冷卻塔主要噪聲源為排風(fēng)風(fēng)扇噪聲以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的機(jī)械噪聲和淋水噪聲。風(fēng)扇噪聲是一種空氣動(dòng)力性噪聲，包括湍流噪聲和旋轉(zhuǎn)噪聲。當(dāng)氣流流經(jīng)葉片表面時(shí)，會(huì)在其背部脫體，在尾部由于氣流的粘滯形成一系列渦流，從而產(chǎn)生湍流噪聲，它具有連續(xù)的頻譜特性。旋轉(zhuǎn)噪聲是葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)形成壓力脈動(dòng)產(chǎn)生的，它的頻譜呈窄帶的低中頻特性，并有明顯的峰值。風(fēng)機(jī)噪聲主要通過(guò)冷卻塔頂部排風(fēng)口向外傳播。

冷卻水從淋水裝置下落時(shí)與下塔體底盤中積水撞擊產(chǎn)生淋水噪聲，僅次于風(fēng)機(jī)噪聲。其頻譜本身呈高頻特性，主要通過(guò)冷卻塔的進(jìn)風(fēng)口向外傳播。一般進(jìn)風(fēng)口的噪聲值低于排風(fēng)口的噪聲值10 dB(A) 。冷卻塔減速機(jī)和電機(jī)的噪聲對(duì)周圍環(huán)境的影響較小，一般可予忽略。

由于冷卻塔所用軸流風(fēng)機(jī)壓頭極低，其風(fēng)量和整體散熱效果對(duì)消聲系統(tǒng)的阻力損失極為敏感，故此類冷卻塔降噪治理的難點(diǎn)就在于寬頻帶、高量值的消聲要求與冷卻塔自身通風(fēng)散熱性能之間的尖銳矛盾；其噪聲治理必須兼顧熱工性能、結(jié)構(gòu)工藝、日常維修等一系列相關(guān)因素；還要妥善解決結(jié)構(gòu)承重、抗風(fēng)荷載、抗震等安全問(wèn)題。因此必須面對(duì)現(xiàn)實(shí)，以目前條件為基礎(chǔ)，因地制宜地進(jìn)行妥善的降噪設(shè)計(jì)和必要的改造完善。要兼顧熱工性能影響、結(jié)構(gòu)工藝、日常維修、抗風(fēng)荷載強(qiáng)度以及周邊環(huán)境等一系列問(wèn)題，該冷卻塔噪聲的隔聲與消聲處理是本項(xiàng)噪聲治理工程中最具難度和不確定性的部分。要求我們最大限度地協(xié)調(diào)處理好上述因素與噪聲治理需求之間的一系列相互矛盾、相互制約的因素，必要時(shí)有可能還要做出一定程度的妥協(xié)和讓步。

以此為前提，我們對(duì)冷卻塔噪聲治理方案進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)，并就甲方關(guān)心的熱工性能、結(jié)構(gòu)承重、抗風(fēng)荷載、降噪和外部景觀和諧等問(wèn)題提同了一些分析論證，一并提交給甲方參考。

GB3096-2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》環(huán)境噪聲限值          單位：dB (A)

介于該區(qū)域的特殊性，此區(qū)域劃分為一類區(qū)，一類區(qū)晝間為55 dB (A) ，夜間為45 dB (A)為了有效地控制噪聲，防止冷卻塔產(chǎn)生的噪聲對(duì)其周邊環(huán)境構(gòu)成干擾。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，結(jié)合冷卻塔噪聲狀況,我公司技術(shù)人員對(duì)冷卻塔降噪提出具體降噪方案如下：

