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【摘要】本文主要针对住宅给排水管道噪声污染产生的原因进行分析，并提出一些防治办法。
【关键词】住宅给排水管道，噪声污染 ， 原因 ，防治办法
【 abstract 】 this paper mainly for residential water pipe noise pollution produce analysis of the causes, and put forward some prevention and cure measures.
【 key words 】 residential water supply and drainage pipe, noise pollution, cause, prevention and control measures
中图分类号：TU991.36 文献标识码：A 文章编号：
前言
随着人们生活水平的提高，人们对居住环境的要求越来越高，不再仅限于使用寿命的长短，对于给排水管道中的噪声也非常重视。因此，我们在住宅给排水施工设计中不仅要考虑管道的使用寿命，更要处理好管道中的噪声问题。
一、给排水噪声产生原因
1、零件设备和机械设备所产生的噪声
零件设备噪声是因为零件设备的安装不当，闸门、水龙头配件的松动等原因引起振动所产生的噪声。常见的有冲击噪声和振动噪声两种。冲击噪声指是是流速过大的水流通过松动的配件时，因为紊流作用和绕流旋涡使配件振动而产生的噪声，振动噪声指的是自闭冲洗阀关闭的时候，水击引起阀体振动而引起的噪声。
机械设备所产生的噪声主要包括空气压缩机、水泵机组和洗衣机等在运动中由于机械振动而产生的噪声。这类噪声通过基础和管道以及空气传播到各个地方。这其中水泵机组的噪声最为严重。同时，水泵的气蚀现象和停泵水锤也可以产生噪声，虽然这些噪声并不频繁发生，但同样不能忽视。
2、给水管道噪声
给水管道产生的噪声主要有水锤噪声、汽蚀噪声和机械噪声：1)水锤噪声属于水龙头出水振动噪声问题，又称为水锤效应。出水时，龙头内的密封水嘴截流了水管中的流水，水流被突然阻止而形成漩涡和湍流，破坏了流水的平稳性，在整段管路中造成对管壁的冲击，形成水管振动。振动通过刚性夹件传递给墙体、楼板、柱子等结构体，结构振动形成噪声辐射到房间室内。水锤噪声的大小与水管的管径、水压、龙头内水嘴的截流方式、水管的安装固定方式以及建筑结构情况均有密切关系。此效应还有—个特点，即在水管所在的卫生间中噪声可能并不大，可是却有可能对隔壁、上下楼邻居家卧室、居室内产生很大的干扰和影响。
这是因为振动源处卫生间总辐射表面积比受干扰房间总表面小，辐射能量也小的缘故。2)汽蚀噪声是指管道内产生汽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、气发生冲击而产生噪声。管道内压力越高，汽蚀噪声就越大。3)机械噪声。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围护结构及管道传导进入室内的。
3、排水管道噪声的产生
排水管道中的水流按非满流设计，有时会含有固体杂质，是水、气、固三种介质的复杂运动啪。相比给水而言，它的流动更为复杂。可以根据排水管道内污水管道的方向来分析其产生的噪声：
(1)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管壁冲击的噪声。排水横管中水跃和横管中空气波动引起水封冒气泡的噪声。
(2)排水横支管的水流流入立管时冲击连接配件(如T型管、十字型管等)产生噪声。
(3)排水立管中的噪声，是由于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，使立管中气体压缩或膨胀。水流在与排水管壁撞击的同时也与气流相撞击，共同发出噪声，其强度因管材的不同而不同。
