1、 无锡隔音窗随着城市化进程的推进，高层建筑如雨后春笋般拔地而起，但伴随而来的是供水、供热、中央空调系统等配套设施运行时的噪声振动对居民的影响也日益突出。特别在前些年的二次供水泵房建设中，由于缺少相关的法规和监管，造成许多泵房在建设之初就埋下了噪音的隐患。作为天津的供水企业，面临着泵房接收管理的问题，所以在满足高层住宅居民供水质量的同时，也要减少噪音扰民现象的产生。笔者结合二次供水泵房设备噪声振动治理的工程实践和心得，对二次供水泵房噪声治理工程中的问题作一探讨。倍尔静隔音窗 无锡客服 0510-835753101 噪声的危害噪声对人体健康的影响，主要作用于人体的各器官，对人的中枢神经系统、植物
2、神经及心血管系统方面进行干扰，表现于妨碍人们正常休息、睡眠、使人烦躁异常、神经衰弱等方面。由于泵房多采用变频供水方式，水泵启动的次数和持续时间都没有规律性，特别是晚间休息时的无规律启动噪声对人的影响会更大。2 二次供水泵房噪声的特点及传播方式2.1 泵房噪声的特点二次供水泵房的噪声主要为低频噪声，所谓低频噪声是指频率在500 赫兹（倍频程）以下的声音。低频噪声与高频噪声不同，高频噪声随着距离越远或遭遇障碍物，能迅速衰减，如高频噪声的点声源，每 10米距离就能下降 6 分贝，而低频噪声却递减得很慢，声波又较长，能轻易穿越障碍物，长距离奔袭和穿墙透壁直入人耳。2.2 噪声的传播方式噪声传播途径主要
3、分为结构传声、空气传声及驻波，其中驻波危害最重。结构传声对于泵房来讲是指水泵振动通过基础、结构大梁、墙壁、楼板、管路系统、钢性支/ 吊架等沿建筑结构广泛传播,振动通过再激励周围空气介质向四周辐射形成的固体噪声传导和二次声辐射。由于现代建筑特有的钢筋混凝土构造使振动波在传播过程中衰减很小,因而固体噪声频率范围宽、传播距离远,判断其声源及传播规律也比较困难。空气传声是指噪声通过门、窗以及通风管路的空气介质直接传播到小区住户。驻波是指低频噪声在传播过程中经过多次反射形成驻波，低频噪声在波腹中的振幅最强，对人的健康危害也最重。3 二次供水泵房的主要噪声源3.1 水泵的噪声3.1.1 电动机的噪声电动机
4、的噪声主要包括空气动力性噪声、机械噪声和电磁噪声。其中空气动力性是电动机的主要噪声源，噪声的强度与散热风扇叶片的数量、尺寸、形状及转速有关。机械性噪声包括电机转子不平衡引起的低频声、轴承磨擦和装配误差引起的高频噪声、结构共振产生的噪声等。它对电机的影响仅次于空气动力性噪声。电磁噪声是由于电动机空隙中磁场脉动、定子和转子之间交变电磁引力、磁致伸缩引起电机结构振动而产生的倍频声。电磁噪声的大小与电动机的大小与电动机的功率及极数有关。对于一般功率不大的小型电动机，电磁噪声并不突出。3.1.2 泵体噪声泵体的噪声主要包括机械性噪声、水力噪声及汽蚀。机械性噪声是由于旋转零部件不平衡而使部件间产生冲撞力和
5、磨擦力，从而引起结构振动而发声。如高速轴的不平衡产生了很大的离心惯性力，造成了轴承等零件的冲击、振动，破坏了正常平衡工作状态，产生许多高频振动和噪声。这种噪声源往往本身不辐射空气声，实际上是作为振动能源，通过支撑结构传递到某些结构上，迫使结构振动，辐射空气声。水泵的管道因连接泵体，所以水这种介质也在进行传导噪声。水力噪声是由水力振动引起的，水泵在最高效率区运行时噪声最小，这是水力设计中各水力参数获得最佳合理数值的结果。偏离设计工况时，噪声的声级较大，同时破坏性也十分严重。汽蚀发生时，不仅使材料受到破坏，汽泡破裂和高速冲击会引起噪声和振动，但相对其它噪声来说还是不算太大。3.2 管道噪声管路系统
