建筑给排水管道噪声的分析与控制

摘要：在现代建筑中，给排水系统属于不可或缺重要部分，不过给排水管道运行过程中产生的噪声常困扰使用者，这种噪声不但会干扰人们正常生活与工作，长期处于高噪声环境还可能对人身心健康造成不良影响。因此，对建筑给排水管道噪声进行分析并采取有效的控制措施具有重要的现实意义。

关键词：建筑给排水；管道噪声；控制

随着城市化进程不断加速发展，建筑行业呈现出蓬勃发展态势，人们对于建筑品质的要求也日益提高，除了关注建筑外观、结构安全与功能布局之外，对建筑内部的声学环境也越发重视起来。建筑给排水系统作为建筑的重要组成部分，在运行过程中所产生的噪声问题，逐渐成为影响建筑声学环境质量的关键因素。因此，深入分析建筑给排水管道噪声的产生原因，并采取有效的控制措施，对于改善建筑声学环境、提高人们的生活品质具有重要的现实意义。

1建筑给排水管道噪声的产生原因

1.1水流冲击噪声

当水流在管道中流动时，因为管道形状、管径变化、转弯以及阀门开启或关闭等因素，水流的速度和方向就会发生改变，比如：在管径突然变小的位置，水流速度会在瞬间增大，形成高速水流冲击管道的内壁，进而产生噪声，这种冲击会让管道壁产生振动，然后向周围的环境辐射出噪声，在建筑的内部，水流冲击噪声还可能受到楼层高度和用水量的影响。在高层建筑中，水从高处落下时，由于重力的作用，水流速度会持续增加，对管道底部的冲击力也会更大，产生的噪声也就更加明显，当多个用水设备同时开启时，用水量的突然增加会造成水流不稳定，加剧水流冲击现象，进一步增大噪声的产生，水流冲击噪声的频率和强度跟水流速度、管径变化程度以及管道材质等因素密切相关，通常表现为较为尖锐的“砰砰”声或者“哗哗”声，在夜间等安静环境中尤为明显。

1.2水泵振动噪声

水泵是建筑给排水系统中不可缺少的设备，运行过程中会产生振动进而引发噪声，水泵振动主要源于电机旋转和叶轮转动，电机工作时因转子不平衡和电磁力作用等，会产生周期性的振动现象，叶轮高速旋转时对水产生作用力，水也会对叶轮产生反作用力，这种相互作用导致叶轮出现振动，水泵振动通过底座和管道等结构，传递到周围环境中形成噪声。水泵振动噪声的相关因素如表1所示。此外，水泵的运行工况也会影响其大小，当水泵在非设计工况下运行时，比如流量过大或者过小的情况下，会导致叶轮工作状态变得不稳定，从而产生更大的振动和噪声情况[1]。

表1：水泵振动噪声的相关因素

1.3水锤现象

当管道中的水流因为阀门突然关闭或者开启、水泵突然停止或者启动等情况，使水流速度出现急剧变化时，就会产生水锤现象，依据水锤产生原因的不同，能够分为正水锤和负水锤，当阀门突然关闭时，水流的惯性会让水继续朝着前方流动，从而在阀门处形成高压并产生正水锤。而当阀门突然开启或者水泵突然停止时，管道内的压力会突然降低进而形成负水锤，水锤产生的瞬间高压和低压会让管道出现强烈的振动并产生巨大的噪声，这种噪声通常表现为剧烈的“锤击”声，可能会对管道系统造成严重破坏比如管道破裂、连接件松动等。水锤现象的危害不只在于产生噪声，还会影响管道系统的正常运行以及使用寿命。

1.4气蚀噪声

当管道中的压力低于液体饱和蒸汽压时，液体中就会形成一些气泡，这些气泡随着水流移动到压力较高区域时，会迅速地发生破裂的情况，气泡破裂时会产生局部的高压冲击波，使管道壁产生一定程度的振动，进而发出噪声这种现象，气蚀噪声通常表现为类似“嘶嘶”或者“沙沙”的声音，并且声音相对来说比较尖锐。气蚀现象的产生跟管道系统的设计和运行工况紧密相关，例如当水泵的吸入高度过大、管道流速过高或者管道内存在局部阻力时，都有可能导致管道内压力出现降低情况，从而引发气蚀这一现象。除此之外，水质也会对气蚀的发生造成影响，水中含有的杂质、溶解气体等会降低液体的饱和蒸汽压，增加气蚀产生的可能性，气蚀现象不仅会产生噪声，还会对管道和水泵等设备造成损害，比如腐蚀管道内壁、损坏水泵叶轮等[2]。

2建筑给排水管道噪声的控制技术

2.1管道系统设计优化

在建筑给排水管道系统进行设计时要合理布局管道，设计过程中应尽量减少管道出现转弯和分支的情况，由于过多的转弯和分支会让水流方向频繁发生改变，水流方向频繁改变会导致水流出现紊乱的现象，水流紊乱就会进一步产生噪声，水流在管道中流动时其能量损失和管道局部阻力系数相关。局部阻力系数反映了管道局部障碍（如弯头、三通等）对水流产生的阻力大小。对于常见的90°弯头，其局部阻力系数经验公式为：

