探究建筑給排水管道噪聲的分析與控制措施

李海燕

摘 要：國內(nèi)城市化進(jìn)程加快，推動了建筑行業(yè)的發(fā)展，與此同時(shí)，建筑給排水行業(yè)也迎來發(fā)展的高峰期，無論住宅還是公建都需要安裝給排水管道和給排水設(shè)備，但其噪聲污染指數(shù)已受到人們的廣泛關(guān)注。建筑給排水的噪聲是一個(gè)難以徹底解決的問題，隨著人們對居住環(huán)境要求的不斷提高，設(shè)計(jì)與施工技術(shù)人員應(yīng)樹立整體環(huán)境意識，不遺余力地進(jìn)行分析與探討，結(jié)合新工藝，新材料和自身的工作經(jīng)驗(yàn)，具體情況具體分析，多方協(xié)作，爭取將建筑給排水的噪音降到最低，給人們創(chuàng)造一個(gè)安靜舒適的環(huán)境。對建筑給排水管道噪聲的分析展開探究，介紹了給排水噪音的產(chǎn)生的機(jī)理，并對提出的控制措施進(jìn)行詳細(xì)論述。

關(guān)鍵詞：建筑給排水;管道噪聲分析;控制措施;探究

中圖分類號： TU82? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2022）04-0120-03

0 引言

當(dāng)前，伴隨國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水平顯著提高，同時(shí)對建筑質(zhì)量提出嚴(yán)格要求，為改善居住環(huán)境，有必要對給排水管道噪聲進(jìn)行控制。雖然給排水管道噪聲問題已被相關(guān)人員熟知，但同樣需要提升自身的專業(yè)水平，通過大量實(shí)踐研究，制定出合理、科學(xué)的控制措施，進(jìn)而為居民提供一個(gè)舒適的生活工作環(huán)境。

1 建筑給排水管道噪聲的產(chǎn)生的來源

1.1 衛(wèi)生器具產(chǎn)生的噪聲

衛(wèi)生器具在工作過程中產(chǎn)生的相關(guān)噪聲主要分為兩點(diǎn)，首先是在沖水過程中產(chǎn)生的噪聲，其次是其在排水過程中產(chǎn)生的噪聲。沖水噪聲的概念指的就是衛(wèi)生器具在進(jìn)行沖水工作的時(shí)候，水流本身和水流在進(jìn)行沖擊衛(wèi)生器具器壁的工作時(shí)所發(fā)出的聲音。排水噪聲的含義主要指的是衛(wèi)生器具在排水過程中會有渦流，由此產(chǎn)生出的相關(guān)噪聲。

1.2 機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生的噪聲

相關(guān)的機(jī)械設(shè)備所產(chǎn)生出的噪聲只要包括兩點(diǎn)，首先是水泵機(jī)組，其次是相關(guān)的空氣壓縮機(jī)等相關(guān)設(shè)備產(chǎn)生的噪音。致使機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生噪聲的原因很簡單，主要是由于機(jī)械在振動過程中所導(dǎo)致的。主要發(fā)生噪聲的地點(diǎn)是在水泵房中，其與相關(guān)的水泵機(jī)械加工的具體組成部件，精度，水泵在工作過程中的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，流速等具體因素有關(guān)。這種噪聲的傳播渠道是通過泵房的維護(hù)結(jié)構(gòu)以及具體的管道然后傳導(dǎo)到室內(nèi)中來的。

1.3 給水管道產(chǎn)生的噪聲

（1）流水噪聲，一種是水流在流動過程中，沖刷管壁時(shí)候所發(fā)出的聲音，第二種是水流的斷面大小或者是管道在轉(zhuǎn)彎過程中，導(dǎo)致水流改變，致使水流（通過彎管接頭，四通，三通等）的過程時(shí)，具體的水流會對相關(guān)管壁造成比較大的沖擊，從而產(chǎn)生的管道噪聲。第三種是，當(dāng)水龍頭在打開的時(shí)候，會發(fā)出的相關(guān)的呼嘯的聲。