6、中流体不仅会在变径、阀门和其他变径处产生湍流噪声，而且由于直接冲击管壁振动能辐射出强大的噪声，特别是金属管道，如果与声源刚性联接还能传输声源噪声，使远离声源处仍然成为一个有效声能辐射体，对周围环境造成极为不良的影响。管道系统的噪声辐射就相当于一个线声源，以柱面波形式向外辐射声能，声压级随距离加倍只衰减 3dB，比点声源球面波减慢一倍，所以传播的较远。3.3 其它噪声源 3.3.1 水箱进水的噪声 主要指液压水位控制阀主管道补水时冲击液面的砸水声和液压水位控制阀的浮球处在临界状态时，即浮球在满水液面上下浮动，此时泄压腔随着浮球浮动而产生压强变化，会听到“唰唰”的扫水声。砸水声可以通过加装消能筒进
7、行解决，而扫水声可以在控制杆加装电磁阀来解决。3.3.2 变频控制柜的风扇噪声 当住户用水时，变频器同水泵同时启动，为散热，变频器的风扇也需要开启，但由于功率不大，所以噪声也比较小。4 噪声的控制原理及控制方法噪声的控制主要通过吸声、隔声、消声、隔振、减振等单项或综合技术手段，使噪声降低到国家标准规定以下，减少对人们工作、生活的影响。常用噪声控制措施的原理与应用范围如表 1 所示：表 1 噪声控制措施的原理与应用范围措施种类 降噪原理 应用范围 减噪效果dB(A)吸声 利用吸声材料或结构，降低厂房、室内反射声、如悬挂吸声体等。 车间内噪声设备多且分散 410隔声 利用隔声结构，将噪声源和接受点
8、隔开，常用的有隔声罩、隔声间和隔声屏车间工人多，噪声设备少，用隔声罩，反之，隔声间，二者不行，用隔声屏1040消声器 利用阻性、抗性、小孔喷注和多孔扩散等原理，消减气流噪声 气动设备的空气动力性噪声，各类放空排气噪体 1540隔振把具有振动的设备，原与地板刚性接触改为弹性接触，隔绝固体声传播，如隔振基础、隔振器设备振动厉害，固体传播远，干扰居民 525减振 利用内磨擦、耗能大的阻尼材料，涂抹在振动构件表面，减小振动 机械设备外壳、管道振动噪声严重 5154.1 吸声技术4.1.1 吸声原理当声波进入吸声材料孔隙后，立即引起孔隙中的空气和材料的细小纤维振动。由于磨擦和粘滞阻力，声能转变为热能而被
9、吸收和耗散掉，因此，吸声材料大多是松软多孔，表面孔与孔之间互相贯通，并深入到材料的内层，这些贯通孔与外界连通。吸声材料的吸声原理如图 1 所示：图 1 吸声原理从图 1 中可以看出，当声波遇到室内墙面、天花板等镶嵌的吸声材料时，使一部分声能被反射过去，有一部分声能向材料内部传播并被吸收，另一部分声能透过材料继续传播。不同的材料，具有不同的吸声系数而吸声材料对于不同的频率也会有不同的吸声能力。在工程上，一般采用 125、250、500、1000、2000、4000Hz 的六个频率的吸声系数之算术系数大于 0.2 的材料，称为吸声材料。4.2.2 吸声材料选择的注意问题二次供水泵房做吸音材料应注意
10、以下问题：（1）噪声的类型：首先了解泵房的噪声频率，二次供水泵房属于中低频，由于高频好隔声、低频难隔声的特点，从吸声板流阻、孔隙率，结构因子、厚度、密度、表面、安装等方面要反复优化。（2）洁净性：二次供水泵房的卫生与洁净直接影响到老百姓的用水安全性，所以从这个角度来说，吸音材料必须无毒无害、无纤维污染。（3）憎水性：由于二次供水泵房有储水设施、且一般位于地下室，空气不易流通且低温潮湿，所以应选用憎水性能好，不吸水，且遇潮不影响吸音效果的吸音材料。（4）防火：由于泵房内有电气控制系统和电动机，一旦着火吸音材料不能助燃。（5）美观：由于二供泵房直接影响到老百姓的用水安全，装修风格不美观的情况下会使
