碩士論文-PVCU排水管道噪聲的影響因素研究.pdf

北京建筑工程學(xué)院 碩士學(xué)位論文 PVC U排水管道噪聲的影響因素研究 姓名 黃茂蘭 申請學(xué)位級別 碩士 專業(yè) 市政工程 指導(dǎo)教師 吳俊奇 20091201 北京建筑工程學(xué)院碩士論文摘要 捅要 隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展 人們生活環(huán)境的改善 室內(nèi)環(huán)境舒適度越來越被重視 但是室內(nèi)因家用電器以及建筑給排水系統(tǒng)而產(chǎn)生的噪聲值將近一半未能達到現(xiàn) 有標準 并一直困擾著居民 而室內(nèi)排水管道噪聲卻尤為突出 關(guān)于室內(nèi)排水管 道系統(tǒng)降噪的探討對于理論和生產(chǎn)實踐都具有不可低估的現(xiàn)實意義 本課題主要是研究P V C U 排水管道噪聲的影響因素 從氣壓波動改善影響 水流流態(tài)和安裝方式兩方面研究了P V C U 排水管道的降噪性能 分析P V C U 排 水立管壓力波動與振動 噪聲間的關(guān)系以及同層排水方式的降噪性能 通過在噪 聲檢測室的實驗 結(jié)論如下 1 排水立管接常用順水三通和導(dǎo)流偏心三通 產(chǎn)生噪聲差異與振動有一 定的關(guān)系 在噪聲檢測室一層內(nèi) 振動影響著高頻段聲壓級的變化 從而影響著 總聲壓級的變化 在噪聲檢測室二層內(nèi) 當(dāng)流量小于2 0 L s 時 振動影響高頻段 聲壓級的變化從而影響到總聲壓級變化 當(dāng)流量大于2 0 L s 振動影響各頻帶聲 壓級的變化 從而影響到排水立管噪聲總聲壓級 2 實壁管與導(dǎo)流偏心三通組合 除了在流量1 5 2 0 2 5 3 0 L s 這4 個流量時 在距橫支管落水點距離為0 3 5 m 處的最大負壓值較實壁管與順水三通 的組合大外 在1 0 一5 0 L s 的9 個測試流量下 實壁管接偏心三通立管內(nèi)最大 負壓值明顯改善 較接順水三通小1 7 9 9 5 1 3 實壁管接導(dǎo)流偏心三通 在流量2 5 一4 0 L s 時 距橫支管落水點距離 2 8 5 一 3 3 5 m 間立管內(nèi)的正壓波動開始改善 較接順水三通小1 0 2 7 0 1 流 量為4 5 5 0 L s 時 隨流量的增加 在距橫支管落水點距離1 8 5 m 管道以下 實壁管接導(dǎo)流偏心三通最大正壓值較接順水三通小1 6 6 一7 7 2 在第二層內(nèi) 實壁管接不同排水三通的振動加速度和噪聲值的變化規(guī)律與正壓變化規(guī)律相似 排水立管內(nèi)壓力波動的變化是影響三通處的振動加速度 從而改變噪聲值的主要 因素 4 以恒定流量放水 當(dāng)流量為1 0 5 0 L s 同層排水方式具有明顯的降 噪性能 比傳統(tǒng)排水方式降低噪聲2 0 一5 9 d B 振動是引起噪聲總聲壓級變化的 原因 在流量為5 5 L s 時 不同排水方式 兩者噪聲值相差0 4 d B 在儀器誤差 內(nèi) 同層排水方式主要降低的是頻率段為1 0 0 01 6 0 0 0 H z 之間的噪聲值 5 變流量放水方式 不同排水方式下所產(chǎn)生的最大A 聲級均隨排水體積 的增加而增大 傳統(tǒng)排水方式噪聲值增長較快 排水體積分別為4 5 L 和6 0 L 時 同層排水方式較傳統(tǒng)排水方式表現(xiàn)出明顯的降噪性能 分別降低噪聲4 1 d B 和 5 5 d B 關(guān)鍵詞 氣壓波動噪聲振動同層排水方式P V C U 排水管道降噪 I I 北京建筑工程學(xué)院碩十論文 A b s t r a c t A b s t r a e t W i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to ft h ee c o n o m i ca n dt h ei m p r o v e m e n to fp e o p l e s l i v i n ge n v i r o n m e n t T h ep e o p l eh a sb e e np l a y i n gm o r ea n dm o r ea t t e n t i o nt ot h e c o m f o r to ft h ei n d o o re n v i r o n m e n t H o w e v e r n e a r l yh a l fi n d o o rn o i s et h a ti s p r o d u c e db yh o m ea p p l i a n c ea n di n d o o rw a t e rs u p p l ya n dd r a i n a g es y s t e mh a sf a i l e d t om e e tt h eq u a l i t ys t a n d a r da n dh a sb e e na l w a y sd i s t u r b i n gt h er e s i d e n t s a g a i nt h e h o m ea p p l i a n c en o i s ei sg e n e r a t e db y r a d i o w a s h i n gm a c h c i n ea n df r i g e r a t o r A m o n gt h e s e n o i s ep o l l u t i o no ft h ei n d o o rd r a i n a g ep i p i n gs y s t e mi st h ed o m i n a n t o n e T h em e a n i n g f u lo fd i s c u s s i o no nr e d u c i n gn o i s eo fi n d o o rd r a i n a g ep i p i n gs y s t e m t ot h