二、噪声污染的防治办法
建筑给排水的噪声控制是一项系统t程，要从声源以及传播途径等方面来加以控制。就声源而言，要从产生噪音设备的设计、改革生产工艺以及改进操作方法等方而着手，这是降低给排水噪音的根本途径。就传播途径来说，要在规划设计阶段合理布置噪声源的位置，并且要将其传播方向指向对安静要求相对较低的场所，避免对居住以及工作场所等产生影响。
1、给水管材的选择
1）室内给水分区主干管
室内给水分区主干管，属给水系统的主要部分，包括分区内的横干管及立管，这一部分管道大多敷设在屋面保温夹层、吊顶、管道井、管窿内，采用支架固定，无需埋设。管径一般在25—63-80mm范围内，要求有高品质的耐久性、外观持久性、无腐蚀、无结垢、无泄漏、低噪声、卫生、寿命长、安装方便的管材。一般对工作压力要求：冷水200C、1．0MPa；热水：7a℃、1．0MPa，但热水管一般应采用公称压力1．6—2．0MPa的管材和管件。这一部分管材在施工中一次性安装，用量大，是给水管道的主干管，适合这一部分管材的塑料管有：硬聚氯乙烯(UPVC)，交联聚乙烯(PEX)，聚丙烯(PP—R、PP-C)，聚丁烯(PB)，丙烯晴一丁二烯一苯乙烯(ABS)；复合管材有涂塑钢管、钢塑复合管、孔网钢带塑料复合管。
2、卫生间等配水支管
这部分管材管径在16，25mm，一般为埋墙或埋地暗装，接点多。卫生问管道因卫生设备和用户装修标准的不同，安装程序上往往不由建筑施工方一次安装完成，而是用户自行在二次装修中完成这部分管道的安装。由于管道大多暗敷，对管材、管件、安装连接要求较高，但长期以来受市场管材质量的困扰以及安装施工人员素质良莠不齐等因素影响，这部分管道发生的问题最严重，影响人们的生活质量。因而也是给水管材中急需解决的问题。适合这一部分管材的塑料管有：高密度聚乙烯(HDPE)，交联聚乙烯(PEX)，聚丙烯(PP-R、PP-C)。聚丁烯(PB)等；复合管材有铝塑复合管、塑复铜管，涂塑钢管等。
3、给水引入管，室外给水、输水管
这类管管径大，要求强度高、耐压好、密封性好、耐腐蚀、水力条件好，安装简易，重量轻、寿命长。管径范围在50-200mm以上。适合这一部分管材的管材有：孔网钢带塑料复合管、ABS、UPVC，涂塑复合管、钢塑复合管。这类管材由于强度及耐压要求高，全塑料的管材为达到要求势必以增加壁厚的方式来达到目的。但同时在耗材、内径、水力条件、重量等方面受到影响。相对来说，复合管在这方面有一定的优势。孔网钢带翅料复合管以冷轧钢带和热塑性塑料为原料，外层和内层双面复合热塑料的一种新型压力管材，由于多孔薄壁钢管增强体被包覆在热翅性材料的连续相中，因此这种复合管具有钢管和塑料管各自的优点，又克服了一般复合管二者结合不紧的不足，具有刚性好，强度大，承压高。
2、科学选择排水管材
随着塑料管材的日益推广，以前传统的排水管材（铸铁排水管）已经基本不在施工中广泛使用，而是被各种各样的塑料管材所取而代之。排水塑料管具有以下优点：排水通畅、易于粘接、不易锈蝕、外表美观、重量轻、内壁光滑，广为用户喜爱。但同时塑料管材的缺点也非常明显，因为普通排水塑料管的管壁较薄，其隔音性能较差，有水在管内流动的时候，就会产生哗哗的流水声，尤其是在夜间，声响显得更为明显，直接影响了人们的正常生活。为避免塑料管材的上述缺点，在设计的时候要选择内壁带有螺旋塑料管的排水管材，螺旋管靠内壁上凸起的螺旋形导流线，可以起到降低噪声的作用,因为降低了流水噪声。
3、合理布置管道和房间
根据建筑声学原理要求，建筑平面以及给排水设备的布置应当合理，综合考虑。有给排水设备的房间，，诸如浴室、卫生问、厨房以及水泵房等尽量相邻，并且尽量远离起居室、卧室以及工作室。给排水设备的房间与起居审、卧室以及工作室可用客厅、饭厅相隔。给排水管道应当远离起居室、卧室和工作室，最好布置在管道井中，水泵房应尽可能布置在底层或地下室，并采用隔音效果良好的门和墙。除此之外，由于水泵机组在运行过程，通过基础和相连的管道将振动沿刚性地面、墙、柱、梁等传递得很远，对其必须进行防振处理。
