摘 要：城市排水管道产生的噪音会影响人们的工作和生活，也是家庭噪声的主要来源。利用一种简单的评价方法对不同的城市排水管道包扎材料的降噪性能进行分析。此种评价方法的理论依据为声学测量理论，以单层包扎的方法对材料的降噪性能进行实验，实验对象分别为隔声毡、聚氨酯、隔声毯、隔声垫、聚乙烯等。根据实验结果可知，隔声毡的降噪性能最佳，聚乙烯的降噪性能最差。

关键词：城市排水管道;包扎材料;降噪性能分析

中图分类号：TU823;TB535 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2022）05-0073-04

Analysis and research on noise reduction performance of urban  drainage pipes bandaging materials

Abstract： The noise generated by urban drainage pipes will affect people's work and life， and it is also the main source of household noise. This paper analyzes the noise reduction properties of different urban drainage pipes. The theoretical basis of this evaluation method is the acoustic measurement theory， and the noise reduction performance of the material is tested by the single-layer dressing method， including acoustic insulation felt， polyurethane. sound insulation blanket， sound insulation pad， polyethylene， etc. According to the experimental results， the noise reduction performance of sound insulation felt is the best， and the noise reduction performance of polyethylene is the worst.

Key words：  urban drainage pipe;bandaging materials;noise reduction performance analysis

人們的工作和生活中充斥着各种各样的声音，除了令人心情愉悦的声音，也存着各种噪声，不仅会使人产生厌烦情绪，严重时还会危害身体健康，城市排水管道所产生的噪音就是一种常见的生活噪声。水箱出水噪声、虹吸出流噪声和管道水流噪声都是常见的城市排水管道噪声。近年来，PVC-U建筑排水管材应用得越发广泛，居民对城市排水管道排水时所产生噪声的关注度也越来越高。因为城市排水管道产生的噪声不仅会对卫生器具的使用者造成影响，还会对同层、下层的住户产生影响，人们的生活、工作、学习都会因此而产生困扰。因此对城市排水管道包扎材料的降噪性能进行分析与研究，通过合理地运用材料降低城市排水管道所产生的噪音成为了相关研究人员的主要研究课题。

1 城市排水管道噪声评价方法

以声学理论知识为参考依据对城市排水管道噪声评价方法进行设计，设计出的评价方法包含5部分，具体设计方案如图1所示。

在对城市排水管道的噪声进行测试时，需确保检测室处于安静环境，无外界因素的影响。利用信号发生器发送音频信号，音频信号经功率放大器放大后，再由扬声器将其转化为声波，进入声源管了，此时应确保声源管一端处于密封状态，且由柔性支架支撑，再将需要检测降噪性能的材料包裹于声源管之上[1]。在和声源管相距1 m的地方设置传声器，并用三角支架固定。再利用传声器将产生的声压信号变为电信号。将电信号发送至声级计，利用内置存储设备将所有的电信号保存下来并移至电脑，最后使用信号处理系统对数据进行处理。

2 声源管材质和包扎材料的选择

2.1 声源管材质选择

现在，应用的最为广泛的建筑排水声源管材质有PVC-U、PPC-U、HDPE管等，其自身的特点如下：

（1）PVC-U管材。PVC-U管材，又称硬聚氯乙烯管，自身重量较轻，因此在运输、存储、装卸时更加方便，且抗腐蚀性、抗老化性优良。内壁光滑不易凝结水垢，安装方法简单，可缩短工期，减少施工费用。但PVC-U管刚度较小，耐热性不好，在排水时产生的噪音也较大。

（2）PPC-U管材。PPC-U管材，又称聚丙烯管材，其在生产过程中添加了特殊材料，因此管材的密度及微观结构都发生了变化，拥有了吸收声波、防止声波传出的功能，拥有良好的隔音、降噪效果示，且不惧pH=2～12液体的腐蚀，可用来排放化学性液体。其次，PPC-U管材拥有良好的抗冲击性，外层质地坚硬，能够起到保护中层结构的作用，防止因管材分层，而影响其抗冲击性，管材使用周期更长。

（3）HDPE管材。HDPE管材，相较于前2种管材，拥有着价格低、抗老化、不易开裂等多种优点，因此其使用寿命更长，且内表面光滑，产生的水流阻力较小，曼宁系数可达0.009。也正是因为其光滑的内表面，HDPE管材的非粘附性和输送能力也更强，相应的水头损失也有所减少，一定程度上起到了节约用水的作用。

2.2 包扎材料的选择

（1）橡塑。橡塑材料，被广泛地应用于建筑行业，在保温、隔声等方面常被使用到。橡塑拥有着柔软、抗寒抗热、防水、隔音、不易导热等多项优点，且价格低廉。其次，橡塑拥有优良的降噪性能，能够用于降噪工程[2]。橡塑质地柔软，易于切割和粘接，安装施工时更加方便快捷。但是在使用过程中，易出现管体老化的问题;

