張?zhí)玫隆∪~蘭

摘 要：作為海上重要的交通運(yùn)輸工具，船舶不僅需要確保可靠性高和速度快，而且需要為人們提供一個(gè)安靜舒適的生活工作環(huán)境，因此對(duì)船舶噪聲防護(hù)技術(shù)提出更高的要求，使得船員遠(yuǎn)離噪聲的干擾。文章分析動(dòng)力裝置噪聲、水動(dòng)力噪聲、螺旋槳噪聲等噪聲源，其中動(dòng)力裝置噪聲是船舶噪聲級(jí)最高的噪聲源，從結(jié)構(gòu)噪聲、空氣噪聲兩個(gè)方面剖析船舶噪聲的傳播途徑，最后探究船舶噪聲防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：船舶噪聲防護(hù)技術(shù)；噪聲的來源；傳播途徑；應(yīng)用

1 概述

目前，噪聲污染已經(jīng)成為全球三大主要的污染之一，已經(jīng)受到全球各國的關(guān)注。而船舶的噪聲涉及人員健康和航運(yùn)安全問題，具有導(dǎo)致事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。為此國際海事組織（IMO）第91屆海安會(huì)（MSC91）通過了第338號(hào)關(guān)于SOLAS修正案的決議，自2014年7月1日起生效，新增了SOLAS II-1/3-12條，要求船舶構(gòu)造應(yīng)符合MSC.337（91）決議通過的《船上噪聲等級(jí)規(guī)則》，以保護(hù)人員免受噪聲的傷害?；诖吮尘?，探究船舶噪聲的防護(hù)技術(shù)具有十分重要的意義，設(shè)計(jì)船舶時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮噪聲的防護(hù)，對(duì)于已經(jīng)建造的船舶，倘若尚未符合標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行必要的噪聲控制。為此，文章基于分析船舶噪聲來源以及船舶途徑，分析當(dāng)前國內(nèi)船舶噪聲防護(hù)技術(shù)存在的問題，探究船舶噪聲防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

2 船舶噪聲概述

2.1 船舶噪聲的來源

船舶噪聲指的是船上的推進(jìn)系統(tǒng)、機(jī)械噪聲和通風(fēng)系統(tǒng)，例如螺旋槳、柴油機(jī)、壓縮機(jī)、泵組、空調(diào)裝置等在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中由于撞擊、振動(dòng)等原因產(chǎn)生干擾船員生活和工作的聲音，直接影響到船舶的安全行駛，比如駕駛室的噪聲太高直接干擾指揮。其中三個(gè)重要的船舶噪聲來源是螺旋槳、輔機(jī)以及主機(jī)。依據(jù)噪聲產(chǎn)生的地點(diǎn)不同，船舶噪聲可以劃分為螺旋槳噪聲、結(jié)構(gòu)激振噪聲、動(dòng)力裝置噪聲等[1]。

（1）動(dòng)力裝置噪聲。該類型噪聲是船舶噪聲級(jí)最高的噪聲源，其噪聲級(jí)別高低決定柴油船舶噪聲強(qiáng)弱，含有齒輪箱、主機(jī)、排氣管等裝置發(fā)出的噪聲，主要包括由主機(jī)進(jìn)氣流動(dòng)產(chǎn)生的噪聲、柴油機(jī)的燃燒噪聲、來自增壓器氣流的噪聲、排氣噪聲、金屬撞擊和摩擦噪聲等噪聲，不但包含空氣動(dòng)力產(chǎn)生的噪聲，而且含有金屬撞擊和摩擦產(chǎn)生的噪聲。（2）螺旋槳噪聲。螺旋槳噪聲大部分是空化噪聲與旋轉(zhuǎn)噪聲，噪聲級(jí)比主輔機(jī)噪聲級(jí)低，主要影響尾部艙室。依據(jù)性質(zhì)不同，螺旋槳噪聲能夠劃分為兩類：一是“空泡”造成的振動(dòng)引起的高頻噪聲；二是低頻噪聲，水流撞擊尾柱或者在流體與槳葉的相互影響的效應(yīng)而產(chǎn)生的。（3）輔助機(jī)械的噪聲。通常情況下，船舶的輔助機(jī)械的功率相對(duì)小，因此噪聲級(jí)較低。輔助機(jī)械含有油泵、鍋爐、水泵等各種機(jī)械；甲板機(jī)械包括挖泥機(jī)、裝卸貨物裝置等。在燃燒室周圍，鍋爐噪聲相對(duì)比較明顯，人工通風(fēng)時(shí)明顯的噪聲源是空調(diào)機(jī)。液壓系統(tǒng)的噪聲主要來源氣穴聲、脈動(dòng)等。然而，倘若風(fēng)機(jī)與泵等裝置安裝在居住艙室周圍或者駕駛室附近卻不實(shí)施防噪，也極易產(chǎn)生嚴(yán)重的噪聲污染。（4）水動(dòng)力噪聲?？焖偎鞑痪鶆蛴绊懘?，引起船體的振動(dòng)，同時(shí)這種振動(dòng)向水、空氣等附近媒質(zhì)傳播，這是引起水動(dòng)力噪聲的主要原因。