4、给水管道噪声的控制
(1)合理确定水流的流速和压力。控制流速和压力是防治给水管道噪声的关键。管段的流量确定后，流速的大小将直接影响到管道系统技术、经济的合理性，流速过大易产生水锤，引起噪声，损坏管道或附件，并将增加管道的水头损失，提高建筑内给水管道所需的压力；流速过小，又将造成管材的浪费。高层建筑给水系统应采取竖向分区供水，一般按下列要求分区：住宅、旅馆其最低卫生器具的静水压宜为0.3—0.35MPa；办公楼、教学楼、商业楼宜为0.35—0.45MPa。
(2)为降低管道水流引发的振动噪声，可根据条件选用比重大的给水管材和卫生器具，并按规范设置管道支吊架。不同的管材有不同的支吊架间距要求；设计管道固定支架时，还应考虑承受管道温度变化而引起的胀缩力。
(3)为降低管道的气蚀噪声，上行下给式热水系统的配水干管最高处及向上抬高的管段应设自动排气阀；下行上给式系统可利用最高配水点放气，当入户支管上有分户计量表时，宜在各供水立管顶设自动排气阀。
(4)为降低水击引发的噪声，可增加管路开启或关闭时间，使过程延长，因此可采用缓开缓闭的给水配件；亦可在管路中装置各种安全瓣(如空气混合器等)，在水击发生瞬间可将部分水从管中放出，或把部分空气引入管中。
为了控制噪声的传播，给水管道在穿越楼板和墙时，管道外壁和洞口之间应填充弹性材料；敷设在墙槽内的管道，宜在管道外壁缠绕厚度不小于10mm的毛毡或沥青毡；管道的支吊架也应考虑隔振要求。
5、排水管道噪声的控制
1)排水立管及横管不应布置在起居室、卧室和工作室的邻墙上，最好布置在管道井内。2)排水横管排水工况不理想，流向的急剧改变和水跃产生的噪声，可加大横管管径和立管与横管连接弯头的曲率半径，或装设具有减小水跃高度、稳定排水管内气压功能的下部特制配件，以改善横管的排水工况来进行控制。3)洗涤器具及地漏在排水终了时帶人空气而导致的噪声，可设置环形通气管或器具通气管，减小横支管的长度和流速来进行控制。4）合理选用排水管材。排水塑料管有以下优点：内壁光滑、重量轻、外表美观、排水通畅、易于施工，而且不会生锈。但普通排水管管壁较薄，隔音性能差，管内有水流动时，特别是夜间，哗哗的流水声极为明显，影响人们正常的生活和休息。设计时应选用内螺旋塑料管或隔音空壁管。市场上新出现了一种纳米超静音排水管，通过加入特殊材料可以调整管材的密度和微观结构，吸收可闻及声波，阻止声波传出，降噪效果优于排水铸铁管。
结语
总之，噪声的危害人们的生活质量，建筑给排水工程的设计及施工技术人员应在舒适性和经济性间寻求平衡点，采取各种有效措施以控制室内给排水噪声。
参考文献
[1]吕平.建筑室内给排水系统噪声的控制[J].科技情报开发与经济，2004，（2）
[2]常金秋.浅谈住宅给排水噪声防治[J].上海应用技术学院学报，2002，（3）
[3]蔡增基，龙天渝.流体力学泵与风机(第四版)[M].北京：中国建筑工业出版社，2004，（1）
[4]王增长．建筑给水排水工程(第四版)[M]．北京：中国建筑工业出版社，2008，（6）
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
【关键词】住宅给排水管道，噪声污染 ， 原因 ，防治办法
【 abstract 】 this paper mainly for residential water pipe noise pollution produce analysis of the causes, and put forward some prevention and cure measures.
