建筑给排水管道噪声分析及控制探讨

王顺江

北京住总第一开发建设有限公司 北京 100029

引言

目前行业内对给排水管道噪声提出了严格标准，各企业在建筑给排水施工中必须将管道噪声控制作为关键任务，严格参考行业规范并考虑实际情况，采取专业化管道降噪处理。当前工程市场上给排水管道噪声控制受到了人们的广泛关注，陆续出现了很多新材料、新方法，实际的工作中相关人员需持续创新，将给排水管道噪声控制在正常标准。

1 建筑给排水管道噪声来源

1.1 增压设备产生的噪声

建筑给排水管网的构成复杂，其中不仅包含各类型管道，还涉及很多专业化设备，如水泵机组、空气压缩机等增压设备，这类型设备在整个管网系统内承担着重要的任务，能保障给水与排水的便捷性、高效性。但由于这些设备的结构特点及运行原理，运行中的机械振动是造成管道噪声的一大因素，特别是水泵机组的噪声对人们的影响较大，其噪声来源具体为：水泵运行、水泵振动引发管道谐振、电气设备运行、水泵运行时水流运动。

1.2 给水管道系统噪声来源

1.2.1 水流噪声。水流噪声指的是水体流动下形成的噪声，这一噪声来源决定了水流速度大小关乎噪声的大小及危害程度。建筑给水系统运行中的水流噪声有多种表现：水流沿管壁流动，在流动的同时与管壁存在摩擦作用，而此作用有噪声；水流并不固定，当流经特殊配件时速度异常波动，当流速增大时噪声也同步增大；水龙头等给水部件启动的情况下，水流冲击受水器具或者水流与空气摩擦所引起的噪声。

1.2.2 水锤噪声。在给水管网中水锤噪声的出现频次较高，这一现象就是水泵或卫生器具给水配件开启或者关闭情况下瞬时水流速度、管道压力波动引发的管道共振，这种噪声不仅会影响人们的生活，也会损坏相关部件。

1.2.3 气蚀噪声。给水管道中的水一旦受热，将逐步从低温转为高温，高温状态下水中溶解的空气逐步被释放出来并产生无数气泡。这些气泡并非固定于某一特定位置，在持续的位置移动中往往会达到高气压处，导致气泡破裂产生噪声。与此同时，气泡破裂时液体质点高速填充破裂空穴，在瞬间将存在较大的水击作用力，在高冲击频率打击金属表面时噪声较大。

1.3 排水管道的噪声来源

建筑给排水管网中排水管道承担着较大的排水任务，结合其管网特征，一般以重力非满管流设计，污水管道内包含不同形式的介质运动，管内自由水面、气压持续波动，管道噪声无法避免。首先，排水立管中的噪声，多产生于排水横管与立管的交接处，因为该位置的水流运动形式特殊，急速变小的水流速度使该部位有旋转水膜、气塞流，诱发立管气体的膨胀、压缩；水流与管壁、管内气流有相互之间的接触与碰撞，也有噪声产生[1]。其次，排水横干管噪声，排水管网中的污水经由立管进入横管时，水流方向变化明显，因为水流对管壁的冲击也会形成噪声。

2 建筑给排水管道噪声控制策略

2.1 泵房噪声的控制

建筑给排水管道噪声的一大来源为水泵机房中的设备运行噪声，根据其噪声产生特点，一般可采取以下控制方式。

2.1.1 声源控制。针对管道噪声的控制，声源控制为源头上的控制方法，也最为有效。泵房噪声的声源控制主要可采用以下方法：①结合现场实际情况，将泵房布置在一个相对独立的空间，如不具备独立布置泵房的条件，可将其布置在地下室最底层，以通过这一布置方式来减小噪声对低层住户的干扰。国家现行的相关标准中明确指出，如有必要在布置泵房时可增设多孔吸音板[2]。②注意选择符合降噪规范的水泵，如可选用低转速水泵，电机转速尽量不超1450r/min。当然，在条件允许的情况下可配备变频泵，以使自动控制模块可根据水泵运行情况来调整有关参数，减小噪声。