e o r ya n dp r o d u c t i o np r a c t i c eC a nn o tb eu n d e r e s t i m a t e d I nt h i sp a p e r i tm a i n l ys t u d i e dt h ei n f l u e n c ef a c t o r so fP V C Ud r a i n a g ep i p i n g n o i s ea n dw e n ts t e pf u r t h e rt os t u d yo nt h en o i s er e d u c t i o np e r f o r m a n c e so fP V C U d e a i n a g ep i p et h a tb a s e do nt h ef l o wp a t t e ma n dt h ei n s t a l l a t i o nw a y s T h ep a p e ri s c o n s i s to ft w oc o n t e n t o n ei st oa n a l y s i st h er e l a t i o n s h i pa m o n gt h ea i rp r e s s u r e f l u c t u a t i o n v i b r a t i o na n dn o i s ei nt h eP V C Ud r a i n a g ev e r t i c a lp i p e a n dt h eo t h e ri s t oe x p l a i nt h en o i s er e d u c t i o nc a p a c i t yo ft h es a m ef l o o rd r a i n a g es y s t e m T h e e x p e r i m e n tw a sc o m p l e t e di nt h en o i s et e s tr o o m T h es p e c i f i cc o n c l u s i o n sa r ea s f o I l o w s 1W h e nt h eP V C U d r a i n a g ev e r t i c a lp i p ei sc o n n e c t e db yt h eu s u a ln o r m a lt e ea n d e c c e n t r i ct e e r e s u l t i n gt h en o i s ed i f f e r e n c e sb e t w e e nt h e s et w ot e eh a v eac e r t a i n r e l a t i o n s h i pw i t ht h ev i b r a t i o n I nt h ef i r s tf l o o ro ft h en o i s et e s tr o o m t h ev i b r a t i o n a f f e c t st h eh i g hf r e q u e n c ys o u n dp r e s s u r el e v e lc h a n g e s t h e r e b ya f f e c t i n gt h eo v e r a l l s o u n dp r e s s u r el e v e lc h a n g e s I nt h es e c o n df l o o r w h e nt h ef l o wr a t ei sl e s st h a n 2 0 L s t h ev i b r a t i o nh a sa ni m p a c to nt h eh i g hf r e q u e n c ys o u n dp r e s s u r el e v e lc h a n g s t h u sm a ya f f e c tt h eo v e r a l ls o u n dp r e s s u r el e v e lc h a n g e w h e nt h er a t eo ff l o wi s a b o v e2 0 L s t h ev i b r a t i o nc h a n g e si nt h ef r e q u e n c yb a n ds o u n dp r e s s u r el e v e lc a n a f f e c tt h eo v e r a l ls o u n dp r e s s u r el e v e ln o i s ei nt h eP V C Ud r a i n a g ev e r t i c a lp i p e 2I nt h ef l o wr a t ei s1 O 5 0 L s t h eP V C Ud r a i n a g ev e r t i c a lp i p ec o n n e c t sw i t h t h ed i v e r s i o ne c c e n t r i ct e ec a nm o r em o r ee f f e c t i v e l yi m p r o v et h em a x i m u mn e g a t i v e a i rp r e s s u r ev a l u ec h a n g e si nt h ep i p et h a nt h a tw i t ht h en o r m a lt e ea n di ti s17 9 9 5 1 s m a l l e re x c e p tw h e nt h ef l o wr a t ei s1 5 2 0 2 5 a n d3 0 L sr e s p e c t i v i t y t h e m a x i m u mn e g a t i v ea i rp r e s s u r ev a l u ec h a n g e so ft h eP V C Ud r a i n