【 key words 】 residential water supply and drainage pipe, noise pollution, cause, prevention and control measures
中图分类号：TU991.36 文献标识码：A 文章编号：
前言
随着人们生活水平的提高，人们对居住环境的要求越来越高，不再仅限于使用寿命的长短，对于给排水管道中的噪声也非常重视。因此，我们在住宅给排水施工设计中不仅要考虑管道的使用寿命，更要处理好管道中的噪声问题。
一、给排水噪声产生原因
1、零件设备和机械设备所产生的噪声
零件设备噪声是因为零件设备的安装不当，闸门、水龙头配件的松动等原因引起振动所产生的噪声。常见的有冲击噪声和振动噪声两种。冲击噪声指是是流速过大的水流通过松动的配件时，因为紊流作用和绕流旋涡使配件振动而产生的噪声，振动噪声指的是自闭冲洗阀关闭的时候，水击引起阀体振动而引起的噪声。
机械设备所产生的噪声主要包括空气压缩机、水泵机组和洗衣机等在运动中由于机械振动而产生的噪声。这类噪声通过基础和管道以及空气传播到各个地方。这其中水泵机组的噪声最为严重。同时，水泵的气蚀现象和停泵水锤也可以产生噪声，虽然这些噪声并不频繁发生，但同样不能忽视。
2、给水管道噪声
给水管道产生的噪声主要有水锤噪声、汽蚀噪声和机械噪声：1)水锤噪声属于水龙头出水振动噪声问题，又称为水锤效应。出水时，龙头内的密封水嘴截流了水管中的流水，水流被突然阻止而形成漩涡和湍流，破坏了流水的平稳性，在整段管路中造成对管壁的冲击，形成水管振动。振动通过刚性夹件传递给墙体、楼板、柱子等结构体，结构振动形成噪声辐射到房间室内。水锤噪声的大小与水管的管径、水压、龙头内水嘴的截流方式、水管的安装固定方式以及建筑结构情况均有密切关系。此效应还有—个特点，即在水管所在的卫生间中噪声可能并不大，可是却有可能对隔壁、上下楼邻居家卧室、居室内产生很大的干扰和影响。
这是因为振动源处卫生间总辐射表面积比受干扰房间总表面小，辐射能量也小的缘故。2)汽蚀噪声是指管道内产生汽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、气发生冲击而产生噪声。管道内压力越高，汽蚀噪声就越大。3)机械噪声。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围护结构及管道传导进入室内的。
3、排水管道噪声的产生
排水管道中的水流按非满流设计，有时会含有固体杂质，是水、气、固三种介质的复杂运动啪。相比给水而言，它的流动更为复杂。可以根据排水管道内污水管道的方向来分析其产生的噪声：
(1)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管壁冲击的噪声。排水横管中水跃和横管中空气波动引起水封冒气泡的噪声。
(2)排水横支管的水流流入立管时冲击连接配件(如T型管、十字型管等)产生噪声。
(3)排水立管中的噪声，是由于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，使立管中气体压缩或膨胀。水流在与排水管壁撞击的同时也与气流相撞击，共同发出噪声，其强度因管材的不同而不同。
二、噪声污染的防治办法
