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摘要：本文根据城市变电站的环境噪音标准值要求及变电站的特性，提出了一种用EXCEL即可计算的变电站降温通风系统的噪音控制简便设计方法，并与数值模拟软件及实测值进行了比较，提出了本方法的适用范围及条件。
关健词：城市变电站；降温通风系统；噪音；简便设计方法
中图分类号：TB657.2
1.引言
随着我国经济的快速发展，一些变电站不得不在人口稠密区新建， 变电站的噪声逐步受到附近居民的关注和重视， 这给当地供电企业的正常生产和管理带来不良影响。 我们必须采取有效措施来治理变电站噪声扰民问题。 变电站中噪声源很多， 主要有两大类， 一是电气设备产生的噪声， 二是通风散热设备的噪声。对于暖通专业而言，主要是要控制好变电站降温通风设备的噪音。
不同的变电站所在区域的环境噪声标准不一样。不同的变电站的降温通风设备距离变电站围墙（通常，围墙外1米为噪音测量点）的距离等都不一样。同时，不同的变电站需要不同的风量，压力的通风机，其噪音源也不盡相同。
为得到较为精确的数据，需要运行数值模拟等专业软件建模来进行模拟。实际工作中，在资料不详且时间紧的情况下尤其是对于工程前期，不可能每个变电站工程均能够运用数值模拟等软件进行模拟，是否有一种简便的设计方法来控制变电站的通风降温设备的噪音呢？
2.降温通风设备的噪音特性。
城区变电站的降温通风设备众多，分布在不同的墙面和楼层上，对周边环境有较大的影响。
风机的噪声主要有空气动力噪声和机械噪声。 在变电站通风系统中，与空气动力性噪声相比， 机械噪声要小得多。因此，我们主要考虑的是降温通风设备的空气动力噪声。
3.简便方法的介绍
在许多变电工程设计中，设计常常先于设备订货的时间，而风机厂家在设备订货采购前往往无法提供详细的风机噪声数据，比如不同频率下的声功率级，在不知道噪声级和噪声频谱的情况下，如何进行工程设计呢？
城区变电站通风设备通常采用低噪音离心风机箱和轴流风机，根据文献【1】中对离心风机和轴流风机的比 A 声级规定了限值。比如轴流风机的比 A声级≤ 35 dB，后向板型叶片离心风机≤ 27 dB。
在工程设计和设备招标技术文件中，我们规定和认为合格的产品应满足文献【1】的规定。即以最低要求来进行消声计算及判断，如果实际的风机性能高于文献【1】的要求，可以使消声设计更为安全可靠。
根据文献【2】，风机的总声功率级
Lw=Lwc+10lg（QP2）-19.8 （公式1）
其中，LWC按照文献【1】，取风机的最低限值的比声功率级。
Q—风机的风量（m3/h）
P—风机的全压（Pa）
风机的风量及风压由变电站各通风房间的工艺要求确定，比声功率级取合格产品的最低限值，按照公式1所确定的风机声功率级即为合格产品的最大声功率级。
风机各倍频带的声功率级Lwf即可按下式获得：
Lwf=Lw+ΔLW
其中，风机倍频带声功率级修正值ΔLW可参考文献【2】提供的数据。
城区变电站通风设备所采用低噪音离心风机箱和轴流风机，常常设置于外墙上及主控楼的屋顶，我们可以将其视为点声源，（如果风机设置于房间内，则将其出风口处视为点声源，风管内的噪音衰减做为保险系数），由于我们考虑的是变电站外墙外1米的噪声值，因此认为声源处于自由声场或半自由声场中。
同时，我们不考虑空气对声波的吸收，将其做为保险系数，则测点声压级的计算可按下式获得：
Lp=Lwf-10lg（Q/4πr2+4/R） （公式2）
Q—声源与测点间的方向因素
R—空间常数
r—声源与测点间的距离
在自由场情况下，R=∞， Q=1；在半自由场情况下，R=∞， Q=2
据此，我们可以得到变电站围墙外1米的单个声源在不同频带的噪声值。计算方式直接运用EXCEL表格即可。
根据当地变电站的环境噪声标准值确定噪声评价曲线号数。其中，城市区域5类环境噪声标准值可参考《城市区域环境噪声标准》，例如第2类区域的昼间标准是60dB（A），夜间标准是50 dB （A）。