a g ev e r t i c a lp i p e t h a tc o n n e c t sw i t ht h ed i v e r s i o ne c c e n t r i ct e ei sl a r g e rt h a nt h a tw i t ht h en o r m a lt e eo n t h ed i s t a n c ew h e r ei sa b o v e0 3 5m e t e rf a ra w a yf r o mt h ep o i n to f d r a i n a g e 3W h e nt h er a t eo ff l o wi S2 5 4 0 L s t h ed i s t a n c ei Sb e t w e e n2 8 5a n d3 3 5m e t e r f a ra w a yf r o mt h ep o i n to fd r a i n a g eo nt h eP V C Ud r a i n a g ev e r t i c a lp i p e t h ep i p e w i t ht h ed i v e r s i o ne c c e n t r i ct e eh a sas m a l l e rm a x i m u m p o s i t i v ep r e s s u r ev a l u et h a n I I l 北京建筑T 程學(xué)院碩士論文A b s t r a c t t h a tw l t ht h en o r m a lt e e I ti S1 0 2 7 0 1 s m a l l e r W h e n 也er a t eo ff l o wi s4 5 5 O L s t h ed i s t a n c ei sb e l o w1 8 5m e t e rf a ra w a yf r o mt h ep o i n to fd r a i n a g eo nt h e P V C Ud r a i n a g ev e r t i c a lp i p e t h em a x i m u mp o s i t i v ep r e s s u r ev a l u eo ft h ep i p et h a t w i t ht h ed i v e r s i o ne c c e n t r i ct e ei s1 6 6 7 7 2 s m a l l e rt h a nt h ep i p ew i t ht h e n o r m a lt e e W h e nt h eP V C Ud r a i n a g ev e r t i c a lp i p ew i t ht h ed i f f e r e n tt e e s t h ec h a n g e o ft h em a x i m u m p o s i t i v ea i rp r e s s u r ei Ss i m i l a rt ot h ev a r i a t i o no ft h ev i r b r a t i o ni nt h e s e c o n df l o o ro ft h en o i s et e s tr o o m t h ea i rp r e s s u r ef l u c t u a t i o nm a i n l ya f f e c t st h e v i r b r a t i o na c c e l e r a t i o nv a l u eo nt h et e e sa n di ti st h em a i n l yf a c t o rt oc h a n g et h en o i s e v a l u e 4W h e nt h ef l o wr a t ei s1 0 5 0 L s t h es a m ef l o o rd r a i n a g ep a t t e r ne m e r g e si na g o o dn o i s er e d u c t i o np e r f o r m a n c ea n dt h en o i s er e d u c e db yt h es a m ef l o o rd r a i n a g e s y s t e mi s2 0 5 9 d Bs a m a l l e rt h a nt h et r a d i t i o n a ld r a i n a g ep a t t e r n t h ev i b r a t i o n c a u s et h ev a r i a t i o no ft h eo v e r a l ls o u n dp r e s s u r el e v e l A st h ef l o wo fr a t ei S5 5 L s t h en o i s ev a l u ed i f f e r e n c ei S0 4 d Bw i t ht h ed i f f e r e n td r a i n a g ew a y sa n di tc a nb e i g n o r e dw i t h i nt h ei n s t r u m e n te r r o r s T l l es a m ef l o o rd r a i n a g ep a t t e r nr e d u c e st h e n o i s em a i n l yo nt h ef r e q u e n c yb a n do f10 0 0 16 0 0 0 H z 5I nav a r i a b l ef l o wr a t e t h em a x i m u mAs o u n dl e v e li sb e c o m i n gb i g g e ra n d b i g g e rs i m i l a rt ot h ef l o wi n c r e a s e sw i t ht h ed i f f e r e n td r a