建筑给排水的噪声控制是一项系统t程，要从声源以及传播途径等方面来加以控制。就声源而言，要从产生噪音设备的设计、改革生产工艺以及改进操作方法等方而着手，这是降低给排水噪音的根本途径。就传播途径来说，要在规划设计阶段合理布置噪声源的位置，并且要将其传播方向指向对安静要求相对较低的场所，避免对居住以及工作场所等产生影响。
1、给水管材的选择
1）室内给水分区主干管
室内给水分区主干管，属给水系统的主要部分，包括分区内的横干管及立管，这一部分管道大多敷设在屋面保温夹层、吊顶、管道井、管窿内，采用支架固定，无需埋设。管径一般在25—63-80mm范围内，要求有高品质的耐久性、外观持久性、无腐蚀、无结垢、无泄漏、低噪声、卫生、寿命长、安装方便的管材。一般对工作压力要求：冷水200C、1．0MPa；热水：7a℃、1．0MPa，但热水管一般应采用公称压力1．6—2．0MPa的管材和管件。这一部分管材在施工中一次性安装，用量大，是给水管道的主干管，适合这一部分管材的塑料管有：硬聚氯乙烯(UPVC)，交联聚乙烯(PEX)，聚丙烯(PP—R、PP-C)，聚丁烯(PB)，丙烯晴一丁二烯一苯乙烯(ABS)；复合管材有涂塑钢管、钢塑复合管、孔网钢带塑料复合管。
2、卫生间等配水支管
这部分管材管径在16，25mm，一般为埋墙或埋地暗装，接点多。卫生问管道因卫生设备和用户装修标准的不同，安装程序上往往不由建筑施工方一次安装完成，而是用户自行在二次装修中完成这部分管道的安装。由于管道大多暗敷，对管材、管件、安装连接要求较高，但长期以来受市场管材质量的困扰以及安装施工人员素质良莠不齐等因素影响，这部分管道发生的问题最严重，影响人们的生活质量。因而也是给水管材中急需解决的问题。适合这一部分管材的塑料管有：高密度聚乙烯(HDPE)，交联聚乙烯(PEX)，聚丙烯(PP-R、PP-C)。聚丁烯(PB)等；复合管材有铝塑复合管、塑复铜管，涂塑钢管等。
3、给水引入管，室外给水、输水管
这类管管径大，要求强度高、耐压好、密封性好、耐腐蚀、水力条件好，安装简易，重量轻、寿命长。管径范围在50-200mm以上。适合这一部分管材的管材有：孔网钢带塑料复合管、ABS、UPVC，涂塑复合管、钢塑复合管。这类管材由于强度及耐压要求高，全塑料的管材为达到要求势必以增加壁厚的方式来达到目的。但同时在耗材、内径、水力条件、重量等方面受到影响。相对来说，复合管在这方面有一定的优势。孔网钢带翅料复合管以冷轧钢带和热塑性塑料为原料，外层和内层双面复合热塑料的一种新型压力管材，由于多孔薄壁钢管增强体被包覆在热翅性材料的连续相中，因此这种复合管具有钢管和塑料管各自的优点，又克服了一般复合管二者结合不紧的不足，具有刚性好，强度大，承压高。
2、科学选择排水管材
随着塑料管材的日益推广，以前传统的排水管材（铸铁排水管）已经基本不在施工中广泛使用，而是被各种各样的塑料管材所取而代之。排水塑料管具有以下优点：排水通畅、易于粘接、不易锈蝕、外表美观、重量轻、内壁光滑，广为用户喜爱。但同时塑料管材的缺点也非常明显，因为普通排水塑料管的管壁较薄，其隔音性能较差，有水在管内流动的时候，就会产生哗哗的流水声，尤其是在夜间，声响显得更为明显，直接影响了人们的正常生活。为避免塑料管材的上述缺点，在设计的时候要选择内壁带有螺旋塑料管的排水管材，螺旋管靠内壁上凸起的螺旋形导流线，可以起到降低噪声的作用,因为降低了流水噪声。
3、合理布置管道和房间