（2）氣蝕噪聲，產(chǎn)生的主要原因是由于在管道內(nèi)發(fā)生氣蝕情況進(jìn)而產(chǎn)生的爆破聲響。如果管道內(nèi)的壓力越大的話，與之相對應(yīng)氣蝕的聲音也會逐漸增大，相關(guān)的加熱設(shè)備把冷水加熱，此前在冷水中的空氣，會在管道的端口逐漸變成氣團(tuán)，氣團(tuán)會進(jìn)一步對輸水能力產(chǎn)生影響，當(dāng)汽水的相關(guān)混合物在經(jīng)過閥門和水龍頭處，也會發(fā)出很大的聲音。在集中熱水的相關(guān)給水系統(tǒng)中，這種噪音的發(fā)生率比較高。

（3）水錘噪聲，在壓力管道工作的過程中，水流速度發(fā)生明顯的變化導(dǎo)致很強(qiáng)的壓力交替升降的水力沖擊現(xiàn)象被稱為水錘，水錘在情況嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致管道損壞，此種情況通常在水龍頭開啟關(guān)閉的時(shí)候比較常見。

1.4 排水管道產(chǎn)生的噪聲

（1）一般情況下，由排水橫貫產(chǎn)生的噪聲是由排水系統(tǒng)中的衛(wèi)生器具將水排至橫管時(shí)水和管碰撞產(chǎn)生的，這種情況下排水橫管內(nèi)部的空氣和水躍會不斷波動，進(jìn)而出現(xiàn)水封冒泡的現(xiàn)象。

（2）排水橫支管內(nèi)部的水流入立管時(shí)，也會產(chǎn)生一定的噪聲。當(dāng)水從排水橫管內(nèi)部流到排水立管時(shí)候，水流和整個(gè)排水系統(tǒng)其他配件以及管道撞擊致使噪聲的產(chǎn)生。

（3）排水立管中也會出現(xiàn)噪聲較大的情況。一般情況下排水立管與橫管連接處的水流匯聚成水舌，受到阻隔作用后，使得其在下降時(shí)形成氣塞流及水膜層。水流層的變化促使排水立管中的氣體受阻，水流也有可能和排水管壁或氣流沖擊，出現(xiàn)較大的噪聲，噪聲的大小和管道材料有較大關(guān)聯(lián)。

2 給水管道和排水管道產(chǎn)生噪聲的機(jī)理

2.1 給水管道的噪聲產(chǎn)生的機(jī)理

給水管道的噪聲污染大多來源于水的流速與壓力。這是因?yàn)椴徽摵畏N事物之間的摩擦都能產(chǎn)生噪聲，水流與管道也是如此。加之水流速度與管道材質(zhì)、粗細(xì)都存在聯(lián)系。建筑樓層高低不一，故水流方向也能產(chǎn)生噪聲;給水管道的材質(zhì)各不相同，當(dāng)水流從該管道流向另一管道時(shí)，便能產(chǎn)生較大壓力，進(jìn)而產(chǎn)生噪聲。再或者是受到管道連接配件的影響，通常情況下，配件大多采用非平面造型，一旦水流流經(jīng)該處便出現(xiàn)振動產(chǎn)生噪聲。當(dāng)然，給水管道中的氣體同樣會產(chǎn)生噪聲。在管道的一側(cè)，空氣會順著水流進(jìn)入管道，而且還會發(fā)生變化，隨之壓力減少或者增大，上述變化主要通過管道配件的振動來釋放噪聲。

2.2 排水管道噪聲產(chǎn)生的機(jī)理

排水管道相比給水管道而言，除了排出廢水以外，產(chǎn)生噪聲的幾率較大。究其根源：

（1）排水管道中的廢棄物明顯多于給水管道，故產(chǎn)生的摩擦力大，噪聲大。

（2）為節(jié)省土地資源，城市建筑物大多為高層，為便于工作和生活，通常將排水管道安裝在衛(wèi)生間、廚房。為確保水位，要求管道地勢落差大，致使噪聲加劇。

