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某动力厂“汽轮机控制室隔声”建筑设计

时间:2022-04-03 09:35:36 浏览次数:

规范要求;但在特殊环境下,就需要针对具体情况,做特殊处理,甚至只有经过严格的计算,才能满足国家及相关设计规范的规定及要求,某动力厂“汽轮机控制室工程”就是这样。由于本设计是动力厂汽轮发电机的控制室,因此不但要遵守国家《工业企业噪声控制设计规范》,还要依据《火力发电厂建筑设计规程》,并且参考《建筑设计资料集》等有关资料进行设计。

2 隔声设计

2.1 噪声情况分析

汽轮机厂房内的控制室在标高8.000米平面上,距离其围护墙5.500米远的地方就是本厂房的主要设备:12兆瓦汽轮机和12兆瓦发电机。根据设备定货合同附件要求,距12兆瓦汽轮机1.0米处噪声值为85分贝;距12兆瓦发电机1.0米处噪声值为90分贝。它们是控制室外的两个主要噪声源。

2.2 安静标准:

根据《火力发电厂建筑设计规程》“噪声控制”中的规定:控制室内噪声控制设计标准不应超过的噪声限制值为60分贝;控制室噪声频率在500~2000Hz范围内的混响时间T60宜控制在1.0秒左右。

2.3 隔声标准

根据《火力发电厂建筑设计规程》控制室的隔声设计可粗略地仅对总声级(A)进行核算,不必按照“倍频带允许声压级查算表B1”查表核算各倍频带的声压级。

2.4 隔声量计算

2.4.1 噪声级的叠加

在《建筑设计资料集》中关于噪声级的叠加有相应的规定,并不是简单的相加或相减关系,具体计算过程如下:

①-=D(db)=>90-85=5(dB);

②查表得叠加值N(dB)为:1.2(dB);

③则总声级为:+N(db)=>90+1.2=91.2(dB);

2.4.2 噪声级的修正

根据《火力发电厂建筑设计规程》中“B5 集中控制室围护结构外面的噪声级的取值”规定:“⑷汽轮发电机组横向布置”时修正值为-1(dB)。所以=91.2-1=90.2(dB)。

2.4.3 隔声量的计算

R=-+5

式中R─需要隔声量(dB);

Lp─受声点声压级(dB);

Lpa─受声点允许声压级(dB);

∴R=90.2-60+5=35.2(dB)

2.4.4 隔声构造的确定

⑴墙体隔声:由于控制室所在的8.000米平面上有汽轮机和发电机两台大型振动设备,虽然两台设备被独立设置在汽机岛上,但是仍有一定的振动。在这种情况下,大质量物体比小质量物体稳定性好;而且控制室是在原有建筑屋面上,利用旧建筑物的工字钢大梁做底梁建筑起来的,结构上要求控制室的墙必须能够自承重。因此,无论从防振方面考虑,还是从结构要求考虑,均希望控制室的维护结构为密实的实体构造。所以,设计中选用240厚双面抹灰砖墙作为控制室的围护墙,以满足隔声、防振和墙体自承重的要求。通过查表得知:240厚双面抹灰砖墙的空气隔声量为55(dB),大于所需隔声量35.2(dB)。⑵窗隔声:选用双层塑料固定隔声窗。考虑原有厂房控制室操作人员的使用经验,将内层少部分窗扇改成可开启的平开窗,便于人工擦窗。查表得知:双层塑料固定隔声窗的空气隔声量为45(dB),大于所需隔声量35.2(dB)。⑶门隔声:除了选用隔声门外,在建筑设计上还设置了两道门斗,形成声闸。而且两道门开启方向错开,外门背向声源开启,并尽量远离声源布置;同时还具有防尘的功能。查表得知:声闸的空气隔声量为58(dB),大于所需隔声量35.2(dB)。

2.4.5 隔振及消声措施

⑴隔振措施:主要靠结构隔振。汽轮机和发电机所在的汽机岛在结构上完全独立,不与其它部分相连,减少了振动的传递。控制室密实的楼板、屋面板及240厚砖墙围护结构都有减缓振动的作用;并且控制室地面采用架空防静电地板,也大大缓冲了振动。⑵消声措施:根据《火力发电厂建筑设计规程》要求“控制室的装修应考虑防火、防尘、空调、吸声等要求,并新颖美观,创造良好的工作环境。并且控制室应设有燃烧性能不低于A级的轻质吸声顶棚。”工程中我们选用轻钢龙骨吊纸面石膏板,下粘贴矿棉吸音板,既符合选用A级吊顶材料的防火要求,又能达到吸音的目的,满足消声的要求。

2.4.6 验算总隔声量及混响时间

⑴总隔声量L的计算:根据《火力发电厂建筑设计规程》规定:经过隔声处理的房间,由外部声源穿过所有围护结构透入室内的总噪声级是否符合表4.3.2的规定,可按附录B3的公式(B3)进行A声级的粗略核算。

①公式:经过隔声处理的房间,由室外声源通过所有围护结构传入室内的总声级L应按式(B3)计算:

式中: Si─房间内第i部分围护结构的表面积,m2;

ai─房间内第i部分围护结构的吸声系数;

Li─房间内第i部分围护结构外面的噪声级,dB;

Ri─房间内第i部分围护结构的隔声量,dB;

K─安全系数,一般取3dB左右。

②计算L:查看《建筑设计资料集》中有关“吸声材料及构造”部分,以1000Hz为基准得到各种建筑材料的吸声系数,并根据设计中控制室各部分面积得到上面式中所需各种数值:

L=60.06-11.02+3

(dB)L=52.04(dB)<60

③结论:经过隔声处理的房间,由室外声源通过所有围护结构传入室内的总声级L通过计算为52.04分贝,小于《火力发电厂建筑设计规程》中的规定:“控制室内噪声控制设计标准不应超过的噪声限制值为60分贝”。因此,符合相关规范的规定。

⑵混响时间T60的计算:根据《火力发电厂建筑设计规程》规定:控制室噪声频率在500~2000Hz范围内的混响时间T60宜控制在1.0秒左右。室内混响时间可按附录B的公式(B1)计算。

②计算:

查看《建筑设计资料集》中有关“吸声材料及构造”部分,以1000Hz为基准得到各种建筑材料的吸声系数,并根据设计中控制室各部分面积得到上面式中所需各种数值:

③求得-ln(1-):

查《火力发电厂建筑设计规程》附B2中“-ln(1-)与函数关系表”得:

④计算T60:

⑤结论:噪声频率在1000Hz时,T60=0.55秒<1.0秒,满足有关混响时间的规定;噪声频率在500Hz及2000Hz时各种材料的吸声系数相差不多,并且经过计算也都小于1.0秒。因此得出结论:控制室的混响时间符合相关规范的规定。

3 结语

“汽轮机控制室隔声设计”是一项比较复杂的工作,要做好声学设计不但要知道每一个声学计算公式及其應用方法,还要了解有关建筑布局、建筑结构、建筑构造、建筑材料等相关知识在建筑声学设计中的重要作用。

参考文献:

[1] DL/T5094-2012.火力发电厂建筑设计规程[S].

[2] GB/T 50087-2013.工业企业噪声控制设计规范[S].

[3] 建筑设计资料集》(第二版).

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