绿色船舶之-舱室噪声控制

　　摘 要 本文针对绿色船舶要素中的居住环境之振动与噪声的优化问题，讲述了针对噪声源的相应控制措施。

　　关键词 绿色船舶；噪声控制；降噪；居住舱室；隔声

　　中图分类号 U66 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）101-0097-02

　　0 引言

　　21世纪人类共同的主题是：安全，环保，可持续发展。

　　据数据显示，全球航运每年会排放出11.2亿吨二氧化碳，约占全球CO2排放量的4.5%。为保证全球的气候和节约能源，国际海事组织（IMO）对船舶制造提出了更环保、更安全的要求，并相继推出了涂层新标准（PSPC）、目标型新船建造标准（GBS）、新船能效设计指数（EEDI）、船舶能效管理计划（SEEMP）等一系列船舶能效环保标准。至此IMO温室气体减排框架下的三个关键步骤EEDI、SEEMP、MBM（市场机制）中，已有两项列入强制要求。船舶能效设计指数（EEDI）要求纳入MARPOL附则VI中，于2013年1月1日正式生效。 经过不断的研究国内外的标准和征求所有授权船旗国的意见，最终确定采用GBS方法编写绿色船舶规范，同时确定分级采用确定描述法，而不采用权值评分法。

　　绿色船舶系采用相对先进技术（绿色技术）在其生命周期内能经济地满足其预定功能和性能，同时实现节约资源和能源、减少或消除环境污染，并对操作和使用人员具有良好保护。船舶的绿色要素包括环境保护、能效和工作环境。其中工作环境的子要素有自动化和振动与噪声。

　　为制定合适的船员环境标准，国际海事组织（IMO）通过了一项新的SOLAS 决议II-1/3-12，要求新建船舶根据修订的船上噪音等级规则，减少噪音并保护人员不受噪音伤害，该规则规定了机舱、控制室、车间、起居舱室及其他船上空间的强制最大噪音级别限制。规则取代了之前A.468（XII）决议1981年通过的非强制性规则。在随后的MSC通告中公布其适用范围为2014年7月1日以后建造的1600总吨及以上的新船。

　　1 船舶噪声概述

　　从1981年国际海事组织（IMO）发布了大会决议A468（XII）《船舶噪声级规则》，并作为推荐性文件纳入SOLAS公约II-1/36条，但其中只规定了机器处所的噪声。2007年欧洲27国联合向第83届海上安全委员会提交“船上噪声防护”提案，以推动船上噪声控制水平的提高和强制化。2009年6月第86届海安会决定将该议题纳入DE会议方程；2010年欧盟成员国向DE53联合提交关于制定SOLAS II-1/36和船上噪声等级规则的修正提案，将船上噪声等级规则纳入SOLAS II-1/36条成为强制要求。其主要原则有：将SOLAS II-1/36（噪声保护）噪声控制范围从机舱扩大到全船；工作和生活区域最大噪声限值降低5分贝；暴露在85dB（A）及以上处所提供个人听力保护手段；经修订后的A.468（XII）规定的最大噪声限值、最大噪声暴露极限值和实际噪声等级测量条件成为强制要求。

　　噪声对人的心理和生理有严重的危害，长期处于噪声中会导致加速人员疲劳、分散注意力以及交流信息失真，对于船员会影响船舶航运的安全，有导致事故发生的风险；超过70dB就对人的听力有伤害，连续暴露在噪声级85dB及其以上的环境具有导致永久致聋的风险。

　　从以上公约修订的背景可以看出《船舶噪声规则》从推荐最终成为强制要求，显示了噪声污染的危害，这也成为了现今建造绿色船舶所要克服的一重要方面。

　　2 设计改进

　　船舶主要的噪声源有推进系统的低频噪音，机器噪声和通风系统产生的噪音。而舱室噪声传播是通过结构、空气和水产生的，各舱室噪声级取决于间接辐射（非声源舱）和直接辐射（声源舱）。对于这些声源噪声的控制及传播途径的控制，就要求在船舶设计阶段就应得到足够的重视。就需要选取低噪声的机械设备和动力装置，同时优化艉部船体线型及安装鳍可以大大改善伴流分布；设计出低空泡甚至无空泡的螺旋桨是降低噪声源噪声的重要措施；对某些机械设备采取隔振措施；

