旅游客船噪聲控制設(shè)計與運用

黃坤作+黃富杰+覃振福

摘 要：桂林漓江旅游客船經(jīng)過多年的發(fā)展，船舶型式已經(jīng)成熟和穩(wěn)定，同時也顯現(xiàn)出諸多問題，漓江旅游客船噪聲產(chǎn)生由來已久，隨著百姓生活水平提高，百姓出行旅游的要求也越來越高，漓江旅游客船舒適度要求也越來越高，對船舶噪聲有嚴格的要求。為了游船在外觀、裝修裝飾和舒適度進一步提高，在船舶設(shè)計之初，對船舶總布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計和設(shè)備分布進行客觀分析，對有效設(shè)備聲源進行合理分布，控制聲源分布綜合降低噪聲，船舶客艙噪聲符合規(guī)范要求，促進旅游客船可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：旅游客船 噪聲控制 設(shè)計

隨著經(jīng)濟建設(shè)健康的發(fā)展，促進了旅游業(yè)的發(fā)展，也促進漓江旅游客船的發(fā)展，船舶建造越來越大、越來越豪華，船舶舒適度要求越來越高，由于船舶噪聲的存在，影響游客旅游和休息，影響船員日常生活工作和休息，同時也影響漓江兩岸的百姓，噪聲的危害也成為船廠在船舶設(shè)計和建造必須考慮的問題。因此，漓江旅游客船在船舶設(shè)計之初和建造過程，對船上安裝的設(shè)備進行合理的布置，加強隔音減噪措施。

1.船舶噪聲聲源分析

1.1船舶噪聲

從物理觀點看，船舶噪聲是指聲強和頻率的變化都“無規(guī)律”地組合在一起的聲音。廣義地講，在船上凡是人們不需要的聲音都可看作是噪聲。

按照起源不同，船舶噪聲主要可分為：空氣動力性噪聲、機械性噪聲和電磁性噪聲?？諝鈩恿π栽肼暿怯捎跉怏w振動產(chǎn)生的，當氣體中有了渦流或發(fā)生了壓力突變等情況時，就會引起氣體擾動面產(chǎn)生空氣動力性噪聲。機械性噪聲是由固體振動而產(chǎn)生的，在撞擊、摩擦、交變應(yīng)力作用下，主機輔機高速運轉(zhuǎn)、機器的金屬板、軸承、齒輪等發(fā)生碰撞、沖擊、振動而產(chǎn)生機械性噪聲。電磁性噪聲是由于高頻磁場的相互作用，產(chǎn)生周期性的交變力引起電磁振動而產(chǎn)生的。

按噪聲的傳播途徑又分空氣噪聲、水噪聲和固體（結(jié)構(gòu)）噪聲。

1.2船舶噪聲分析

船舶噪聲產(chǎn)生的主要原因分析：漓江旅游客船主要作為桂林磨盤山或竹江碼頭運輸旅客前往陽朔的載運客船，機艙集中布置有兩臺主機、一臺發(fā)電機組，這是船舶噪聲產(chǎn)生的主要原因，其高速運轉(zhuǎn)時疊加噪聲有100多分貝，這些噪聲的產(chǎn)生已經(jīng)超出一般工作人員可以承受的范圍，本身對船上船員日常生活工作產(chǎn)生很大影響并有可能對身體造成奇極大的傷害。再加上軸系機械振動、螺旋槳旋轉(zhuǎn)振動、主船體結(jié)構(gòu)振動、空調(diào)機組運行振動（含風管風噪振動）、液壓舵機系統(tǒng)振動，這也是噪聲產(chǎn)生的原因，船舶噪聲分貝更大，傳播到達客艙的噪聲也越大，而船舶機艙和客艙之間的間距較小，只隔了3米左右，對客艙噪聲控制變得越來越難了。為了向游客提供良好的旅游空間和休息，保護船上工作人員的日常生活，根據(jù)船舶法律法規(guī)，船舶客艙休息室噪聲一般應(yīng)低于70分貝，機艙內(nèi)噪聲一般應(yīng)低于105分貝。

