摘要：建筑给排水设计中的节能和减噪问题是人们非常关注的问题。基于对节能减噪的概念、特点及技术措施应用等方面的系统研究，本文全面探讨了该领域当前最主要的研究方向和新技术应用状况。
关键词：节能；减噪；建筑；给水排水
环境保护是当前和今后经济社会发展的一个永恒的话题，作为设计工作者一个重要的责任就是要节约资源、保护环境和减少污染，为人们提供健康、高效的适用空间，与自然和谐共生的建筑。建筑给排水设计中的节能和减噪问题直接关系到能源的充分可持续利用和人们生活质量的提高，由于新材料、新设备、新工艺的应用，其研究领域也日益拓展和深入，当前对节能和减噪技术进行系统的总结和归纳，有助于新技术的推广以及研究的进一步深入。
1.节能、节水技术综述
1.1 给排水系统的节能概念与特点
能源和水资源的节省，是给排水系统设计和运行管理中必须考虑的两大课题。在给排水系统中，能源节省和水资源的节省有时相伴出现，有时又相互冲突。如：节水冲洗水箱大便器，在节水的同时，还减少了水泵的耗能，具有节能效果；器具延时自闭式冲洗阀，在节水的同时，却增加了所需的最低工作压力，使水泵的扬程增加，综合耗能是节省还是增加，需要分析比较。再比如设置中水系统，必然要增加能耗，但有节水功效。给排水系统的能耗，主要是指维持给排水系统日常运行的能源消耗，包括：（1）水加热需要的热能，如生活热水和开水的加热；（2）水提升需要的动力能，如加压供水、排水和维持水循环。
1.2 节能、节水主要技术措施
（1）生活给水系统中的减压节流
生活给水系统按竖向分区后仍然存在着部分卫生器具配水点水压偏大的问题，而这一点往往被忽视，因为即使在分区后各区最低层配水点的静水压仍高达300KPa-400KPa。而在进行设计流量计算时，卫生器具的额定流量是在流出水头为20 KPa-30KPa 的前提条件下所得的。因而若不采取减压节流措施，卫生器具的实际出水流量将会是额定流量的4倍-5倍。随之带来了水量浪费、水压过高、漏水量增加的弊病，同时易产生水击、噪声和振动，致使管件损坏、破裂。国外一些国家均采用在给水支管上安装孔板、压力调节阀或减压阀等手段来避免部分供水点超压，为用户提供适宜的服务水龙头，使竖向分区的水压分布更加均匀。在高层建筑给水系统中，这一问题表现的更为突出，竖向分区后更应注意减压节流的问题[1]。
（2）热水供应和太阳能利用
热水供应系统可采取的节能措施主要有：降低使用温度(热水在管道和设备中的热损失与配水点要求的水温成正比，降低使用温度可减少能耗)；减少热水耗量；采用高效能保温材料减少热损失；提高换热器的传热效率；采用节能型产品；开发利用新能源等。太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁安全的新能源，将逐步应用于热水供应系统。利用太阳能的直接加热设备有真空管式和热管式，其集热效率高，保温性能好，受环境影响小，全自动运行，操作简单、维护方便，可全年使用。
2.噪技术综述
2.1噪声的产生原因
2.1.1振动噪声
管道的振动噪声多发生在给水管系统，针对管道振动问题，按激励源不同分为管内流体激励振动和壁管振动传递两类。激励振动：通常管道本身不会振动，管内介质的脉动是激励管道振动的振源，如水锤的产生。水锤的危害性很大，不仅产生很大的噪声，而且严重时会使管道发生破裂。管壁振动：现在高层建筑一般都设有加压泵房，而给水系统中水泵是主要噪声源。与水泵相连的管道起着传递噪声的作用，水泵的噪声沿管道四处传播进入室内，尤其对底层住户影响比较大。
2.1.2流水噪声
水在管道中流动会自然地发声音，这是由于水在管道内流动时，水流断面大小改变，水流方向变化而产生噪声。如水流经过一些管道配件 弯（管接头、十字形管、Ｔ形管等）时，流向会发生变化，根据动量定理，水流会对管壁产生冲击而引起管道的振动。流水噪声随流速和局部阻力的增大而增大、随管道材料密度减小而提高，并因共鸣而增强。
