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冷卻水塔噪聲控制工程—上海龍之夢購物中心

 

 

  一、項目概況

  1.1 項目背景

  甲方介紹

  上海龍之夢購物中心十樓樓頂設有一套大型冷卻塔設備,共有48個排風風口,風口噪聲86dB(A),淋水噪聲75dB(A),對附近居民生活產生影響,現針對該冷卻塔進行降噪方案設計。

  圖

  

       1.2 噪聲源分析

 

  冷卻塔噪聲主要有風機噪聲、淋水噪聲、機械噪聲以及電機電磁噪聲等疊加而成,其中風機噪聲和淋水噪聲是主要噪聲源。

 

  1)風機噪聲:風機一般為軸流風機,其噪聲主要是以中低頻噪聲為主的空氣動力性噪聲。空氣動力性噪聲由旋轉噪聲和渦流噪聲組成,是旋轉噪聲和渦流噪聲相互混雜的結果。旋轉噪聲是由于風機葉片旋轉時,葉片打擊周圍的氣體介質、引起周圍氣體的壓力脈動而形成的。渦流噪聲又稱紊流噪聲,風機轉動時,使空氣產生紊流,在葉片的背側形成渦流,產生氣流呼嘯聲。

 

  2)淋水噪聲:淋水噪聲是水從冷卻塔填料底部下落到集水池表面撞擊而產生的噪聲,在冷卻塔總噪聲級中僅次于風機噪聲,是以中高頻噪聲占主導成份的寬頻噪聲。淋水噪聲與淋水高度、水量、水滴細化程度、填料材料和形式等有關。

 

  3)機械噪聲:冷卻塔機械噪聲主要是電機及其減速傳動系統產生的噪聲。電機機械噪聲主要是由轉子不平衡引起的低頻聲、軸承摩擦和裝配誤差引起的高頻噪聲、結構共振產生的噪聲組成。電機皮帶減速傳動多采用三角皮帶,其發生的噪聲不大;當采用齒輪減速傳動時,齒輪嚙合發生的撞擊與摩擦會產生振動和噪聲。

 

  4)電磁噪聲:電磁噪聲是由于電機空隙中磁場脈動、定子與轉子之間交變電磁引力、磁致伸縮引起電機結構振動而產生的噪聲。電磁噪聲的大小與電動機的功率及極數有關。

 

  5)風機、電機及減速系統振動產生的固體傳聲也不可忽視。

 

  現場實際情況說明

 

  二、設計的主要依據及規范

 

  《中華人民共和國環境保護法》 (1989)

  《中華人民共和國環境噪聲污染防治法》 (1996)

  《工業企業廠界環境噪聲排放標準》 (GB12348-2008)

  《城市區域環境噪聲標準》 (GB3096-93)

  《社會生活環境噪聲排放標準》 (GB22337-2008)

  《聲環境質量標準》 (GB3096-2008)

  《工作場所有害因素職業接觸限值物理因素》 (GBZ 2.2—2007)

  《風機用消聲器技術條件》 (JB/T 6891- 2004)

  《建設項目環境保護管理條例》 (1998年11月29日國務院令)

  《通風消聲器執行標準》 (HJ/T16-1996)

  《通風與空氣調節工程施工質量驗收規范》 (GB5032-2002)

  《鋼結構設計規范》(GB50017-2003)

  《鋼結構工程施工質量驗收規范》(GB50205-2001)

  客戶施工所在地現場勘測情況及客戶所提供的設備參數表。

  漢克斯工程實施經驗。

  客戶施工所在地現場勘測情況及客戶所提供的設備參數表;

  其它相關現行國家標準、規范和規程;

  本項目包括但不限于以上標準及規范,所涉及的規程、規范、標準均有可能被修訂,以最新版本為準,并遵守現行與之相關的各種國家和現行標準、規范。

 

  三、執行標準

  3.1 環境噪聲限值

  表3-1 環境噪聲限值

  單位:dB(A)D ie

聲環境

功能區類別

時段

備注

晝間

夜間

0

50

40

夜間偶發噪聲的最大聲級超過限值的幅度不得高于15dB(A)。

1

55

45

2

60

50

3

65

55

4

4a類

70

55

4b類

70

60

  3.2 測點選擇

  根據監測對象和目的,可選擇以下三種測點條件(指傳聲器所置位置)進行環境噪聲的測量:

  a)一般戶外

  距離任何反射物 (地面除外)至少3.5m外測量,距地面高度1.2m以上。必要時可置于高層建筑上,以擴大監測受聲范圍。使用監測車輛測量,傳聲器應固定在車頂部1.2m高度處。

  b)噪聲敏感建筑物戶外

  在噪聲敏感建筑物外,距墻壁或窗戶1m處,距地面高度1.2m以上。

  c)噪聲敏感建筑物室內

  距離墻面和其他反射面至少1m,距窗約1.5m 處,距地面1.2~1.5m高。

  3.3氣象條件

  測量應在無雨雪、無雷電天氣,風速5m/s以下時進行。

  3.3降噪效果

 

  四、噪聲治理方案

 

  4.1 噪聲治理方案設計

 

