供水系統(tǒng)中用水器具噪聲測試技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)研究*

丁哲宇

(安徽省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院 合肥 230092)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人民生活水平的提高,人們對供水質(zhì)量的要求也越來越高。然而,一些社會問題也隨之產(chǎn)生,其中包括水質(zhì)污染、水環(huán)境惡化等。而供水系統(tǒng)中用水器具的不合理使用,是導(dǎo)致水質(zhì)污染和水環(huán)境惡化的重要原因之一。

1 用水器具行業(yè)概況

1.1 質(zhì)量層次不齊

當(dāng)前我國供水系統(tǒng)中用水器具的種類繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格各異,且有些供水系統(tǒng)中用水器具是由不合格的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)、銷售,使供水系統(tǒng)中用水器具的質(zhì)量參差不齊,影響了人們對供水質(zhì)量的判斷。目前由于我國對供水系統(tǒng)中用水器具的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)還沒有明確規(guī)定,導(dǎo)致供水系統(tǒng)中用水器具檢測人員無法判斷是否合格。

1.2 沒有明確規(guī)范

為了使居民對自來水質(zhì)量有更好的了解和認(rèn)識,近年來,國家開展了一系列供水系統(tǒng)中用水器具的檢驗(yàn)工作。2016年11月1日起正式實(shí)施的GB 5749-2006生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),將我國城市飲用水分為了3個類別,即生活飲用水、工業(yè)用水、公共供水,對其衛(wèi)生要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了明確規(guī)定。其中要求飲用水中應(yīng)不含有致病微生物、重金屬和其他有毒有害物質(zhì);水中各種元素和污染物均不得超過國家規(guī)定的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。由此可見,供水系統(tǒng)中用水器具檢驗(yàn)是自來水公司檢驗(yàn)其水質(zhì)是否合格以及保證居民用水安全的重要環(huán)節(jié)之一。

2 用水器具噪聲標(biāo)準(zhǔn)

2.1 國內(nèi)情況

目前,我國對供水系統(tǒng)中用水器具的噪聲沒有具體的規(guī)定,主要依據(jù)GB 14901-2005民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范(2011年版)、GB 50189-2005公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等標(biāo)準(zhǔn)中對噪聲的限值進(jìn)行規(guī)定。但隨著我國城市建設(shè)的發(fā)展,供水系統(tǒng)中用水器具的使用數(shù)量不斷增加,而且不同材質(zhì)和構(gòu)造的用水器具對噪聲有不同的要求,所以目前我國對供水系統(tǒng)中用水器具的噪聲沒有統(tǒng)一的規(guī)定。

2.2 國際情況

國際上常用的用水器具噪聲限值在美國、歐盟、日本等國家和地區(qū)也有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。而我國目前還沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),因此,需要在GB 50189-2005民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范等國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上,借鑒國際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),盡快制定我國統(tǒng)一的用水器具噪聲標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 建議制定用水器具噪聲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

鑒于我國對供水系統(tǒng)中用水器具噪聲沒有具體的規(guī)定,而美國、歐盟、日本等國家和地區(qū)對此有明確的規(guī)定,因此可參照國際上成熟的標(biāo)準(zhǔn)制定我國統(tǒng)一用水器具噪聲標(biāo)準(zhǔn)。GB 50189-2005民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范第4.1.2條規(guī)定:“民用建筑隔聲設(shè)計(jì)應(yīng)采用有效措施,使建筑中主要使用功能房間噪聲降低3dB(A)以上?！钡?.2.2條規(guī)定:“對有特殊要求的建筑,應(yīng)進(jìn)行隔聲設(shè)計(jì)”;第5.2.3條規(guī)定:“對主要使用功能房間或居住人員集中區(qū)域噪聲應(yīng)采取有效措施進(jìn)行控制,使其滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50189-2005 民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范中有關(guān)居住建筑和工業(yè)企業(yè)等其他用房隔聲要求”[1]。

