地铁冷却塔消声处理项目在实施过程中的若干问题研究

吴晶

摘要：冷却塔噪声会影响到周边建筑内人们的工作和生活，近年来，环评单位要求地铁沿线冷却塔要进行消声处理。本文针对冷却塔消声处理项目，在实施的各阶段，需要注意的不同问题进行探讨和研究。

关键词：冷却塔噪声、敏感点、隔声罩、消声装置实施

前言

随着国家发展，居民生活水平不断提高，人们对环境的追求也越来越高。在2010年以前修建的地铁项目中，环评单位一般只关注冷却塔的塔体噪声，对其风口噪声关注不够。近年来环评单位更加关注冷却塔的风口噪声，认为风口噪声对环境的影响更大，环评单位预测冷却塔噪声对敏感点目标造成的影响，给出冷却塔的消声处理意见。

冷却塔消声处理在整个地铁项目中，仅是一个很小的部分项目，并未引起重视，消声装置在实施过程中也存在诸多问题。笔者认为该项目虽小却不容忽视，因为它一是关系到周边居民的生活质量，二是其体积大、重量大、关系到地面建筑的安全及美观，更重要的是它关系到整条地铁线路是否能最终通过环评验收。

一、 噪声评估依据

环评单位预测冷却塔噪声对敏感点目标造成的影响，并与环境保护部发布的《声环境质量标准》GB3096-2008进行对比分析，根据超标程度的不同，提出不同程度的消声降噪措施。噪声影响预测采用模式计算的方法预测各敏感点处的环境噪声等效连续A声级。

《声环境质量标准》GB3096-2008和《地铁设计规范》GB50157-2013规定地上冷却塔与敏感建筑之间的噪声防护距离应符合下表规定。当防护距离不能满足要求时，应在常规消声、降噪设计的基础上强化噪声防护措施。

注：*在有条件的新区，宜不小于15m。

目前常用的消声方案主要三种有：采用超低噪声冷却塔、安装隔音罩和导向消声器。根据不同环境噪声敏感点，有不同的消声方案加以应对。

在地铁建设中，各站冷却塔的选址本就很困难，有些站点的冷却塔无法避免会设置在人流密集、住宅林立地区。以南京地铁三号线为例，线路全长44.9公里，贯穿南京城南北，途徑主城各大区，其中地下站28座，高架站1座，沿线经过多处居民区。2014年5月的《南京地铁三号线工程调整补充环境影响报告书》的结论是该线路上有9个站点的敏感点目标处噪声超标。三号线已经采用了超低噪声冷却塔，所以要求其中5个站点安装隔音罩，4个站点安装导向消声器。

二、 冷却塔消声装置实施的前期阶段

冷却塔消声处理看似简单，实则具有其很强的专业性。只有具有环境工程设计（物理污染防治工程）专项资质的单位，才有噪声治理的设计能力。消声方案要针对噪声频谱、敏感点距离、方向等因素要考虑不同的消声装置，而不管消声装置是何种形式，又要在满足消声效果的前提下，尽量减小空气阻力，而消声效果和空气阻力是一对矛盾体，二者都受消声片的形式、片距、片厚以及长度等因素的影响。

所以笔者认为，在冷却塔消声装置实施的前期阶段，应做好充分的市场调研工作，并考虑项目实施方案。

1、市场调研

笔者调研了国内众多做噪声治理的企业，大体分为两类：一类是为设备做消声配套产品，他们生产的消声器主要是为其风机产品做配套消声。另一类则是专门从事环境噪声治理的企业，这部分企业针对具体环境的消声设计及现场施工能力较前者要强一些。

2、项目实施方案

由于噪声治理需要具有专项设计资质，通常的设计院不一定具备能力，所以工程上可以采用设计施工总承包的发标方式。发标范围包括冷却塔消声装置的设计、制造、安装及配合环保验收等服务。由各投标人给出设计及施工方案，并对其方案的消声效果负责。地铁项目的总体设计院根据各站点的具体情况，对消声装置的位置、检修通道、结构承重、外观等方面进行复核。

以南京地铁三号线为例，通过公开招标，该项目最终中标单位具有环境工程（物理污染防治工程）专项乙级设计资质、环保工程专业承包二级资质以及建筑施工的安全生产许可证。该公司根据现场测量的各站冷却塔噪声频谱图、敏感点距离、方向、环评报告、国标规定噪声值，计算出降噪量。根据各站点的降噪量，给出具体方案，图1为方案剖面示意图。

图1 噪声控制措施剖面示意图

设计方案要点主要有：

（1） 环评要求设置隔声罩的站点：在塔体四周设置消声隔声罩，对应冷却塔进风口设置消声百叶以消除淋水噪声，消声量不小于15dB（A）；出风口加装导向消声器以消除风口噪声，消声量不小于10dB（A），导流方向背离敏感点；

（2） 环评要求加装导向消声器的站点：导向消声器降噪量满足该站点所需降噪量的仅加装导向消声器；导向消声器的降噪量不满足该站点所需降噪量的，在敏感点侧再加装消声屏障。