N=LA-5
根据噪声评价曲线所允许的声压级，与各测点各频带声压之差，即为消音器对各频带的消音量。消音器的选择可根据上表所计算的消音量及消音器厂家资料选择。需要注意的是，上述计算结果仅仅限于单台风机消声后的噪音值，我们知道，变电站通风设计中往往是一个外墙面上多台相同的轴流风机或者在屋顶布置有多台相同离心风机箱。对于多台风机的在测点的声压级的叠加按照下式修正：
∑LP=10lg（100.1LP1+100.1LP2+……+100.1LPn）
对于多台相同的声压级相叠加，按照则上式简化为：∑LP=LP+10lgM
4.工程实例的运用
成都石羊变电站的环境噪声标准值要求是2类。在工程初步设计中，我们用上述简便方法对噪音进行了控制计算，在施工图阶段用噪音模拟软件Cadna-A建模并进行了数值模拟计算。工程竣工后，请成都市环境监测中心站进行了实际监测，以最不利的北侧围墙外1米（高出围墙0.5米）的测点为参考，最终结果为：本简便设计方法50 dB （A）> Cadna-A数值模拟47.6 dB（A） >实测47.1 dB（A）。
5.结论
本简便设计方法由于在比A声压级选取，噪音的自然衰减等方面偏于保险，故运用本简便方法所做的消音设计可以满足城市内变电站环境噪音标准值的要求。
本文仅适用于城市内变电站降温通风系统的降噪系统，做为暖通设计人员控制本专业系统噪音的一种简便方法。
城市内变电站的所有电气设备均设置于室内，通常电气设备均采取了严格的隔音措施。对于此类变电站，本专业的降温通风设备为主要的噪音贡献源，控制住降温通风设备的噪音即可保证变电站的环境噪音标准值的要求。
对于未采取严格的隔音消音措施的电气设备，则降温通风设备及电气设备噪音均为主要的噪音贡献源，对整个变电站的噪音控制此时需要数值模拟软件等方式进行模拟计算。
参考文献
1.JBT8690-1998 《工业通风机噪声限值》
2.陆耀庆主编. 实用供热空调设计手册
3.DL/T5218-2005，220KV～500KV变电站设计技术规程
4.赵荣义，范存养编. 空气调节
关健词：城市变电站；降温通风系统；噪音；简便设计方法
中图分类号：TB657.2
1.引言
随着我国经济的快速发展，一些变电站不得不在人口稠密区新建， 变电站的噪声逐步受到附近居民的关注和重视， 这给当地供电企业的正常生产和管理带来不良影响。 我们必须采取有效措施来治理变电站噪声扰民问题。 变电站中噪声源很多， 主要有两大类， 一是电气设备产生的噪声， 二是通风散热设备的噪声。对于暖通专业而言，主要是要控制好变电站降温通风设备的噪音。
不同的变电站所在区域的环境噪声标准不一样。不同的变电站的降温通风设备距离变电站围墙（通常，围墙外1米为噪音测量点）的距离等都不一样。同时，不同的变电站需要不同的风量，压力的通风机，其噪音源也不盡相同。
为得到较为精确的数据，需要运行数值模拟等专业软件建模来进行模拟。实际工作中，在资料不详且时间紧的情况下尤其是对于工程前期，不可能每个变电站工程均能够运用数值模拟等软件进行模拟，是否有一种简便的设计方法来控制变电站的通风降温设备的噪音呢？
2.降温通风设备的噪音特性。
城区变电站的降温通风设备众多，分布在不同的墙面和楼层上，对周边环境有较大的影响。
风机的噪声主要有空气动力噪声和机械噪声。 在变电站通风系统中，与空气动力性噪声相比， 机械噪声要小得多。因此，我们主要考虑的是降温通风设备的空气动力噪声。
3.简便方法的介绍
在许多变电工程设计中，设计常常先于设备订货的时间，而风机厂家在设备订货采购前往往无法提供详细的风机噪声数据，比如不同频率下的声功率级，在不知道噪声级和噪声频谱的情况下，如何进行工程设计呢？
城区变电站通风设备通常采用低噪音离心风机箱和轴流风机，根据文献【1】中对离心风机和轴流风机的比 A 声级规定了限值。比如轴流风机的比 A声级≤ 35 dB，后向板型叶片离心风机≤ 27 dB。
