新的噪聲規(guī)則對(duì)船舶噪聲控制的影響

沈 威 晉文菊

（上海船舶研究設(shè)計(jì)院，上海201203）

0 前言

當(dāng)今社會(huì)科技飛速發(fā)展，生活水平不斷提高，海員的生活環(huán)境也發(fā)生了翻天覆地的變化。從ILO92，到ILO133再到目前的勞工公約MLC2006，無不體現(xiàn)了海上船員生活工作環(huán)境的改善。船舶不僅是他們的工作場所，也是他們生活的地方。在這種背景下，基于原A.468決議（以下稱“原規(guī)則”）海安會(huì)頒布了MSC.337（91）決議通過的《船上噪聲等級(jí)規(guī)則》（以下稱“新規(guī)則”），以保護(hù)人員免受噪聲的傷害，并于2014年7月1日起生效。

較強(qiáng)的噪聲對(duì)人的生理與心理會(huì)產(chǎn)生不良影響。在日常工作和生活環(huán)境中，噪聲主要造成聽力損失，干擾談話、思考、休息和睡眠。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）的調(diào)查，在噪聲級(jí)85 dB和90 dB的環(huán)境中工作30年，耳聾的可能性分別為8%和18%。在噪聲級(jí)70 dB的環(huán)境中，談話就感到困難。噪聲規(guī)則的目的就是限制噪聲，減少對(duì)噪聲的暴露，為船員提供安全工作條件，在休息、娛樂和其他處所為海員提供一個(gè)可接受的舒適環(huán)境。

1 新規(guī)則與原規(guī)則的對(duì)比

原規(guī)則提供關(guān)于控制船舶噪聲一般原則的指南，其目的是在國際上同意的體系內(nèi)鼓勵(lì)和促進(jìn)噪聲控制，并不是一個(gè)強(qiáng)制性文件，通常是船東和船廠參與檢驗(yàn)，船舶檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)并不參與，不會(huì)影響船舶證件的頒發(fā)。但是，新規(guī)則的操作模式發(fā)生變化，船舶檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)介入并參與檢測(cè)，噪聲檢測(cè)要求成為強(qiáng)制執(zhí)行，并會(huì)影響船舶交船。這樣如何滿足該規(guī)則顯得尤為重要。表1、表2分別為原規(guī)則與新規(guī)則的比較。

表1 最大噪聲值

表2 隔音指數(shù)

新規(guī)則對(duì)測(cè)量要求和人員資質(zhì)也更為嚴(yán)格和具體。測(cè)量分為海上試驗(yàn)操作工況與港內(nèi)操作工況；并對(duì)環(huán)境條件、測(cè)量程序、測(cè)點(diǎn)布置等進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定。從表1中可以看出，總噸1 600到10 000的船舶噪聲大小限制值基本沒有變化（除非規(guī)定的工作處所），但是總噸大于或等于10 000的船舶，居住艙室、醫(yī)務(wù)室、餐廳、娛樂室以及辦公室等噪聲大小限制值減少了5 dB。從表2中看出艙室之間的隔聲作了較大的修訂，除原規(guī)則已有的隔聲要求外，還增加了從走廊到居住艙室以及從居住艙室到帶通信門的居住艙室的隔聲要求，并將居住艙室之間的計(jì)權(quán)隔聲指數(shù)提高了5 dB。新規(guī)則還包括確定噪聲暴露的簡化程序等。

2 實(shí)測(cè)噪聲值對(duì)比

雖然新規(guī)則對(duì)某些處所的最大噪聲值僅降低了5 dB，但是對(duì)船舶的噪聲控制還是有一定的影響。很多船舶的噪聲實(shí)測(cè)值都在原規(guī)則推薦值的邊緣，如表3、表4所示。

表3 74 000 DWT散貨船的噪聲實(shí)測(cè)值

續(xù)表

表4 某VLCC的噪聲部分實(shí)測(cè)值［1］

從表3的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，C甲板與駕駛甲板艙室的噪聲值都滿足新規(guī)則要求值，但是B甲板個(gè)別居住艙室、A甲板及上甲板的多個(gè)居住艙室不能滿足新規(guī)則的要求值。

表4中，駕駛甲板、A甲板及上甲板的多個(gè)居住艙室不能滿足新規(guī)則的要求值。

A甲板及上甲板距離機(jī)艙等機(jī)器處所較近，機(jī)艙是船舶噪聲的主要來源之一，里面充滿了動(dòng)力裝置產(chǎn)生的各種噪聲，如空氣動(dòng)力噪聲、柴油機(jī)燃燒噪聲、金屬撞擊摩擦噪聲、液壓沖擊噪聲等，通過空氣傳聲和固體傳聲傳播到相鄰處所，是主要原因；駕駛室及兩翼主要來自煙囪的排氣管及C甲板的風(fēng)機(jī)風(fēng)帽，尖利的嘯聲從煙囪傳出［1］。