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2.1.3气蚀噪声
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，产生噪声。
2.1.4排水管道中的噪声
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。相比给水而言，它的流动更为复杂。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。排水横支管的水流流人立管时冲击连接配件 如（Ｔ型管、十字型管等）产生噪声。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，声，其强度管材的不同而不同。
2.2减噪主要技术措施
2.2.1 给水噪声的控制措施
按规范严格控制室内给水管的流速，采用塑料给水管时流速宜采用低值尽可能降低管道内水压力，尤其是在高层建筑中，应采用分区给水或存入户管道L设置减阀，使给水口静压保持在0.4MPa以下。采用水流特性好的给水配件，例如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]。
2.2.2排水噪声的控制措施
室内排水系统可根据通气方式分为伸顶通气排水系统、双立管排水系统、环形通气排水系统和器具通气排水系统。双立管排水系统排水效果比较理想，它能有效增加立管的排水能力．平衡排水立管内的正负气，减少气塞现象，降低排水噪声，在高层建筑中宜优先选用,造价稍高。
近年来，室内排水管采用普通ＰＶＣ—Ｕ塑料管代替传统的铸铁管后，带来排水噪声增大、隔音效果差等缺点，此在噪声受到严格限制的地方建议采用排水铸铁管，也可根据条件选用密度大且隔音效果好的塑料管。
从改善排水水流情况的角度出发，选用合适的配件。减小立管与横支管的连接角度，以降低横支管来水的流速，避免产生水击现象，从而减小排水噪声；在排水横支管与排水立管的连接处安装Ｙ型或ＴＹ型三通．使横支管水流在进入立管前改变方向，减少水流进入立管时发生的碰撞，增加立管中空气的流通而减少噪声排水系统中的水封尤其是地漏的水封应保证高度，以抵抗排水管道中的压力波动。
2.2.3卫生洁具的噪声控制
设计中应优先选用低噪声卫生洁具， 如静音漩涡虹吸式坐便器、外壁带吸音材料的不锈钢洗涤槽等：卫生洁具的布置应尽量远离卧室、书房、客厅等对安静要求高的房间，卫生洁具不得不布置在靠卧室一侧时，停在卫生洁具连接管道的一侧，做一段管道夹壁装饰性矮墙，既可起隔声作用，也可在上面放置鲜花等装饰品起到装饰作用。
2.2.4减噪的综合控制
在进行建筑平面布置时，应尽可能使卧室、工作室不紧邻卫生问及厨房间，如果相邻时，应采用隔声性能好的墙体作隔断。关于建筑隔声问题，世界上许多国家都对其作了规定。一般来说应使泵房远离居室，给水排水立管也不宣布设在靠卧室、工作室的墙上，给水排水管最好暗敷，如设置在管道井内或暗设在墙、板内，卫生间采用下沉式，使排水横管设在本层卫生间的地坪内，也可减少噪声的传播。
3.结束语
现代社会建设的住房基本都是高层建筑，人们对生活环境的要求也更高，因此高层建筑给排水工程的隔声与减振技术十分必要，其对提高人们的生活质量有重要意义。
参考文献
[1]欧阳来.建筑给排水设计中的节能节水即噪音防治技术探讨[J].城市建设理论研究.2015,16(9):200-202.
[2]冯强.建筑给排水中的常见问题[J].城市建设理论研究.2016,18(1):47-49.
论文作者:胡志彬
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/3
标签：噪声论文; 管道论文; 水流论文; 系统论文; 给排水论文; 给水管论文; 节能论文; 《基层建设》2017年第20期论文;