2.1.2 传播途径控制。针对给排水管道噪声的控制，如从传播途径角度分析，主要可采取以下控制方式：①选择恰当的隔振元件，为保障隔振元件与水泵的高度匹配性，有关人员必须考虑水泵本身的工作情况、运行原理。②在水泵吸水管、出水管上分别安装隔振元件，但需保障安装位置的正确性。③特殊部位采取特殊处理方式，因为一些管道噪声由固体传声引起，就需要消除这一传声条件，如选用弹性吊架、弹性托架或者隔振支架等管道支吊架，水泵出水管穿墙与楼板处、栋楼与管外壁之间可填充弹性材料阻断声音传播途径。

2.2 给水管道的噪声控制

2.2.1 严格控制水流速度与压力。给水管道要减少噪声，可适当降低水流流速与压力。根据设计经验，如果管道中的水流速度较大，超出正常设计值，就具备水锤噪声的行程条件，与此同时，较大的水流速度也使水流对有关部件有较大冲击，且水流还与空气有巨大摩擦，这些都是引发噪声的直接因素。相关人员在给水管道施工中需严格参考行业内的有关标准，将水压与水流流速控制在合理范围内，如各分区最低卫生器具配水点静水压应在0.45以下，一旦入户管或者配水横管的静水压超过0.35MPa，需增设减压阀，不仅需保障减压阀型号的正确性，还需将其安装在合适的位置，以发挥其应有的作用[3]。

2.2.2 水锤噪声控制。水锤为管道中一种相对常见的现象，结合其产生原因，水的动量为主要因素，存在冲量定理的关系。为控制水锤噪声，就需要减弱水锤作用，水锤能引起管道共振形成噪声，就需要采取减小管道振动的处理方式，具体可采取控制水流速度、延长作用时间的方式。因此，实际工作中有关人员不仅需根据具体情况来确定水流速度，也需要在特殊位置，如阀门、水嘴等出水口的给水配件注意控制启闭速度。

2.2.3 给水管道的布局设置。给水管道的噪声控制中，相关人员也需保障管道布局的合理性，以减弱管道对人们生活的影响。如有关人员在布置给水管道时应根据现场具体情况，将管道布局在与卧室、办公室、录播室等距离较远的区域。当然，在布局给水管道时施工人员也需要分析建筑物的整体布局，应确保给水管道既能满足基本的用水需求，又能降低噪声。

2.2.4 严格控制给水管道及其配件的选材。目前市场上的管材类型相对较多，相关人员在实际的工作中需结合具体需求来选用管材，从控制噪声的角度施工人员可选用高密度给水管道、卫生器具，以从根本上减小水流的振动。此外，在给水系统中的管道支吊架起着支撑作用，为发挥其应有的作用，相关人员需结合现场的管道情况来配置，确保管道支吊架的相关参数符合要求。

2.2.5 设置排气阀。管道中空气也会引起噪声，为此就需要在给水管道施工中做好排气处理，施工人员需灵活应用排气阀。目前市场上的自动排气阀具有优越的性能，在排气方面非常便捷，将其布设于上行或下行管道间，能及时排气，避免气体过多、气压过大。但排水管网的规模庞大，并非仅有一个排气阀就能达到排气目标，一般需布设多个，为达到良好的排气效果，有关人员需做好排气阀布置位置、数量的管理。上行管道与下行管道的水流方向等各有特点，在布置排气阀时需视具体情况而定。

2.2.6 管道与管卡间设立绝缘材料。建筑给水施工中为满足用水需求，相关人员在铺设给水管网时必须严格参考行业内的相关标准与规定。结合建筑给水施工经验，给水管道常遇到穿过墙板、地板的情况，在这些位置要符合管道降噪要求，应做好特殊处理，如穿越墙壁时需在墙壁孔洞周围使用绝缘材料，如可选用质地相对松软的毛皮或者毡垫，用这些材料起到隔声和减声。如施工过程中管道铺设于地板以下，应选用隔音较好的地板材料。

