水泵低频噪音扰民的困扰与对策

水泵低频噪音扰民的困扰与对策
深圳市紫花园生活给水系统采用变频恒压供水系统，因水泵每天连续24小时运转，水泵运行时所产生的噪声随用水量的不同而产生不规则的、连续的噪声，为此，小区业主对噪音扰民的投诉通过政府环保部门、新闻媒体进行反映和报道，强烈呼吁有关方面处理好噪声扰民的问题。

经环保部门组织的权威测试机构的监测，该小区水泵运行所产生的噪声为低频噪声，噪声限值符合国标GB3096-2008《声环境质量标准》所设定排放夜间50 dB(A)和昼间60 dB (A)限值。

符合国标排放标准，业主又不断投诉，这是高层住宅小区都面临的一个不解难题。

据环保部门统计，每年因住宅小区水泵、电梯运行的投诉就有100多起。

为了解决低频噪声问题，小区物业服务处做了多种尝试，如加装多级可曲挠橡胶接头将管网与水泵之间用软连接进行隔离、更换低噪声水泵、加装减震地脚螺栓等减震隔振装置等措施，但收效甚微。

一、紫花园生活给水系统简介
紫花园是一幢1998年入住的高层住宅，地下一层为设备用房，安装有生活水泵6台，其中2台高区给水泵，4台中区给水泵。

该建筑生活给水系统竖向分为三个供水分区，最高日用水量约365πι3,低区由市政管网直接供水；中区4层13层，由中区变频恒压供水设备供水；高区14层28层，由水泵房高区水泵与屋顶高位水箱联合供水，其中14层19层经比例式减压阀(1:2)减压供水。

正常工况是：1台高区水泵(65DL30-158型)通过屋顶水箱水位控制装置启闭按需运行，每天间歇式运行约『2小时；1台中区变频水泵(50DL12-125型)每天24小时变频连续运行；其他水泵工频运行, 按需启动。

二、低频噪声源的分析
水泵房位于建筑的地下一层，水泵运行时产生的噪声主要有以下几个方面：水泵本身运行的机械噪声、水泵运行引起的管道谐振噪声、水泵运行引起的水流运动和撞击噪声。

1.高区水泵运行工况
高区水泵与屋顶高位水箱联合供水，当水箱低于一定水位时，高区水泵启动运行向高位水箱供水，当水箱水位达到满水水位时，水泵停机。

根据运行记录分析，每天水泵累计运行时间约为2小时，并且是间歇式运行，因此，高区水泵运行所产生的噪声对住户的影响是有限的、可控的。

2.中区水泵运行工况
中区供水采用的是变频恒压供水方式，变频水泵每天连续24小时运转，水泵运行时所产生的噪声随用水量的不同而产生不规则的、连续的噪声，这种噪声每天24小时伴随着业主的生活。

3.噪声监测及测量结果分析
政府环保部门接到业主投诉后，召开现场沟通协调会，并委托第三方权威机构对紫花园噪声进行了跟踪监测，测量时段：10:00-10:30；22:00-22:30；测量用仪器：Nor-118积分式声级仪、激光尺等测量
工具；测量环境：其他水泵停开，1台中区变频水泵正常运行。

4.低频噪声源的判定
从倍频带声压级的监测结果(见表1)看，在水泵运行状态下，住户室内各方向在250-500Hz频段下，均明显超出国标GB22337-2008《社会生活环境噪声排放标准》4. 2.1倍频带声压级的夜间排放250 Hz 时35dB；500 Hz 时29dB 限值。

从A声级噪声的监测结果(见表1)看，在水泵运行状态下，住户室内各方向在A声级噪声夜间排放符合国标GB3096-2008《声环境质量标准》夜间50 dB(A)和昼间60 dB(A)限值。

因此，紫花园低频噪声源就是中区变频供水系统水泵运行所发出的连续的、不规则的倍频带中心频率在250-50OHZ的低频噪声。

要解决紫花园噪声扰民的问题，必须降低或消除水泵运行所产生的250-500Hz频段的低频噪声。

三、水泵低频噪声的治理
有实验数据表明，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。

而低频噪声却衰减得很慢，声波又较长，能轻易穿越障碍物，穿透墙壁直入屋内、低频噪声不容易衰减，并且能造成慢性损伤。

1.权威机构提出的减震降噪治理方案
深圳市专门从事噪声治理的权威机构中公司经过调研提出了一个《紫花园水泵房降噪方案》，提交给政府环保部门和小区业委会。

治理目标：以小区的住户2H房大厅为噪声控制点，当1台中区水泵运行时噪声控制点满足1类房间A类房间不大于30dB(A)的噪声排放限值。

采取的措施：对水泵房出水管，采用弹性支吊架安装；对水泵房所有地面水管采用隔振支撑处理；对所有穿墙进出水泵房的水管进行穿墙软连接处理；对所有生活水泵基础做隔振处理等措施。

