高层住宅室内排水管道噪声比对分析

高层住宅室内排水管道噪声比对分析

张广伟

山东菏建白云建筑有限公司 山东 菏泽 274000

摘要介绍了我国现行规范中对居住环境噪声的相关规定，对建筑给排水中增压设备、给水管道系统及排水管道系统的噪声来源进行了分析，并针对噪声的不同来源分别提出了相应的控制措施，对于降低建筑给排水噪声具有一定的意义。

关键词：高层住宅；室内排水；管道；噪声

0引言

随着我国城市建设和建筑业的迅速发展，对建筑的人居环境要求也越来越高。建筑排水管材及管件噪声已成为民用建筑噪声最主要的噪声源之一，目前绝大多数普通排水管材及管件排水时所产生的噪音远大于40dB，超过国标GBJ118-88《民用建筑隔声设计规范》中住宅噪音的规定，严重影响人们的日常生活。鉴于此，市场上涌现了大批隔音消音管材、降噪管材及管件，品种繁多，质量良莠不齐，针对此种情况，国家建筑材料测试中心申请制定了国内首个建筑排水系统噪声测试方法标准《建筑排水管道系统噪声测试方法》(CJ/T312-2009)，通过该标准的测试方法，对不同排水管材和管件的降噪效果进行甄别。国家建筑材料测试中心也结合该标准出台建造了国内首个建筑排水系统噪声测试试验室。

2给排水系统噪声来源

2.1增压设备产生的噪声

增压设备噪声是指因水泵机组、空气压缩机等设备运行过程中发生机械振动而产生的噪声。其中，尤以水泵机组噪声最为严重。水泵机组噪声的产生源有以下四种:1)水泵运行过程中自身产生的噪声；2)由于水泵振动导致管道谐振产生的噪声；3)电气设备运行产生的噪声；4)水泵运行过程中水流运动引起的噪声[1]。

2.2给水管道系统噪声来源

1)水流噪声。水流噪声的产生与水流速度密切相关。水流噪声有水流与沿程管壁摩擦产生的噪声和水流流经部分管道局部配件时，因速度或流向变化产生的噪声。此外，给水附件如水龙头在开启时水流冲击受水器具以及水流与空气摩擦也会产生噪声。

2)水锤噪声。由于水泵的启停以及卫生器具的给水配件快速启闭时，管道中水流速度发生急剧变化，使管道内压力发生巨大的波动，使管道产生共振发出的噪声，称为水锤噪声。此外，水锤的破坏性很大，会损坏给水管道、阀门等，严重时甚至会使水管破裂。

3)气蚀噪声。管道中的水在受热作用下温度升高，水中溶解的空气会不断被释放出来形成气泡。这些气泡运动到高压处时由于体积被压缩，气泡发生破裂产生噪声，而且在气泡破裂的同时，液体质点以很高的速度填充由于破裂而产生的空穴，在极短时间内产生很强烈的水击作用，并以很高的冲击频率打击金属表面产生噪声。

2.3排水管道系统的噪声来源

建筑内部排水管道系统是按重力非满管流设计的，污水在管道中是水、气、固三种介质的复杂运动，管内自由水面和气压不稳定，故易产生噪声。

1)排水立管中的噪声。在排水横管与排水立管交接处的水流形成水舌的阻隔下，水流下落会形成急剧随机变化的两种状态，即旋转水膜层及气塞流。此现象促使立管中气体压缩或膨胀。水流与排水管壁、气流相撞击而发出噪声[3]。

2)排水横干管中的噪声。排水由立管进入横管时，由于水流方向发生变化冲击管壁产生噪声。此外排水横管中出现水跃和横管中气压波动使水封破坏均会产生噪声。

3试验设施

3.1试验室

试验室分上下两层混响室，每层两个房间，分别为声源室和接收室，声源室和接收室中间为试验墙，试验室的基本结构如图1所示:

1–进口；2–固定装置；3–声源室1；4–声源室2；5–接收室1；6–接收室2

每个试验室室内高度(2.8m)，空间体积50m3。试验墙宽度4m。试验墙用来安装和固定排水管道系统，天花板和地板上开口用于安装试验管材及管件。这种组合四个相邻混响试验室可同时测量排水时对相邻两层分别产生的空气声和结构声。