（2）聚氨酯。作为性能优良的降噪、隔热材料，聚氨酯在运输、建筑等行业中得到了广泛应用。在结构上，硬质和半硬质的聚氨酯泡沫塑料以闭孔、半闭孔、半开孔为主，也正是基于此种特点，聚氨酯拥有良好的隔声、吸声效果。但是软质的聚氨酯泡沫塑料则是以开孔为主，隔声性能不佳，但吸声效果依旧优良;

（3）聚乙烯（PE）是一种热塑性树脂，由乙烯烃聚合而成，在运输、建筑行业中应用的较为广泛;

（4）EPDM（三元乙丙橡胶）。包含质量分数45%～70%的乙烯，30%～40%的丙烯和1%～3%的双烯第三单体，其本质是一种无规聚合物。在生产过程中可以通过改变单体数量的方式来调整期特性，因此，部分EPDM具备良好的吸声、降噪性能;

（5）隔声毡。常用的隔声毡一般由高分子金属粉末和不同的助剂组成，随着生产技术的不断更新和完善，隔声毡的产品质量和工艺条件也更加稳定。隔声毡拥有着质地轻盈、柔软、拉升能力强、便于施工、防潮防蛀等优点。且内阻尼大，因此其隔声性、减震性都较好。作为性能较好的阻尼性隔声材料，不管是单独或是和其他板材结合使用，其自身的优良性能都能够充分地利用起来;

（6）隔声毯。隔声毯的制作工艺较为复杂，是将EPDM橡胶和不同的有机矿物质，按照比例混合制作而成。拥有着无异味、降噪效果好、抑制振动传播等优点。一般的隔声毯厚度为5 mm，且质地柔韧，在施工过程中可以任意地裁剪，有利于施工操作;

（7）隔声垫。有高密度聚乙烯發泡制成，厚度相对于隔声毯较薄，为3 mm，隔声效果优良，且具有隔绝声音传播途径的能力。在质地上同隔音毯一样，柔韧易弯折，可以随意造型，更加易于安装和使用。

3 包扎材料降噪性能分析研究

在进行降噪性能试验时，选择了PVC-U作为声源管材质。在对包扎材料的降噪性能进行分析和测试时，要确保包扎测试材料和声源管之间牢牢贴合，确保包扎材料均匀、紧密的包裹着生源管。

3.1 橡塑降噪性能分析

在0.5 m长的PVC-U声源管上包扎厚度为2 cm的橡塑。当输入信号是白噪声时，和空白实验相比，在低频段，也就是12.5～315 Hz之间时，起到的降噪效果并不明显。在800～1 600 Hz这一频段时，还会出现声压级升高的现在。但是在400～630 Hz和315～16 000 Hz这2个频段时，降噪性能有了明显提升，噪声为70 dB，和空白试验中的75 dB相比，降低了5 dB[3]。当输入信号为正弦噪声时，和空白实验相比，除了400，630，1 250 Hz这几个频段之外，橡塑的焦躁性能都随着频率的升高有所增强。在5 000～16 000 Hz频段时，降噪性能最佳。

3.2 聚氨酯降噪性能分析

在0.5 m长的PVC-U声源管上包扎厚度为2.5 cm的聚氨酯。当输入信号为白噪声时，和空白实验相比，其等效连续A声级变为了66 dB，和空白试验的75 dB相比降低了9 dB。在50～315 Hz这一频段，其降噪效果并不理想，在630～1 600 Hz这一频段，还会出现声压级升高的现象，在400～500 Hz和2 500～16 000 Hz这2个频段，降噪效果较为明显。当输入信号为正弦噪声时，和空白实验相比，聚氨酯的降噪性能波动较大，在200、400、600 Hz等频率点，其降噪性能受共振影响，不增反降。但是在4 500～16 000 Hz这一高频段，其降噪性能最为明显，在6 300 Hz点，等效A级声最高可降25 dB。

3.3 聚乙烯降噪性能分析

在0.5 m长的PVC-U声源管上包扎厚度为1.7 cm的聚乙烯。当输入信号为白噪声时，和空白实验相比，其等效连续A声级变为了73 dB，和空白试验的75 dB相比降低了2 dB。在50～315 Hz这一频段，其降噪效果并不理想。在1 250～400 Hz频段，还会出现声压级升高的现象。在5 000～16 000 Hz频段的降噪效果最为明显。当输入信号为正弦噪声时，其插入损失变化较为明显，在400、630、1 250 Hz等频率点，其降噪性能受共振影响，不增反降。但是在4 500～16 000 Hz这一高频段，其降噪效果非常明显。

