貨船滿足COMF入級(jí)符號(hào)的研究

連曉東+方永紅

摘 要：船舶舒適度的入級(jí)符號(hào)在客船上廣受推崇，在貨船上的運(yùn)用也越來越廣。本文結(jié)合BV規(guī)范及船舶建造經(jīng)驗(yàn)，介紹船舶滿足COMF入級(jí)的主要要求及各項(xiàng)指標(biāo)，以及貨船滿足COMF符號(hào)需要注意的事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：貨船；COMF；振動(dòng)；噪音

中圖分類號(hào)：U674.13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Requirements of Class Notation COMF for Cargo Vessels

LIAN Xiaodong， FANG Yonghong

（ CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Co.， Ltd. Guangzhou 510715 ）

Abstract： The COMF notation has become increasingly popular even in cargo vessels as in passenger vessels. This paper introduces the main requirements and indexes of the class notation COMF based on the BV rules and shipbuilding experience， particularly applicable to cargo vessels.

Key words： Cargo vessel； COMF； Vibration； Noise

隨著MLC2006、MSC.337（91）規(guī)范的相繼生效和ISO 20283-5國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的起草，對(duì)船舶艙室舒適度的要求也越來越高，原來客船上普及的舒適度入級(jí)符號(hào)COMF也在貨船上逐步推廣。本文結(jié)合BV規(guī)范及船舶建造經(jīng)驗(yàn)，介紹船舶滿足COMF入級(jí)的主要要求及各項(xiàng)指標(biāo)，以及貨船滿足COMF符號(hào)需要注意的事項(xiàng)。

1 BV規(guī)范介紹

1.1 BV規(guī)范介紹

BV船級(jí)社的COMFORT ON BOARD入級(jí)符號(hào)，簡(jiǎn)稱COMF。它包含COMF-NOISE及COMF-VIB兩種：COMF-NOISE授予船舶噪音滿足BV規(guī)范E篇第6章要求的船舶；COMF-VIB授予船舶振動(dòng)滿足BV規(guī)范E篇第6章要求的船舶。兩個(gè)入級(jí)符號(hào)可以單獨(dú)申請(qǐng)。針對(duì)總噸1 600 GT以下及1 600 GT以上船舶，COMF-NOISE及COMF-VIB的限定值不同。COMF-NOISE及COMF-VIB都分為1～3個(gè)等級(jí)，COMF-NOISE 1、COMF-VIB 1為最高級(jí)別。

1.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)

由于BV COMF船級(jí)符號(hào)的要求很高，特別是在振動(dòng)水平的要求上非常嚴(yán)格，故普通貨船取得該舒適度入級(jí)的很少，能夠取得該入級(jí)符號(hào)的主要是振動(dòng)、噪聲問題不那么突出的船型或者高端的船型，例如客滾船、豪華郵輪等。常規(guī)貨船即使在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行了比較完善的振動(dòng)、噪聲控制，然而要滿足如此嚴(yán)格的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)還是非常困難的。因此，貨船的振動(dòng)控制需要考慮一些以前較少關(guān)注的領(lǐng)域，例如螺旋槳激勵(lì)的優(yōu)化、主機(jī)側(cè)撐的優(yōu)化布置等，這些問題需要在設(shè)計(jì)初期盡早進(jìn)行預(yù)測(cè)及分析評(píng)估，單純靠后期的結(jié)構(gòu)修改來解決振動(dòng)問題具有很大的局限性，很可能會(huì)增加后期出現(xiàn)振動(dòng)超標(biāo)或需要增加昂貴的減震措施如外置的減震器等。

2 COMF入級(jí)與IMO規(guī)范及ISO標(biāo)準(zhǔn)在噪音、振動(dòng)指標(biāo)上的對(duì)比

2.1 噪音指標(biāo)上的對(duì)比

2.1.1 小于1 600 GT船舶的噪音指標(biāo)對(duì)比

見表1。

2.1.2 1 600 GT～10 000 GT船舶的噪音指標(biāo)對(duì)比

見表2。

由表6、表7可見，COMF對(duì)振動(dòng)的要求比ISO要求嚴(yán)格很多，因此入級(jí)COMF的船舶需在船舶設(shè)計(jì)前期就做好策劃，包括主機(jī)的選型、上建的位置、螺旋槳優(yōu)化設(shè)計(jì)、線型優(yōu)化等，應(yīng)在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段建模做全船振動(dòng)分析。