在工程设计和设备招标技术文件中，我们规定和认为合格的产品应满足文献【1】的规定。即以最低要求来进行消声计算及判断，如果实际的风机性能高于文献【1】的要求，可以使消声设计更为安全可靠。
根据文献【2】，风机的总声功率级
Lw=Lwc+10lg（QP2）-19.8 （公式1）
其中，LWC按照文献【1】，取风机的最低限值的比声功率级。
Q—风机的风量（m3/h）
P—风机的全压（Pa）
风机的风量及风压由变电站各通风房间的工艺要求确定，比声功率级取合格产品的最低限值，按照公式1所确定的风机声功率级即为合格产品的最大声功率级。
风机各倍频带的声功率级Lwf即可按下式获得：
Lwf=Lw+ΔLW
其中，风机倍频带声功率级修正值ΔLW可参考文献【2】提供的数据。
城区变电站通风设备所采用低噪音离心风机箱和轴流风机，常常设置于外墙上及主控楼的屋顶，我们可以将其视为点声源，（如果风机设置于房间内，则将其出风口处视为点声源，风管内的噪音衰减做为保险系数），由于我们考虑的是变电站外墙外1米的噪声值，因此认为声源处于自由声场或半自由声场中。
同时，我们不考虑空气对声波的吸收，将其做为保险系数，则测点声压级的计算可按下式获得：
Lp=Lwf-10lg（Q/4πr2+4/R） （公式2）
Q—声源与测点间的方向因素
R—空间常数
r—声源与测点间的距离
在自由场情况下，R=∞， Q=1；在半自由场情况下，R=∞， Q=2
据此，我们可以得到变电站围墙外1米的单个声源在不同频带的噪声值。计算方式直接运用EXCEL表格即可。
根据当地变电站的环境噪声标准值确定噪声评价曲线号数。其中，城市区域5类环境噪声标准值可参考《城市区域环境噪声标准》，例如第2类区域的昼间标准是60dB（A），夜间标准是50 dB （A）。
N=LA-5
根据噪声评价曲线所允许的声压级，与各测点各频带声压之差，即为消音器对各频带的消音量。消音器的选择可根据上表所计算的消音量及消音器厂家资料选择。需要注意的是，上述计算结果仅仅限于单台风机消声后的噪音值，我们知道，变电站通风设计中往往是一个外墙面上多台相同的轴流风机或者在屋顶布置有多台相同离心风机箱。对于多台风机的在测点的声压级的叠加按照下式修正：
∑LP=10lg（100.1LP1+100.1LP2+……+100.1LPn）
对于多台相同的声压级相叠加，按照则上式简化为：∑LP=LP+10lgM
4.工程实例的运用
成都石羊变电站的环境噪声标准值要求是2类。在工程初步设计中，我们用上述简便方法对噪音进行了控制计算，在施工图阶段用噪音模拟软件Cadna-A建模并进行了数值模拟计算。工程竣工后，请成都市环境监测中心站进行了实际监测，以最不利的北侧围墙外1米（高出围墙0.5米）的测点为参考，最终结果为：本简便设计方法50 dB （A）> Cadna-A数值模拟47.6 dB（A） >实测47.1 dB（A）。
5.结论
本简便设计方法由于在比A声压级选取，噪音的自然衰减等方面偏于保险，故运用本简便方法所做的消音设计可以满足城市内变电站环境噪音标准值的要求。
本文仅适用于城市内变电站降温通风系统的降噪系统，做为暖通设计人员控制本专业系统噪音的一种简便方法。
城市内变电站的所有电气设备均设置于室内，通常电气设备均采取了严格的隔音措施。对于此类变电站，本专业的降温通风设备为主要的噪音贡献源，控制住降温通风设备的噪音即可保证变电站的环境噪音标准值的要求。
对于未采取严格的隔音消音措施的电气设备，则降温通风设备及电气设备噪音均为主要的噪音贡献源，对整个变电站的噪音控制此时需要数值模拟软件等方式进行模拟计算。
参考文献
1.JBT8690-1998 《工业通风机噪声限值》
2.陆耀庆主编. 实用供热空调设计手册
3.DL/T5218-2005，220KV～500KV变电站设计技术规程
4.赵荣义，范存养编. 空气调节