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摘要: 噪音对人们的健康影响不可忽视,有效控制建筑给排水噪音污染已成为创建健康、绿色住宅的主要途径之一。本文就室内给排水噪音的来源进行了分析,有针对性的探讨了室内给排水噪音的防治措施。
关键词:噪声;给水系统;排水系统;卫生器具;水泵
中图分类号:S276 文献标识码:A 文章编号:
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。目前国家各种法律法规、建筑规范规程除了对室内装璜、照明、温湿度、空气洁净程度等提出了明确的要求外,对室内环境噪音也有了较明确和详细的要求,噪音的控制关系到人们的安全、健康、效率、舒适等等。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。本文着重从建筑给、排水产生的噪音作为分析对象,分析探讨建筑物内给排水、泵组产生噪音的特性及原因,并据此提出相关的控制措施。有些成功的经验可以由此借鉴到工程施工中。
一.噪声主要来源和类别
1.给水系统产生的噪音
给水系统产生的噪声主要有水流变化引起的噪声、气蚀噪声、设备噪声和其他原因产生的噪声:
(1)流水噪音:流水噪音是水流在管道内流动时由于水流冲击使管道产生振动而发出的声音,或者由于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,如水嘴开启时的哨声;水流经过弯管、T形管、十字形管产生的管路振动;水流与管壁之间的摩擦噪音等。流水噪音随着流速和局部阻力的增大而增大,随管道材料比重减少而提高,并因共鸣而增强。
(2)汽蚀噪音:气蚀噪声是指管道内产生气蚀现象时而产生的爆破声音。管道内压力越高,爆破音越大。如发生在集中热水的下行上供给水系统中。冷水经过加热后,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,气、水发生冲击产生噪声。
(3) 设备产生的噪声: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。②机械设备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传入室内。
(4) 压力冲击噪音、振动产生噪音等:压力冲击噪音是管路中水流速过大或过快的启闭阀门、突然关闭回流阻止器而引起的噪音。当用水器具构件松动,流速过大时,由于绕流旋涡和紊流的作用使构件振动也会产生冲击噪音;振动噪音是由于水击作用引起的阀体振动产生的噪音,如自闭式冲洗阀。
2.排水系统产生的噪音
(1)排水立管中的噪声:包括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和气塞流。以上这两种水流状态在排水立管内发生急剧地变化,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。如污水在排水立管内流动使管内空气压缩抽吸产生的噪音和立管的干管排水工况不理想,流向的急剧改变和水跃产生的噪音。
(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)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。如果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。
二.给排水工程噪声的控制
防治给水排水工程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。
1.建筑布局和设备布置
根据建筑学布局的要求,发出噪音的房间如卫生间、厨房、泵房和管道不应与起居室、卧室等相邻。产生噪音的设备也不应与上述房间共墙,并尽可能地把发生噪音的房间相邻布置,各种设备共用一面设备墙。给水、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。在同一住宅中,宜采用带空气隔音措施的门,与噪音发生源之间的隔墙应采用面积比重大隔音效果好的墙体。泵房尽可能布置在底层或地下室。本人曾经负责建设的某小区中,由于供水泵房设置在地下一层。水泵房上房一层的位置正好是一层居民的起居室。交房后居民经常反应家里感觉到震动并有噪音干扰,影响正常生活。经检测后确实有30到40的db的噪声。后经过对水泵房四壁增加吸音棉的处理方式后,噪声消失。
2.给水系统噪音的控制
2.1控制给水管流速和压力控制给水管道噪声的关键是控制水流速度和水流压力。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严格按照《建筑给水排水及采暖施工质量验收规范》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,分区水压控制在0.4Mpa以下,或在管路中设置减压阀或减压孔板,并宜采用多级减压方式,由于减压孔板不能减静压,不会减少管路的压力冲击噪音和自闭式冲洗阀产生的噪音。为此可在水平支管上设置小型水锤消除器,如空气室、橡皮球水锤消除器等。管道材料宜采用表面光滑而比重大的材料,管线路由减少转弯或用慢弯,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。
2.2采用水流特性好的给水配件
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。
2.3控制泵房的噪声与振动
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: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,或选用水冷式消音電机。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。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挠性橡胶接头,这样可以大大减小泵组噪声沿管道的传播。每个水泵机组应单独设置基础,防止产生共振。宜将水泵基础的重量适当增大并且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。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,以减少通过管道对维护结构噪声的传递。
3.排水系统噪声的控制
(1)排水管道材料的使用:随着UPVC塑料排水管道的使用推广,塑料排水管道在工程中使用越来越广泛。但内壁光滑的UPVC管的隔音效果比铸铁管道差,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。
(2) 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。
(3) 采用新型排水材料配件:新型排水系统的上部特制配件,具备制立管形成理想空气芯、减缓立管内流速、防止横支管水流隔断立管气流的功能;下部特制配件,能够减小水跃高度,稳定排水管内气压,以减小水封受气压变化产生的噪声。
三.结语
以上分别分析了给、排水管道、泵组产生噪音的原因,并据此提出控制,降低的相应措施,从中不难发现所有措施的实现都会造成建筑成本的提高,因此不能把降低噪音作为单一的问题来考虑,需要综合考虑舒适性与经济性这一矛盾的关系,找到一个合适的平衡点,既满足业主对居住环境的要求,又有效地控制建筑成本。
参考文献
