王少云，黄勇，张云，严加真，高宏俊
(深圳市科德声学技术有限公司，广东 深圳 518000)
摘要：在高层、超高层和商业综合体建筑内，冷却塔是中央空调制冷系统中的重要组成部分，同时也是制冷系统中噪声和振动的主要贡献者。为了达到空间利用的最大化，冷却塔一般被安
置在裙楼、设备层或楼顶，但在一些特殊情况下，冷却塔被安置在地下室，这种下沉式的安装方式，给冷却塔的进排气带来一些特殊要求，同时也给降噪处理带来很大难度。通过具体案例， 分析和探讨了下沉式安装的冷却塔的噪声治理问题。
关键词：下沉式安装；冷却塔；噪声治理
中图分类号：TB53 文献标志码：A 文章编号：1006-5377（2021）01-0068-05
高层建筑和商住综合体中，暖通空调制冷系统是建筑机电系统的重要组成部分，冷却塔在制冷系统中有着重要作用，其本身的噪声和振动也是建筑机电系统必须解决的问题。
冷却塔的运行时间一般是在昼间，目前由于很多商场、餐厅和电影院等的营业时间越来越晚，甚至通宵，这就需要冷却塔24h工作，由于昼夜电价的原因，一些续冰冷却塔也是在夜间运行。在商住综合体内，商业和住宅基本没有太多的界限，通常商业旁边就是住宅，冷却塔这种大型机电设备，本身噪声较大，且距离住宅的位置越来越近。国家标准规定的噪声排放标准在昼间时段和夜间时段是不同的，夜间时段通常比昼间时段的噪声要求严苛10dB(A)，这就提高了冷却塔在夜间运行的噪声治理要求[1~4]。
建筑中的冷却塔一般安置在裙楼、设备层或楼顶，但一些建筑为了达到空间利用的最大化，冷却塔只能安置在地下室，这种下沉式的安装方式，给冷却塔的进排气带来一些特殊要求，同时也给降噪带来很大的难度，不但要满足降噪要求，还要满足其正常运行所需要的通风条件。本文通过具体案例，分析和探讨了下沉式安装的冷却塔的噪声治理问题[4~6]。
1 项目概况
项目位于深圳市龙岗区，整个综合体的建筑体量接近68万m2，购物中心部分总建筑面积14万m2，地上约10万m2，地下约4万m2，南北地面标高不一致。商业中心有2个冷却塔机房，分别为南机房和北机房，位于地下室2层，冷却塔采用下沉式安装方式，地库进风，侧面外部排风，排风口距离住宅较近。2个冷却塔机房共有13台冷却塔，南机房7台，北机房
6台，设备运行时段见表1；南、北机房排气口的外界情况及冷却塔机房情况见图1、图2、图3。
表1 设备运行时段
机房设备数量/台供应范围运行时间时段南机房冷却塔6购物中心9:00～22:00昼间南机房冷却塔1电影院9:00～2:00昼、夜间北机房冷却塔6购物中心9:00～22:00昼间2 设备介绍
冷却塔品牌：BAC；冷却塔数量：6组12台和
1组单台，冷却塔参数见表2；冷却塔噪声见表3、表4。
收稿日期：2019-10-21；修回日期：2020-11-11
第一作者简介：王少云（1983—），男，山西大同人，学士，工程师，主要从事噪声与振动控制行业的技术工作。低通滤波器应用实例
表2 冷却塔参数
型号尺寸/mm风量/
(m3/h)数量/组总风量/
(m3/h)
长宽高
VT1-M455
-O
54803020411018603861116228
VT1-N348
-P
3620302044201228661122866
表3 VT1-M455-O声功率
倍频程中心频率/Hz631252505001k 2k4k 8k
声功率/dB10299959492908785
表4 VT1-N348-P声功率
倍频程中心频率/Hz631252505001k 2k4k 8k
声功率/dB9795929086858278机房内冷却塔正常运行时，机房外排气口处噪声在84～87dB(A)，地下室进气口处在83～86dB(A) （地下室有混响现象）。
3 治理标准
根据《声环境质量标准》（GB 3096—2008），《社会生活环境噪声排放标准》（GB 22337—2008）[7]以及
《深圳经济特区环境噪声污染防治条例》要求，执行标准住宅敏感区满足昼间55dB(A)、夜间45dB(A)，地下
室区域进风口满足昼间60dB(A)。
4 噪声处理和分析
冷却塔顶部排风和侧面进风，主要噪声源是风扇噪声和驱动机构产生的机械噪声。