（3）在衛(wèi)生器具排水過程中，氣體會隨水流產(chǎn)生氣壓，到排水管道的末端便會釋放出，此時(shí)就會產(chǎn)生噪聲。

（4）大部分衛(wèi)生器具為豎管，排水管道卻為橫管，從橫管至豎管的水壓最大，由于在水流與水壓的共同作用下，導(dǎo)致噪聲強(qiáng)度增加。而排水立管之所以產(chǎn)生噪聲，主要是因?yàn)榕潘畽M管和立管在形成水流的情況下形成水塞流或者是旋轉(zhuǎn)水膜流。上述狀態(tài)不是一成不變，相反會隨機(jī)發(fā)生變化，導(dǎo)致氣體膨脹甚至是壓縮。而當(dāng)水流和排水管相互沖擊時(shí)，便會產(chǎn)生噪聲，加之管材的強(qiáng)度不同。依照力學(xué)原理分析可知，假設(shè)水流為水膜流，排水效果最優(yōu)，而且噪聲小。水膜流的最終流速，也就是水膜流的最大流速，隨著排水量的增加，當(dāng)充水率超過1/3后形成水塞，水塞向下運(yùn)動，管內(nèi)氣體氣壓劇烈波動，導(dǎo)致水封破壞，整個(gè)排水系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。

2.3末端受水器噪聲產(chǎn)生的機(jī)理

給水管道末端受水器同樣會產(chǎn)生噪聲。當(dāng)水龍頭放水時(shí)，因水壓與水流控制存在差異，故也會出現(xiàn)噪聲。為減小此處產(chǎn)生的噪音應(yīng)選購抗壓性能強(qiáng)、靈活、易于控制水流的水龍頭，如此一來，水流不會湍急涌出，出現(xiàn)較大噪聲，而且還能延長管道的使用壽命[1]。

3 建筑給排水管道噪聲的控制措施

3.1 優(yōu)化給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1.1 噪聲問題設(shè)計(jì)

建筑給排水系統(tǒng)時(shí)，必須考慮減音防振。由于給排水系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)噪聲問題，面對該種情況，應(yīng)合理設(shè)計(jì)給排水管道，將自動排氣裝置設(shè)置在供水立管的合適位置，第一時(shí)間將管道內(nèi)產(chǎn)生的氣體排出，避免空氣受到水的影響產(chǎn)生噪聲。當(dāng)然，還能運(yùn)用單立管排水系統(tǒng)，主要是為減少立管內(nèi)產(chǎn)生的水流壓力。

3.1.2 預(yù)防水錘的產(chǎn)生

閥門和水嘴關(guān)啟時(shí)間越長，產(chǎn)生的噪聲越小，以免出現(xiàn)噪聲問題，在施工期間，應(yīng)將緩閉逆止閥設(shè)置在水管道的出口，主要是為控制閥門的關(guān)啟速度?；蛘呤窃诠艿纼?nèi)安裝水錘消除裝置，避免產(chǎn)生噪聲。

3.2 科學(xué)運(yùn)用水泵降低噪聲

3.2.1 科學(xué)選取水泵

由于水泵起著控制水量、水壓的作用，可以在一定程度上控制噪音的產(chǎn)生。眾所周知，水泵型號各種各樣，要求居民依照用水情況與樓層高度選取適宜的水泵。一般來說，對于用水量大、高樓層的居民能選取大功率水泵;相反，選用小功率水泵即可。在用水高峰期，能選用全開水泵;而在用水量小的時(shí)期，只需開幾臺水泵即可，不僅能控制噪音，還能節(jié)省水資源。

3.2.2 科學(xué)布局水泵

當(dāng)布局水泵時(shí)，需綜合考慮是否遠(yuǎn)離居住環(huán)境，一般適宜建設(shè)在附屬建筑物中。假如無法遠(yuǎn)離居住地，同時(shí)也沒有附屬建筑物當(dāng)支撐，應(yīng)將水泵安裝在主建筑地下室中，上層適宜開設(shè)對噪音污染沒有嚴(yán)格要求的房間。

3.2.3 水泵防振

在運(yùn)行期間，水泵振動主要借助地面與墻壁等進(jìn)行傳遞，故安裝水泵時(shí)應(yīng)減少其振動避免產(chǎn)生噪音。在途徑地板、墻壁時(shí)，若是存在洞口，應(yīng)使用氈墊或毛皮防振墊。同時(shí)在水泵出水口、進(jìn)水口安裝橡膠接頭使用支架作為支撐，目的是為控制水流壓力。此外，還可以在水泵下安裝減振器，使其符合減噪要求，最重要的是還能保護(hù)水泵。對于減震墊而言，橡膠和軟木最適宜，彈簧減振器的減振成效最優(yōu)。