3 噪聲的控制

在船舶設(shè)計(jì)階段，為了有效降低船舶噪聲，主要有以下幾種方法：

3.1 噪聲源的隔離

在布置居住艙室時(shí)，無論在垂直方向還是水平方向布置都應(yīng)盡實(shí)際可能遠(yuǎn)離諸如螺旋槳和推進(jìn)機(jī)械等噪聲源。對(duì)于噪聲要求高的艙室盡可能布置在上甲板以上位置，機(jī)艙棚應(yīng)布置在設(shè)有居住處所的上層建筑和甲板室以外，如這不可行，在機(jī)艙棚和居住處所之間應(yīng)布置通道；無人處所、衛(wèi)生處所或洗滌處所，將居住處所與機(jī)器處所隔離開。

3.2 吸音措施

吸音措施主要是選用適當(dāng)?shù)膬?nèi)裝艙室材料。在居住艙室內(nèi)可配備地毯、窗簾等，在一定程度上降低部分噪聲；對(duì)于廚房、機(jī)艙集控室、空調(diào)機(jī)室、干衣室等可利用吸聲材料如巖棉板、多孔薄板裝飾在艙室內(nèi)表面上，則艙室內(nèi)的噪聲就會(huì)得到一定程度的降低［2］。有效應(yīng)用絕緣敷料和甲板敷料，上甲板與機(jī)艙敷設(shè)隔音效果好的浮動(dòng)甲板敷料，如圖1所示；交叉敷設(shè)的雙層陶瓷棉的隔音效果好于巖棉。

圖1 浮動(dòng)甲板敷料

對(duì)于噪聲值要求較高的艙室，如表3、表4中A甲板和上甲板的居住艙室，為了降低噪聲值，也可以考慮敷設(shè)隔音效果好的陶瓷棉。

3.3 排氣和進(jìn)氣的消音

內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)、機(jī)器處所、居住處所和其他處所的進(jìn)氣系統(tǒng)，應(yīng)布置在進(jìn)氣口或排氣口遠(yuǎn)離經(jīng)常有船員出入的位置；當(dāng)需要時(shí)，應(yīng)安裝消聲器、降噪設(shè)備或隔聲器；為將居住處所的噪聲降至最小，通常需要將排氣系統(tǒng)及某些管路和管道與艙棚、艙壁等進(jìn)行分隔，以減少結(jié)構(gòu)噪聲。

3.4 振動(dòng)隔離

強(qiáng)的結(jié)構(gòu)可以有效阻止噪聲傳遞，同樣的結(jié)構(gòu)形式，鋼板厚度越厚，扶強(qiáng)材越大，振動(dòng)噪聲的傳播越弱，但需要注意避免較大的共振。機(jī)器可采用彈性基座來支撐，隔離振動(dòng)能量。

3.5 噪聲預(yù)報(bào)

設(shè)計(jì)方/船廠可以通過計(jì)算、評(píng)估或類似方法，對(duì)船舶區(qū)域內(nèi)可能產(chǎn)生的噪聲級(jí)進(jìn)行預(yù)報(bào)。預(yù)報(bào)在低頻域內(nèi)主要采用有限元和邊界元結(jié)合的方法，在中高頻內(nèi)則采用統(tǒng)計(jì)能量的分析方法。通過建立有限元模型及結(jié)合聲源的全船艙室結(jié)構(gòu)聲學(xué)統(tǒng)計(jì)能量模型，借助專業(yè)的噪聲預(yù)報(bào)軟件，對(duì)典型的艙室進(jìn)行噪聲計(jì)算分析，對(duì)于噪聲超出規(guī)范要求值的艙室進(jìn)行改進(jìn)措施［3］。

在船舶建造后，實(shí)船噪聲測(cè)量值超過要求值，需要進(jìn)行改進(jìn)，但艙室的結(jié)構(gòu)布置已經(jīng)形成，無法更改，因此降低噪聲的程度非常有限。增配地毯是一種簡便的措施，但效果有限；也可改變窗的形式，如表3的74 000 t散貨船是螺栓式窗，一半是固定式，一半是可開式，對(duì)于噪聲超過要求的艙室可考慮更換為焊接式固定窗，同時(shí)玻璃的厚度也需要增加。當(dāng)噪聲由于排風(fēng)管、風(fēng)機(jī)風(fēng)帽而增大，可考慮安裝消音器，例如，表4中的駕駛室及兩翼噪聲主要來自煙囪的排氣管及C甲板的風(fēng)機(jī)風(fēng)帽，聲音是從廢氣鍋爐的排氣管發(fā)出，修改廢氣鍋爐，在內(nèi)部增加導(dǎo)流板，使噪聲降低［1］。