3 不同種類用水器具的噪聲限值

針對不同類型、不同材質(zhì)和構(gòu)造的用水器具,可按照GB 5749-2006生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和GB 50189-2005公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的不同類型和構(gòu)造的用水器具噪聲限值進(jìn)行分析,從而確定不同類型、材質(zhì)和構(gòu)造的用水器具噪聲限值。

4 用水器具噪聲測試方法

鑒于目前我國供水系統(tǒng)中用水器具的噪聲限值標(biāo)準(zhǔn)還沒有制定,因此采用“等效連續(xù)聲源”的方法進(jìn)行測試。測試時,先將供水系統(tǒng)中用水器具的工作狀態(tài)切換為“持續(xù)”狀態(tài),然后將被測設(shè)備放入到噪聲測試裝置中,連接好被測設(shè)備的數(shù)據(jù)采集器,接通電源后開始進(jìn)行連續(xù)測試。首先進(jìn)行瞬時噪聲測量,將測量得到的瞬時噪聲值換算成等效聲源的聲壓級。然后再進(jìn)行連續(xù)噪聲測量,測量時將被測設(shè)備放入到噪聲測試裝置中,接通電源后開始進(jìn)行連續(xù)測試。當(dāng)被測設(shè)備在連續(xù)狀態(tài)下的聲壓峰值穩(wěn)定時,進(jìn)行測量結(jié)果的計(jì)算。這里需要注意的是,如果被測設(shè)備為水泵時,應(yīng)該將水泵的運(yùn)行狀態(tài)切換到“運(yùn)行”狀態(tài)。如果使用聲級計(jì)等其他測量設(shè)備測量時,需要將被測設(shè)備調(diào)整到“關(guān)閉”狀態(tài)。當(dāng)被測設(shè)備處于關(guān)閉狀態(tài)時,可以通過使用聲級計(jì)等其他測量設(shè)備對其進(jìn)行噪聲測試;當(dāng)被測設(shè)備在打開狀態(tài)時,只能使用聲級計(jì)等其他測量設(shè)備進(jìn)行噪聲測試。因此,實(shí)際應(yīng)用中需要注意這一點(diǎn)[2]。

5 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

5.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

目前,國內(nèi)有關(guān)于供水系統(tǒng)中用水器具噪聲的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有:GB 5749-2006生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、GB/T 5750-2006生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范、GB 50015-2003建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范等。根據(jù)國家相關(guān)部門對上述標(biāo)準(zhǔn)的介紹,對于生活飲用水的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)主要從水源、水質(zhì)和供水系統(tǒng)3個方面進(jìn)行規(guī)定,而對于生活用水器具的噪聲標(biāo)準(zhǔn)主要從生活用水器具和水處理設(shè)備兩個方面進(jìn)行規(guī)定。

除此之外,國內(nèi)關(guān)于供水系統(tǒng)中用水器具的噪聲也有相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn),如GB/T 39772-2017家用和類似用途電器的空氣凈化功能評價第1 部分:噪聲、GB/T 39768-2017家用和類似用途電器的空氣凈化功能評價第2部分:固體污染物排放濃度。以上標(biāo)準(zhǔn)主要針對生活飲用水,但對于供水系統(tǒng)中用水器具噪聲并沒有相關(guān)的規(guī)定。

5.2 國際研究現(xiàn)狀

目前,歐美等發(fā)達(dá)國家的國家和地區(qū)均有明確規(guī)定,如美國加州標(biāo)準(zhǔn)(California Standard)規(guī)定:“任何給水系統(tǒng)或設(shè)備產(chǎn)生的任何聲音,如果超過背景噪聲的兩倍,則為噪音;如果超過背景噪聲的3倍,則為噪聲”;德國國家標(biāo)準(zhǔn)(DIN51049)規(guī)定:“用于給水的任何設(shè)備或管道都有一個允許的最大允許噪聲級,任何超過此限值的設(shè)備或管道都是不合格的”。英國國家標(biāo)準(zhǔn)(BSI)規(guī)定:“所有用于供水系統(tǒng)的設(shè)備都必須按照制造商給出的說明使用,如在安裝或操作中出現(xiàn)任何問題,用戶應(yīng)向制造商詢問或投訴”;日本國家標(biāo)準(zhǔn)(JIS)規(guī)定:“凡是用于給水、給氣和排污系統(tǒng)的任何設(shè)備及管道均需滿足上述要求”。同時,日本還專門制定了《給水工器具和設(shè)備制造管理規(guī)則》對相應(yīng)產(chǎn)品的制造企業(yè)提出了強(qiáng)制性要求。

