建筑排水系统噪声测试研究

戚建强 蒋荃 刘翼 朱生高 林文

（中国建筑材料科学研究总院，中国建筑材料检验认证中心有限公司，北京 100024）

1 排水管道噪声现状

在生活水平不断提高和环保意识不断加强的同时，人们每天在室内停留的时间已占全天的90%，因此人们更加期望能够拥有安全、健康、舒适的室内生活空间。其中良好的住宅室内声环境，是保证高质量居住区环境的重要组成部分。声环境包括两方面，即室内音质问题和噪声控制问题。凡是接收者不需要的、认为有干扰的、感到厌烦的和有害健康的声音都是噪声。研究表明，噪声对人们的正常生活产生明显的影响，噪声大于45dB（A）时，将影响人睡眠；噪声大于55dB（A）时，将引起人的情绪不安；噪声大于75 dB（A）时使人讨厌，降低劳动生产率以及学习和工作效率；噪声大于90 dB（A）时能造成临时性听阈偏移，大于140 dB（A）时能造成耳急性外伤。同时，长期噪声容易引发神经衰弱、失眠等精神障碍，甚至诱发血压、心脏、胃肠等慢性疾病，尤其对怀孕期间胎儿的健康、婴幼儿听力的发育和专注力的培养、脑力工作者的安眠休整、疾病患者的静养康复都存在较大潜在危害。

建筑排水管道系统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。表1为民用建筑室内允许噪声级标准[1]，可以看出，一级卧室噪声不得超过40dB，最高不得超过50dB。而在实际测试中，相当部分的排水系统工作时所产生的噪声远大于40dB。在工程实例中，也不乏由于排水系统产生噪声而干扰居民睡眠并由此引起的神经衰弱和其他非特异性疾病等。

图1为常见家用电器噪声限值与典型排水噪声的比较[2]，可以看出，典型排水噪声仅小于洗衣机和抽油烟机的噪声限值，而大于其他主要家用电器噪声限值，对于居民来说，所造成的不利影响不可忽视。

表1 民用建筑室内允许噪声级标准

图1 排水噪声与常用家用电器噪声限值的比较

建筑排水管道系统噪声是一个系统问题，只有对噪声产生的原因、声源等特性摸清，才能在工程建设中正确解决噪声问题。最初人们将解决室内排水噪声的问题的根源聚焦在排水管材和管件上。随着研究和各种降噪手段的应用的深入发现，排水管材和管件是影响排水系统的噪声最主要原因之一，但并不是全部因素。排水管道系统中所连接的排水设备，如各种卫生器具对系统排水时所产生的噪声声压级影响明显。

对于卫生器具，赵建军等提出卫生间内的卫生用具和管道井要尽量不靠近住房的墙体布置[3]，各种管道应避免穿越住房的墙体，以防固体传声。如必须穿越，应采取隔音措施，即穿越管段应加套管，套管间隙应填弹性材料，如矿棉、毛毡等。管道井井壁应具有较好的耐火性能和隔音性能，为此，每层或隔层需以非燃烧材料封隔。另外，选用排水空气芯来合理的设计卫生洁具，可进一步减少卫生器具的排水噪声。

对于建筑排水系统噪声的控制，宋剑等人认为在进行建筑平面布置时，应尽可能使卧室、工作室不要紧邻卫生间及厨房间。如果必须相邻时，应采用隔声性能好的墙体作隔断[4]。关于建筑隔声问题一般来说，应使泵房远离居室，给水排水立管也不宜布设在靠卧室、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。

总之，鉴于排水系统噪声的危害以及人们对生活质量要求的不断提高，建筑排水噪声问题的解决刻不容缓。同时，就绝排水系统噪声时应该树立整体意识，全面考虑问题，采取各种有效措施，才能真正有效地控制室内给排水噪声，为人们创造一个安全、健康、舒适的室内环境。

2 排水管道噪声测试方法介绍

本部分所介绍测试方法为中国建筑材料检验认证中心所编制的标准CJ/T 312-2009，该标准为国内第一个排水系统噪声测试方法。

标准规定，测试实验室包括上下两层混响室，每一层两个房间，分别为声源室和接收室，声源室和接收室中间为实验墙，如图2所示。该方案适用于不含卫生器具的建筑排水单立管系统所发噪声以及含有卫生器具的建筑排水管道系统所发噪声的测试。

噪声测量的频率范围限制在18个1/3倍频带范围内（100 Hz至5000 Hz的中频范围），单位为Hz。如果需要低频范围的附加信息，可测量1/3倍频范围：50 Hz、63 Hz和80 Hz。