3.3 給水管道噪聲控制對策

3.3.1 科學(xué)布局

合理布局給水管道給水管道是否科學(xué)布局，可以有效控制噪聲給居民日常生活帶來的影響。例如，將給水管道布局在遠(yuǎn)離臥式、辦公室等位置;整體布局時(shí)，需要綜合考慮廚房和衛(wèi)生間的給水管道，同樣應(yīng)遠(yuǎn)離臥式。

3.3.2 選擇合適的配件

選取符合要求的配件，為控制噪聲，建議不要采取快速啟閉的閥門，這是因?yàn)樵撆浼焖賳㈤]水流，進(jìn)而產(chǎn)生較強(qiáng)的氣壓，和管道進(jìn)行摩擦產(chǎn)生噪聲。選取密度大的給水管道材料，可以減輕水流振動，降低噪聲的產(chǎn)生。另外，應(yīng)嚴(yán)格依照要求選取支吊架，主要是為支撐給水管道，給水流減輕阻力。

3.3.3 合理安裝排氣閥

設(shè)置排氣閥為控制給水管道中氣體產(chǎn)生的噪聲，需要在上下行管道中間安裝排氣閥，至于數(shù)量與距離，必須結(jié)合地勢情況來明確。通常情況下，上行管道需要在最高端安裝排氣閥，目的是為控制因水流上升或下降帶來的氣壓，以免產(chǎn)生噪聲。而在下行給水管道則需要在供水最高端安裝排氣閥。

3.3.4 鋪設(shè)給水管道

管道和管卡之間放置絕緣材料鋪設(shè)給水管道時(shí)，需要穿過地板與墻壁。在穿墻過程中，需要在墻壁打洞的四周鋪設(shè)絕緣材料，該種材料一般為毛皮，主要是為減少管道和墻壁的摩擦，從而掩蓋水流和管道因摩擦產(chǎn)生的噪聲;若是管道處于地板下，便選取隔音成效好的材料。

3.3.5 降低出現(xiàn)水錘的概率

降低出現(xiàn)水錘的概率，出水口閥門、水嘴都不適宜使用快速閉啟配件重點(diǎn)是水流速度的明確。如果流速太大容易出現(xiàn)水錘，產(chǎn)生噪聲，嚴(yán)重?fù)p壞管道以及附屬配件;反之，流速太小，會浪費(fèi)管材。

3.4 排水管道噪聲的控制對策

和給水管道比較而言，雖然排水管道的水壓小，但需要排出大量廢棄物，較為復(fù)雜。具體從以下幾個(gè)方面著手：

3.4.1 合理布局排水管道

為控制排水管道的噪聲，要求將其布局在對噪音污染要求不嚴(yán)格的廚房或者衛(wèi)生間，不得布局在臥式;關(guān)于廚衛(wèi)的布局，應(yīng)遠(yuǎn)離臥式，或在廚衛(wèi)和臥式中間設(shè)置隔音墻。由于廚衛(wèi)用水量大，可以將其布局在門口附近，一方面能減少排水管道的長度，從源頭控制噪聲;另一方面，排水管道的布置和噪音大小有著密切聯(lián)系。

研究發(fā)現(xiàn)，直角少的排水管道有助于控制豎管和橫管之間產(chǎn)生的壓力，進(jìn)而達(dá)到減噪目的。根據(jù)通氣的方式室內(nèi)排水系統(tǒng)可劃分成頂通氣排水系統(tǒng)、雙立管排水系統(tǒng)、環(huán)形通氣排水系統(tǒng)，器具通氣排水系統(tǒng)等。在這幾種排水系統(tǒng)中雙立管排水系統(tǒng)普及程程最高，作用最為明顯，不僅能提升立管的整體排水能力，還能平衡管道內(nèi)產(chǎn)生的正負(fù)氣壓，降低氣塞出現(xiàn)幾率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)減噪，一般優(yōu)先被應(yīng)用于高層建筑，但成本高[2]。對于特殊單立管排水系統(tǒng)而言，不需留有其他通氣管，只需留有伸頂通氣管即可，在此期間，還應(yīng)在橫支管和立管連接位置設(shè)置特殊配件（如斜三通），為控制水流速度，減少立管中的壓力波動，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)減噪，在多層建筑中宜優(yōu)先采用。