根據(jù)ISO6954-1984標(biāo)準(zhǔn)：振動(dòng)值為1～100 HZ范圍內(nèi)的最大峰值，在1～5 HZ范圍內(nèi)采用加速度計(jì)算；COMF規(guī)范有根據(jù)ISO6954-2000標(biāo)準(zhǔn)：振動(dòng)值為1～80HZ范圍內(nèi)的全頻率計(jì)權(quán)均方根值；也有根據(jù)ISO6954-1984標(biāo)準(zhǔn)，振動(dòng)值為1～100 HZ范圍內(nèi)的最大峰值的兩種限定值要求。根據(jù)船舶建造規(guī)格書，可選用全頻率計(jì)權(quán)均方根值或最大峰值作為定級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，通常選擇ISO6954-2000的比較多。

振動(dòng)測(cè)量按照COMF 規(guī)范要求，每層甲板需選一個(gè)測(cè)量點(diǎn)測(cè)量xyz 3個(gè)方向，其他點(diǎn)只需要測(cè)量Z方向即可。這方面ISO的要求更為嚴(yán)格，ISO要求每層甲板需選兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)測(cè)量xyz 3個(gè)方向，其他測(cè)量點(diǎn)測(cè)量Z方向即可。COMF規(guī)定振動(dòng)可接受的偏差為：20%的船員區(qū)所有測(cè)量點(diǎn)允許高于規(guī)范要求0.3 mm/s；每層甲板至少需測(cè)量60%的房間。

3 貨船滿足COMF需注意事項(xiàng)

3.1 振動(dòng)詳細(xì)設(shè)計(jì)初期考慮事項(xiàng)

振動(dòng)水平主要與結(jié)構(gòu)剛度、質(zhì)量分布和激振力有關(guān)。由于BV COMF船級(jí)符號(hào)的嚴(yán)格要求，特別是在振動(dòng)水平要求上。因此，貨船如果需要入級(jí)COMF，振動(dòng)控制除了考慮結(jié)構(gòu)剛度和激振力（激振源主機(jī)的缸數(shù)及螺旋槳的槳葉數(shù)）外，還需考慮一些以前較少關(guān)注的領(lǐng)域，例如螺旋槳激勵(lì)的優(yōu)化、主機(jī)側(cè)撐的優(yōu)化布置、主機(jī)內(nèi)置減震器的有效性、尾軸油膜剛度分析（充分考慮推進(jìn)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)振動(dòng)耦合）、螺旋槳槳葉的脈動(dòng)壓力等，以盡量避免潛在的風(fēng)險(xiǎn)。另外，浮動(dòng)地板的設(shè)置、阻尼材料的運(yùn)用都可以降低房間的振感。如果全船振動(dòng)沒有問題，而只是局部板塊振動(dòng)，則可以利用有限元分析或船級(jí)社局部振動(dòng)軟件分析，修改局部結(jié)構(gòu)。

3.2 噪音詳細(xì)設(shè)計(jì)初期考慮事項(xiàng)

在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)盡早采用有效的聲學(xué)設(shè)計(jì)和噪聲評(píng)估預(yù)報(bào)技術(shù)，同時(shí)采用優(yōu)化船舶線型、優(yōu)化螺旋槳設(shè)計(jì)、噪聲源隔離布置、選擇低振動(dòng)噪聲機(jī)器設(shè)備等減振降噪措施。船舶主要噪聲源為主機(jī)、發(fā)電機(jī)、機(jī)艙風(fēng)機(jī)、螺旋槳、空調(diào)系統(tǒng)等，通過結(jié)構(gòu)及空氣等介質(zhì)傳遞。噪聲源的控制、傳遞途徑的控制比后期防范隔堵效果要可靠得多，如：主機(jī)發(fā)電機(jī)底座避免剛性與結(jié)構(gòu)連接，底座下結(jié)構(gòu)剛度要足夠；選取低噪聲的機(jī)械設(shè)備和動(dòng)力裝置；設(shè)計(jì)伴流均勻、低空泡的螺旋槳；對(duì)某些機(jī)械設(shè)備采取隔聲隔振措施；總布置設(shè)計(jì)時(shí)使居住艙室盡可能地遠(yuǎn)離噪聲源；居住艙室中設(shè)置吸聲隔聲裝置等。具體控制措施包括：吸聲、隔聲、浮動(dòng)地板、阻尼覆層、隔振、消聲、主動(dòng)控制等。endprint