图1实验室剖面图及管道系统安装示意

3.2给排水管道系统

给排水管道系统是噪声试验室的重要组成部分，它为噪声测试提供必备的试验设施。标准要求噪声测试排水使用五种恒定流量:0.5L/s；1L/s；2L/s；4L/s；8L/s，流量上限取决于管道内径。

在测量时间Tm过程中，流量控制在规定值的±5%范围内。

依试验室建筑结构和试验要求设计给排水系统总体方案和总体布局，经过多种方案的筛选和优化组合，从系统性能、控制操作、维修对策到工艺协调等多方面研究考察确定下面的最佳设计方案:

该系统主要由水源、动力源水泵、管线、阀组(含手动截门、电磁阀、电动阀)、贮水箱(含主水箱和地沟水箱)、流量计、被测管材等组成。系统简图如图2所示:

管道设备布局的合理性为噪声测试工作起到关键作用，按照建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)和试验室实际状况确定水源位置，被测管材进水口附近配主水箱(贮水量约3T)，其由上水动力装置-水泵进行供水备排水所需。

3.3给排水试验操作

噪声测试试验开始前为高层的主水箱注水，注满一定水位后停泵，继而进行下步的排水噪声检测试验，上水和排水过程按步相互独立完成。进行排水试验操作时，用电控每次开启一路管线，其它管路保持关闭，水流从主水箱流出经过对应流量的管道流入到被测管材，管材排水过程中产生的噪声由声学设备采集、测量后经数据处理得到被测管材结构声和空气声的测量结果，完成建筑排水管材管件的噪声测试。水流可以手动关停也可以自动定时关停。试验室底层地沟水箱是循环水箱(贮水量约1T)既为主水箱供水同时兼做为管材排水回流处。试验要求提供5组恒定水流量，选用手动闸阀和电磁(动)阀组合配合使用。小流量选电磁阀，大流量选电动阀，在管路上安装五组分支设定五组流量分别独立运行，每组管路开始运行时用手动闸阀调节，出阀管路流量基本恒定在要求的设定值，即试验所需的流量，这样方便满足系统的多流量输出需求。其流量精度也能保证在5%规定值范围内。

4设计特点与工程实施

本给排水系统设计操作简便直观，调网工作变为简单的流量分配，实现一对一流量排水。管路数量和流量种类一样多，管径大小不等，使用变径。由于5组流量范围从0.5L/s到8L/s，测量范围较宽，选用抗干扰能力强，测量可靠，精度高，流量测量范围广的智能电磁流量计测量管路5种流量的输出。在流量计附近还设有旁路作为标定回路，对流量计进行标定。水流经过标定管路出水，出水流量可用称重法计量标定。另外，排水过程是从主水箱出水为静压出水而非泵直接供水(有压出水)按恒定流量流入到被测管材中，满足《建筑排水管道系统噪声测试方法》标准规定要求，整个给排水系统正常稳定工作。

4结束语

按上述给排水系统设计方案对给排水设备安装施工，包括地沟水箱、主水箱的加工安装，自吸水泵、各种阀门的安装，管路布线施工等。管道施工安装敷设方面，管道布置、管架、支架、吊架的安装等都与试验室土建施工一起统筹规划；给排水系统与实验室标准配置—“接收室”和“声源室”布置合适的位置关系，在进行噪声测试声源采集时，供水系统动力源自吸泵不工作，排除了水泵自噪音对管材噪声测试的影响。给排水系统管材管件与被测排水管材联接合理。给排水设备安装工程结合试验室土建施工一并完成。经过试验测试，设计和施工均完全满足试验要求，使整个工程项目—“建筑排水管道系统噪声测试”达到很好的试验效果。

参考文献

[1]庞治邦,韩宏.建筑给排水系统中噪声的产生及控制[J].山西建筑,2016,42(09):205-206.

[2]王士良,朱生高,邓宇,张得勇,蒋荃,林文.新型建筑排水低噪声PVC-U管道系统噪声研究[J].中国建筑金属结构,2015(06):79-80.

[3]张璐璐.民用建筑给排水系统噪音治理的研究与实践[J].智能建筑,2014(04):78-80.

[4]王海燕.探析建筑给排水问题[J].江西建材,2013(04):137-138.