  根據現場噪聲源值的大小、頻譜、噪聲源位置關系、降噪目標及設備工藝要求等因素,結合公司以往同類型工程噪聲控制經驗,將冷卻塔噪聲分為2階段進行治理:

  1、針對冷卻塔風口設計相應的通風消聲器控制風口風機噪聲;

  2、設立吸隔聲屏障圍擋,控制冷卻塔淋水噪聲。

 

  4.1.1 消聲器方案設計

 

  (1)選型說明

  進、排風風機消聲器常采用阻性片式消聲器。阻性片式消聲器具有良好的中高頻消聲性能,適當加大消聲片的厚度和密度,也能較好地改善中低頻的消聲性能。在保證消聲器空氣動力性能(阻力損失)和聲學性能的前提下,盡量縮小消聲器的體積尺寸。

  (2)消聲器消聲量計算步驟

  1)計算倍頻程消聲量

  根據公式計算出倍頻程中心頻率對應的消聲量。

  式中, ——倍頻程中心頻率對應消聲量,dB;

 

      ——消聲系數,與材料的吸聲系數 有關,換算關系為 ,詳見下表;

   

  ——氣流通道周長,m;

  ——氣流通道截面積,㎡;

  ——消聲器長度,m。

  在初次計算消聲量時候,可以根據消聲量要求估選參數進行計算。

 

  表5-1 吸聲系數 與消聲系數 的對應關系

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

 

0.11

0.17

0.24

0.31

0.39

0.47

0.55

0.64

0.75

 

0.55

0.60

0.65

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

理論值

0.86

0.98

1.11

1.27

1.45

1.66

1.92

2.25

2.75

4.34

經驗值

0.82

0.9

1.0

1.05

1.12

1.2

1.3

1.35

1.42

1.5

  注:消聲器內吸聲材料的吸聲系數大于0.6時,建議采用表中經驗值計算,以使計算值接近實際值。

 

  4.1.2 屏障方案設計

 

  聲屏障治理措施是通過傳聲途徑上的聲波阻隔(隔聲)、聲波吸收(合沿程吸收衰減)和距離衰減來達到治理目標,聲波阻隔(隔聲)、聲波吸收(合沿程吸收衰減)主要是通過在冷卻塔附近設置吸隔聲板,在空氣中傳播的聲波遇到聲屏障時,就會產生反射、透射和繞射現象。一部分越過聲屏障頂端繞射到達受聲點;一部分穿透聲屏障到達受聲點,一部分在聲屏障壁面產生反射。聲屏障的插入損失主要取決于聲源發出的聲波沿著三條道路傳播的聲能分配。聲屏障的作用就是阻擋直達聲的傳播,隔離透射聲,并使繞射聲有足夠的衰減。當聲波撞擊到聲屏障的壁面上時,會在聲屏障邊緣產生繞射現象,而在屏障背后形成“聲影區”。我們所期待的聲屏障的減噪效果就在“聲影區”的范圍內。與光影區相比較,由于聲波波長比光波波長大的多,因此,這種“聲影區”的邊界并不明顯,經過屏障邊緣之外,聲源發出來的聲波可以直接到達的范圍,叫做“亮區”。從亮區到聲影區之間還有一小段“過渡區”。位于“聲影區”內的噪聲級低于未設置聲屏障時的噪聲級,這就是聲屏障降噪的基本原理。

  聲屏障的聲繞射原理圖

  聲屏障的繞射聲衰減:

  一無限長聲屏障,點聲源的繞射聲衰減為:

  從上式中可以看出,聲屏障的繞射損失完全取決于菲涅爾指數N,即取決于聲源和受聲點之間的聲程差,聲程差A+B-d越大,λ聲波波長越小(頻率越高)則聲屏障的繞射損失越大,也就是說聲屏障的效果越好。

  

      4.2 噪聲控制具體方案

  4.2.1 消聲器設計(1期)

  (1)冷卻塔風口安裝消聲器,內置消聲百葉,設計消聲量15dB(A)。

  (2)消聲器總高度2500mm,分兩段消音,風口上方留有1400mm空腔,排風出口采用100mm厚消音百葉,高度600mm,間距100mm布置。消音器外壁采用100mm吸隔音外板,背板厚度1.2mm鋼板,內襯阻尼膠。同時為利于冷卻塔風口電機維修,冷卻塔通道側邊位置開設檢修門,尺寸700*1500mm,便于電機保養及更換。

 

  圖1 冷卻塔消聲器效果圖

 

  圖2 消聲百葉效果圖

  若僅安裝消聲器未能達到治理目標,則進行2期治理,增加吸隔聲屏障控制冷卻塔淋水噪聲。

 

圖3 消聲百葉實例照片

 

 

  4.2.2 吸隔聲屏障設計(2期)

  冷卻塔淋水噪音及部分排風口風機往下的外泄噪音,相對較小,為控制其噪聲排放不影響周邊居民樓聲環境,位于冷卻塔進風側設置L型吸隔聲擋板,同時在冷卻塔側面增加吸隔聲掛板,吸隔聲擋板厚度為100mm,內側面穿孔吸聲。吸隔聲擋板的本體隔聲量Rw≥20dB。

 

 

  圖3 冷卻塔吸隔聲屏障實例照片

 

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