機(jī)艙風(fēng)機(jī)出風(fēng)口可能直接影響到臨近區(qū)域的噪聲指標(biāo)，如前期設(shè)定好消音器或隔聲風(fēng)柵，或?qū)C(jī)艙風(fēng)機(jī)出風(fēng)口遠(yuǎn)離居住區(qū)域，控制好噪聲來源，就可以徹底解決這個(gè)問題。為后期被噪音干擾的區(qū)域噪聲超標(biāo)，再增加隔聲棉或高隔聲板，則修改成本高，且可能修改后也很難達(dá)到指標(biāo)要求。

空調(diào)機(jī)房及機(jī)艙風(fēng)機(jī)口等噪音源房間可以在圍壁及天花上設(shè)計(jì)吸音棉；與吵雜公共處所相鄰的居住艙室可將分隔壁板做成高隔聲壁板；集控室、機(jī)修間這種毗鄰主機(jī)發(fā)電機(jī)的處所，一定要設(shè)置隔音門、隔音窗，圍壁天花需增加隔聲材料。

3.3 生產(chǎn)施工考慮事項(xiàng)

避免設(shè)備與結(jié)構(gòu)間的剛性聯(lián)接（如管子、電纜等），以免引起聯(lián)接結(jié)構(gòu)的振動(dòng)。管子支撐要對(duì)中結(jié)構(gòu)或加強(qiáng)，不要直接聯(lián)接到外板或艙壁；浮動(dòng)地板避免與結(jié)構(gòu)剛性連接，房間天花圍壁也盡量避免與結(jié)構(gòu)剛性連接，天花及圍壁需避免在聲源方向開自由口，如管子需要避免直接在巖棉板及天花板上開口；隔聲吸音材料表面避免敷設(shè)聲反射材料，如需敷設(shè)表面材料可選擇打孔板、吸音板等材料。

4 結(jié)束語

隨著國(guó)內(nèi)船舶建造水平的提高，國(guó)外高附加值的船舶在國(guó)內(nèi)的訂單也隨之增加，同時(shí)船東的技術(shù)要求也越來越高，各船級(jí)社在船舶舒適度上的關(guān)注及要求也有相應(yīng)提高，如DNV-GL船級(jí)社、ABS船級(jí)社、LR船級(jí)社也有針對(duì)貨船的與BV船級(jí)社COMF入級(jí)符號(hào)類似的入級(jí)符號(hào)，各個(gè)船級(jí)社的入級(jí)指標(biāo)雖略有不同，但發(fā)展的趨勢(shì)及要求都是提升了船員工作居住環(huán)境的舒適度。2015年起草的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 20283-5 已經(jīng)較ISO 6954-2000標(biāo)準(zhǔn)對(duì)振動(dòng)有了更高的要求，雖然ISO 20283-5標(biāo)準(zhǔn)的要求仍略低于COMF入級(jí)要求，但已逐步接近于COMF入級(jí)符號(hào)的要求，所以對(duì)貨船而言，對(duì)COMF入級(jí)符號(hào)的研究是船舶設(shè)計(jì)不可避免的課題。

參考文獻(xiàn)

[1] MSC.337（91） Code on noise levels on board ships.

[2] ISO 6954 Mechanical vibration and shock – Guidelines for the overall

evaluation of vibration in merchant ships， 2000.

[3] BV rule Part E Chapter 6. COMFORT on Board （COMF）， July 2016.endprint