70dB（A），夜間不大于55dB（A）；其余區域聲環境質量須符合現行國家標準《聲環境質量標準》 GB 3096-2008規定的2類標準，即晝間等效連續A聲級LAeq不大于60dB（A），夜間不大于50 dB（A）。

此外，項目辦公樓A、辦公樓B及酒店建成后擬申報二星級綠色建筑，因此在滿足場地聲環境的條件下，還應使靠近項目能源站的辦公樓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#冷水槽構筑物上布置空氣源熱泵機組8臺，在2#冷水槽構筑物上布置冷卻塔16臺，在能源站設備平臺布置冷卻塔12臺。

根據廠家所提供的設備噪聲參數：冷卻塔的運行噪聲為75dB(A)，空氣源熱泵機組的運行噪聲為82dB(A)～83dB(A)。由于冷卻塔在制冷工況下冷卻制冷主機的冷凝器，而空氣源熱泵機組在制熱工況作為熱源運行，二者并不會同時運行，因此需對冷卻塔運行時的噪聲情況和空氣源熱泵機組運行時的噪聲環境分別進行模擬。此外，在采用Cadna/A軟件進行模擬計算時，對廠家所提供的設備噪聲提高3dB(A)進行分析，即冷卻塔噪聲值取78 dB(A)，空氣源熱泵噪聲值取86dB(A)，以保證不可預見噪聲對項目場地聲環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冷卻塔運行時辦公樓A及酒店外立面噪聲如圖2所示。

由Cadna/A模擬結果可知，制冷工況下不采取噪聲控制措施時，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)，項目場地1.5m高度處噪聲最大值為68 dB(A)，不滿足項目噪聲控制目標要求。

（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冷卻塔運行時辦公樓A及酒店外立面噪聲如圖 3所示。

由Cadna/A模擬結果可知，制熱工況下不采取噪聲控制措施時，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)，項目場地1.5m高度處噪聲最大值為71dB(A)，不滿足項目噪聲控制目標要求。

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的基礎上，將朝向辦公樓和酒店一側的消聲百葉替換成隔聲屏障，切隔聲屏障高出出風口2m，布置如圖 5所示，其中最下部粗體線條表示隔聲屏障。

4 噪聲控制結果

表1 距外立面1m處最大噪聲值（dB(A)）

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

根據Cadna/A噪聲模擬結果可知，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，并在出風口加裝消聲器，建筑立面噪聲不能滿足噪聲控制目標要求。采用噪聲控制措施2可進一步降低建筑立面及場地噪聲，建筑立面及場地噪聲均可滿足噪聲控制目標的要求[5]。

5 結語

在“雙碳”目標背景下，城市分布式能源站是一種理想的城市區域冷、熱、水、電協同作用的能源解決方案。由于分布式能源站靠近末端用戶，所產生的噪聲污染對周邊環境及居民生活影響尤為明顯，因此在能源站建設及運行過程中應注意其對周邊建筑的影響。本論文采用Cadna/A噪聲模擬軟件對某新建分布式能源站的不同噪聲控制措施的降噪效果進行模擬分析，結果顯示該分布式能源站在采取適當的噪聲控制措施后，場地及敏感點的噪聲值均可達到相應的標準要求。