建筑给排水系统噪声控制技术的研究与应用
摘要
关键词
建筑给排水系统;噪声控制;减振技术;隔声材料;设备优化
正文
引言:
随着人们生活质量要求的不断提高,建筑物的声环境质量越来越受到重视,建筑给排水系统作为建筑物的重要组成部分,其运行过程中产生的噪声对建筑物使用者的生活和工作造成了不同程度的影响。给排水系统噪声主要来源于水流冲击、管道振动、设备运行等,具有复杂性和多样性的特点,因此深入研究建筑给排水系统噪声控制技术对提高建筑物声环境质量、改善居住舒适度具有重要意义。
1.建筑给排水系统噪声产生机理及传播特性
1.1噪声来源分析
建筑给排水系统中的噪声来源多样且复杂,水流冲击噪声产生于水流通过管道弯头、阀门或突变截面时由湍流和空化现象引起,具有较高的频率和强度,管道振动噪声源于水流脉动和压力变化,导致管道产生振动并将能量传递给建筑结构,形成结构传声,其频率范围广泛、低频成分明显。各种泵、阀门、水箱等设备在运行过程中会产生机械噪声和流体噪声,这些噪声源强度较大且具有一定指向性,排水噪声主要来自排水管道中的水流落差和气液二相流,在竖向排水管道中尤为显著,这些不同类型的噪声源共同构成了建筑给排水系统的复杂声学环境。
1.2噪声传播途径
建筑给排水系统噪声的传播途径主要包括气传声、固体传声、辐射噪声和开口传声四种,气传声是指噪声通过空气直接传播到接收点,主要影响管道和设备周围的区域,固体传声是噪声通过管道、支架和建筑结构等固体介质传播,会影响较远的区域。辐射噪声是由管道和设备表面振动引起,通过空气传播到周围环境,开口传声则是通过管道开口、检修口等直接传播的噪声,对邻近区域影响较大,了解这些不同的传播途径对制定有效的控制措施至关重要[1]。
2.建筑给排水系统噪声控制关键技术
2.1管道减振技术
管道减振技术是控制给排水系统噪声的重要手段,主要包括柔性连接、减振支架、管道包覆和管道布置优化等方面,在管道与设备之间采用如橡胶接头或金属软管的柔性连接器可以有效隔离振动传递,降低管道振动噪声,采用弹性减振支架如弹簧减振器或橡胶减振器能够降低管道振动向建筑结构的传递。根据管道振动特性和荷载条件选择合适的减振支架类型和刚度至关重要,使用阻尼材料对管道进行包覆处理如采用橡胶或聚氨酯等高分子材料可以有效降低管道振动和辐射噪声,另外合理设计管道布置,避免急弯和突变截面等易产生噪声的结构,同时增加管道坡度以减少水流冲击噪声也是降低系统噪声的有效方法。
2.2隔声材料应用
隔声材料的合理应用可以有效控制给排水系统噪声的传播,对于管道隔声可以采用玻璃棉、岩棉等多孔吸声材料包裹管道,降低管道辐射噪声,在管道外层加装隔声层如金属夹层板可以进一步提高隔声效果。针对水泵、水箱等噪声源较强的设备要采用隔声罩或隔声间进行隔声处理,选用吸声和隔声性能良好的材料如矿棉板、聚氨酯泡沫等,在管道所在的吊顶空间内铺设吸声材料有效降低管道噪声向室内的传播,在管道穿越墙体、楼板处采用弹性套管并填充隔声材料可以减少固体传声,这些隔声材料的应用需要根据具体情况进行合理设计和选择以达到最佳的隔声效果[2]。
2.3设备选型优化
合理选择给排水系统设备能够从源头上降低噪声产生,选用低噪声水泵如多级离心泵或屏蔽泵可以显著降低系统噪声,采用静音型阀门如球阀或蝶阀可以减少水流通过时产生的噪声,在排气管道上安装消声器如阻性消声器或抗性消声器能够有效降低排气噪声。根据噪声频谱特性选择合适类型的消声器尤为重要,对水泵采用变频控制,可以根据用水需求调节运行频率,不仅能降低水泵运行噪声和管道振动还能提高系统的能效。此外选择低噪声冷却塔、静音型空调机组等设备也是降低系统整体噪声的有效手段,在设备选型过程中需综合考虑设备的噪声性能、能效比、运行稳定性等多方面因素以实现噪声控制和系统性能的最佳平衡。
3.噪声控制技术的工程应用与效果分析
3.1某高层住宅给排水系统噪声控制案例
在一栋30层高层住宅的给排水系统噪声控制项目中采用了多项综合措施,首先在设计阶段就考虑了噪声控制采用了合理的管道布局,避免了管道穿越卧室等噪声敏感区域,在管道安装时采用了弹性减振支架和橡胶隔振垫,有效降低了管道振动向建筑结构的传递。对于排水立管采用了带消音缓冲层的静音管并在每层楼板处设置了阻尼环,显著降低了排水噪声,在水泵房内选用了低噪声变频水泵并采用了浮筑楼板和隔声门窗,有效控制了水泵噪声的传播,该项目的给排水系统通过这些措施的综合应用噪声得到了显著控制,室内噪声水平降低了约10-15分贝,达到了国家标准要求,大大提高了居民的生活质量和满意度。
3.2某医院手术室给排水系统降噪改造
针对某三甲医院手术室给排水系统噪声问题进行了一次全面的降噪改造,手术室作为高度安静要求的特殊场所对给排水系统噪声控制提出了严格要求,改造中首先对原有系统进行了全面评估,发现主要噪声源来自于排水立管和供水管道,针对排水立管采用了高密度聚乙烯静音管替换原有的普通PVC管并在管道外层包裹了高效隔声材料。在立管与支管连接处安装了专用减噪三通,有效降低了水流冲击噪声,对于供水系统更换了低噪声型水泵和静音阀门并在管道上安装了水锤消除器,减少了水锤现象引起的噪声,同时对管道支架进行了优化,采用了弹簧减振器和橡胶隔振垫有效降低了固体传声,这些针对性措施的实施极大地改善了手术环境的声学品质。
结论
本研究深入分析了建筑给排水系统噪声的产生机理和传播特性,系统探讨了各种噪声控制技术和方法,通过管道减振、隔声材料应用和设备选型优化等关键技术的研究与实践提出了一套综合性的噪声控制策略,研究结果对指导建筑给排水系统的噪声控制设计和改造具有重要的参考价值,未来通过持续的技术创新和实践,可望进一步提高建筑给排水系统的噪声控制水平,为建筑使用者创造更加舒适的声环境。
参考文献
[1]姚尧.室内给排水系统噪声的产生与控制[J].住宅与房地产,2020,(27):55-56.
[2]张鹏.建筑室内给排水系统噪声的来源与控制研究[J].化工管理,2018,(02):107.
作者简介:王坤(1986.10-),男,河北保定人,本科,中级政工师。研究方向:建筑给排水系统。
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