2、消聲設(shè)備技術(shù)指標(biāo)：
本設(shè)計(jì)消聲系統(tǒng)除具備良好的聲學(xué)性能外，還將具有良好的通風(fēng)效果；外部整體結(jié)構(gòu)牢固可靠（適當(dāng)位置安裝預(yù)埋件）；內(nèi)部消聲插片選材具有抗腐蝕性等特點(diǎn)。為確保冷卻塔的熱工性能的前提下，在設(shè)計(jì)降噪工程時(shí)，盡量滿足降噪保險(xiǎn)系數(shù)。
（1）消聲系統(tǒng)阻力損失：≤30Pa。
（2）外部結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載：≥0.45 kN / m2;雪荷載：≥0.45 kN / m2。
（3）消聲插片穿孔板材料選擇為鍍鋅穿孔板；框架進(jìn)行防腐處理。
（4）進(jìn)風(fēng)消聲器消聲量≥15 dB(A) 。
（5）隔聲吸聲層隔聲量≥20dB(A) 。

3、技術(shù)措施
為了有效地控制噪聲，保證設(shè)備高效運(yùn)轉(zhuǎn)，冷卻塔將建立獨(dú)立的進(jìn)、排風(fēng)消聲體系。即：設(shè)備分為上、下兩部分，分別采取隔聲、吸聲、消聲處理。
為了讓用戶了解的更加詳細(xì)，我們具體闡述一下隔聲吸聲原理，并針對(duì)其噪聲特性制定其結(jié)構(gòu)。

※ 隔聲機(jī)理和隔聲結(jié)構(gòu)
1、隔聲基本概念
隔絕空氣聲往往采用木板、金屬板、墻體等固體介質(zhì)以阻擋并減弱在空氣中聲波的傳播，這些專門用來(lái)隔絕聲波的固體介質(zhì)稱為隔聲材料。在噪聲治理工程中，為了提高隔聲效果，常將隔聲材料與其它聲學(xué)材料如吸聲材料、阻尼材料或空氣層復(fù)合在一起組成隔聲構(gòu)件。隔聲構(gòu)件可以組裝成不同形式和用途的隔聲結(jié)構(gòu)，如隔聲控制室、隔聲間、隔聲墻、設(shè)備隔聲罩等。

2、隔聲基本原理
（1）、邊界條件
透射聲波與入射聲波聲壓比假設(shè)一層均勻各向同性的固體介質(zhì)在空間中無(wú)限延伸，將大氣分成左右兩部分，平面聲波從左向右傳播，傳播方向垂直于介質(zhì)層，如圖1
聲波穿透介質(zhì)層必須通過(guò)兩個(gè)界面，一個(gè)從空氣到固體的界面，另一個(gè)從固體到空氣的界面。各種參數(shù)及符號(hào)見(jiàn)一表：

透射聲波與入射聲波聲壓比t_p：

t_p＝P_tA/P_Ia

     式中：R₁₂=R₂/R₁     R₂₁=R₁/R₂

(2)、透射系數(shù)

     透射系數(shù)是衡量介質(zhì)層隔聲特性的一個(gè)重要指標(biāo)，是指透射波聲強(qiáng)入射波聲強(qiáng)之比，即固體介質(zhì)層的聲強(qiáng)透射系數(shù)。透射系數(shù)越低隔聲性能越好。

      て=(p_tA²/R₁)/(P_iA²/R₁)=4/{4_COS²K₂D+(R₁₂+R₂₁)²sin₂k₂D}

當(dāng)聲波以一射角θ_i穿透介質(zhì)層，可導(dǎo)出其透射系數(shù)為：

てθ_i＝4/(4+ωM₂COSθ_i/P_OC)

式中：M₂=P₂D為介質(zhì)層的面密度（Kg/m₂）

從上式可以看出介質(zhì)層的面密度度越大，透聲系數(shù)越低，隔聲性能越好。

（3）隔聲量

     隔聲量是衡量介質(zhì)層隔聲特性的別一個(gè)重要指標(biāo)，用傳遞損失R表示。

         R_θi=10lg(1/て_θi)=10lg{1+(ωM₂COSθ_i/2P_OC)²}<Db

對(duì)于常用的固體隔聲材料，如鋼板、木板、磚墻等，常能滿足（ωM₂COS_θi/2P_OC）>1,因而隔聲量可以簡(jiǎn)化為:

R_θi=10lg{(ωM₂COS_θi)²/(2P_OC)²}

從上式可以看出:介質(zhì)面密度加倍,隔聲量提高6dB;頻率加倍,隔聲量提高6dB.這就是隔聲質(zhì)量定律.