[1]左亚洲,建筑给排水中的热点问题.中国建筑金属结构.2004-11
[2]李亚峰,住宅内部给排水系统的噪声与防治.住宅科技.1997-9
[3]《建筑给水排水设计规范》
关键词:噪声;给水系统;排水系统;卫生器具;水泵
中图分类号:S276 文献标识码:A 文章编号:
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。目前国家各种法律法规、建筑规范规程除了对室内装璜、照明、温湿度、空气洁净程度等提出了明确的要求外,对室内环境噪音也有了较明确和详细的要求,噪音的控制关系到人们的安全、健康、效率、舒适等等。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。本文着重从建筑给、排水产生的噪音作为分析对象,分析探讨建筑物内给排水、泵组产生噪音的特性及原因,并据此提出相关的控制措施。有些成功的经验可以由此借鉴到工程施工中。
一.噪声主要来源和类别
1.给水系统产生的噪音
给水系统产生的噪声主要有水流变化引起的噪声、气蚀噪声、设备噪声和其他原因产生的噪声:
(1)流水噪音:流水噪音是水流在管道内流动时由于水流冲击使管道产生振动而发出的声音,或者由于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,如水嘴开启时的哨声;水流经过弯管、T形管、十字形管产生的管路振动;水流与管壁之间的摩擦噪音等。流水噪音随着流速和局部阻力的增大而增大,随管道材料比重减少而提高,并因共鸣而增强。
(2)汽蚀噪音:气蚀噪声是指管道内产生气蚀现象时而产生的爆破声音。管道内压力越高,爆破音越大。如发生在集中热水的下行上供给水系统中。冷水经过加热后,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,气、水发生冲击产生噪声。
(3) 设备产生的噪声: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。②机械设备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传入室内。
(4) 压力冲击噪音、振动产生噪音等:压力冲击噪音是管路中水流速过大或过快的启闭阀门、突然关闭回流阻止器而引起的噪音。当用水器具构件松动,流速过大时,由于绕流旋涡和紊流的作用使构件振动也会产生冲击噪音;振动噪音是由于水击作用引起的阀体振动产生的噪音,如自闭式冲洗阀。
2.排水系统产生的噪音
(1)排水立管中的噪声:包括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和气塞流。以上这两种水流状态在排水立管内发生急剧地变化,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。如污水在排水立管内流动使管内空气压缩抽吸产生的噪音和立管的干管排水工况不理想,流向的急剧改变和水跃产生的噪音。
(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)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。如果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。
二.给排水工程噪声的控制
防治给水排水工程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。
1.建筑布局和设备布置
根据建筑学布局的要求,发出噪音的房间如卫生间、厨房、泵房和管道不应与起居室、卧室等相邻。产生噪音的设备也不应与上述房间共墙,并尽可能地把发生噪音的房间相邻布置,各种设备共用一面设备墙。给水、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。在同一住宅中,宜采用带空气隔音措施的门,与噪音发生源之间的隔墙应采用面积比重大隔音效果好的墙体。泵房尽可能布置在底层或地下室。本人曾经负责建设的某小区中,由于供水泵房设置在地下一层。水泵房上房一层的位置正好是一层居民的起居室。交房后居民经常反应家里感觉到震动并有噪音干扰,影响正常生活。经检测后确实有30到40的db的噪声。后经过对水泵房四壁增加吸音棉的处理方式后,噪声消失。
2.给水系统噪音的控制
2.1控制给水管流速和压力控制给水管道噪声的关键是控制水流速度和水流压力。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严格按照《建筑给水排水及采暖施工质量验收规范》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,分区水压控制在0.4Mpa以下,或在管路中设置减压阀或减压孔板,并宜采用多级减压方式,由于减压孔板不能减静压,不会减少管路的压力冲击噪音和自闭式冲洗阀产生的噪音。为此可在水平支管上设置小型水锤消除器,如空气室、橡皮球水锤消除器等。管道材料宜采用表面光滑而比重大的材料,管线路由减少转弯或用慢弯,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。
2.2采用水流特性好的给水配件
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。
2.3控制泵房的噪声与振动
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: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,或选用水冷式消音電机。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。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挠性橡胶接头,这样可以大大减小泵组噪声沿管道的传播。每个水泵机组应单独设置基础,防止产生共振。宜将水泵基础的重量适当增大并且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。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,以减少通过管道对维护结构噪声的传递。
3.排水系统噪声的控制
(1)排水管道材料的使用:随着UPVC塑料排水管道的使用推广,塑料排水管道在工程中使用越来越广泛。但内壁光滑的UPVC管的隔音效果比铸铁管道差,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。
(2) 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。
(3) 采用新型排水材料配件:新型排水系统的上部特制配件,具备制立管形成理想空气芯、减缓立管内流速、防止横支管水流隔断立管气流的功能;下部特制配件,能够减小水跃高度,稳定排水管内气压,以减小水封受气压变化产生的噪声。
三.结语
以上分别分析了给、排水管道、泵组产生噪音的原因,并据此提出控制,降低的相应措施,从中不难发现所有措施的实现都会造成建筑成本的提高,因此不能把降低噪音作为单一的问题来考虑,需要综合考虑舒适性与经济性这一矛盾的关系,找到一个合适的平衡点,既满足业主对居住环境的要求,又有效地控制建筑成本。
参考文献
[1]左亚洲,建筑给排水中的热点问题.中国建筑金属结构.2004-11
[2]李亚峰,住宅内部给排水系统的噪声与防治.住宅科技.1997-9
[3]《建筑给水排水设计规范》