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冷却水塔噪声控制工程—上海龙之梦购物中心

 

 

  一、项目概况

  1.1 项目背景

  甲方介绍

  上海龙之梦购物中心十楼楼顶设有一套大型冷却塔设备,共有48个排风风口,风口噪声86dB(A),淋水噪声75dB(A),对附近居民生活产生影响,现针对该冷却塔进行降噪方案设计。

  图

  

       1.2 噪声源分析

 

  冷却塔噪声主要有风机噪声、淋水噪声、机械噪声以及电机电磁噪声等叠加而成,其中风机噪声和淋水噪声是主要噪声源。

 

  1)风机噪声:风机一般为轴流风机,其噪声主要是以中低频噪声为主的空气动力性噪声。空气动力性噪声由旋转噪声和涡流噪声组成,是旋转噪声和涡流噪声相互混杂的结果。旋转噪声是由于风机叶片旋转时,叶片打击周围的气体介质、引起周围气体的压力脉动而形成的。涡流噪声又称紊流噪声,风机转动时,使空气产生紊流,在叶片的背侧形成涡流,产生气流呼啸声。

 

  2)淋水噪声:淋水噪声是水从冷却塔填料底部下落到集水池表面撞击而产生的噪声,在冷却塔总噪声级中仅次于风机噪声,是以中高频噪声占主导成份的宽频噪声。淋水噪声与淋水高度、水量、水滴细化程度、填料材料和形式等有关。

 

  3)机械噪声:冷却塔机械噪声主要是电机及其减速传动系统产生的噪声。电机机械噪声主要是由转子不平衡引起的低频声、轴承摩擦和装配误差引起的高频噪声、结构共振产生的噪声组成。电机皮带减速传动多采用三角皮带,其发生的噪声不大;当采用齿轮减速传动时,齿轮啮合发生的撞击与摩擦会产生振动和噪声。

 

  4)电磁噪声:电磁噪声是由于电机空隙中磁场脉动、定子与转子之间交变电磁引力、磁致伸缩引起电机结构振动而产生的噪声。电磁噪声的大小与电动机的功率及极数有关。

 

  5)风机、电机及减速系统振动产生的固体传声也不可忽视。

 

  现场实际情况说明

 

  二、设计的主要依据及规范

 

  《中华人民共和国环境保护法》 (1989)

  《中华人民共和国环境噪声污染防治法》 (1996)

  《工业企业厂界环境噪声排放标准》 (GB12348-2008)

  《城市区域环境噪声标准》 (GB3096-93)

  《社会生活环境噪声排放标准》 (GB22337-2008)

  《声环境质量标准》 (GB3096-2008)

  《工作场所有害因素职业接触限值物理因素》 (GBZ 2.2—2007)

  《风机用消声器技术条件》 (JB/T 6891- 2004)

  《建设项目环境保护管理条例》 (1998年11月29日国务院令)

  《通风消声器执行标准》 (HJ/T16-1996)

  《通风与空气调节工程施工质量验收规范》 (GB5032-2002)

  《钢结构设计规范》(GB50017-2003)

  《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)

  客户施工所在地现场勘测情况及客户所提供的设备参数表。

  汉克斯工程实施经验。

  客户施工所在地现场勘测情况及客户所提供的设备参数表;

  其它相关现行国家标准、规范和规程;

  本项目包括但不限于以上标准及规范,所涉及的规程、规范、标准均有可能被修订,以最新版本为准,并遵守现行与之相关的各种国家和现行标准、规范。

 

  三、执行标准

  3.1 环境噪声限值

  表3-1 环境噪声限值

  单位:dB(A)D ie

声环境

功能区类别

时段

备注

昼间

夜间

0

50

40

夜间偶发噪声的最大声级超过限值的幅度不得高于15dB(A)。

1

55

45

2

60

50

3

65

55

4

4a类

70

55

4b类

70

60

  3.2 测点选择

  根据监测对象和目的,可选择以下三种测点条件(指传声器所置位置)进行环境噪声的测量:

  a)一般户外

  距离任何反射物 (地面除外)至少3.5m外测量,距地面高度1.2m以上。必要时可置于高层建筑上,以扩大监测受声范围。使用监测车辆测量,传声器应固定在车顶部1.2m高度处。

  b)噪声敏感建筑物户外

  在噪声敏感建筑物外,距墙壁或窗户1m处,距地面高度1.2m以上。

  c)噪声敏感建筑物室内

  距离墙面和其他反射面至少1m,距窗约1.5m 处,距地面1.2~1.5m高。

  3.3气象条件

  测量应在无雨雪、无雷电天气,风速5m/s以下时进行。

  3.3降噪效果

 

  四、噪声治理方案

 

  4.1 噪声治理方案设计

 