图2 实验室剖面图及管道系统安装方式

含有卫生器具的建筑排水管道系统噪声的测试样品按照委托方要求，在声源室1和声源室2中用委托方指定的固定和连接材料进行安装。

对于排水管材管件噪声测试时的流量，应使用以下恒定流量：0.5 L/s；1 L/s；2 L/s；4 L/s和 8 L/s。流量上限取决于管道内径，如表2所示：

表2 排水管材管件噪声测试时所用流量

对含有卫生器具的建筑排水管道系统样品所发噪声进行测试时，按照卫生器具等设备实际工作流量进行测试，并在检验报告中进行明确说明。

3 排水管道系统噪声测试实验室介绍

弗朗霍夫（Fraunhofer）建筑物理研究所位于斯图加特（Stuttgart），是德国最大建筑声学实验研究基地，拥有各类声学实验室近20间，建于1985年。

位于弗朗霍夫建筑物理研究所的排水噪声实验室是国际上最富知名的排水系统噪声测试实验室，绝大部分排水管道等相关产品噪声性能均在该实验室进行测试。

该实验室按照EN 14366-2004建造[5]，包括两层四间混响室，可同时测试排水管道、排水系统等噪声性能。

图3 国际最富盛名的德国frauhofer建筑物理研究所给排水声学实验室

同时，该实验室也从事大量的排水噪声性能研究以及低噪声排水系统产品的科研开发，下图为该实验室一卫博士研究生所从事的排水系统噪声性能研究实验。

图4 德国frauhofer试验室所进行的建筑排水系统噪声研究

欧洲最大的综合性建筑科研机构之一的法国建筑科学技术中心（CSTB）也建立了排水系统噪声测试实验室，该实验室遵循EN 14366-2004标准，包括一层两间混响室，可对排水管道产品噪声性能进行测试和评价。

图5 法国建筑科学研究技术中心排水噪声实验室

由于排水噪声对居民影响甚大，国内诸多学者和研究机构从上世纪八十年代即开始对排水噪声开展研究，如建设部科技促进中心所组织的前三门排水噪声现场测试研究、同济大学声学研究所所开展的排水系统噪声研究、清华大学建筑科学系所开展的排水噪声研究等，然而由于统一的测试方法未建立，各个研究机构之间的测试方法、测试系统千差万别，导致测试结果无任何可比性。

鉴于此种情况，2005年中国建筑材料检验认证中心申请并承担国家十一五支撑计划课题：“居住区与室内环境噪声控制与改善关键技术研究”，并承担国内第一个排水系统噪声测试方法标准：“建筑排水管道系统噪声测试方法”的编制，对建筑排水系统噪声开展系统的研究。

在上述研究的以及CJ/T 312-2009和EN 14366-2004标准的基础上，参考国内外先进实验室，建立了国内首个建筑排水系统噪声试验室，实验室包括两层四间混响室，可同时对排水管道产品、排水系统等所发出的噪声性能进行测试，目前实验室运转良好。

图6 中国建筑材料检验认证中心有限公司排水系统噪声测试实验室

4 排水管道噪声初步测试结果

根据标准CJ/T 312-2009所规定方法，利用中国建筑材料检验认证中心所建设的建筑给排水实验室，随机从市场上抽取了常见的几种塑料排水管道，对其排水噪声性能进行了测试，测试结果如图7-图10所示。

图7 几种塑料排水管道的噪声性能（流量0.5L/s）

图8 几种塑料排水管道的噪声性能（流量1/s）

图9 几种塑料排水管道的噪声性能（流量2L/s）

图10 几种塑料排水管道的噪声性能（流量4L/s）

可以看出，排水管道材料、管道结构及排水流量都将对排水系统所发噪声带来不同的影响。

对于相同的排水管道，随着排水流量的增加，其噪声声压级增加。对于市场上随机抽取的普通PVC-U管道，在排水流量为0.5L/s时，其噪声声压级为42dB（A），而当排水流量增加至4L/s时，其噪声声压级增加到53dB（A）。

而对于市场上常见的几种通过构造内壁结构、选用不同的材料以降低排水噪声的管道，市场上随机抽取的样品测试结果表明，这些降低排水噪声声压级的措施均是有效的。

5 结论

1）排水管道系统所发噪声是建筑室内主要噪声源之一，其噪声声压级大于绝大多数常用家用电器所发噪声限值，对居民生活、起居及居住舒适度造成了一定的不便，其影响不可忽视。

2）标准CJ/T 312-2009提出了排水管道系统噪声测试的方法，利用该方法，可以解决不同的实验室内取得的噪声声压级无法进行比对的问题，为实际测试和解决排水噪声提供了必要的条件。

3）根据实验室的初步测试结果，不同的排水管道在排水时所发出的噪声声压级不同，不同的流量对各种塑料管道噪声性能具有不同的影响。测试结果表明，常见的降低排水噪声的措施均是有效的，可以利用不同的原材料、通过构造不同的管道结构，针对性的提供不同流量下的管道系统排水噪声降低和解决方案。

[1]GBJ 118-88 民用建筑隔声设计规范

[2]GB 19606-2004 家用和类似用途电器噪声限值

[3]赵建军, 李太富. 建筑给排水系统中噪声的产生机理及控制. 水科学与工程技术. 2006 年第2期： 40-41

[4]宋剑; 于春延; 张新红. 建筑给排水噪声的分析与控制. 河南水利与南水北调, 2008年 06期： 80-81

[5]EN 14366： 2004《Laboratory measurement of noise from waste water installations》