　　为了有效地对居住舱室的噪声进行控制，在进行船舶舱室布置时，应遵循两个基本原则：1）噪声要集中在规定的区域内，最好在船尾部；2）把需安静的舱室尽可能远离噪声源的集中区域。设置有效的吸声、隔声、浮动地板、阻尼敷层、隔振、消声、主动控制等措施控制噪声的传播和产生。

　　2.1吸声

　　在舱室天花板和四壁表面敷设吸声材料和设计吸声结构，或在室内空间悬挂吸声体，室内反射声会大大减弱，因此吸声措施是降低噪声的有效手段之一。普遍使用的材料有多孔吸声材料。吸声有局限性，只能吸收反射声，对于声源直接发出的直达声无任何效果，适用于原有吸声量较小、混响声较强的舱室。例如在驾驶室和机舱集控室会采用多孔吸音板的设计。

　　2.2隔声

　　通过隔声件传递损耗、吸收声能以达到降噪的目的。舱壁、甲板、平台等均是密实的金属板架结构，本身就是良好的隔声结构。因此，可以利用这样的结构将高噪声的动力舱和辅机舱与需要安静的指挥舱、作业舱、居住舱隔开，使噪声在传播途径中受阻以减弱噪声的传递，同时再布置安静性要求不高的舱室做缓冲，如厨房、冷库、粮库、备件库等舱室；又如柴油机的箱式隔声罩；机舱集控室的隔声门；通风管路的隔声包敷层等。

　　2.3隔振

　　对振动机械安装单层或双层弹性支承的减振器进行隔振是唯一能减少振动传递和结构噪声的一个有效措施。

　　2.4浮动地板

　　通过铺设浮动甲板敷料与船体结构弹性连接使地板上下两层完全隔开，不使地面层和墙体等结构有刚性连接，从而隔离甲板或平台的振动向船体结构传递，其基本原理类似于隔振。浮动地板通常采用多层材料组合而成，具有一定的隔声效果。例如在主甲板相应舱室里通常为了减小机舱机械处所的噪声影响而采用A60级防火浮动甲板敷料。浮动甲板敷料节点如下： 　　2.5阻尼敷层

　　控制结构共振和结构噪声的综合方法，通常将阻尼和隔振结合使用，能更好地降噪。阻尼敷层有两种方法：自由粘弹性阻尼层和约束粘弹性阻尼层。前者是将粘弹性阻尼材料直接敷设在需要减振的结构件上，对轻薄的板很有效且工艺简单；后者是在振动构件上粘贴一层粘弹性阻尼材料，再在外面覆盖一层金属片进行约束，共振时阻尼层一面随结构进行振动，另一而受金属片的约束，使阻尼材料发生较大的剪切变形，从而有效地控制共振的幅度，降低噪声的辐射。

　　2.6消声

　　为了防治空气动力性噪声，通常采用消声器进行消声。船舶通常使用阻性消声器，主要是用来降低主、辅机的进、排气系统包括增压器和通风空调设备的空气动力性噪声。

　　2.7主动控制措施

　　主动隔振是一种新技术，其基本原理就是针对振动源的扰动力实时地施加反向力作用，使振动力被反相位作用力消减，达到主动消振的目的；通风管使用的主动消声器对低频周期性噪声的控制，降噪幅度大。

　　通过以上的方法可以大大改善船员居住环境的噪声污染，保护船员的身心健康，保证船舶的安全性。然而在船员工作之余休息及娱乐的船舶舱室，通风系统的噪声的影响十分严重，因此改善船舶通风系统的声学设计对改善船舶舱室的噪声十分重要。因此我们需要有对空调装置、机舱通风装置、锅炉通风装置设施相应的有效的降噪措施。可以通过对空调装置安装消声器，对空调机室敷设吸声材料，选择低噪声的抽风装置，避免通风管道的进行直角分支，降低通过通风格栅时的风速；选择正确的通风装置布置位置和出风口的位置，通风机和空气管道进行弹性安装。

　　3结论

　　为达到绿色船舶的目标，有效控制噪音源的产生，需在各设计阶段掌握声学状态，有效降低声学控制成本，也为船员提供舒适的航行环境；并促进未来造船业及相关产业结构优化升级，促使在保证成本效益前提下，提高船舶的绿色度，在安全的前提下，实现船舶的低消耗、低排放、低污染、舒适性的目标。

　　参考文献

　　[1]IMO Res.A.468（XII） CODE ON NOISE LEVELS ON BOARD SHIPS.

　　[2]绿色船舶规范.

　　[3] SOLAS 公约.

　　[4]ILO国际劳工组织公约.