新建分布式能源站室外噪声控制模拟分析

刘丰榕，白明宇

（1.中国矿业大学徐海学院，江苏 徐州 221008；2.深圳市建筑科学研究院股份有限公司，广东 深圳 518049）

0 引言

为保障城市能源安全，推进国家减能减排，实现“双碳”目标，用于区域供冷（热）的能源站在国内正在逐步推广，在城市能源站的设计中，空气源热泵机组正在取代燃煤锅炉、燃气锅炉等传统热源。由于城市能源站所使用的热泵机组功率大、台数多，产生了严重的噪声污染，因此在能源站建设初期，需对能其产生的噪声进行环境影响预测及控制策略研究[1]。

本文采用通过国家环境保护总局环境工程评估中心认证的德国Cadna/A噪声模拟软件为工具，在构建项目场地环境模型的基础上，对项目环境噪声及不同噪声控制策略效果进行模拟分析。Cadna/A由德国DataKustic公司依据国际标准化组织规定的ISO9613-2:1996《户外声传播的衰减的计算方法》等技术导则开发的一款用于多种噪声源的预测评估、设计和研究的专业软件，适用于工业设施、公路、铁路和区域等多种噪声源的影响预测、评价、工程设计与控制策略研究[2]。利用Cadna/A软件预测的环境噪声水平与利用GB/T17247.2-1998《环境影响评价导则-声环境》规定的方法所得到的结果基本相同，与实地监测结果相比模拟误差在1dB（A）以内[3]。

1 工程概况

项目同期建设办公楼两座、酒店一座及配套能源站一座，其中分布式能源站位于项目场地北侧，包含2座高度为42m的冷水槽构筑物和1座高度为21m的设备平台。项目东侧为城市快速路，其余三侧道路均为一般道路，项目总平面布置如图 1所示，其中办公楼A的高度为60m，办公楼B的高度为56m，酒店的高度为60m。

2 噪声模拟分析

2.1 噪声控制目标

本项目东侧距道路为城市快速路，因此距离道路35m±5m范围内声环境质量须符合现行国家标准《声环境质量标准》 GB 3096-2008规定的4a类标准，即昼间等效连续A声级LAeq不大于70dB（A），夜间不大于55dB（A）；其余区域声环境质量须符合现行国家标准《声环境质量标准》 GB 3096-2008规定的2类标准，即昼间等效连续A声级LAeq不大于60dB（A），夜间不大于50 dB（A）。

此外，项目办公楼A、办公楼B及酒店建成后拟申报二星级绿色建筑，因此在满足场地声环境的条件下，还应使靠近项目能源站的办公楼A和酒店建筑外立面噪声值尽可能小。

2.2 噪声源分析

能源站在1#冷水槽构筑物上布置空气源热泵机组8台，在2#冷水槽构筑物上布置冷却塔16台，在能源站设备平台布置冷却塔12台。

根据厂家所提供的设备噪声参数：冷却塔的运行噪声为75dB(A)，空气源热泵机组的运行噪声为82dB(A)～83dB(A)。由于冷却塔在制冷工况下冷却制冷主机的冷凝器，而空气源热泵机组在制热工况作为热源运行，二者并不会同时运行，因此需对冷却塔运行时的噪声情况和空气源热泵机组运行时的噪声环境分别进行模拟。此外，在采用Cadna/A软件进行模拟计算时，对厂家所提供的设备噪声提高3dB(A)进行分析，即冷却塔噪声值取78 dB(A)，空气源热泵噪声值取86dB(A)，以保证不可预见噪声对项目场地声环境及建筑立面噪声的影响[4]。

2.3 噪声模拟分析

（1）制冷工况噪声模拟分析

在制冷工况下，不采取噪声控制措施时冷却塔运行时办公楼A及酒店外立面噪声如图2所示。

由Cadna/A模拟结果可知，制冷工况下不采取噪声控制措施时，办公楼外立面噪声最大值为60dB(A)，酒店外立面噪声最大值为57dB(A)，项目场地1.5m高度处噪声最大值为68 dB(A)，不满足项目噪声控制目标要求。

（2）制热工况噪声模拟分析

在制热工况下，不采取噪声控制措施时冷却塔运行时办公楼A及酒店外立面噪声如图 3所示。

由Cadna/A模拟结果可知，制热工况下不采取噪声控制措施时，办公楼外立面噪声最大值为68dB(A)，酒店外立面噪声最大值为62dB(A)，项目场地1.5m高度处噪声最大值为71dB(A)，不满足项目噪声控制目标要求。

3 噪声控制

3.1 控制措施1

在冷却塔及空气源热泵外围加做消声百叶，并在出风口加装消声器，布置如图4所示，其中虚线框表示消声百叶。

3.2 控制措施2

在噪声控制措施1的基础上，将朝向办公楼和酒店一侧的消声百叶替换成隔声屏障，切隔声屏障高出出风口2m，布置如图 5所示，其中最下部粗体线条表示隔声屏障。

4 噪声控制结果

表1 距外立面1m处最大噪声值（dB(A)）

根据Cadna/A噪声模拟结果可知，制冷工况下在冷却塔及空气源热泵外围加做消声百叶，并在出风口加装消声器，建筑立面及场地噪声均已满足噪声控制目标要求。将靠近办公楼A和酒店的消声百叶换为隔声屏障后，噪声控制效果并无明显提升。因此在满足设备通风的前提下，比较消声百叶和隔声屏障的造价、与周边环境协调等因素综合决定采用何种方式。

根据Cadna/A噪声模拟结果可知，制热工况下采用噪声控制措施1在冷却塔及空气源热泵外围加做消声百叶，并在出风口加装消声器，建筑立面噪声不能满足噪声控制目标要求。采用噪声控制措施2可进一步降低建筑立面及场地噪声，建筑立面及场地噪声均可满足噪声控制目标的要求[5]。

5 结语

在“双碳”目标背景下，城市分布式能源站是一种理想的城市区域冷、热、水、电协同作用的能源解决方案。由于分布式能源站靠近末端用户，所产生的噪声污染对周边环境及居民生活影响尤为明显，因此在能源站建设及运行过程中应注意其对周边建筑的影响。本论文采用Cadna/A噪声模拟软件对某新建分布式能源站的不同噪声控制措施的降噪效果进行模拟分析，结果显示该分布式能源站在采取适当的噪声控制措施后，场地及敏感点的噪声值均可达到相应的标准要求。