建筑給排水管道噪聲分析及控制探討

王順江

北京住總第一開發建設有限公司 北京 100029

引言

目前行業內對給排水管道噪聲提出了嚴格標準，各企業在建筑給排水施工中必須將管道噪聲控制作為關鍵任務，嚴格參考行業規范并考慮實際情況，采取專業化管道降噪處理。當前工程市場上給排水管道噪聲控制受到了人們的廣泛關注，陸續出現了很多新材料、新方法，實際的工作中相關人員需持續創新，將給排水管道噪聲控制在正常標準。

1 建筑給排水管道噪聲來源

1.1 增壓設備產生的噪聲

建筑給排水管網的構成復雜，其中不僅包含各類型管道，還涉及很多專業化設備，如水泵機組、空氣壓縮機等增壓設備，這類型設備在整個管網系統內承擔著重要的任務，能保障給水與排水的便捷性、高效性。但由于這些設備的結構特點及運行原理，運行中的機械振動是造成管道噪聲的一大因素，特別是水泵機組的噪聲對人們的影響較大，其噪聲來源具體為：水泵運行、水泵振動引發管道諧振、電氣設備運行、水泵運行時水流運動。

1.2 給水管道系統噪聲來源

1.2.1 水流噪聲。水流噪聲指的是水體流動下形成的噪聲，這一噪聲來源決定了水流速度大小關乎噪聲的大小及危害程度。建筑給水系統運行中的水流噪聲有多種表現：水流沿管壁流動，在流動的同時與管壁存在摩擦作用，而此作用有噪聲；水流并不固定，當流經特殊配件時速度異常波動，當流速增大時噪聲也同步增大；水龍頭等給水部件啟動的情況下，水流沖擊受水器具或者水流與空氣摩擦所引起的噪聲。

1.2.2 水錘噪聲。在給水管網中水錘噪聲的出現頻次較高，這一現象就是水泵或衛生器具給水配件開啟或者關閉情況下瞬時水流速度、管道壓力波動引發的管道共振，這種噪聲不僅會影響人們的生活，也會損壞相關部件。

1.2.3 氣蝕噪聲。給水管道中的水一旦受熱，將逐步從低溫轉為高溫，高溫狀態下水中溶解的空氣逐步被釋放出來并產生無數氣泡。這些氣泡并非固定于某一特定位置，在持續的位置移動中往往會達到高氣壓處，導致氣泡破裂產生噪聲。與此同時，氣泡破裂時液體質點高速填充破裂空穴，在瞬間將存在較大的水擊作用力，在高沖擊頻率打擊金屬表面時噪聲較大。

1.3 排水管道的噪聲來源

建筑給排水管網中排水管道承擔著較大的排水任務，結合其管網特征，一般以重力非滿管流設計，污水管道內包含不同形式的介質運動，管內自由水面、氣壓持續波動，管道噪聲無法避免。首先，排水立管中的噪聲，多產生于排水橫管與立管的交接處，因為該位置的水流運動形式特殊，急速變小的水流速度使該部位有旋轉水膜、氣塞流，誘發立管氣體的膨脹、壓縮；水流與管壁、管內氣流有相互之間的接觸與碰撞，也有噪聲產生[1]。其次，排水橫干管噪聲，排水管網中的污水經由立管進入橫管時，水流方向變化明顯，因為水流對管壁的沖擊也會形成噪聲。

2 建筑給排水管道噪聲控制策略

2.1 泵房噪聲的控制

建筑給排水管道噪聲的一大來源為水泵機房中的設備運行噪聲，根據其噪聲產生特點，一般可采取以下控制方式。

2.1.1 聲源控制。針對管道噪聲的控制，聲源控制為源頭上的控制方法，也最為有效。泵房噪聲的聲源控制主要可采用以下方法：①結合現場實際情況，將泵房布置在一個相對獨立的空間，如不具備獨立布置泵房的條件，可將其布置在地下室最底層，以通過這一布置方式來減小噪聲對低層住戶的干擾。國家現行的相關標準中明確指出，如有必要在布置泵房時可增設多孔吸音板[2]。②注意選擇符合降噪規范的水泵，如可選用低轉速水泵，電機轉速盡量不超1450r/min。當然，在條件允許的情況下可配備變頻泵，以使自動控制模塊可根據水泵運行情況來調整有關參數，減小噪聲。