1.3船舶噪聲設(shè)計控制

目前漓江船舶產(chǎn)生的噪聲都是在船舶系泊航行試驗中發(fā)現(xiàn)的，事后才考慮振動噪聲問題，局部采取結(jié)構(gòu)補強，進行艙壁加厚隔音棉隔音，有一定效果但不是很理想，因此要開展船舶設(shè)計階段振動噪聲控制。

2.船舶噪聲設(shè)計分布

2.1船舶情況

近兩年桂林市政府推出《漓江風景名勝區(qū)游船星級評定標準》對漓江提檔改造旅游客船和新船進行星級評定，對船舶噪聲有嚴格要求，近期完成的提檔改造船舶和新建完工船舶在游船外觀、裝修裝飾和舒適度有進一步提高，但是船舶降噪、噪聲控制與規(guī)范要求、星級評定要求相差甚遠，因此船舶噪聲防控方面有待進一步加強。

（1）漓江旅游客船法定檢驗規(guī)定對噪聲要求，見表1。

（2）漓江風景名勝區(qū)游船星級評定標準對噪聲要求，見表2。

（3）比較近期完工的12艘船舶，其中4艘為2017年新建完工船舶，8艘為2016年底提檔改造船舶，使用主機為玉柴和濰柴，輔機為玉柴、濰柴和南柴。從數(shù)字統(tǒng)計看，旅游客船一層客船的噪聲基本上達不到要求，二層客船大部分滿足要求，而機艙大部分不符合要求，噪聲長期的存在，這對旅客和船員船上生活影響很大，甚至造成傷害。

（4）桂林漓江旅游客船目前主流船型主尺度：長29.90m*寬6.00m*深1.15m，設(shè)置兩層客艙的甲板旅游客船，總布置如圖1。

2.2船舶噪聲防護措施

旅游客船要求寬敞明亮安逸舒適，對于船舶噪聲要求是較高的，船舶一層客艙和二層客艙作為旅客旅游和休息的艙室，其噪聲的舒適度要求更高，船舶主輔機是船舶產(chǎn)生噪聲的主要原因，在船舶設(shè)計應(yīng)考慮船舶內(nèi)部結(jié)構(gòu)強度設(shè)置，次噪聲設(shè)備有效布置要合理。對船舶的主輔機等機械有害噪聲的控制措施主要有防振和減振兩個方面，已達到減噪的措施，防振是指在船舶設(shè)計階段就考慮到振動的容許標準而采取降低振動的措施，減振則是指使營運船舶的振動下降到容許的標準。對噪聲傳播，可以采取隔聲和吸聲的措施達到減噪目的。

2.2.1聲源控制是噪聲控制中最根本和最有效的手段

①使用噪聲小的主機，選用噪聲較小的玉柴YC4FA100L-C20高壓共軌柴油機，通過機腳和基座之間安裝減振器，該減振器具有較低的隔振系統(tǒng)固有頻率，此外，其特點不受溫度影響，適用溫度范圍寬，對環(huán)境影響不敏感，壽命長，再通過內(nèi)齒連接固定安裝在基座上的齒輪箱，齒輪箱再通過高彈性聯(lián)軸器連接尾軸驅(qū)動螺旋槳，使其向船舶傳播較少的聲音和振動能量。而且該柴油機具有濕式排氣功能，可以降低柴油機進排的噪聲。②使用噪聲小的發(fā)電機組，選用馬拉松革新電氣生產(chǎn)的MP-H-50-4型發(fā)電機組，該機組本身噪聲較小，同時自帶靜音罩，噪音更低，可以降低噪聲傳播，也有具有濕式排氣功能，可以降低柴油機進排的噪聲。 低噪聲主機和低噪聲輔機兩者有機的結(jié)合，有效降低機艙有聲源的產(chǎn)生，降低噪聲的傳播。endprint