冷却塔排风口距离住宅约10m，对住宅的噪声贡献为75～78dB(A)，要求降噪量约25dB(A)，但受机房空间局限影响，降噪难度较大。同时由于冷却塔排风的风量大，要考虑排风阻力、再生噪声的影响，还要考虑冷却塔填料腐蚀性对降噪设施的影响[1, 2, 5~9]。冷却塔机房覆盖地下室2层，冷却塔从地下室负一楼、负二楼进风，地下室内部存在较大混响，机房空间较小，对降噪设施要求较高，降噪措施需采用通风消声器。
排风噪声通过排风导风筒至排风出口位置，在出口位置安置排风消声器，消声器有效长度为2100mm，材质铝制，消声片前后端带低阻力圆弧导流头，降低阻力损失，排风导风筒考虑阻力影响，采用扩大导风方式[10]。
进风噪声通过在机房负一楼和负二楼进风口安装进风消声器，消声器有效消声长度1800mm，材质铝制，消声片前后端带低阻力圆弧导流头，可降低阻力损失[10]。塑料制品加工设备
考虑冷却塔的振动会产生低频影响，对冷却塔和管道做相应减震处理。
冷却塔降噪立面图见图4。
消声器选用专利产品“一种框架式消声单元及垛叠式消声器”（ZL201520481176.3），该项目选用
SFS-H-18和SFS-H-21系列，专门应用于大型设备和通风通道，安装进排风消声器后的风速情况理论
核算结果见表5。
5 噪声模拟分析
该项目采用Soundplan 噪声地图软件对冷却塔排
图2 北机房排气口外界情况图3 冷却塔机房图1 南机房排气口外界情况
风噪声扩散情况进行评估，结果见图5、图6。Soundplan
是进行外部噪声计算、建筑物透声计算、环境声传播计算、互动噪声控制优化设计的集成软件。可通过噪
声地图对冷却塔排风降噪情况做理论分析，对降噪工程的声学效果做提前预估，提高项目的成功性。
图5 机房排风经过排气降噪后的扩散影响情况-平面
图6 机房排风经过排气降噪后的扩散影响情况-立面
6 通风模拟分析
一般冷却塔的降噪措施都不能影响其正常的热工
性能，消声器的降噪量越大，其通风比率就越小或者消声长度越长，同时通风阻力也就越大。为了不影响冷却塔的正常使用，阻力损失不得超过设备静压。常规设计的消声器阻力损失不超过50Pa，考虑到下沉式机房的特殊性和空间的局限性，需要对冷却塔的内部通风效果做模拟分析，以确保工程实施后不影响设备的正常运行。
该项目采用Fluent 气流组织模拟对冷却塔的气流
运行情况做分析（Fluent 是目前国际上比较流行的商
用CFD 软件包，在美国的市场占有率为60%，应用于流体、热传递和化学反应等有关的工业领域）。建立机房内场CAD 模型（见图7）
、机房风筒CAD 模型（见图8）；绘制压力图（见图9）、速度图（见图10）、排风最不利布局模拟压力图（见图11）
、排风最不利布局模拟速度图（见图12）料罐
。
图4 冷却塔降噪立面表5 理论核算结果
机房1：南机房（风量1 239 094m 3/h）
排气
断面面积/m 2
155.29有效消声长度/mm
2100断面风速/（m/s）
2.2消声器片内风速/（m/s）
4.9进气
医用手套
断面面积/m 2
153.62有效消声长度/mm
1800断面风速/（m/s）
2.2消声器片内风速/（m/s）
7.1机房2：北机房
ofp002（风量1 116 228m 3/h）
排气
断面面积/m 2
120有效消声长度/mm
2100
断面风速/（m/s）
2.6消声器片内风速/（m/s）
5.8进气
断面面积/m 2
184有效消声长度/mm
1800
断面风速/（m/s）
1.7消声器片内风速/（m/s）
5.3
图7 机房内场CAD 模型图8 机房风筒CAD 模型
图9 压力
图10 速度
图11 排风最不利布局模拟压力
图12 排风最不利布局模拟速度
经过通风模拟分析得出结论：1）北面机房的阻力—风速有所降低，北面机房的最不利阻力55Pa，塔
最大进风速度5.5m/s，相比之前有所降低；2）南面机房的最不利阻力45Pa，风速4m/s，相比之前变化不大；3）南部塔的出风风筒最不利阻力60Pa，最大出风
4.2m/s；4）北部塔的出风风筒最不利阻力60Pa，最大出风4.5m/s；5）总进出风阻力最大130Pa，所选型的
鼓风式冷却塔外余压150Pa，满足设计要求。
7 降噪措施
线圈盘
经过噪声模拟分析和CFD气流组织模拟分析，冷却塔的降噪措施根据既定方案实施，满足设计要求。目前该项目已完工，后期现场测试符合设计要求，商业中心已运行两年，现场见图13～图16。