2.3 排水管道的噪声控制

2.3.1 排水系统类型的选择。建筑内排水管网的管线、配件数量庞大，为满足高效排水的目标，系统内一般有单立管排水、双立管排水、三立管排水几种，三种方式相比较，双立管排水和三立管排水系统中均有布设的专用通气立管，在调整补气体方式后，负压区补充的空气能在不经过的水舌的情况下流动，对抑制气塞、减小噪声非常有效，这一方式在高层建筑中应用较多。

2.3.2 排水横干管中噪声控制。针对这一方面的管道噪声，有关人员在实际的工作中需在原有基础上增大排水横管的直径，减小其长度，以从根本上减弱横管噪声。当然，也需采取其他处理方式，如排水横管与立管的连接方面可优先选用大曲率弯头，并设置器具或者环形通气管。

2.3.3 配件的选用。横管与立管连接部位的水流噪声可通过调整排水水流的工况条件来控制，选择恰当的配件来减弱噪声：①排水横支管、排水立管的连接部位安装苏维托制配件，使立管水流与横支管水流均可在各自的隔间流动，保持独立性，减小水流对管道的冲击，并增大立管中的空气流通性。②在排水立管与排水横干管之间安装下部特制配件，也减小立管水流速度。③为保持排水管道中压力的稳定性，系统内的水封尤其是地漏水封应保障其高度在5cm之上。

2.3.4 排水管道的布局。同给水管道一样，在控制排水管道噪声时同样也需考虑管道布局因素，如在实际的工作中未严格参考相关标准来布设排水管道，管道噪声较大将严重影响人们的生活。根据实际经验，建筑排水管道应尽可能布设于卫生间、厨房等对噪声要求相对宽松的区域，严禁将排水管道布设在卧室、办公室等附近。当然，从室内空间规划的角度，卫生间、厨房应布局在与卧室、办公室距离较远的位置，或者无法保持远距离布局，卫生间、厨房与卧室、办公室等区域之间应设置隔音屏障。卫生间、厨房的用水量相对较大，一般可将其排水管道布置在与门口相近的位置，以控制排水管道长度，减小噪声。

2.3.5 管道始端设置过滤装置。排水管道噪声大于给水管道的原因就是废水中包含各种废弃物，为此，从控制排水管道噪声的角度，相关人员也可在排水管道的开始端增设过滤装置，用该装置过滤到水质中的各种废弃物。过滤装置一般包含两种：装置整体结构、功能相对简单，用于过滤固体杂质；用于过滤废水中的气体杂质。

2.3.6 注意排水管道用材。排水管道的管材类型也是影响噪声的重要因素，相关施工人员在具体的管道施工中应从降噪角度选用良好的管材。一般情况下，内壁光滑、耐弯性好、不易生锈的管材更能保障排水速率，且能减小水流与管道的摩擦。普通金属管道很容易生锈，水流不畅，为此可选用高密度、内壁光滑的纳米材料，减小摩擦、吸收声波。在排水管道中也可选用铸铁管材，因为铸铁中的石墨能减缓振动，避免晶粒间振动能的传递，也就能起到减振降噪的效果。一些排水管道工程中选用了PVC-U螺旋管，这类型管材通过改变立管内壁表面形状，不仅严格控制了污水的竖向流速，也将立管内的压力保持在稳定状态，对控制排水噪声非常有效。

3 结束语

目前城市化进程加快的过程中，人们对建筑给排水管道的降噪处理提出了全新的要求，各企业在给排水管道施工中应综合分析管道噪声类型及原因，采取有效的控制措施减弱管道噪声，提高给排水系统的运行水平。