i n a g ep a t t e r n a n dt h en o i s e v a l u eo ft h et r a d i t i o n a ld r a i n a g ew a y si sf a s t e r W h e nd i s c h a r g i n gw a t e rv o l u m eo f s a n i t a r yi s4 5 La n d6 0 Lr e s p e c t i v e l y t h es a m ef l o o rd r a i n a g ep a t t e r ns h o w sa o b v i o u sn o i s er e d u c t i o np e r f o r m a n c ea n dt h em a x i m u mn o i s eAs o u n dl e v e Ic a l lb e d e c r e a s e d4 1d Ba n d5 5 d B K e y w o r d s a i rp r e s s u r ef l u c t u a t i o n n o i s e v i b r a t i o n t h es a m ef l o o rp a t t e r n P V C U d r a i n a g ep i p i n gn o i s er e d u c t i o n I V 北京建筑工程學(xué)院碩士論文原創(chuàng)性聲明 北京建筑工程學(xué)院 碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明 所呈交的學(xué)位論文 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下 獨 立進行研究工作所取得的成果 除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外 本論 文不含任何其他個人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果 對本文的 研究做出重要貢獻的個人和集體 均已在文中以明確方式標明 本人 完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān) 學(xué)位論文作者簽名 熏改蘭 日期 如 口年弓月b 日 授權(quán)書 本人同意將所著碩士學(xué)位論文 P V C U 排水管道噪聲的影 響因素研究 著作權(quán)中的數(shù)字化制品復(fù)制權(quán) 信息網(wǎng)絡(luò)傳播權(quán)和 匯編權(quán)授權(quán)j 匕寶建篁王猩堂院嬰窒生處行使 上述授權(quán)的范圍包 括 j 匕塞建笪王猩堂院自己使用或委托他人使用 本人保證為該論文作者 依法享有著作權(quán) 并愿承擔(dān)因著作 權(quán)問題引起的責(zé)任 北京建筑工程學(xué)院須依照我國著作權(quán)法的有關(guān)規(guī)定 充分尊 重本人享有的著作權(quán)權(quán)利 包括獲酬權(quán) 本授權(quán)有效期王年 論文作者 凌戌蘭 簽章 2 0 l o 年弓月易日 作者聯(lián)系方式 地址 習(xí)t 束審 勿磁匠展恍鑼當(dāng)碾J 弓加撇程郵編 I o o o 爭4 蝓溉淼6 膩 手機 膨牛甜弘多和6 電子信箱 饑山乙缸叩 占多 m 北京建筑工程學(xué)院碩士論文 第l 章緒論 1 緒論 1 1 研究背景 人們在生活中離不開聲音 聲音作為信息 傳遞人們的思維和感情 并進行 工作和社會活動 聲音在生活中起著非常重要的作用 但有些聲音干擾人們的工 作 學(xué)習(xí) 休息 影響人們的身心健康 從聲理學(xué)上講 人們不需要的聲音就是 噪聲 從物理學(xué)上看 無規(guī)律 不協(xié)調(diào)的聲音 即頻率和聲強都不同的聲波雜亂 組合就稱其為噪聲 1 1 噪聲污染和空氣污染 水污染一樣被稱為當(dāng)今的三大污染 從2 0 世紀5 0 年 代起 工業(yè) 運輸業(yè)迅猛發(fā)展 噪聲污染日益嚴重 在城市化的今天 城市快速 道 高架復(fù)合道路 軌道交通 大型健身娛樂場所 空調(diào)系統(tǒng)等相繼出現(xiàn) 幾乎 人人受到噪聲的影響 據(jù)統(tǒng)計 環(huán)保部門收到的污染投訴絕大部分是噪聲 2 1 噪聲對人的影響和危害是多方面的 人在較強噪聲環(huán)境下滯留一段時間后 會出現(xiàn)聽力下降 研究表明 長期接觸8 0 d B 以上的噪聲 聽力就有可能受損 在大于8 5 d B 的環(huán)境工作2 0 年 將有1 0 的人出現(xiàn)耳聾 大于9 0 d B 耳聾比例 將超過2 0 長時間接觸噪聲 會使大腦皮層的興奮抑制而使得平衡狀態(tài)失調(diào) 形成牢同的興奮狀況 累及支配內(nèi)臟的植物神經(jīng)發(fā)生功能紊亂 進而引起頭痛 頭暈 失眠 多夢 記憶力減退 注意力分散 耳鳴 易疲倦 反應(yīng)遲鈍和精神 壓抑以及胃腸功能紊亂 營養(yǎng)不良等一系列癥狀 3 6 1 說起噪聲 人們自然而然與機器的轟鳴和汽車的喇叭聲等一系列外部嘈雜噪 聲聯(lián)系到一起 隨著經(jīng)濟的發(fā)展 人們生活水平的提高 現(xiàn)代人的生活和工作都 發(fā)生了很大的變化 有關(guān)文獻指出 發(fā)達國家中人們在室內(nèi)滯留的時間已占全天 的9 0 7 J 據(jù)統(tǒng)計 當(dāng)今世界上有7 0 0 0 多萬耳聾者 其中相當(dāng)部分是噪聲所致 家庭室內(nèi)噪聲是造成兒童聾啞的主要原因 建筑內(nèi)部噪聲對人體產(chǎn)生的危害越來 越彼人們高度重視 2 0 0 8 年1 0 月2 6 日 l O 月2 9 日之間在上海召開了第三十七 屆國際噪聲控制工程大會 在該展覽會上特別強調(diào)了室內(nèi)噪聲 按照國家環(huán)境保護部修訂發(fā)布的 