根据建筑声学原理要求，建筑平面以及给排水设备的布置应当合理，综合考虑。有给排水设备的房间，，诸如浴室、卫生问、厨房以及水泵房等尽量相邻，并且尽量远离起居室、卧室以及工作室。给排水设备的房间与起居审、卧室以及工作室可用客厅、饭厅相隔。给排水管道应当远离起居室、卧室和工作室，最好布置在管道井中，水泵房应尽可能布置在底层或地下室，并采用隔音效果良好的门和墙。除此之外，由于水泵机组在运行过程，通过基础和相连的管道将振动沿刚性地面、墙、柱、梁等传递得很远，对其必须进行防振处理。
4、给水管道噪声的控制
(1)合理确定水流的流速和压力。控制流速和压力是防治给水管道噪声的关键。管段的流量确定后，流速的大小将直接影响到管道系统技术、经济的合理性，流速过大易产生水锤，引起噪声，损坏管道或附件，并将增加管道的水头损失，提高建筑内给水管道所需的压力；流速过小，又将造成管材的浪费。高层建筑给水系统应采取竖向分区供水，一般按下列要求分区：住宅、旅馆其最低卫生器具的静水压宜为0.3—0.35MPa；办公楼、教学楼、商业楼宜为0.35—0.45MPa。
(2)为降低管道水流引发的振动噪声，可根据条件选用比重大的给水管材和卫生器具，并按规范设置管道支吊架。不同的管材有不同的支吊架间距要求；设计管道固定支架时，还应考虑承受管道温度变化而引起的胀缩力。
(3)为降低管道的气蚀噪声，上行下给式热水系统的配水干管最高处及向上抬高的管段应设自动排气阀；下行上给式系统可利用最高配水点放气，当入户支管上有分户计量表时，宜在各供水立管顶设自动排气阀。
(4)为降低水击引发的噪声，可增加管路开启或关闭时间，使过程延长，因此可采用缓开缓闭的给水配件；亦可在管路中装置各种安全瓣(如空气混合器等)，在水击发生瞬间可将部分水从管中放出，或把部分空气引入管中。
为了控制噪声的传播，给水管道在穿越楼板和墙时，管道外壁和洞口之间应填充弹性材料；敷设在墙槽内的管道，宜在管道外壁缠绕厚度不小于10mm的毛毡或沥青毡；管道的支吊架也应考虑隔振要求。
5、排水管道噪声的控制
1)排水立管及横管不应布置在起居室、卧室和工作室的邻墙上，最好布置在管道井内。2)排水横管排水工况不理想，流向的急剧改变和水跃产生的噪声，可加大横管管径和立管与横管连接弯头的曲率半径，或装设具有减小水跃高度、稳定排水管内气压功能的下部特制配件，以改善横管的排水工况来进行控制。3)洗涤器具及地漏在排水终了时帶人空气而导致的噪声，可设置环形通气管或器具通气管，减小横支管的长度和流速来进行控制。4）合理选用排水管材。排水塑料管有以下优点：内壁光滑、重量轻、外表美观、排水通畅、易于施工，而且不会生锈。但普通排水管管壁较薄，隔音性能差，管内有水流动时，特别是夜间，哗哗的流水声极为明显，影响人们正常的生活和休息。设计时应选用内螺旋塑料管或隔音空壁管。市场上新出现了一种纳米超静音排水管，通过加入特殊材料可以调整管材的密度和微观结构，吸收可闻及声波，阻止声波传出，降噪效果优于排水铸铁管。
结语
总之，噪声的危害人们的生活质量，建筑给排水工程的设计及施工技术人员应在舒适性和经济性间寻求平衡点，采取各种有效措施以控制室内给排水噪声。
参考文献
[1]吕平.建筑室内给排水系统噪声的控制[J].科技情报开发与经济，2004，（2）
[2]常金秋.浅谈住宅给排水噪声防治[J].上海应用技术学院学报，2002，（3）
[3]蔡增基，龙天渝.流体力学泵与风机(第四版)[M].北京：中国建筑工业出版社，2004，（1）
[4]王增长．建筑给水排水工程(第四版)[M]．北京：中国建筑工业出版社，2008，（6）
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。