4 綠色海豚系列隔聲降噪的運(yùn)用

根據(jù)船舶航運(yùn)市場形勢(shì)、IMO環(huán)保要求，上海船舶研究設(shè)計(jì)院開發(fā)設(shè)計(jì)出新一代散貨船綠色海豚系列。該系列散貨船著眼于IMO環(huán)保綠色設(shè)計(jì)，配備綠色船舶設(shè)備和節(jié)能裝置，操作靈活，箱形貨艙，貨種多樣，除常規(guī)散貨外亦可裝載木材、集裝箱。該船一經(jīng)推出便得到國際市場高度重視和認(rèn)可。為滿足新規(guī)則，該系列船在設(shè)計(jì)時(shí)作了如下考慮。

4.1 結(jié)構(gòu)布局

上層建筑前端壁是機(jī)艙前端壁向上延伸，它們位于同一位置，在一定程度上降低了機(jī)艙對(duì)上建艙室的影響，從而減少噪聲。上甲板機(jī)艙棚周圍布置了二氧化碳室、健身房、走廊、更衣室、緩沖間、干貨庫等對(duì)噪聲要求較低的處所，A甲板與機(jī)艙棚相鄰的僅為廚房，B甲板以上甲板機(jī)艙棚設(shè)置在居住艙室以外，與居住艙室不直接相鄰。

4.2 窗的配置

船窗為焊接式，隔音效果優(yōu)于螺栓式窗。上甲板為有風(fēng)暴蓋式的舷窗，駕駛甲板為固定式矩形窗，處于機(jī)艙中的機(jī)艙控制室采用鋁合金雙層中空隔音窗，其他甲板為焊接式矩形窗，考慮到舒適性通風(fēng)性，其中三分之一為固定式，其余為可開式。

4.3 絕緣敷設(shè)

集控室處于機(jī)艙中，對(duì)該處所四周及天花板用100 mm厚的巖棉進(jìn)行隔音絕緣敷設(shè)。安全艙與機(jī)器處所相鄰，四周及天花板也進(jìn)行隔音敷設(shè)。機(jī)修間為工作區(qū)域，同時(shí)處于機(jī)艙內(nèi)，對(duì)該處所用50 mm厚的巖棉進(jìn)行隔音處理。位于上甲板的空調(diào)機(jī)室及位于A甲板的廚房在設(shè)備運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生噪聲，因此對(duì)其與居住處所相鄰的位置及天花板進(jìn)行隔音處理，同時(shí)廚房與機(jī)艙棚相鄰的艙壁進(jìn)行A-60級(jí)防火絕緣敷設(shè)。

4.4 甲板敷料

上甲板與機(jī)艙相鄰，敷設(shè)A-60級(jí)浮動(dòng)防火敷料，同時(shí)上甲板設(shè)有500 mm梁拱。為了保持水平，甲板敷料相對(duì)其他甲板敷設(shè)得厚一些，對(duì)防止噪聲傳播起到了有利作用。集控室也敷設(shè)A-60級(jí)防火敷料。船長級(jí)、高級(jí)船員、低級(jí)船員房間提供地毯。

5 結(jié)語

對(duì)于船舶噪聲的控制，從研究噪聲產(chǎn)生的機(jī)理入手，分析噪聲產(chǎn)生的原因，采用合理設(shè)計(jì)、隔離噪聲源、運(yùn)用有效隔音材料，使噪聲盡量減小。建議設(shè)計(jì)方或船廠對(duì)現(xiàn)有船舶的噪聲值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析是否有艙室不滿足新規(guī)則的要求，這樣，在建造新的船舶時(shí)，可進(jìn)行針對(duì)性的改進(jìn)，避免在船舶建造后，因?qū)嵈肼暅y(cè)量值超過要求而進(jìn)行整改。

［1］葉紅源.297 000 DWT超大型油船噪聲源分析及控制［J］.船舶與海洋工程，2013（2）：28-32.

［2］丁健.SIKA敷料在降低船舶艙室噪聲上的應(yīng)用［J］.廣東造船，2009（5）：45-47.

［3］夏侯命勝，張玉奎，劉曉明.油船艙室噪聲預(yù)報(bào)［J］.船舶，2011（2）：31-37.