3.4 EPDM降噪性能分析

在0.5 m长的PVC-U声源管上包扎厚度为0.5 cm的EPDM。当输入信号为白噪声时，和空白实验相比，其等效连续A声级变为了75.6 dB，和空白试验的75 dB相比升高了0.6 dB。在12.5～50 Hz降噪效果显著，但是在50～5000 Hz这一频段，其降噪性能较差，只在160、315、500 Hz等几个频率点上降低噪声的效果较为明显，其他频率点都出现了声压级升高的现象。造成这一现象的原因可能是声源管的外部覆盖了一层锡箔，虽然锡箔层较薄，但是当声源管震动时，锡箔层也会产生震动，致使声压级不降反增。在5 000～16 000 Hz这一高频段，降噪效果较为明显。当输入信号为正弦噪声时，和空白实验相比，其降噪效果较差，在630、800、1 250 Hz等频率点，EPDM的降噪性能受锡箔层共振的影响，其插入损失不增反降。这也导致了不论输入信号是白噪声或是正弦噪声，在5 000～16 000 Hz这一高频段，EPDM都会存在一定的插入损失[4]。

3.5 隔声毡降噪性能分析

在0.5 m长的PVC-U声源管上包扎厚度为0.25 cm的隔声毡。当输入信号为白噪声时，和空白实验相比，其等效连续A声级变为了60 dB，和空白试验的75 dB相比降低了15 dB，降噪效果非常明显。且除了在125 Hz之外的全频带，其降噪效果均非常明显。当输入信号为正弦噪声时，和空白实验相比，其降噪效果依旧非常出色。并且在125、400、800 Hz等个别频率点上，几乎并未发生插入损失的降低。在其他的频带上，插入损失降低得也并不明显。在1 600 Hz以上的频段，无论输入信号是白噪声或是正弦噪声，其降噪效果都十分明显，这也证明了隔声毡在降低噪音方面和其他材料相比拥有着突出的效果。

3.6 隔声毯降噪性能分析

在0.5 m长的PVC-U声源管上包扎厚度为0.5 cm的隔声毯。当输入信号为白噪声时，和空白实验相比，其等效连续A声级变为了66 dB，和空白试验的75 dB相比降低了9 dB，降噪效果非常明显。同隔声毡一样，隔声毯在全频带都拥有着良好的降噪性能。但是在50～315 Hz这一低频段，其降噪性能一般。当输入信号为正弦噪声时，和空白实验相比，其降噪效果依旧非常出色。在1 250 Hz频率点，插入损失的降低可以忽略不计[5]。在16 000 Hz以上的频段，无论输入信号是白噪声或是正弦噪声，其降噪效果都十分明显，这也证明了隔声毯在降低噪音方面和其他材料相比拥有着突出的效果。

3.7 隔声垫降噪性能分析

在0.5 m长的PVC-U声源管上包扎厚度为0.3 cm的隔声垫。当输入信号为白噪声时，和空白实验相比，其等效连续A声级变为了66 dB，和空白試验的75 dB相比降低了9 dB，降噪效果非常明显。但是在125 Hz频率点、630～1 600 Hz频段会出现插入损失不增反降的情况，在其他频段的降噪效果都十分良好。

当输入信号为正弦噪声时，和空白实验相比，其降噪效果依旧非常出色。除了在125、400、630 Hz等几个频率点会出现插入损失不增反降的情况，在其他频段，无论输入信号是白噪声或是正弦噪声，其降噪效果都十分明显。和隔声毡、隔声毯一样，隔声垫也拥有着出色的降噪性能。

通过上述一系列的实验可以证明，无论输入信号是白噪声或是正弦噪声，隔声毡的降噪性能都要高于其他材料，而聚乙烯的降噪性能是所测试的7种材料中最差的。

4 结语

本文利用城市排水管道噪声评价方法，对城市排水管道7种常用的包扎材料的降噪性能进行了深入分析及研究，得出了隔声毡的降噪效果最好，聚氨酯、隔声毯、隔声垫的降噪效果次之，聚乙烯降噪性能最差的结论。且这些材料，对高频段噪声拥有着更加良好的降噪效果，在今后的研究过程中，可以将研究重点放在如何降低低频段噪声上。

【参考文献】

[1]陈利平.建筑排水管道噪声形成原因与控制措施—以未来人才公寓的装修项目为例[J].工程技术研究，2021，6（5）：147-149.

[2]俞来明.三层复合聚丙烯静音排水管道系统的研究[J].新型建筑材料，2015，42（11）：30-32，53.

[3]王军强.健康住宅室内给排水管道噪声控制与施工技术[J].四川建筑科学研究，2014，40（3）：324-326.

[4]宋文倩，吴俊奇，商新建.声学材料在塑料排水管道降噪中的应用[J].北京建筑工程学院学报，2014，30（1）：32-36.

[5]王士良，朱生高，杨一林，等.建筑排水系统降噪措施的现场评价方法模拟研究[J].品牌与标准化，2019（2）：82-85.

收稿日期：2021-06-23;修回日期：2022-04-18

作者简介：徐梓焱（1999-），男，本科，研究方向：给排水。