6 用水器具噪聲檢測技術(shù)研究

目前我國還沒有專門針對供水系統(tǒng)中用水器具的噪聲測試標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,但供水系統(tǒng)中用水器具的噪聲影響是客觀存在的,并且該影響還在不斷擴(kuò)大。所以,有必要針對該項(xiàng)目制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。我國在該項(xiàng)目方面的研究主要集中在以下幾個方面:

6.1 噪聲測試標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

我國目前還沒有針對供水系統(tǒng)中用水器具的噪聲測試標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,針對這一問題,建議參照歐盟相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)中關(guān)于供水系統(tǒng)中用水器具噪聲的要求,結(jié)合我國實(shí)際情況和供水系統(tǒng)的具體情況,盡快制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,為供水系統(tǒng)中用水器具的噪聲檢測提供技術(shù)依據(jù)。

6.2 儀器設(shè)備

目前,我國對供水系統(tǒng)中用水器具噪聲的檢測主要采用聲級計(jì)、傳聲器等設(shè)備。在實(shí)際檢測過程中,這些設(shè)備往往會因?yàn)椴煌瑑x器所帶來的差異而產(chǎn)生較大誤差。建議根據(jù)我國供水系統(tǒng)實(shí)際情況和設(shè)備的特點(diǎn),考慮采用聲強(qiáng)測量系統(tǒng)、噪聲頻譜分析儀等儀器對供水系統(tǒng)中用水器具進(jìn)行噪聲檢測。

6.3 測量方法

根據(jù)用水器具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及噪聲產(chǎn)生機(jī)理,研究建立能夠準(zhǔn)確測試供水系統(tǒng)中用水器具噪聲的方法。在對供水系統(tǒng)中用水器具進(jìn)行測量時,建議采用聲級計(jì)法或聲譜法。

6.4 檢測環(huán)境

在測試供水系統(tǒng)中用水器具噪聲時,有必要對其工作環(huán)境進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,如盡量避免在用水器具附近使用大功率電器設(shè)備等。

6.5 測量對象

供水系統(tǒng)中用水器具產(chǎn)生噪聲的主要對象是管道中的壓力和流速等因素。因此,在測試供水系統(tǒng)中用水器具的噪聲時,可以采取以下措施:

6.5.1 測試時間

一般情況下,測試時間應(yīng)盡可能短。當(dāng)測試時管道內(nèi)壓力高于設(shè)定壓力時,應(yīng)停止注水或注水結(jié)束后再進(jìn)行測量。

6.5.2 測試位置

在用水器具附近進(jìn)行測量時,應(yīng)盡量選擇在用水器具遠(yuǎn)離水源的位置進(jìn)行測量。

6.5.3 注意事項(xiàng)

在檢測過程中,測試人員應(yīng)采取必要措施避免被測用水器具發(fā)出影響測試結(jié)果的聲音;測試人員應(yīng)保持耳朵和身體不受到外界干擾;測試過程中所用到的儀器設(shè)備要按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行校準(zhǔn)或檢定。

7 檢測標(biāo)準(zhǔn)研究制定

供水系統(tǒng)中用水器具噪聲檢測標(biāo)準(zhǔn)研究在國內(nèi)外都處于起步階段,研究對象主要集中在衛(wèi)生器具、水嘴、凈水設(shè)備等產(chǎn)品,而針對供水系統(tǒng)中用水器具的噪聲檢測標(biāo)準(zhǔn)還很少,主要集中在國外。德國于1970年就頒布了《飲用水用水器具的噪聲評價》標(biāo)準(zhǔn),日本在1994年頒布了《生活用水器具的噪聲評價》標(biāo)準(zhǔn),美國、澳大利亞也分別于1998年和2003年制定了《生活用水器具的噪聲評價》標(biāo)準(zhǔn)。

