探讨建筑给排水中噪音污染问题及处理措施

时间：2024-07-28

刘维禄

(南昌航空大学环境与化学工程学院给排水系)

随着现代人生活水平的提高、环境意识的增强，人们对于工作和居住环境的噪声问题越来越重视。有关文献指出，发达国家中人们在室内滞留的时间已占全天的90%，人们对室内环境的要求也越来越高。除了对室内装璜、照明、温湿度、空气洁净程度等提出了一定的要求外，人们对室内声环境也有了较高的要求，它关系到人们的安全、健康、效率、舒适等等。建筑给排水噪声对人们生活的影响已不容忽视。建筑内部给排水系统的噪声是建筑噪声最主要的来源之一，直接影响着人们的正常生活和工作。所以如何防治室内噪声、减小噪声，显得非常必要。

1 室内给排水噪音的来源分析

1.1 给水系统产生的噪声

给水管道产生的噪声主要有流速变化引起的噪声、气蚀噪声和设备噪声。(1)流速变化引起的噪声，水流冲击使管道产生振动而发出的声音，或者水流断面大小改变或管道突然拐弯改变水流方向而产生噪声，当水流速度过大或阀门等控制附件启闭速度过快时，也会产生噪声。流速和局部阻力越大，产生的流水噪声越大。(2)气蚀噪声是指管道内产生气蚀现象时而产生的爆破声音。主要发生在集中热水的下行上供给水系统中。加热器将冷水加热，原来溶于冷水中的空气离析积聚，在下行上供的最高出水口处形成气团，当出水口处的放水阀门开启时，水、气发生冲击，产生噪声。管道内压力越高，气蚀噪声就越大。(3)设备噪声∶①卫生设备的噪音，在卫生器具充水时，由于水流冲击器壁或水体而产生噪声，同时水龙头开启时的啸叫声以及卫生器具的给水配件快速启闭时产生的噪声。这种噪声与阀门、水嘴等给水配件突然起闭的时间有关。②机械设备的噪声。主要发生在加压泵房中，机械噪声是由水泵运转时机械振动产生的噪声，它与水泵机械加工的精度、构造、水泵的转速、扬程、流速等有关，这种噪声是通过泵房的维护结构及管道传导进入室内的。

1.2 排水系统产生的噪音［1］

(1)卫生器具产生的噪音，卫生器具排水时出现涡流并产生抽气声，特别是坐便器排水时因虹吸现象而发出噪声。若卫生器具内已存有水时，在开始排水和排水过程中，排水时所产生的噪声都不大。而在卫生器具内的水快排尽时，由于排水的水流卷带着空气一起排放，这时产生的噪声是由气塞流引起的。(2)排水横管中的噪声，主要是由于卫生器具排水至横管引起水体与横管壁的冲击噪声，排水横管中水跃(冲激流)作用和横管中压力波动(压力波动值大于水封高度)引起水封冒气泡发生的噪音。(3)排水立管中的噪声，是由排水横管与排水立管交接处的水流形成水舌的阻隔作用在下落过程中形成旋转水膜层及气塞流。这两种状态急剧地随机变化，使立管中空气体压缩、膨胀，水流在与排水管壁撞击的同时也与气流相互碰击，共同引发出噪声。排水流量和流速越大，管壁越薄，噪声越大。

2 给排水噪音的防治

防治噪声根本的办法是从声源上治理，即将发声体改造成不发声体。但是在许多情况下，由于技术上或经济上的原因，直接从声源上治理噪声往往是困难的。这就需要采用吸音、消音、隔音、减振等噪声控制技术。

2.1 给水系统噪音的防治［2］

2.1.1 控制给水管流速和压力

防治给水管道噪声的关键是流速和压力。水流的速度决定水流的噪声，噪声与流速成正比。管内水流速度的大小与管径成反比，与水头损失成正比。生活给水管道内的干管流速不宜大于1.5m/s，支管流速不宜大于1.0m/s。设计中可适当放大管径，选取较低的流速。为了控制噪声传播，给水管道固定时，管卡与管道之间宜装设5mm－8mm厚的橡胶绝缘垫或采用弹性支吊架。按规定设置管道支架，特别是采用塑料给水管时，要缩小支架间距。例如，给水水平管的管材若采用塑料管，则其支架的最大间距建议按表4确定。水平管支架间距的缩小可减小管道振动时产生的噪声。《建筑给水排水设计规范》规定∶住宅的静水压力不宜超过0.35MPa。对于用水泵直接供水的多层住宅供水系统，应准确计算泵的扬程，避免扬程过高。高层建筑应垂直分区供水，仅从防噪声要求角度讲，设计分区值宜取下限值，使下层管道系统的静水压力减小，从而避免水击形成压力冲击噪声。管道材料宜采用表面光滑而比重大的材料，管线尽可能走直线，减少转弯或用慢弯，避免突然放大或缩小，从而减小流水噪声和压力冲击噪声。在立管的最高点安装自动排气阀或在出水配件上装置空气混合器，以降低气蚀噪声。在水平支管上装设小型水锤消除器，对降低管路中的压力冲击噪声有很好的效果。