11、人有排斥心里。4.2.3 吸声材料比较表 2 几种常用多孔吸声材料吸声系数及优缺点比较各频率下的吸声系数 材料名称容重（Kg/m3）厚度（cm） 125 250 500 1000优点 缺点超细玻璃棉 15 5 0.05 0.24 0.72 0.97质轻、容重小、耐热、耐腐蚀吸水率高、弹性差、填充不易均匀矿渣棉 240 8 0.35 0.65 0.65 0.75防蛀、防火、耐高温、耐腐蚀，吸声性能好杂质多、性脆易断，要求洁净场合不宜用聚氨酯泡沫 塑料 45 8 0.20 0.40 0.95 0.90良好的弹性、容易填充不防火、易燃烧、易老化木丝板 8 0.25 0.53 0.82 0.63 吸声
12、性能好、装饰性好 不宜安装在湿度较大房间水玻璃膨胀 珍珠岩35035045010100.440.450.730.650.500.590.560.62质轻、不燃、保温、隔热、憎水性 强度偏低岩棉 120 5 0.10 0.30 0.69 0.92 隔热、耐高温、价格低廉 要求洁净场合不宜用从表 2 的吸声系数看在低频的情况下，珍珠岩的吸声效果最好，且具备憎水性且美观防火的特点，所以是优先选择的吸音材料。4.2.4 珍珠岩吸声板的安装安装如图 2 所示，将吸声板以横竖均 4mm 留缝，用手稍用力控制在龙骨上，用汽钉以 30-50mm 横向间距钉在龙骨上。图 2 珍珠岩吸声板的安装示意图4.3 隔声
13、由于泵房内的主要噪声源是水泵，对其采用隔音罩的方式也是噪声控制的重要方法之一，其特点是体积小、用料小，隔绝直达声效果显著，但加了隔音罩以后，往往对运转的设备散热，管道安装以及维护检修会带来一些不便之处，因此设计隔声罩时，要结合生产工艺操作方便和实际条件进行。常用隔声罩有固定密封型，活动密封型和开敞型等多种形式。由于泵房位置常设置在地下，夏天也能保持 25 度左右的温度，一般对电机散热不会产生太大影响，选择进行对整体水泵及基础进行整体隔声，由于空间相对较大，所以不需要散热处理。隔音罩的罩板采用薄壁不锈钢板，内衬采用厚度 3cm 的聚胺脂发泡填料，起到了隔声和阻尼层的作用，改善共振区和吻合效应的隔
14、声性能。4.4 隔振与减振4.4.1 隔振与减振的原理隔振的主要方法是在振源与结构之间装设隔振装置。如在机械设备与基础之间装有隔振器与隔振垫层，用弹性联接代替刚性联接，以此来减少振源的振动能量向基础传递。在实际工程中人们关心的是干扰力通过隔振器以后还有多少力能够传到基础上，传递率 T 越小，表示隔振器的隔振效果越好。在实际工程中，降低隔振系统固有频率一般采取以下方法：（1）增加设备的质量，设备的共振频率的高低与它本身的质量大小成反比，隔振系统就应该从增加机器设备的质量或减少隔振器的劲度着手，对于重量较轻的水泵来说，常采用增加设备质量来降低共振频率，这种方法通常是将设备安装在预制混凝土的底座上，
15、隔振器置于混凝土底座与地基之间，图 3 是几种隔振器的安置方法。图 3 （a）较好；（b）一般；（c）应避免上述方法一般要求混凝土底座的质量比设备大 210 倍以上，而且设备重心越低越好。对于离心泵机组的基础质量推荐与其自身质量相等。（2）降低隔振器的劲度。大多数提高隔振器的隔振效果是通过降低隔振器的劲度来达到的，但降低隔振器的劲度往往使隔振器的静态下沉量过大，这样会使隔振器上面的机器在运转时的稳定性变差，为保证有较好的稳定性，一般考虑在隔振器的上方加一个大质量的混凝土底座，以降低机器的重心，同时大面积底座均有益于机器的稳定性。此外，还可以在机器上加设侧壁缓冲器等稳定装置，或采用气体弹簧代替一