2.1.2 傳播途徑控制。針對給排水管道噪聲的控制，如從傳播途徑角度分析，主要可采取以下控制方式：①選擇恰當的隔振元件，為保障隔振元件與水泵的高度匹配性，有關人員必須考慮水泵本身的工作情況、運行原理。②在水泵吸水管、出水管上分別安裝隔振元件，但需保障安裝位置的正確性。③特殊部位采取特殊處理方式，因為一些管道噪聲由固體傳聲引起，就需要消除這一傳聲條件，如選用彈性吊架、彈性托架或者隔振支架等管道支吊架，水泵出水管穿墻與樓板處、棟樓與管外壁之間可填充彈性材料阻斷聲音傳播途徑。

2.2 給水管道的噪聲控制

2.2.1 嚴格控制水流速度與壓力。給水管道要減少噪聲，可適當降低水流流速與壓力。根據設計經驗，如果管道中的水流速度較大，超出正常設計值，就具備水錘噪聲的行程條件，與此同時，較大的水流速度也使水流對有關部件有較大沖擊，且水流還與空氣有巨大摩擦，這些都是引發噪聲的直接因素。相關人員在給水管道施工中需嚴格參考行業內的有關標準，將水壓與水流流速控制在合理范圍內，如各分區最低衛生器具配水點靜水壓應在0.45以下，一旦入戶管或者配水橫管的靜水壓超過0.35MPa，需增設減壓閥，不僅需保障減壓閥型號的正確性，還需將其安裝在合適的位置，以發揮其應有的作用[3]。

2.2.2 水錘噪聲控制。水錘為管道中一種相對常見的現象，結合其產生原因，水的動量為主要因素，存在沖量定理的關系。為控制水錘噪聲，就需要減弱水錘作用，水錘能引起管道共振形成噪聲，就需要采取減小管道振動的處理方式，具體可采取控制水流速度、延長作用時間的方式。因此，實際工作中有關人員不僅需根據具體情況來確定水流速度，也需要在特殊位置，如閥門、水嘴等出水口的給水配件注意控制啟閉速度。

2.2.3 給水管道的布局設置。給水管道的噪聲控制中，相關人員也需保障管道布局的合理性，以減弱管道對人們生活的影響。如有關人員在布置給水管道時應根據現場具體情況，將管道布局在與臥室、辦公室、錄播室等距離較遠的區域。當然，在布局給水管道時施工人員也需要分析建筑物的整體布局，應確保給水管道既能滿足基本的用水需求，又能降低噪聲。

2.2.4 嚴格控制給水管道及其配件的選材。目前市場上的管材類型相對較多，相關人員在實際的工作中需結合具體需求來選用管材，從控制噪聲的角度施工人員可選用高密度給水管道、衛生器具，以從根本上減小水流的振動。此外，在給水系統中的管道支吊架起著支撐作用，為發揮其應有的作用，相關人員需結合現場的管道情況來配置，確保管道支吊架的相關參數符合要求。

2.2.5 設置排氣閥。管道中空氣也會引起噪聲，為此就需要在給水管道施工中做好排氣處理，施工人員需靈活應用排氣閥。目前市場上的自動排氣閥具有優越的性能，在排氣方面非常便捷，將其布設于上行或下行管道間，能及時排氣，避免氣體過多、氣壓過大。但排水管網的規模龐大，并非僅有一個排氣閥就能達到排氣目標，一般需布設多個，為達到良好的排氣效果，有關人員需做好排氣閥布置位置、數量的管理。上行管道與下行管道的水流方向等各有特點，在布置排氣閥時需視具體情況而定。

2.2.6 管道與管卡間設立絕緣材料。建筑給水施工中為滿足用水需求，相關人員在鋪設給水管網時必須嚴格參考行業內的相關標準與規定。結合建筑給水施工經驗，給水管道常遇到穿過墻板、地板的情況，在這些位置要符合管道降噪要求，應做好特殊處理，如穿越墻壁時需在墻壁孔洞周圍使用絕緣材料，如可選用質地相對松軟的毛皮或者氈墊，用這些材料起到隔聲和減聲。如施工過程中管道鋪設于地板以下，應選用隔音較好的地板材料。