聲環(huán)境質(zhì)量標準 G B 3 0 9 6 2 0 0 8 規(guī)定 對于住宅的臥室 起居室的允許噪聲級 A 聲級 晝間應(yīng)小于或等于5 5 d B 夜 間應(yīng)小于或等于4 5 d B l 8 1 根據(jù)新標準 可能有一半以上住宅樓達不到標準 所 以建筑室內(nèi)噪聲控制是亟待解決的問題 其中室內(nèi)排水系統(tǒng)的噪聲較為突出 產(chǎn) 生這一噪聲的因素較多 本文以建筑排水系統(tǒng)的噪聲產(chǎn)生原因為基礎(chǔ) 主要探討 了P V C U 排水管道的噪聲控制 研究P V C U 排水管道噪聲的影響因素 1 2 建筑排水系統(tǒng)噪聲概述 1 2 1P V C U 管產(chǎn)生噪聲 北京建筑工程學(xué)院碩士論文第l 章緒論 住宅樓內(nèi)噪聲的來源較多 其中由于排水管材選擇而引起的生活污水排水管 道流水噪聲較為突出 9 傳統(tǒng)的建筑排水管道以鑄鐵管為豐 排水噪聲比較低 但鑄鐵管內(nèi)壁有毛刺 較粗糙 易堵塞 粗糙系數(shù)n 一般在0 1 3 左右 水流阻力 大 外壁易結(jié)露 爆皮 生銹 很不美觀 與P V C U 管相比 相同的安裝長度 其人工費高3 6 6 材料費高5 7 總造價高 W 5 6 7 1 1 0 9 0 年代后期國家建設(shè)部 國家經(jīng)貿(mào)委 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局和國家建材局等部門出臺了相關(guān)政策文件要求 淘汰砂模鑄造鑄鐵排水管用于室內(nèi)排水管道 推廣應(yīng)用P V C U 管 P V C U 管因其 抗腐蝕性能好 質(zhì)輕 安裝方便等特點而越來越受人們青睞 近1 0 多年來在室內(nèi) 排水管道中應(yīng)用比例也越來越大 但是根據(jù)實測 在背景噪聲小于3 0 d B 環(huán)境下 普通P V C U 排水管排水時所產(chǎn)生的噪聲遠大于4 0 d B A I 排水管道噪聲包括兩方而 一是水流經(jīng)排水橫支管轉(zhuǎn)至立管義由立管轉(zhuǎn)至橫 干管時沖擊三通 彎頭所致的沖擊噪聲 二是水流在立管內(nèi)流動過程中產(chǎn)生的噪 聲 一般認為 流體在光壁立管內(nèi)流動過程中產(chǎn)生噪聲的因素主要有3 方面 1 流體在管內(nèi)流動沖擊管壁產(chǎn)生噪聲 2 水流下落過程中形成橫向隔膜阻礙立管 內(nèi)氣體及時排出 延遲了部分水流下落的速度 產(chǎn)生先后水滴的撞擊以及水流沖 擊氣體而引發(fā)噪聲 3 下落水流沖擊管壁反彈的水滴與后至的水流發(fā)生碰撞產(chǎn) 生噪聲 12 1 1 2 2 排水立管流態(tài)影響噪聲 建筑內(nèi)部排水管道中的水流按非滿流設(shè)計 是水 氣 固三相流的復(fù)雜運動 排水時歷時較短 排水量不均勻 水氣容易摻混 氣壓變化大 立管中水流流態(tài) 主要有附壁螺旋流 水膜流和水塞流 據(jù)國內(nèi)外已有的實驗證明 當(dāng)流量較小 充水率 I i 1 4 時 由于排水立管內(nèi)壁粗糙 固 液兩相間的界面力大于液體 分子間的內(nèi)聚力 進入立管的水不能以水團形式脫離管壁在管中心墜落 而是沿 管壁內(nèi)周邊向下作螺旋流動 因螺旋運動產(chǎn)生離心力 氣液界面清楚 立管中心 氣流通暢 管內(nèi)壓力穩(wěn)定 當(dāng)排水量增加至足夠覆蓋整個管內(nèi)壁時 水流改作附 著于管壁向下流動 因沒有離心力的作用 只有水與管壁的界面力 此時的流體 氣液兩相界面不明顯 水流向下有挾氣作用 但因排水量小 管中心的氣流仍可 正常流動 氣壓波動幅度不大 管內(nèi)水流狀態(tài)為附壁螺旋流 當(dāng)流量進一步增加 到某一值時 由于空氣阻力和管壁摩擦力的共同作用 形成有一定厚度的帶有橫 向隔膜的附壁環(huán)狀水膜流 當(dāng)附壁的環(huán)狀水膜流與橫向隔膜一起向下流動 水膜 下降速度與水膜厚度成正比 當(dāng)水膜流所受管壁摩擦力與重力達到平衡時 水膜 的厚度和下降速度不再變化 水膜的流速達到終限流速形成水膜流 此時充水率 為l 4 如 i 1 3 水塞向 下運動 管內(nèi)氣體壓力波動劇烈 造成橫支管負壓 立管下部正壓 引起負壓抽 吸或正壓噴濺 水封破壞 排水系統(tǒng)不能正常使用 附壁螺旋流狀態(tài)排水立管內(nèi) 氣壓穩(wěn)定 排水量小 水塞流雖然排水量增加 但是排水立管內(nèi)氣壓波動大 水 封可能會被破壞影響系統(tǒng)的正常使用 所以一般選擇在水膜流狀態(tài)條件下確定排 水立管管徑 1 3 J 排水立管上連接各層的排水橫支管 下接橫干管或排出管 水流在沖激流狀 態(tài)下 由橫支管進入立管下落 在橫支管與立管連接部短時間內(nèi)形成水舌 水舌 的阻礙使得水流在下落過程中易形成旋轉(zhuǎn)水膜層及氣塞流 兩種狀態(tài)急劇隨機變 化 立管內(nèi)空氣壓縮或膨脹 撞擊氣流 共同發(fā)出噪聲 有文獻在對排水立管水 流的水力分析中指出 當(dāng)水流為水膜流時 排水最理想 噪聲最小 1 2 1 2 3 衛(wèi)生器具噪聲 衛(wèi)生器具是建筑內(nèi)部給水排水系統(tǒng)的重要組成部分 是收集和排除生活及生 產(chǎn)中產(chǎn)生的污 廢水的設(shè)備 按其作用分為以下兒類 1 便溺用衛(wèi)生器具 如大便器 小便器等 2 盥洗 淋浴用衛(wèi)生器具 如洗臉盆 淋浴器等 3 洗滌用衛(wèi)生器具1 如洗滌盆 污水盆等 4 專用衛(wèi)生器具 如醫(yī)療 科學(xué)研究實驗室等特殊需要的衛(wèi)生器具 各種衛(wèi)生器具的結(jié)構(gòu) 形式以及材料各不相同 根據(jù)衛(wèi)生器具的用途 裝設(shè) 地點 維護條件 安裝等要求而定 制造衛(wèi)生器具的材料有陶瓷 搪瓷鑄鐵 塑 料 不銹鋼等 衛(wèi)生器具排水時 