2.2 船舶噪聲的傳播途徑

船舶噪聲主要有兩種船舶途徑：結(jié)構(gòu)噪聲傳播與空氣噪聲傳播[2]。一是空氣噪聲傳播。該種傳播方式指的是一個(gè)噪聲源能夠引起空氣振動(dòng)，經(jīng)過天花板、甲板、窗戶、網(wǎng)孔等方式傳播。二是結(jié)構(gòu)噪聲傳播。該種傳播方式指的是噪聲源處引起的振動(dòng)，通過結(jié)構(gòu)噪聲方式傳播。通常情況下，小型船舶主要的噪聲源是空氣噪聲，大型傳播是螺旋槳與機(jī)艙設(shè)備造成的結(jié)構(gòu)噪聲。

3 現(xiàn)階段船舶噪聲防護(hù)技術(shù)存在的問題

3.1 船舶噪聲防護(hù)意識(shí)缺乏

造成國內(nèi)船舶噪聲防護(hù)技術(shù)的重要原因是意識(shí)缺乏。在船舶的現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)中，大型船舶在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、選擇設(shè)備等方面都比較合理，然而小型船舶當(dāng)前側(cè)重考慮節(jié)約成本。從船舶聲學(xué)設(shè)計(jì)來看，設(shè)計(jì)工作者往往在完成船舶設(shè)計(jì)后，在內(nèi)部裝飾環(huán)節(jié)才考慮噪聲防護(hù)，常常通過隔聲與吸聲來解決，欠缺考慮聲學(xué)設(shè)計(jì)。

3.2 船舶噪聲防護(hù)技術(shù)落后以及評(píng)估手段欠缺

船舶噪聲防護(hù)技術(shù)關(guān)系到隔音材料的選擇、設(shè)備的選型、總體布局等許多方面。然而，由于防護(hù)技術(shù)落后，加之意識(shí)欠缺，設(shè)計(jì)人員往往依靠設(shè)備的輔助專業(yè)，從而船舶噪聲并沒有得到有效的防護(hù)，國內(nèi)的船舶噪聲防護(hù)技術(shù)尚未得到顯著提高。此外，國內(nèi)目前缺乏聲學(xué)設(shè)計(jì)評(píng)估手段，沒有對(duì)噪聲防護(hù)進(jìn)行制造、設(shè)計(jì)等進(jìn)行完整性分析研究，主要的原因包括：聲學(xué)設(shè)計(jì)理念欠缺；聲學(xué)設(shè)計(jì)手段欠缺。