16、般隔振器。一般说来要想好的隔振效果，必须使激发外力频率（f）与隔振系统的共振频率（f0）的比值大于倍，但在实际隔振设计中常选用2.55。虽然在理论上是 f/f0 比值越大越好，由于设计过低的 f0 不仅工艺困难，造价高，而且当 f/f05 以后，对提高隔振效果也是缓慢的。4.4.2 隔振与减振的措施利用隔振元件（隔振器）和挠性接头使振动发声的机械设备与基础等结构物隔离开。从隔振角度看，选择金属弹簧为好，但从隔固体声看宜采用橡胶隔振器或橡胶与金属弹簧结合的隔振器或橡胶减振垫。因为钢弹簧只能消除低频结构噪声而对隔除高频结构噪声几乎无效。隔绝固体声可采取以下几种措施。（1）尽量采用固有频率低的隔振器
17、，一般应使固有频率低于所有具有显著噪声强度成分的那些噪声频率，当干扰成分均在可听频率范围以内时，安装使用隔声弹性元件容易收到效果。（2）选用声阻抗显著，不同的材料做隔振器。使声波通过不同介质，至少使通过两个不同介质介面，利用降低声能传递率来达到隔绝固体声的目的。（3）选用有足够厚度的弹性材料的隔振器，橡胶隔振器中的橡胶不宜小于 2530cm，以利于声能在橡胶中被充分的吸收起到衰减作用。此外，增加机械设备的质量也有利于降低机械振动力的传递，提高隔声效果。（4）选用刚度尽可能大的基础和基座。这样不仅增加了机械设备的质量，而且对隔振声都能起到好的效果。4.5 管道隔振一般振动机械，特别是动力机械，当
18、采用隔振技术后，则振动机械与外界的一切联接部件都必须采用软联接，以防止振动通过这些连接部分而传递出动，如果处理不好将会影响更远的地方，并在那里再次引起振动污染周围环境。管道隔声的方法是：首先，隔绝振动传递的来源，即在声源和管道之间加设软连接，以弹性联接代替刚性联接。对于泵房的管道主要采取橡胶补偿软联接，即在水泵的进出水口、穿墙处采用可曲挠单球或双球合成橡胶接头。第二，是降低管道表面的声辐射。通常采用的是管道包扎的方法，即在管道外包扎阻尼材料，多孔吸声材料外面再包以不透声的隔声材料组合成复合隔声结构，可以显著的降低管道噪声辐射。第三，由于管道安装的过程中必须以吊架、支架的形式与墙等固体连接，为了
19、避免振动通过吊架传递到墙体，一般采用钢弹簧隔振器的形式。4.6 潜水泵的使用当二次供水泵房的噪声声源确定为水泵发出时，可以采用潜水泵来降低噪声。因为立式离心水泵最主要的噪声来源于电动机散热扇的空气动力性噪声，而由于潜水泵安装时必须加装套管，水泵的泵体和电机均在套管的水中运行，其散热是靠管中的水，而套管本身就是一个很好的隔音罩。潜水泵的安装空间要求不高，特别是采用叠压供水方式时可以采用立式安装的方式，那占用的空间就更加小了。如果潜水泵的噪声仍难以满足居民的需要，可以将潜水泵安装在水箱内，这样将大大提高对泵房噪声治理的把握。在水箱内安装潜水泵时，注意应有检修潜水泵而避免放水箱水的装置。4.7 二次供水泵房位置的设置新建高层的二次供水泵房不应贴邻起居室或卧室，应设置在居住建筑之外或居住建筑的地下二层，当居住建筑首层为公建时，可设置在地下一层，而设置在高层建筑的中间设备层的泵房应综合多面因素，减少噪声扰民的情况。5 结语随着人们生活水平的提高，对噪声治理的要求也在提高，二次供水泵房的噪声是不可避免的，通过正确的找出噪声源是关键，还有就是要能够找出噪声源的产生机理并采取经济有效的技术措施予以消除。当然，在给水系统的设计初期就应该多方面考虑，避免噪声扰民的现象产生。