水流卷吸空氣一起排放 形成氣塞流而產(chǎn)生噪聲 有人在 背景噪聲為3 2 d B 的環(huán)境下 關(guān)閉上水閥門 測試了衛(wèi)生器具排水時的噪聲 1 4 結(jié)果見表1 1 表1 1衛(wèi)生器具排水時產(chǎn)生的噪聲單位 d B 衛(wèi)生器具陶瓷洗滌盆坐便器 名稱 滿水時排放中排盡前滿水時排放中排盡前 噪盧值 5 3 45 2 86 8 58 1 2 6 3 4 7 3 6 調(diào)查顯示 當(dāng)衛(wèi)生器具內(nèi)己存有水時 在開始排水和排水過程中所產(chǎn)生的噪 聲都不大 而在衛(wèi)生器具內(nèi)的水快排盡時 水流卷吸空氣形成氣塞流而引起的噪 聲較大 3 北京建筑工程學(xué)院碩十論文 第l 章緒論 在衛(wèi)生間里 由于給水管道進水壓力較大 在坐便器進出水管 各利 開關(guān)和 龍頭處 時常會發(fā)生不同程度的噪聲 坐便器是其中的主要聲源 坐便器的沖洗 和水箱進水產(chǎn)生噪聲 且時間較長 坐便器在沖洗過程中產(chǎn)生噪聲的大小與坐便 器結(jié)構(gòu)有關(guān) 沖洗壓力越大 噪聲越大 這些噪聲的大小又與排水量和管壁結(jié)構(gòu) 有關(guān) 排水量越大 噪聲越大 并因共鳴而加強 l 川 坐便器的噪聲大小取決于其水路設(shè)計的合理性 坐便器的沖水方式分為虹吸 式和沖落式 虹吸式坐便器又分多種 其中虹吸漩渦式是虹吸和漩渦原理并用 噪聲最小 在3 5 d B 以下 噴射虹吸式采用獨特的噴射孔 所噴出的水引起強烈 的虹吸作用 噪聲較小 半虹吸式是介于虹吸式與沖洗式之間的設(shè)計 噪聲較大 沖落式則是依靠水之落差將污物沖掉 構(gòu)造最為簡單 噪聲最大 屬淘汰產(chǎn)品 所以最好選擇沖水方式為虹吸式的坐便器 1 6 引 1 3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 防治噪聲根奉的辦法是從聲源上治理 但在許多情況下 南于技術(shù)或經(jīng)濟方 面的原因 直接聲源治理比較困難 這就需要采用吸音 消音 隔音 減振等噪 聲控制技術(shù) 1 9 2 1 所以國內(nèi)外對室內(nèi)建筑排水系統(tǒng)降噪研究 往往結(jié)合以上技 術(shù) 從排水管材 管件降噪和節(jié)水 低噪聲衛(wèi)生器具的研發(fā) 水流流態(tài)的改善促 進通水能力以及建筑平面和排水設(shè)備合理布置等方面著手 1 3 1 國外研究現(xiàn)狀 排水管道水流流態(tài)和壓力變化影響著噪聲值的大小 而排水系統(tǒng)的通氣補給 或排除排水管系空氣 起到平衡系統(tǒng)中氣壓波動 減小噪聲的作用 通氣方式隨 建筑層數(shù)增加和排水量加大呈現(xiàn)越來越復(fù)雜的趨勢 目前特殊單立管排水系統(tǒng)應(yīng)用較多 其中誘導(dǎo)式內(nèi)通氣方式因利用特殊結(jié)構(gòu) 使得水氣流動按人們的意愿進行 從而緩解氣壓波動保護水封而一直為人們所研 究 自6 0 年代起 國外對這種通氣方式進行了不斷的研究并已廣泛應(yīng)用 2 2 在高層建筑中 為改善管道通氣問題 保證衛(wèi)生器具水封不被破壞 出現(xiàn)了 排水和通氣合一的特殊單立管 蘇維脫 該系統(tǒng)是瑞士弗理茨 蘇瑪于1 9 5 9 年 研制開發(fā)的 是采用一種使氣水混合和分離的特殊配件替代一般管件的單立管排 水系統(tǒng) 它由混流器和跑氣器兩部分組成 混流器設(shè)在立管與每層的橫支管連接 處 用來限制立管內(nèi)液體與氣體的流速 同時可將污水與立管內(nèi)的空氣充分混和 跑氣器設(shè)在立管底部 其將氣體從污水中分離出來 并且通過一根跑氣管將其引 到排出管的卜端 可避免立管底部產(chǎn)生過大的止壓力和壅水 保證排水通暢 2 3 1 9 6 7 年 法國建筑科學(xué)中心在多次試驗的基礎(chǔ)上成功的研制出旋流排水系 統(tǒng) 后被廣泛應(yīng)用到1 0 層以上的建筑物中 此種單立管排水系統(tǒng)包括旋流連接配 件和特殊排水彎頭兩部分 旋流連接配件使下落水流從上到下始終形成一個空氣 4 北京建筑T 程學(xué)院碩士論文第1 章緒論 芯 立管內(nèi)壓力變化小 大大提高立管負荷 特殊葉片的4 5 彎管 避免了橫干 管內(nèi)發(fā)生水躍而封閉立管內(nèi)的氣流造成過大的正劇2 4 1 9 7 3 日本小島德厚設(shè)計了高馬奇排水系統(tǒng) 在各層橫支管與立管連接處設(shè) 高奇馬接頭配件 環(huán)流器 在排水立管底部設(shè)高奇馬角笛形彎頭1 2 5 1 環(huán)流器外觀呈倒錐形 在同一水平面上有2 4 個接入橫支管的接入口 不接 入橫支管也可作清通用 立管接入口向下延伸一段內(nèi)管 不僅可起防止水舌隔 斷的作用而且可使橫支管出流反彈而沿管壁面流動 環(huán)狀配件內(nèi)部下端呈6 0 斜 度的漏斗形狀 利用水流的擴散而減緩流速 并加強形成水氣混合 使水流沿漏 斗面作水膜狀下落 自然形成空氣芯進人下段立管 加強立管多個支管間的環(huán)形 通氣 角笛彎頭 外形似犀牛角 大口徑承接立管 小口徑連接橫干管 既可對立 管下落水流起減速作用又可將污水中所挾帶的空氣集聚 釋放 又由于角笛彎頭 小口徑方向與橫干管斷面上部也連通 可減少管中正壓 這種配件曲率半徑較大 水流能量損失較普通連接配件而言足小的 從而增加了橫干管的排水能力 2 7 排水塑料管首先推出的是P V C U 管 在應(yīng)用過程中 人們在肯定其優(yōu)點的 同時也發(fā)現(xiàn)了水流噪聲大 嚴重擾民等問題 有關(guān)方面為此采取了相應(yīng)措施 其 中內(nèi)螺旋管占相當(dāng)大的比重 內(nèi)螺旋單立管排水系統(tǒng)逐漸起步 9 0 年代 韓國開發(fā)了P V C U 螺旋管排水系統(tǒng) 日本三菱樹脂 株 曾為韓國 的P V C U 螺旋消音管做過性能測試 