工程近似計(jì)算公式:

    R_實(shí)=R+10lg a

(4)隔聲頻率特性

實(shí)際上對(duì)于單層密實(shí)均勻介質(zhì)的隔聲性能主要由它的面密度、勁度和阻尼所決定。單層均質(zhì)材料的隔聲特性曲線，按頻率可以分為三個(gè)區(qū)域：勁度阻尼控制區(qū)、質(zhì)量控制區(qū)、吻合效應(yīng)和質(zhì)量延續(xù)區(qū)，見(jiàn)圖2。

在勁度控制區(qū)的下端，存在一個(gè)共振區(qū)，共振區(qū)的隔聲量下了到最小。在質(zhì)量控制區(qū)，板材的面密度愈大，受聲波激發(fā)的振動(dòng)速度愈小，隔聲量愈大；頻率愈高，隔聲量也愈大。通常采用隔聲結(jié)構(gòu)降低噪聲，一般應(yīng)根據(jù)噪聲的頻率特性和降噪需要來(lái)選擇隔聲材料或結(jié)構(gòu)，以發(fā)揮質(zhì)量控制作用，使其在相當(dāng)?shù)念l率范圍內(nèi)取得有效的隔聲效果。

在吻合效應(yīng)和質(zhì)量延續(xù)區(qū)出現(xiàn)第二個(gè)低谷，這是由于在這個(gè)頻率上隔聲板材與聲波產(chǎn)生吻合效應(yīng)而形成的隔聲量大幅度下陷區(qū)。這個(gè)頻率為臨界頻率fc,其計(jì)算公式如下：

fc=6×103（M/B^1/2=2×10⁴/h(p/E)^1/2(HZ)

3、隔聲結(jié)構(gòu)隔聲量的近似計(jì)算和工程考慮

由隔聲質(zhì)量定律可知若想提高單層介質(zhì)的隔聲量，唯一的辦法就是增加密度或厚度。這樣就帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題，當(dāng)需要大幅度提高隔聲量時(shí)，就需要用大量的材料，很不經(jīng)濟(jì)。因此在噪聲控制工程中，常采用雙層或多層介質(zhì)材料或者兩層介質(zhì)材料之間設(shè)計(jì)一定厚度的空氣層等隔聲結(jié)構(gòu)來(lái)控制噪聲。雙層介質(zhì)隔聲量近似計(jì)算公式：

R=20lg{(m₁+m₂)ω/2poc}+ΔR

式中m₁、m₂為介質(zhì)的面密度，ΔR為空氣層引起的附加隔聲量。

4、隔聲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）隔聲基本結(jié)構(gòu)

   隔聲結(jié)構(gòu)主要由隔聲層、阻尼層、吸聲層和護(hù)面層構(gòu)成。它的隔聲性能基本遵循“質(zhì)量定律”，要取得較高的隔聲效果，隔聲材料應(yīng)該選擇厚、重、實(shí)的材料，厚度增加1倍，隔聲量可增加4－6dB(A)。但在實(shí)際工程中，為了便于搬運(yùn)、操作、檢修和拆裝方便，并考慮經(jīng)濟(jì)方面的因素，隔聲間通常使用薄金屬板等輕質(zhì)材料做成，輕質(zhì)材料共振頻率高，隔聲性能顯著下降，必須涂覆相當(dāng)于罩板2－3倍厚度的阻尼層，以改善薄金屬板的共振區(qū)和吻和效應(yīng)。