4 船舶噪聲防護(hù)技術(shù)應(yīng)用

船舶噪聲防護(hù)技術(shù)主要從三個(gè)方面著手：一是控制聲源；二是控制噪聲傳播途徑；三是受者保護(hù)。

4.1 控制噪聲源

控制噪聲源是進(jìn)行防護(hù)的最徹底與最有效的方式，（1）選擇噪聲級(jí)較低的螺旋槳、主機(jī)與輔機(jī)（見圖1），同時(shí)對(duì)其進(jìn)行合理布置，從而降低噪聲源的強(qiáng)度。目前大多數(shù)船舶的原動(dòng)機(jī)是柴油機(jī)，倘若安裝消音設(shè)備在排氣通道，那么大幅度降低排氣產(chǎn)生的噪聲，此外，還可以設(shè)計(jì)無泡螺旋槳、螺旋槳外安裝導(dǎo)流管、彈性安裝側(cè)推槳和管隧等。（2）隔離聲源的振動(dòng)部分。通過對(duì)艙室進(jìn)行合理布置，將聲源隔離，讓噪聲傳播到船員居住和工作艙室的噪音相對(duì)減弱，比如采用阻尼材料或者破壞共振等[3]。

4.2 控制噪聲的傳播途徑

控制噪聲的傳播途徑是最普遍的防護(hù)技術(shù)，一般情況下，處理空氣噪聲使用吸聲、隔聲以及消聲等方式，而結(jié)構(gòu)噪聲使用隔振、減振等方式。（1）吸聲：吸聲指的是通過吸聲結(jié)構(gòu)與吸聲材料將艙室噪聲降低，吸聲材料可以劃分為顆粒型、纖維型與泡沫型，常見的吸聲材料有甘蔗纖維、吸聲磚、玻璃纖維、毛氈等。（2）隔聲處理：采用門窗、壁板等方式把接受者和噪聲源分離，阻礙噪聲傳播，此種防護(hù)措施稱作隔聲。（3）消聲器處理：消聲器大部分安裝在氣流經(jīng)過的通道或者進(jìn)、排氣口，是應(yīng)用較廣泛的一種噪聲控制方法，例如安裝消聲器在機(jī)艙供風(fēng)機(jī)處、安裝消聲器在廚房抽風(fēng)道上（見圖2）。依據(jù)工作原理不同，消聲器可以劃分為兩種：反作用式消聲器、吸收式消聲器。

4.3 受者保護(hù)

受者保護(hù)也是進(jìn)行船舶噪聲控制的重要措施。倘若處于設(shè)備較多而船員較稀少的艙室中，例如機(jī)艙，控制機(jī)械噪聲是不切實(shí)際的，對(duì)接受噪聲者進(jìn)行保護(hù)顯得更為重要。特別是當(dāng)前，控制大型主機(jī)噪聲的技術(shù)還沒有完善，應(yīng)當(dāng)對(duì)噪聲接受者進(jìn)行保護(hù)，例如船員能夠給耳朵帶上防噪聲頭盔、耳塞以及在隔聲效果較好的艙室里面工作，從而降低船舶噪聲對(duì)其污染，為船員提供一個(gè)良好的工作環(huán)境以及舒適的生活環(huán)境。

5 結(jié)束語

對(duì)于控制船舶噪聲，防護(hù)技術(shù)應(yīng)當(dāng)從噪聲的產(chǎn)生原理進(jìn)行研究，在船舶設(shè)計(jì)階段就要將船舶噪音控制充分考慮進(jìn)去，采用更低噪聲的設(shè)備，盡量避免船體結(jié)構(gòu)共振等，這是最根本和最有效的手段[4]。然而，在現(xiàn)實(shí)的船舶行駛過程中，有的船舶噪聲是無法避免的，例如主輔機(jī)的排氣管噪聲、發(fā)電柴油機(jī)的噪聲等。這些噪聲只能采取受者保護(hù)與處理噪聲傳播途徑兩種方式控制，船舶設(shè)計(jì)者應(yīng)充分利用隔聲、消聲等新工藝新材料對(duì)噪聲超標(biāo)的艙室進(jìn)行相應(yīng)防護(hù)，全面滿足MSC.337（91）《船上噪聲等級(jí)規(guī)則》，為船員提供舒適的工作生活環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

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[2]郝鴻雁，束建芳.大型船舶的噪聲測(cè)量及其控制方法[J].船舶工程，2012，27（32）：185.

[3]邱盛興.船舶噪聲防護(hù)技術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì)分析研究[J].造船技術(shù)，2013，18（7）：74-75.

[4]王榮杰，周海峰，詹宜巨.船舶噪聲的自適應(yīng)分離技術(shù)[J].中國航海，2011，27（32）：185.