排水性能試驗塔一共1 7 層 各層橫管與立管 的相連均采用D R F X 三通偏心接頭 與內(nèi)螺旋消音管相接不對中 D N l 0 0 的管子 錯位5 4 m m 在三通水流方向的下端還設(shè)有防止水流逆流的特殊構(gòu)造 支管水流 以切線方向進入 管路系統(tǒng)的底部采用異徑彎管 排出管加大一號 流量分別為 3 L s 4 L s 5 L s 并在1 5 層 1 6 層注入 每層支管上均設(shè)置壓力傳感器 測定 每層管內(nèi)噪聲 壓力波動情況 此次試驗還進行了普通塑料管的對比試驗 得出 結(jié)論 螺旋消音管的排水性能大大優(yōu)于普通塑料管 并且 由內(nèi)螺旋消音管和 D l u 排水管件所組成的管路系統(tǒng)的噪聲比一般光擘塑料管低f 2 8 隨著社會的進步 住宅建筑到了商品房時期 出現(xiàn)了空間所有權(quán)問題 傳統(tǒng) 排水方式 上層的排水橫支管直通到下層 給下層住戶帶來清通 結(jié)露 滲漏 噪聲大等一系列問題 同層排水方式勢在必行 傳統(tǒng)衛(wèi)生間內(nèi)的噪音主要來自兩個地方 自家的和樓上住戶的 對于盤旋于 天化板上的管道 用吊頂?shù)姆绞礁靖綦x不了噪聲 而且由于吊頂材料密度小 厚度薄 反而起到共振膜的作用 將噪音放大 而同層排水系統(tǒng) 由于管道不穿 越樓板 地面不被破壞 這樣就從根本上解決了來自上層用戶的噪音干擾 瑞士 吉博力公司研制開發(fā)的H D P E 消聲管材可大幅度降低通過物體傳播的噪音 見圖 5 北京建筑工程學(xué)院碩士論文第1 章緒論 I 1 采 吉博力側(cè)層排水系統(tǒng)及相應(yīng)的減噪措施后 噪聲會從傳統(tǒng)P V C U 排農(nóng) 系統(tǒng)的6 5 分貝 降至3 0 分見庠右 尸 汐 鲴l 1H D P E 排水管 1 3 2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 影響排水立管水力上況的因票有 水舌阻隔 水塞 雍水 劃此 H 要使立 營內(nèi)或立管與橫管連接處的水流處j 穩(wěn)定水膜流動狀態(tài) 即可改營排水系統(tǒng)的水 力條件 降低噪聲 通氣系統(tǒng)的改善 P V C U 管道段進以及降嘴管件研發(fā)被提 I i 義程 特殊單立管捧水系統(tǒng) 是1 9 7 7 年1 2 月在廣州召開的全國竄內(nèi)給水排水技術(shù) 交流會上 由北京市建筑設(shè)計院 國家建委建研院情報所和建研院設(shè)計所在介紹 l 司外室內(nèi)給水排水發(fā)展動態(tài)時第一次提出的 蘇維托單市管排水系統(tǒng)起步攝早 潑系統(tǒng)J 1 9 7 8 年存北京市前三門高層住宅首次應(yīng)用 從釋氣 減壓的助能米看 敢糶比較好 8 0 年代初 長沙美蓉飯店的排水系統(tǒng)采用了旋流式單立管系統(tǒng) 該方案的 醢計降低了造價 交付使用以米排水系統(tǒng)T 況良好 9 8 3 年 湖南肯建筑材料 5 計研究院的理化樓排水系統(tǒng)中采用了單立管排水系統(tǒng) 上部特制零件為硬聚氯 乙烯環(huán) l f 器和環(huán)旋器 分層設(shè)置 r 部特制部件采用鑄鐵角笛形彎頭 經(jīng)多年 使用 系統(tǒng)排水暢蛆 水力工況良好 為了降低排水管系的水流噪聲 內(nèi)螺旋管單立管排水系統(tǒng)開始使用 內(nèi)螺旋 管灶內(nèi)壁有數(shù)條i n l 出三角形螺旋肋的圓管 立管水流沿螺旋肋向 r 流動 能保持 立管中心的氣漉通道 使氣壓達到平衡 重慶某公司 殳計了種親水內(nèi)壁P V C U 旋流降噪器 結(jié)構(gòu)見罔1 2 水流經(jīng) 導(dǎo)流片的導(dǎo)流作用 使水流強制性地旋轉(zhuǎn) 推動了旋轉(zhuǎn)流動 旋流則保持空氣芯 和水流成附壁流都起重要作用 可增強降噪效糶 與陔公司的實 薹螺旋管相結(jié)合 北京建筑T 程學(xué)院碩士論文 第1 章緒論 可使噪聲降低5 1 0 r i b 3 等髫 幢童 萇囂訾 8 田1 2P v o u 旋流降嘬囂結(jié)構(gòu)示意凰 此外 陔公司曾在2 8 m 高的樓頂上安裝其研發(fā)的旋流降噪三通接頭 再連接 該公州的中1 1 0 x 32 山螺旋降噪排水立管 該 通主管內(nèi)壁沿圓闈方向均勻設(shè)置3 個旋流葉 片 旋流葉片呈螺旋漿狀 設(shè)丁支管口下方 旋流1 1 1 片的最島點 史管 管口最低點之問的距離1 大于5 r a m 旋流降噪三通與內(nèi)螺旋降噪排水管組臺的該 種結(jié)構(gòu)可提高管道的通氣降 增加排水能力 在樓底的排水口排出的水呈筒狀瀑 布流出 水簡中部址卒澗 或卒氣 浙江光華塑業(yè)有限公州研究出一種建筑排水用二級旋流降噪接頭 接頭主體 包括橫支管連接體 上主市管璉接體和下土市管連接體 下主立管連接體呈圓臺 狀的漏斗J 在漏斗型內(nèi)有下導(dǎo)流褒 F 導(dǎo)流套的內(nèi)壁制有螺旋筋 橫盤管連接 體外徑大十上 F 主立瞥接口的外往 橫支管接口經(jīng)螺旋導(dǎo)流水道與橫支管連接 體棚連 上豐立管連接體的卜口內(nèi)有上導(dǎo)流套 1 導(dǎo)流套內(nèi)制有蝶旋筋 本產(chǎn)品 健土市管螺旋水流存接頭中始終保持延續(xù) 支管水流經(jīng)螺旋水道與主市管螺旋水 i i c L 合 一起沿管村內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)流r 避免支管水流與立管水流碰撞 確保立管水 流始終螺旋狀下落 降低管道系統(tǒng)噪音I 圳 1 7 前 P V C U 排水管道n r 分為普通J 性 芯層發(fā)泡管 P S P 內(nèi)螺旋消哥管 和空壁螺旋管等兒種 芯層發(fā)泡管 P S P 螺旋消音管和空壁螺旋管均為普通 蜒改進后的管村 都是為改善普通型管道噪聲大的問題m 開發(fā)的 北京建筑T 