目前我國尚沒有關(guān)于供水系統(tǒng)中用水器具噪聲檢測的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),只有部分地方制定了地方標(biāo)準(zhǔn)。國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局于2011年發(fā)布了GB 5749-2006生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)主要對水質(zhì)進(jìn)行了要求,并未涉及供水系統(tǒng)中用水器具的噪聲。因此,制定一個適用于我國供水系統(tǒng)中用水器具的噪聲檢測標(biāo)準(zhǔn)具有重要意義。

7.1 標(biāo)準(zhǔn)編制原則

(1)在標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)置了3個級別的噪聲限值,分別為10 d B、20 dB和30 d B,以滿足不同用水器具產(chǎn)品的噪聲檢測要求。其中,10 dB 為強(qiáng)制性限值,20 dB 為推薦性限值。

(2)在標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)置了標(biāo)準(zhǔn)樣品,以供檢測人員使用。同時,標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)考慮不同用水器具產(chǎn)品在不同工作狀態(tài)下的噪聲差異,以保證標(biāo)準(zhǔn)的適用性。

(3)考慮到用水器具噪聲對居民日常生活的影響,標(biāo)準(zhǔn)中還設(shè)置了一個10 dB的參考限值。

(4)考慮到用水器具產(chǎn)品在出廠和銷售過程中的噪聲控制水平不同,標(biāo)準(zhǔn)中還設(shè)置了一個30 dB 的推薦限值。

(5)為了保證標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施過程中的可操作性和可實(shí)施性,在標(biāo)準(zhǔn)中還設(shè)置了一個“不適用”條款,以使相關(guān)檢測機(jī)構(gòu)、使用單位及個人能夠理解并按此執(zhí)行。

(6)在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施過程中,可以根據(jù)實(shí)際情況對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂和補(bǔ)充,以更好地指導(dǎo)和規(guī)范用水器具產(chǎn)品的噪聲檢測工作。同時,隨著技術(shù)發(fā)展和新產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn),標(biāo)準(zhǔn)中還可以針對不同產(chǎn)品類型制定相應(yīng)的噪聲檢測方法。

7.2 標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容

標(biāo)準(zhǔn)主要對試驗(yàn)儀器、設(shè)備和環(huán)境、試樣的選擇、測試步驟及注意事項(xiàng)等內(nèi)容進(jìn)行了規(guī)定。其中,試驗(yàn)儀器為符合GB/T 14175-2012標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的聲級計(jì),該儀器性能穩(wěn)定,測量精度高,并具有聲級計(jì)校準(zhǔn)功能;試樣的選擇需保證被測物具有代表性,試樣的長度為10 cm;噪聲測試步驟分為聲壓級測量和時間測量兩部分,聲壓級測量中,先用半波聲壓級(3 d B)進(jìn)行前處理,再用半波聲壓級(5 dB)進(jìn)行后處理;時間測量中,每隔5 min測量1次,直到聲壓級達(dá)到穩(wěn)定值。聲功率級計(jì)算是獲取聲功率信號的關(guān)鍵設(shè)備。該標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了實(shí)驗(yàn)室應(yīng)配備的儀器及輔助設(shè)備[3]。

8 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們生活水平的不斷提高,人們對水環(huán)境的要求也越來越高,給供水系統(tǒng)中用水器具的噪聲問題提出了新的要求。筆者通過對國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行了分析,并對供水系統(tǒng)中用水器具噪聲測試技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究。

我國對供水系統(tǒng)中用水器具噪聲還沒有具體的規(guī)定,且國內(nèi)各檢測機(jī)構(gòu)在檢測過程中對該項(xiàng)目也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,因此我國需要盡快完善和制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,以保證供水系統(tǒng)中用水器具的衛(wèi)生和健康。