2.3 排水管道的噪聲控制

2.3.1 排水系統類型的選擇。建筑內排水管網的管線、配件數量龐大，為滿足高效排水的目標，系統內一般有單立管排水、雙立管排水、三立管排水幾種，三種方式相比較，雙立管排水和三立管排水系統中均有布設的專用通氣立管，在調整補氣體方式后，負壓區補充的空氣能在不經過的水舌的情況下流動，對抑制氣塞、減小噪聲非常有效，這一方式在高層建筑中應用較多。

2.3.2 排水橫干管中噪聲控制。針對這一方面的管道噪聲，有關人員在實際的工作中需在原有基礎上增大排水橫管的直徑，減小其長度，以從根本上減弱橫管噪聲。當然，也需采取其他處理方式，如排水橫管與立管的連接方面可優先選用大曲率彎頭，并設置器具或者環形通氣管。

2.3.3 配件的選用。橫管與立管連接部位的水流噪聲可通過調整排水水流的工況條件來控制，選擇恰當的配件來減弱噪聲：①排水橫支管、排水立管的連接部位安裝蘇維托制配件，使立管水流與橫支管水流均可在各自的隔間流動，保持獨立性，減小水流對管道的沖擊，并增大立管中的空氣流通性。②在排水立管與排水橫干管之間安裝下部特制配件，也減小立管水流速度。③為保持排水管道中壓力的穩定性，系統內的水封尤其是地漏水封應保障其高度在5cm之上。

2.3.4 排水管道的布局。同給水管道一樣，在控制排水管道噪聲時同樣也需考慮管道布局因素，如在實際的工作中未嚴格參考相關標準來布設排水管道，管道噪聲較大將嚴重影響人們的生活。根據實際經驗，建筑排水管道應盡可能布設于衛生間、廚房等對噪聲要求相對寬松的區域，嚴禁將排水管道布設在臥室、辦公室等附近。當然，從室內空間規劃的角度，衛生間、廚房應布局在與臥室、辦公室距離較遠的位置，或者無法保持遠距離布局，衛生間、廚房與臥室、辦公室等區域之間應設置隔音屏障。衛生間、廚房的用水量相對較大，一般可將其排水管道布置在與門口相近的位置，以控制排水管道長度，減小噪聲。

2.3.5 管道始端設置過濾裝置。排水管道噪聲大于給水管道的原因就是廢水中包含各種廢棄物，為此，從控制排水管道噪聲的角度，相關人員也可在排水管道的開始端增設過濾裝置，用該裝置過濾到水質中的各種廢棄物。過濾裝置一般包含兩種：裝置整體結構、功能相對簡單，用于過濾固體雜質；用于過濾廢水中的氣體雜質。

2.3.6 注意排水管道用材。排水管道的管材類型也是影響噪聲的重要因素，相關施工人員在具體的管道施工中應從降噪角度選用良好的管材。一般情況下，內壁光滑、耐彎性好、不易生銹的管材更能保障排水速率，且能減小水流與管道的摩擦。普通金屬管道很容易生銹，水流不暢，為此可選用高密度、內壁光滑的納米材料，減小摩擦、吸收聲波。在排水管道中也可選用鑄鐵管材，因為鑄鐵中的石墨能減緩振動，避免晶粒間振動能的傳遞，也就能起到減振降噪的效果。一些排水管道工程中選用了PVC-U螺旋管，這類型管材通過改變立管內壁表面形狀，不僅嚴格控制了污水的豎向流速，也將立管內的壓力保持在穩定狀態，對控制排水噪聲非常有效。

3 結束語

目前城市化進程加快的過程中，人們對建筑給排水管道的降噪處理提出了全新的要求，各企業在給排水管道施工中應綜合分析管道噪聲類型及原因，采取有效的控制措施減弱管道噪聲，提高給排水系統的運行水平。