程 學(xué)院通過對鑄鐵管 普通P V C U 窄壁P V C U 管 空壁 實壁P V C U 螺旋管 納米管 聚丙烯復(fù)合管在不同排水 況F 的管道噪聲測試 比較發(fā)I 見聚丙烯管與 擴容偏心二通的組合在小流最1 O 25 L s 剛 排水立管噪聲值在4 Is 4 62 d B A 較鑄鐵管 4 38 4 58 d B A 有一定的降噪性能 并從管材暫度 壁厚 以及管內(nèi)填先物方面研究了管材的降噪性能 提m 降低噪聲的方法 4 1 北京建筑工程學(xué)院碩士論文 第1 章緒論 在排水管降噪問題上 人們分別從減少源頭噪聲和隔音 吸收或隔離源頭噪 聲這兩個方面進行思考 山東某建材公司生產(chǎn)的一種珍珠巖輕質(zhì)防水吸音板針對 噪聲的特點 從吸音板流阻 孔隙率 結(jié)構(gòu)因子 厚度 表面 安裝等方面進行 反復(fù)優(yōu)化 能降低高分貝 高中低頻廣譜吸音 該產(chǎn)品無論吊頂裝飾或貼墻降噪 都能使聲波繞射到板背面 形成小型空間吸音體 六面吸音 提高吸音系數(shù) 降 噪系數(shù)高達0 7 8 河北保定市某學(xué)校對教T 宿舍樓衛(wèi)生間噪聲進行控制 該教工宿舍衛(wèi)生間中 選用的是沖落式坐便器 排水管材為光壁P V C U 管 墻體結(jié)構(gòu)無隔音措施 宿 舍里的排水噪音比較大 尤其是晚間更為突出 經(jīng)檢測室內(nèi)噪音達5 0d B 不能 滿足室內(nèi)噪聲衛(wèi)生標準 采取在衛(wèi)生間內(nèi)墻貼l 層吸聲材料 排水管道外包裹管 道專用隔音材料 E P D M 橡膠與泡沫 的措施 可使噪聲降低近2 0d B j7 I 室內(nèi)居住 環(huán)境滿足室內(nèi)噪聲衛(wèi)生標準 1 4 研究內(nèi)容 從排水管道噪聲影響兇素來看 排水管道噪聲控制可從以下四個方面入手 第一 從布置方式上控制噪聲 排水管道安裝遠離臥室 書房 第二 在管材選 用上控制噪聲 實壁P V C U 螺旋管 納米管 聚丙烯復(fù)合管等降噪管材的開發(fā) 科降低噪聲 第三 從配件的選用角度進行噪聲控制 從改善排水水流工況的角 度出發(fā) 選用合適的配件 有效增加立管的排水能力 平衡排水立管內(nèi)的正負氣 壓 減少氣塞現(xiàn)象 降低排水噪聲 減小立管與橫支管的連接角度 或者采用支 管連接的上部特制配件 降低橫支管來水的流速 避免產(chǎn)生水躍現(xiàn)象 從而減小 排水噪聲 排水橫支管與排水立管連接處應(yīng)采用4 5 6 0 的彎頭 三通 或 者設(shè)置特制配件 立管底部連接處的彎頭應(yīng)由2 個4 5 彎頭組成 應(yīng)當(dāng)在彎頭 處設(shè)置支墩或支架 以此減緩排水水平支管巾水流與排水立管中水流及其與排水 立管管擘撞擊所產(chǎn)生的噪聲 加大橫干管管徑和立管與橫干管連接彎頭的曲率半 徑 或裝設(shè)具有減小水躍高度 穩(wěn)定排水管內(nèi)氣壓功能的下部特制配件 以改善 橫干管的排水j 二況 在排水橫支管與排水立管的連接處安裝Y 犁或T Y 型三通 使橫支管水流在進入立管前改變方向 減少水流進入立管時發(fā)生的碰撞 增加立 管中空氣的流通而減少噪聲 第四 改變傳統(tǒng)排水模式 采用同層排水方式 由 于管道不穿越樓板 地面不被破壞 這樣就從根本上解決了來自上層用戶的噪音 干擾 3 8 3 9 1 本課題主要是研究P V C U 排水管道噪聲的影響因素 研究不同三通和管道 組合的P V C U 排水管道降噪性能 通過對排水管道的流量與氣壓變化關(guān)系進行 測定 分析氣壓波動對P V C U 排水管道振動 噪聲值的影響 采用同層排水方 式 在恒定流量和變流量下進行排水管道噪聲測試 分析同層排水方式的降噪性 8 北京建筑工程學(xué)院碩士論文 第1 章緒論 能 在具有二層的噪聲檢測室內(nèi)進行如下研究內(nèi)容 1 通過在一層 二層內(nèi)同時測試噪聲和系統(tǒng)壓力波動 分析噪聲 壓力 波動關(guān)系 2 通過在一層 二層內(nèi)同時測試振動和系統(tǒng)壓力波動 分析振動 壓力 波動關(guān)系 3 綜合對比分析噪聲 振動以及壓力波動三者問的關(guān)系 4 恒定流量下和變流量下 測試同層排水方式和傳統(tǒng)排水方式的噪聲及 振動 分析同層排水的降噪性能 1 5 研究路線 P V C U 排水管道噪聲影響因素較多 本課題是在結(jié)合我國現(xiàn)有P V C U 排水 管道降噪研究的基礎(chǔ)上 總結(jié)經(jīng)驗 用恒定流量法研究立管內(nèi)氣壓波動對排水管 道振動 噪聲值的影響 同時從安裝方式的改變上分析I 一層排水方式的降噪性能 具體研究路線見圖1 3 圖卜3研究技術(shù)路線 1 6 研究目的 2 0 世紀5 0 年代起 噪聲己成為一種主要的環(huán)境污染源 他不僅影響人們正 常的工作 學(xué)習(xí)和休息 而且危害到人的身體健康 進入2 1 世紀 隨著生活水 9 北京建筑工程學(xué)院碩十論文第1 章緒論 平的提高 環(huán)境意識的增強 人們對于工作和居住環(huán)境的噪聲越來越重視 建筑 內(nèi)部給排水系統(tǒng)的噪聲是建筑噪聲最主要的來源之一 該課題適用于解決室內(nèi)排水管道系統(tǒng)降噪研究 以目前常用的P V C U 排水 管道為研究對象 主要研究恒定流量下管件氣壓波動對排水管道振動 噪聲值的 影響以及同層排水方式的降噪性能分析 并在此基礎(chǔ)上分析了其對排水管道噪聲 的控制 課題的研究成果能夠為平衡立管氣壓波動 可減少噪聲和同層排水方式有一 定的降噪性能等理論提供技術(shù)支持 對排水管道降噪有一定的現(xiàn)實意義和實用價 值 1 0 北京建筑T 程學(xué)院碩士論文 第2 章測試方法研究 2 測試方法研究 2 1 排水管道噪聲測試方法概述 2 1 1 國外排水管道噪聲測試方法 目前 歐洲各國排水管道噪聲的測試均采用現(xiàn)行歐標1 4 該標準提出的測試 條件 測試裝置和方法是