（2）隔聲結(jié)構(gòu)的實(shí)際隔聲量

在設(shè)計(jì)隔聲結(jié)構(gòu)時(shí)，對(duì)于某種材質(zhì)本身有個(gè)隔聲量，這就是隔聲結(jié)構(gòu)的理論隔聲量，但它不等于實(shí)際隔聲量。這是因?yàn)槁曉次醇痈袈暯Y(jié)構(gòu)時(shí)，它輻射的噪聲是向四面八方輻射擴(kuò)散的，也正是在這種條件下，得到了理論隔聲量；當(dāng)聲源加裝封閉隔聲結(jié)構(gòu)后，聲源發(fā)出的噪聲在隔聲結(jié)構(gòu)內(nèi)多次反射，這樣就大大增加了結(jié)構(gòu)內(nèi)的聲能密度，因此，即使隔聲結(jié)構(gòu)材料的隔聲量再大，也會(huì)使隔聲結(jié)構(gòu)的實(shí)際隔聲量下降。隔聲結(jié)構(gòu)的實(shí)際隔聲量可由下式計(jì)算：

R_實(shí)＝R+10lg a

式中：R_實(shí)—隔聲結(jié)構(gòu)的實(shí)際隔聲量dB(A)；

    R－隔聲材料（結(jié)構(gòu)）理論隔聲量dB(A)；

   a－隔聲結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的平均吸聲系數(shù)。

降噪措施：（詳見(jiàn)圖紙）

本項(xiàng)工程中冷卻塔降噪設(shè)計(jì)需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及降噪要求來(lái)采取綜合性的治理措施：

（1）為了防止上半部風(fēng)扇噪聲向高層周邊傳播。冷卻塔需安裝具有隔聲、消聲、吸聲、通風(fēng)散熱、設(shè)備檢修方便為一體的排風(fēng)消聲系統(tǒng)。

其上半部排風(fēng)消聲系統(tǒng)主要包括：消聲靜壓箱、排氣消聲器、可拆卸檢修活動(dòng)板等。

（2）罩體下部進(jìn)風(fēng)消聲系統(tǒng)主要包括：進(jìn)氣消聲器、可拆卸檢修活動(dòng)版、復(fù)合隔聲層、防雨百葉、檢修消聲通道及隔聲門等。

為了防止下半部落水噪聲向低層居民住宅傳播。冷卻塔下半部分安裝具有隔聲、消聲、吸聲、通風(fēng)散熱、設(shè)備檢修方便的進(jìn)風(fēng)消聲系統(tǒng)。罩體下部?jī)蓚?cè)均加裝進(jìn)風(fēng)消聲器，消聲器消聲片長(zhǎng)度西側(cè)900mm，東側(cè)臨街部分消聲片長(zhǎng)500mm，消聲片統(tǒng)一厚度 100mm以降低進(jìn)風(fēng)噪聲; 消聲量因消聲片長(zhǎng)度而定。

（3）塔體周圍加裝隔聲罩體，其整體結(jié)構(gòu)為方鋼框架全焊接結(jié)構(gòu)（詳見(jiàn)圖）。其厚度為80mm，外層為高密度隔聲層（彩鋼夾芯板墻板），其總隔聲量≥25dB(A)。

（4）冷卻塔罩體基礎(chǔ)生根應(yīng)避免破壞屋面防水層。因此，要確保罩體整體結(jié)構(gòu)牢固及抗風(fēng)荷載性能等因素都是設(shè)計(jì)人員需要考慮面對(duì)的問(wèn)題。經(jīng)慎重考慮，采用在罩體下部用10#槽鋼做一連系梁與100×100×2mm方鋼立柱焊接，然后利用塔體下部混凝土梁優(yōu)勢(shì)在其側(cè)面用脹栓固定兩塊預(yù)埋鐵件用50×100×2mm方鋼做斜拉支撐與100×100×2mm方鋼立柱焊接（詳見(jiàn)圖）。以保證罩體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

隔聲罩體隔聲特性：

            罩體隔聲性能

其計(jì)算式為： R=101gE_入—101gE_透

式中    R     —— 隔聲量

        E_入    —— 入射聲能

        E_透       —— 透射聲能

        t     —— 透射系數(shù)

為便于檢修和日常維護(hù)，在罩體適當(dāng)位置留一檢修門，便于日后維修保養(yǎng)。

三、治理效果

經(jīng)采取以上治理措施后，該樓屋頂上設(shè)備在整體運(yùn)行時(shí)，噪聲可控制在夜間50分貝，白天60分貝（背景噪聲除外