图13 地下室进风消声器 图14 冷却塔排气风筒
8 结语
冷却塔作为户外大型设备，噪声问题需要特别注意，在高层建筑内，冷却塔通常放置在裙楼或楼顶，但由于空间或其他规范要求，一部分冷却塔会被安装在设备层或者地下室，这就需要对冷却塔的降噪措施、降噪空间及通风情况做综合考虑。在满足声学要求的同时满足其通风性能，做到低碳、环保。
声学专业前期介入并做全面的考虑，有利于规避机电系统在后期使用过程中产生的问题，有利于建设方和业主，有利于提升建筑的品质。参考文献：
[1] GB 50352—2005，民用建筑设计通则[S].
[2] GB 50118—2010，民用建筑隔声设计规范[S].
[3] Clarence W.de silva. Vibration damping, control, and design[M].
Beijing: China Machine Press, 2013.
[4] David A. Bies, Colin H. Hansen .Engineering Noise Control[M].
Beijing: Science Press, 2013.
[5] 马大猷，等.噪声与振动控制工程手册[M].北京：机械工业出版社，2002.
[6] D.A.比斯C.H.汉森.工程噪声控制[M].北京：科学出版社，2013.
[7] GB 3096—2008，声环境质量标准[S].
[8] 吕玉恒，等.噪声控制与建筑声学设备和材料选用手册[M].北京：化学工业出版社，2011.
[9] GB 22337—2008，社会生活环境噪声排放标准[S].
[10] 住房和城乡建设部. 2014年大力发展绿建筑[N].中国建设报，2013-03-31.
Introduction to Noise Control of
Subsidence-mounted Cooling Tower
WANG Shao-yun, HUANG Yong, ZHANG Yun, YAN Jia-zhen, GAO Hong-jun (Shenzhen KEDE Acoustics Technology Co., Ltd., Shenzhen Guangdong 518000, China) Abstract: In high-rise, super high-rise and commercial complex buildings, cooling tower is not only an important part of the central air-conditioning refrigeration system, but also the main contributor to noise and vibration of the refrigeration system. To optimize the use of available space, cooling towers are generally placed in podium buildings, equipment floors or roofs; but in some special cases, cooling towers can only be placed in basement. This subsided installation method brings not only some special requirements to the intake and exhaust of cooling towers, but also great difficulties to noise reduction. Through specific cases, this paper analyzed and discussed the noise control of subsidence-mounted cooling tower.
Key words: subsidence-mounted; cooling tower; noise control
图15 南机房排风消声器图16 南机房排风消声器
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