  根据现场噪声源值的大小、频谱、噪声源位置关系、降噪目标及设备工艺要求等因素,结合公司以往同类型工程噪声控制经验,将冷却塔噪声分为2阶段进行治理:

  1、针对冷却塔风口设计相应的通风消声器控制风口风机噪声;

  2、设立吸隔声屏障围挡,控制冷却塔淋水噪声。

 

  4.1.1 消声器方案设计

 

  (1)选型说明

  进、排风风机消声器常采用阻性片式消声器。阻性片式消声器具有良好的中高频消声性能,适当加大消声片的厚度和密度,也能较好地改善中低频的消声性能。在保证消声器空气动力性能(阻力损失)和声学性能的前提下,尽量缩小消声器的体积尺寸。

  (2)消声器消声量计算步骤

  1)计算倍频程消声量

  根据公式计算出倍频程中心频率对应的消声量。

  式中, ——倍频程中心频率对应消声量,dB;

 

      ——消声系数,与材料的吸声系数 有关,换算关系为 ,详见下表;

   

  ——气流通道周长,m;

  ——气流通道截面积,㎡;

  ——消声器长度,m。

  在初次计算消声量时候,可以根据消声量要求估选参数进行计算。

 

  表5-1 吸声系数 与消声系数 的对应关系

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

理论值

0.86

0.98

1.11

1.27

1.45

1.66

1.92

2.25

2.75

4.34

经验值

0.82

0.9

1.0

1.05

1.12

1.2

1.3

1.35

1.42

1.5

  注:消声器内吸声材料的吸声系数大于0.6时,建议采用表中经验值计算,以使计算值接近实际值。

 

  4.1.2 屏障方案设计

 

  声屏障治理措施是通过传声途径上的声波阻隔(隔声)、声波吸收(合沿程吸收衰减)和距离衰减来达到治理目标,声波阻隔(隔声)、声波吸收(合沿程吸收衰减)主要是通过在冷却塔附近设置吸隔声板,在空气中传播的声波遇到声屏障时,就会产生反射、透射和绕射现象。一部分越过声屏障顶端绕射到达受声点;一部分穿透声屏障到达受声点,一部分在声屏障壁面产生反射。声屏障的插入损失主要取决于声源发出的声波沿着三条道路传播的声能分配。声屏障的作用就是阻挡直达声的传播,隔离透射声,并使绕射声有足够的衰减。当声波撞击到声屏障的壁面上时,会在声屏障边缘产生绕射现象,而在屏障背后形成“声影区”。我们所期待的声屏障的减噪效果就在“声影区”的范围内。与光影区相比较,由于声波波长比光波波长大的多,因此,这种“声影区”的边界并不明显,经过屏障边缘之外,声源发出来的声波可以直接到达的范围,叫做“亮区”。从亮区到声影区之间还有一小段“过渡区”。位于“声影区”内的噪声级低于未设置声屏障时的噪声级,这就是声屏障降噪的基本原理。

  声屏障的声绕射原理图

  声屏障的绕射声衰减:

  一无限长声屏障,点声源的绕射声衰减为:

  从上式中可以看出,声屏障的绕射损失完全取决于菲涅尔指数N,即取决于声源和受声点之间的声程差,声程差A+B-d越大,λ声波波长越小(频率越高)则声屏障的绕射损失越大,也就是说声屏障的效果越好。

  

      4.2 噪声控制具体方案

  4.2.1 消声器设计(1期)

  (1)冷却塔风口安装消声器,内置消声百叶,设计消声量15dB(A)。

  (2)消声器总高度2500mm,分两段消音,风口上方留有1400mm空腔,排风出口采用100mm厚消音百叶,高度600mm,间距100mm布置。消音器外壁采用100mm吸隔音外板,背板厚度1.2mm钢板,内衬阻尼胶。同时为利于冷却塔风口电机维修,冷却塔通道侧边位置开设检修门,尺寸700*1500mm,便于电机保养及更换。

 

  图1 冷却塔消声器效果图

 

  图2 消声百叶效果图

  若仅安装消声器未能达到治理目标,则进行2期治理,增加吸隔声屏障控制冷却塔淋水噪声。

 

图3 消声百叶实例照片

 

 

  4.2.2 吸隔声屏障设计(2期)

  冷却塔淋水噪音及部分排风口风机往下的外泄噪音,相对较小,为控制其噪声排放不影响周边居民楼声环境,位于冷却塔进风侧设置L型吸隔声挡板,同时在冷却塔侧面增加吸隔声挂板,吸隔声挡板厚度为100mm,内侧面穿孔吸声。吸隔声挡板的本体隔声量Rw≥20dB。

 

 

  图3 冷却塔吸隔声屏障实例照片

 

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