其中，为与弯头形式有关的常数，对于标准90°弯头，一般，为弯头的曲率半径；d为管道内径。从公式可以看出，曲率半径R越大，局部阻力系数越小，水流通过弯头时的能量损失越小，产生噪声的可能性也就越低。同时，要确保管道有足够的坡度，以保证排水顺畅，防止因排水不畅而产生水锤现象和噪声。排水管道的坡度i应根据管道材质、管径以及排水量等因素确定，一般可参考以下经验公式：

其中，v为管道内水流设计流速，一般排水管道流速不宜小于0.75m/s，不宜大于2.5m/s；g为重力加速度，取9.81m/s2；J为管道的水力坡降，与管道材质和粗糙度有关，可通过查相关水力计算表获取。通过合理确定坡度，保证水流以合适的速度在管道内流动，避免因流速过小导致污物沉积或流速过大产生冲击噪声[3]。

2.2管材选用

不同材质的管材在隔音性能和水流特性方面差异较大。从隔音性能方面来说，铸铁管因其材质较厚且密实，能够有效阻隔水流产生的噪声，属于较为理想的隔音管材，不过由于其重量较大且安装成本较高，在一些对重量和成本有要求的项目中使用会受到限制。UPVC管是目前应用比较广泛的一种管材，但其隔音性能处于一般水平，在对噪声要求较高的场所，可以采用内壁带有螺旋导流线的UPVC管，这种管材能够让水流沿着管壁螺旋流动，减少水流与管道之间的碰撞，进而降低噪声，在实际工程中，应该根据建筑的使用功能、噪声要求和经济成本等多方面因素综合考虑，选择合适的管材来达到控制管道噪声的目的[4]。常见管材的特点对比如表2所示。

表2：常见管材的特点对比

2.3阀门选型与控制

不同类型阀门工作时所产生的噪声程度差异特别明显，如：传统闸阀在开启和关闭过程中，水流的突然变化很容易引发水锤现象，进而产生比较大的噪声，采用蝶阀或者球阀的话，它们的结构设计可让水流通过时更加平稳，能有效减少水流冲击产生的噪声。在阀门选型方面，需要充分考虑管道系统的流量、压力等参数，对于流量较大的管道应该选择通径合适的阀门，避免因阀门通径过小导致水流速度过快而产生噪声。同时，要关注阀门所使用的材质，优质的阀门材质具备更好的密封性和耐磨性，能减少因阀门内部部件磨损而产生的异响。在阀门控制方面，可采用缓闭止回阀来防止水锤的形成，缓闭止回阀能在关闭过程中逐渐减小水流速度，避免水流的突然停止从而降低水锤噪声[5]。

2.4隔音降噪处理

针对建筑给排水管道，可以用隔音材料对其进行包裹处理，常见隔音材料包含岩棉、玻璃棉等，这些材料具备良好吸音性能可有效吸收管道内水流产生的噪声，包裹管道时要保证隔音材料的厚度以及密封性，避免出现缝隙而导致噪声泄漏情况。对于穿越楼板和墙壁的管道应设置套管，并在套管与管道间填充隔音材料，如此可防止管道振动传递到楼板和墙壁上，进而减少固体传声。同时，在管道支架和墙体或楼板的连接处要用橡胶垫等减震材料进行隔离，防止管道振动通过支架传递到建筑物结构上。对于多层建筑的排水立管，还可采用螺旋消音管，其特殊内壁结构能让水流沿管壁呈螺旋状下落，以减少水流与管壁碰撞从而降低排水噪声[6]。

结论：

总之，对建筑给排水管道噪声进行深入分析之后，可以采用一系列有效的控制技术，从管道系统设计、管材选用以及减震降噪措施等多个层面来着手，降低管道的噪声水平从而改善建筑室内声学环境。同时，随着技术不断发展，还应持续探索和研究新降噪技术与方法，以满足人们对建筑环境质量日益提高的要求 。

参考文献：

[1]查雪松.高层住宅建筑给排水系统设计与施工技术探讨[J].居舍,2025,(03):114-117.

[2]陈邦杰.建筑给排水管道噪声控制方法研究[J].四川水泥,2022,(10):86-88.

[3]余海宁.建筑给排水设计中的常见问题及处理措施[J].建筑技术开发,2020,47(20):16-17.

[4]邹世华.建筑给排水管道噪声控制措施分析[J].中国标准化,2019,(14):16-18.

[5]丁赫.建筑给排水管道噪声分析与控制[J].中外企业家,2019,(01):87.

[6]马跃.建筑给排水管道对室内噪声污染的防治研究[J].环境科学与管理,2018,43(12):83-86.

蒋颜平 女 1987年12月 汉族 广西桂林  大学本科  高级工程师，研究方向：市政给水及污水处理、工业废水处理、建筑给排水。