2.2.2傳遞途徑中的控制用吸聲、隔聲等工藝來降低船舶噪音

傳輸途徑中的控制是最常用的辦法，因為一旦船舶主輔機設(shè)計制造和安裝完畢，再從聲源上控制噪聲就受到限制，在傳輸途徑中卻容易實現(xiàn)例如隔聲、隔振、吸聲等都是有效措施，可以起到事后補救的作用。在工廠設(shè)計及船舶上層建筑布置中，合理布置可對降低噪聲干擾起到重要作用，船舶居住艙室應(yīng)與機艙等噪聲源盡量隔離。①吸聲處理，利用吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)來降低室內(nèi)噪聲的降噪技術(shù)稱為吸聲。多孔吸聲材料的吸聲效果最好，被普遍采用，由于機艙和客艙間距較近，在機艙前艙壁、圍壁和天花板設(shè)置纖維型多孔吸聲材料有玻璃纖維，同時在機艙前空艙的后艙壁設(shè)置500mm厚的吸音巖棉，甲板底粘貼泡沫型吸聲材料有聚氨基甲酯酸泡沫塑料，客艙一二層均敷設(shè)地毯。多點設(shè)置吸聲材料來處理降噪、達到預(yù)期的的效果。②隔聲處理，利用墻板、門窗、隔聲罩等隔聲構(gòu)件將噪聲源與受者分隔開來，使噪聲在傳播途徑中受阻以減弱噪聲的傳遞，這種方法稱作隔聲。它是有效而又應(yīng)用十分廣泛的辦法。按噪聲傳遞方式可分為空氣傳聲（簡稱空氣聲）和固體傳聲（簡稱固體聲）或結(jié)構(gòu)傳聲兩種?？諝饴曋嘎曉粗苯蛹ぐl(fā)空氣振動而產(chǎn)生的聲波，并借助空氣介質(zhì)直接傳入人耳。固體聲是指生源直接激發(fā)固體構(gòu)件振動而發(fā)出的聲音。固體構(gòu)件的振動（如錘擊地面）以彈性波的形式在墻壁及樓板等構(gòu)件中傳播。在傳播中向周圍空氣輻射發(fā)出聲波。實際上，聲音的傳播往往是空氣傳聲和固體傳聲兩者的組合。由于客艙和機艙之間間距較小，在船舶噪聲控制中，對空氣噪聲隔聲音，采用剛性和不吸聲的鋼板、鋁板等做成隔聲壁，為提高隔聲效果，因此在機艙和客艙之間安裝設(shè)置“雙門”和“三層分隔壁”。“雙門”就是機艙過道和旅客通道安裝一個密封的防火門，旅客通道和客艙在安裝一個密封的觀察門，形成所謂的“雙門”?！叭龑臃指舯凇本褪菣C艙甲板艙壁，隔一個1.5m的過道再設(shè)廁所，通過1.5m寬廁所的前后艙壁分隔形成“三層分隔壁”，并且艙壁由兩邊20mm厚的蜂窩鋁板中間夾層加50mm厚的巖棉，其隔聲能力艙壁的單位面積重量加大，其值越大，隔聲性能越好，減少結(jié)構(gòu)噪聲和噪聲傳播的一個有效措施。

3.結(jié)論

旅游的發(fā)展，促進船舶的發(fā)展，桂林旅游客船日新月異，船舶越來越豪華，船舶舒適度要求越來越高，只有加強對于聲源控制噪聲，采用合理設(shè)計，研究噪聲的產(chǎn)生機理入手，降低船舶噪聲的產(chǎn)生，這是最有效的方法。同時采用合理的消聲、隔聲和吸聲處理降低噪聲，提高船舶建造質(zhì)量，提高船舶舒適度，促進船舶建造可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]內(nèi)河船舶法定檢驗技術(shù)規(guī)則.中華人民共和國海事局，2011.

[2]河船法定建造檢驗技術(shù)規(guī)程.中華人民共和國海事局，2011.

[3]河船法定營運檢驗技術(shù)規(guī)程.中華人民共和國海事局，2011.

[4]鋼制內(nèi)河船舶建造規(guī)范.中國船級社，2009.

[5]漓江旅游客船法定檢驗規(guī)定.中華人民共和國海事局，2011.

[6]船舶柴油機振動、噪聲及廢氣排放.大連海事大學(xué)出版社.endprint