治理工程费用：13万元
因该方案投资大，且治理方案效果治标不治本，被业主大会否定了。

2.笔者提出的高位水箱替代中区变频供水系统的治理方案
通过对紫花园居民两年来用水量情况的统计分析，同时对水泵运行现状、用电量、高位水箱储水情况进行两个月的跟踪监测，采集了用电量、用水量、噪声排放值等大量数据，根据测试结果和数据综合分析，提出了利用现有高位水箱替代中区变频供水系统的治理方案。

(1)治理目标：
停用中区变频恒压供水系统水泵运行，彻底消除变频水泵24小时运
行所产生的低频噪声；降低能耗40'
(2)治理方案的可行性分析：
高区水箱的生活用水调节量设计为32m3,高、中区用户1年来的平均日用水量为106m3,高位水箱能否满足高、中区居民用水需求是方案的关键。

D居民用水量统计数据：
采集小区一年的用水情况进行分析，206户住户用水量用水情况如下
表（表2）：
2）水泵用电监测数据：
在中区和高区水泵电源端分别安装了计量电能表，测试表明，中区的变频供水系统日均用电量为64. 2 kw∕h,高区水泵日均用电量为31. 4 kw∕h,中区变频供水系统用电量是高区供水用电量的1倍。

用电量数据如表3：
3）高位水箱有效容积计算说明：
生活给水定额：Q=200L∕人，d,时变化系数;K=2. 5,用水时间:T=24h; 中高区用水户数206户，每户3人计算，用水人数：N=618人
最高日用水量:Qd=200 L∕Λ*618∕1000=123. 6m3∕d
最大小时用水量：Qh=120*2. 5/ 24=12. 5m3∕h
按照建筑给排水设计规范GB50015-2003（2009年版）第3. 7. 5-1条规定，生活屋顶水箱有效容积不宜小于最大小时用水量的50%,即6. 25m3 ,取整数为10m3 ,按照建筑给排水设计规范GB50015-2003（2009年版）第3. 8.3条规定，生活供水水泵流量不小于最大小时用水量,BP 12. 5m3∕ho
因此，现有高位水箱32m3的调节水量完全可以满足大厦中、高区业主的用水需求。

4）治理工程费用：2万元
（3）治理方案的组织实施：
1）治理措施：
首先，改造供水管网。

从高位水箱开孔连接一条DN80的环保型钢塑
管沿管井敷设至地下一层，管道长度95m,经过可调式减压装置减压后，与中区供水管网环管连接，向中区居民用户供水，实现由高位水箱分别向高区和中区供水。

其次，确保高区水泵夜间不运行。

为使高区水泵每天夜间不运行，达到彻底消除噪声的目的，在水泵控制电路中采用时间控制装置22:30 分启动水泵强行补水一次，保持高位水箱满水储备。

第三，从高位水箱中挖潜。

调节高位水箱中高水位控制开关，增加高位水箱储水量至36 m3 （原设计调节生活用水量为32 m3）。

3.跟踪测试，实现了治理方案的目标
1）水泵低频噪声彻底消除。

中区变频供水系统被高区水箱供水所替代, 高区水泵每天23:00-次日8:00分停止运行，彻底消除了水泵低频噪音对居民的影响。

2）节能降耗显著°中区变频恒压供水系统水泵停用，高区水泵每天运行约3-4h,日均用电量55 kw∕h,与原供水方式相比，日均用电减少42. 8%o 3）拥有36 m3储备用水。

高位水箱储水36 m3,当发生停电或设备故障时，不会出现停电断水的情况。

四、变频恒压供水系统与其他供水系统的利弊分析
随着我国城市化建设的发展，高层建筑如雨后春笋般在全国各大中城市拔地而起，但普遍采用变频供水系统所带来的隐忧也值得我们思考。

几种供水方式优缺点的比较分析如下（见表4）：
综上所述，近几年在变频恒压供水系统基础上发展和延伸的无负压供
水系统得到了业界的认可，因其占地面积小，无二次污染等优点被广泛采用，但是，从运行使用的角度讲，应考虑它运行时所产生的低频噪声，设计部门在水泵房选址时应充分考虑泵房对居民住宅的影响；水泵安装施工时应考虑水泵的选型和完善水泵、管网的隔振降噪措施, 使先进的供水系统给业主带来方便和可靠，而不是产生噪声的烦恼。