3.4.2 在管道始端安裝過濾裝置

排水管道的噪聲之所以大于給水管道，主要是因?yàn)榍罢呋祀s了較多的廢棄物，針對該情況，應(yīng)在其始端安裝過濾裝置，為過濾管道中的雜質(zhì)。該過濾裝置被劃分為兩大部分，其一，設(shè)備簡單，主要過濾固體雜質(zhì);其二，用來過濾氣體，如此一來，既能減少固體雜質(zhì)帶來的阻力，也能降低氣壓。

3.4.3 排水管道選材

現(xiàn)如今，PVC-U塑料管已取代鑄鐵管，并被運(yùn)用于建筑工程中，但也面臨排水噪聲大、隔音效果差等問題，因而，部分地方會采取排水鑄鐵管，有的依照實(shí)際情況，選取密度大、隔音成效佳的塑料管，比如，PVC-U螺旋管。內(nèi)壁光滑，強(qiáng)耐彎性的管道有助于排水，而且還能控制因水流和管道摩擦產(chǎn)生的噪音，常規(guī)金屬管道易于生銹，不利于水的流動，因而需要選用高密度納米材料，降低摩擦，吸收聲波，避免產(chǎn)生噪音。同時(shí)排水立管最好布置在管道井內(nèi)或外面包裹一層吸音材料，可有效吸收噪音和振動，阻止管道振動波傳出，從而降低噪音。

3.4.4 使用符合要求的配件

從改善水流工況的角度出發(fā)，選用合適的配件。污水從排水橫支管排出后會進(jìn)入到排水立管中，在水流下降的過程中會伴隨著小部分氣體鄉(xiāng)下運(yùn)動，此時(shí)若無法快速補(bǔ)充氣體，就會使得排水立管出現(xiàn)負(fù)壓的情況，故可以調(diào)整橫支管與排水立管的角度?；蛘咴诙哌B接處運(yùn)用諸如導(dǎo)流葉片的特質(zhì)配件，以此來降低排水橫支管中水的流速，擠壓管道內(nèi)的氣他，有效減少了水躍現(xiàn)象的產(chǎn)生，從根本上降低了噪聲的產(chǎn)生。排水橫管和立管的連接材料可采取TY型或Y型三通，在一定程度上可以減少水流和管壁的沖擊，增加空氣減小噪聲。可采用兩個(gè)45°彎頭或者一個(gè)45°另外一個(gè)60°的彎頭，并設(shè)置支架護(hù)著支墩，以此來降低垂直角度所帶來的壓力;增大橫干管管徑或者彎頭的曲率半徑，減低水躍高度，使得水管內(nèi)諸如異徑，大曲率半徑，蛋型斷面的AD型底部接頭的底部特質(zhì)配件更加穩(wěn)定，改善橫干管的排水工況。要確保排水系統(tǒng)中的水封，抗擊排水管道的壓力波動。

4 結(jié)語

綜上所述，在建筑工程中給排水管道設(shè)備占至關(guān)重要的地位，其作為重要構(gòu)成部分，產(chǎn)生的噪音會直接影響到人們的使用體驗(yàn)，這是因?yàn)榻o排水系統(tǒng)較為復(fù)雜，容易受到多種因素的影響。所以，無法全部消除噪音。但站在科學(xué)發(fā)展觀的角度上來看，不論布局、選材，還是選取配件，都應(yīng)認(rèn)真對待?？偨Y(jié)產(chǎn)生噪聲的原因，并采取科學(xué)的控制措施爭取將噪聲降低至合理范圍，從而提高居民的居住質(zhì)量，改善生活環(huán)境，最終推動建筑行業(yè)的全面發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 丁赫.建筑給排水管道噪聲分析與控制[J].中外企業(yè)家，2019 （1）：87.

[2] 何紅宇.關(guān)于給排水管道噪聲的來源、分析及控制的研究[J].民營科技，2012（4）：314.