2.1.2 采用水流特性好的给水配件，例如采用充气式水嘴可减小水嘴哨叫声采用比重大的给水管及受水器，可减少管道及受水器的振动噪声。出水口的阀门、水嘴等不宜采用快速启闭的给水配件，以减少水锤噪声。在下行上供的热水管道中，供水立管最上端应设自动排气阀，及时排出立管中积聚的气体，避免水嘴开启时水、气发生冲击，产生爆破般的噪声。

2.1.3 控制泵房的噪声与振动泵房的机械噪声较大，应将水泵房尽量设在最底层的地下室，以减小空气传播的噪声;且不将泵房布置在高层住宅以外的房间。在泵房中，选用机械性能好、噪声低的水泵机组，并采用设有隔振垫或减振器的隔振基础。水泵的进出水口处设可曲挠减振接头。泵房内管道宜采用防振吊支架。这些措施均可降低泵房噪声。同时可从以下几方面考虑机组的隔声减振问题。

(1)降低水泵机组噪声，应优先选用低转速立式泵，电机转速不超过1540r/min为宜，或选用水冷式消音电机。通常情况下1540r/min的水泵噪声约为45dB;2900r/min的水泵噪声约为60dB。

(2)每个水泵机组应单独设置基础，防止产生共振。水泵基础宜采用重量大的基础，而且应设橡胶减振垫等进行隔振，从而减小振动噪声;水泵压水管上应加装水锤消除器。

(3)水泵进出管与吸水总管之间、出水管与出水总管之间都应设可曲挠橡胶接头，出水总管的吊架也应采用减振吊架，这样可以大大减小泵组噪声沿管道的传播。

(4)与水泵相连的管道、支架都应采取隔振措施;穿越泵房顶板或侧墙的管道都应安装套管，套管与管道之间填充不燃柔性材料。

(5)泵房的内墙应采用矿棉吸音板等吸音材料，设隔音门或将水泵机组放置在隔音机罩内。水泵房不宜设置直接对窗井的窗户。

2.2 排水系统噪声的控制

(1)排水管道噪音的控制，随着普通排水铸铁管道的淘汰，排水管道普遍使用塑料管道，但内壁光滑的UPVC管的隔音效果比铸铁管差，排水噪音要比铸铁管高约10Db。应尽量采用比重大且隔音性能好的排水管道，采用芯层发泡UPVC管道和UPVC螺旋管则能明显降低噪音。卫生器具布置时要尽量考虑使排水立管远离卧室和客厅。对于高层住宅优先采用双立管排水系统，即设置专用通气立管。双立管系统能有效增加立管的排水能力平衡排水立管内的正负气压，减少气塞现象，从而降低排水噪声。新型排水系统也能够降低排水管道噪声。新型排水系统的上部特制配件，具备控制立管形成理想空气芯、减缓立管内流速、防止横管水流剪断气流的功能;下部特制配件，能够减小水跃高度，稳定排水管内气压。水封冒气、涌动噪声，可以通过降低排水管内压力波动，保证水封高度来控制。

(2)卫生器具噪音的防治，尽量选用节水消音型。需要在地板上固定的卫生器具，应在器具底面铺设弹性橡胶绝缘层;与墙面有接触的卫生器具，应在接触面之间设橡胶绝缘层或橡胶异形件。设备的排水管宜使用柔性接口或柔性接头。在卫生间内布置洁具时，尽量把坐便器布置在与卧室不相邻的墙壁一侧。坐便器的噪声大小取决于其水路设计的合理性。坐便器的冲水方式分为虹吸式和冲落式。虹吸式分多种，其中虹吸漩涡式是虹吸和漩涡原理并用，噪声最小，在35dB以下;喷射虹吸式采用独特的喷射孔，所喷出的水引起强烈的虹吸作用，噪声较小;半虹吸式是介于虹吸式与冲洗式之间的设计，噪声较大。冲落式则是依靠水之落差将污物冲掉，构造最为简单，噪声最大，属淘汰产品。