（3） 隔声罩、导向消声器、声屏障均设置独立基础及钢结构。

3、设计校核

总体院对各站点方案进行校核，以具有一定特殊性的A站点为例，该站点冷却塔位置特殊，在一座钢结构建筑顶部，隔声罩的初步方案如图2：

图2 初步方案

总体设计院会同工点设计院，对初步方案进行钢结构建筑的承重校核，该站点钢结构建筑物的①轴外侧为悬挑结构，悬挑结构上方禁止有重物，而该组塔的隔声罩重达12吨左右。由于设计冷却塔基础时并未考虑隔声罩，冷却塔基础最左端已设计在①轴上，这就导致隔声罩在该侧的进风百叶没有位置安装，而敏感点恰恰是位于该侧的一栋社区卫生院，也就是说①轴这侧必须安装消声百叶。

最终，各方工程师经过校核，方案调整为：将冷却塔基础右移50公分，该侧隔声罩基础位于①轴上，这样保证了冷却塔基础和隔声罩基础的重量均分担在钢结构的主梁及柱子上，保证整个建筑物安全。最终方案见图3：

图3 最终方案

三、 冷却塔消声装置的施工阶段

各车站的冷却塔安装时间一般在工程后期，而消声装置又必须在冷却塔安装完成之后才能施工，一方面由于工序时间过于靠后，另一方面由于施工图设计阶段一般没有考虑设置冷却塔的消声装置，这两点使得该项目的施工困难重重。

1、工序衔接紧张

同样以A站为例，设计院校核初步设计方案时，离钢结构顶板及冷却塔基础浇筑仅有8天时间。一方面要调整冷却塔基础位置，就得赶在冷却塔基础浇筑前完成方案调整，另一方面考虑到若是在顶板浇筑完成后再做隔声罩基础的施工，必然会对顶板的防水层造成破坏，所以要求设计院加快对该站的设计方案进行校核调整，同时与钢结构建筑的施工方多次接洽，商量顶板的浇筑时间以及浇筑方案。最终成功地将隔声罩基础的钢筋笼与顶板的钢筋笼一体绑扎，实现将冷却塔基础移位，且将隔声罩的基础与顶板一体浇筑的目标。该站点若未能抓住这8天时间，冷却塔基础一旦浇筑将无法右移50公分，①轴侧也就无法暗装消声百叶，那么该站的消声效果也将会大打折扣。

2、检修空间受限

为了方便冷却塔的运营维护，消声装置施工时应预留充分的检修空间，一般按照去除冷却塔进出水总管所占空间外，保留不少于1米的检修空间为宜。某站点冷却塔接近道路红线，施工设计阶段没有预留消声装置的位置，该站点隔声罩紧贴道路红线，外侧就是人行道，安裝后冷却塔的检修空间狭小。

3、地下管线影响基础开挖

消声装置体积大、重量大，需要在塔四周开挖若干基坑。地下管线复杂，为了不破坏管线，只能人工开挖。开挖过程中，部分站点遇到很多地下管线甚至高压电缆沟，有些情况可以对管线采取保护措施，使其不损坏不受力，但有些情况只能调整基坑位置甚至改变设计方案。

4、围栏位置尴尬

冷却塔四周一般会设置一圈围栏，围栏的大小会受到现场用地条件的影响，用地紧张的站点，围栏离冷却塔较近，安装隔声罩时不得不将其拆除。部分站点要设置单侧的消声屏障，而消声屏障恰恰与围栏交叉，若将围栏全部拆除则冷却塔失去保护，于运营管理维护不利，不得不调整消声屏障的方案。

5、冷却塔顶部管道

冷却塔水管安装时，部分顶部管道跨越风筒，导致水管与出风口消声器冲突。冷却塔的水管安装可进一步优化，垂直管从塔体端头引至顶部，从风筒两侧通过，这样在安装出风口消声器时不会引起管道冲突。

四、 结论

从该项目实例中，我们不难发现，虽然最终解决了消声装置安装的问题，但在工程的进度、工作的反复等问题上，如果提前考虑了消声装置的问题，可以避免很多后续不必要的麻烦，尽可能地节约人力、物力和财力，做到效能最大化。因此，在冷却塔的消声处理问题上，笔者认为在今后的地铁建设过程中，应重点注意以下几点问题：

1、消声装置的实施应选择具有噪声治理方面专项设计资质的公司进行。

2、设计院在设计初期应综合考虑冷却塔周边建筑情况，对有敏感点建筑的冷却塔重点关注，对很有可能需要做消声处理的冷却塔做到心中有预案。

3、对确定需要做消声处理的冷却塔，设计院应充分考虑消声装置的位置，对基础做包容性设计，满足不同厂家消声装置安装的必要条件。

4、做四小件景观设计时应将消声装置、冷却塔围栏综合考虑，以使效果更佳美观。

5、安装单位在制作冷却塔基础时，将消声装置基础一并制作完成，避免后期开挖。

参考文献：

1、声环境质量标准[S]，GB3096-2008.

2、地铁设计规范[S]，GB50157-2013，北京，中国建筑工业出版社，2013.

3、马大?，噪声与振动控制工程手册[M]，北京，机械工业出版社，2002.