船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)噪聲探究

匡承志 馬鵬 匡子揚

摘要：近年來，隨著對船員健康保護(hù)意識的增強(qiáng)，船員健康已經(jīng)得到廣泛重視。在這其中，船舶噪聲問題的相關(guān)要求也在不斷提高。噪聲影響船員的身心健康，干擾船員正常的生活作息，降低工作人員的勞動效率。噪聲污染與水污染、空氣污染、固體廢物污染一道被列入環(huán)境污染的四大公害。船舶噪聲振動源繁多，噪聲強(qiáng)度大，且頻譜成分復(fù)雜。而空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)雖不是船舶人機(jī)環(huán)境中最主要的噪聲源，但由于空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)分布在船舶的各個部位，特別在上建居住區(qū)域，由空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲已成為主要矛盾。

關(guān)鍵詞：空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)；船舶；噪音；影響研究

噪聲對人體的影響是多方面的，除可引起耳聾外，還能對中樞神經(jīng)、心血管以及消化等系統(tǒng)產(chǎn)生顯著的不利影響。長時間的處于噪聲超標(biāo)的環(huán)境中.會使人產(chǎn)生頭疼、腦脹、昏暈、耳鳴、多夢、失眠、嗜睡、心慌、記憶力減退和全身乏力等臨床癥狀。過去，醫(yī)學(xué)上統(tǒng)稱為神經(jīng)衰弱癥候群，按照目前較為流行的說法，應(yīng)當(dāng)屬丁亞健康狀態(tài)的一種表現(xiàn)。

1 船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)噪聲控制的重要性

船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)是用來創(chuàng)造良好的艙內(nèi)空氣環(huán)境，保證艙內(nèi)空氣的溫、濕度在一定范圍內(nèi)波動，并提供高品質(zhì)的空氣，以滿足艦員舒適性和身體健康的需要。但空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置也不可避免的帶來噪聲，這主要是因為空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)運行時，系統(tǒng)中的空氣處理設(shè)備、離心風(fēng)機(jī)、布風(fēng)器等設(shè)備以及風(fēng)管和閥件都會因其內(nèi)部空氣的通過而產(chǎn)生噪聲，而噪聲會影響艦員日常生活和工作，并會對人體產(chǎn)生生理、心理的影響和危害。隨著對船舶上生活環(huán)境質(zhì)量要求的不斷提高，對空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的噪聲控制已成為急需解決的問題。同時噪聲會直接破壞船舶的隱蔽性，給船舶安全性帶來威脅，現(xiàn)代船舶電子探測、目標(biāo)識別的功能越來越強(qiáng)，對船舶隱身性提出了更大挑戰(zhàn)和更高的要求，因此對船舶噪聲控制顯得由為重要和必要。

2 船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)噪聲的來源

目前船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)多采用集中送風(fēng)全空氣系統(tǒng)來實現(xiàn)艙內(nèi)空氣環(huán)境控制，其主要噪聲源有兩項：一是組合式空調(diào)器、通風(fēng)機(jī)等設(shè)備運行的噪聲；二是氣流在風(fēng)管和設(shè)備內(nèi)流動的再生噪聲。再生噪聲包括風(fēng)管、消聲器、風(fēng)口產(chǎn)生的噪聲。因此噪聲控制需要從兩方面著手：一方面優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計，從聲源上降低噪聲；另一方面采取吸聲降噪的措施控制噪聲傳播，在一定程度上使噪聲衰減至較低值。

3 船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)噪聲治理方法

3.1 風(fēng)機(jī)選型

風(fēng)機(jī)設(shè)計選型過程中，應(yīng)根據(jù)設(shè)計風(fēng)量對管路阻力進(jìn)行詳細(xì)的計算，使選用的風(fēng)機(jī)全壓和管路阻力特性相匹配，減少剩余壓頭，使風(fēng)機(jī)運行在最佳工況點。同時，在滿足風(fēng)量風(fēng)壓參數(shù)要求的前提下，選擇后彎葉片、低轉(zhuǎn)速離心風(fēng)機(jī)，選擇風(fēng)機(jī)與電機(jī)直聯(lián)的傳動方式，避免采用聯(lián)軸器和皮帶傳動方式。也可以從聲源上降低風(fēng)機(jī)噪聲。

3.2 消聲控制噪聲

在空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中，風(fēng)口需要氣流通過，這種情況下，某些位置采用隔振減噪方案已經(jīng)無法滿足需要，此時我們一般在通風(fēng)管路上加裝消聲器進(jìn)行減噪。目前船用通風(fēng)消聲器主要有阻性消聲器、抗性消聲器及阻抗復(fù)合型消聲器. 它們降噪機(jī)理的共同點是通過噪聲與聲學(xué)材料或聲學(xué)結(jié)構(gòu)的相互作用來消耗聲能，從而達(dá)到降噪目的。

（1）阻性消聲器是一種吸收型消聲器，利用聲波在多孔性吸聲材料中傳播時，因摩擦將聲能轉(zhuǎn)化為熱能，從而達(dá)到消聲的目的。阻性消聲器實際消聲量與噪聲頻率有關(guān)，噪聲頻率越高，傳播的方向性就越強(qiáng)。但是當(dāng)噪聲頻率高到一定程度時，聲波與吸聲材料的接觸減小，消聲量明顯下降。

（2）抗性消聲器不使用吸聲材料，它是依靠管道界面的突變或旁接共振腔等引起阻抗的改變，使沿著風(fēng)管傳播的聲波向聲源方向反射或在腔室內(nèi)來回反射，聲波相互抵消，起到消聲作用?？剐韵暺鞯皖l消聲效果較好，但消聲頻帶較窄。

（3）阻抗復(fù)合型消聲器，又名寬頻帶復(fù)合式消聲器，它是綜合了阻性消聲器和抗性消聲器兩種結(jié)構(gòu)組合而成，它具備兩種消聲器的優(yōu)點，可以實現(xiàn)寬頻帶、高吸聲的效果。而實際噪聲控制工程中，噪聲以寬頻帶居多，在處理這類噪聲中，阻抗復(fù)合式消聲器有著一定的優(yōu)勢。常見消聲器分類如表1。

3.3 采取有效的隔聲措施

隔聲是指將噪聲傳播途徑隔開，使噪聲與要求安靜的艙室隔絕。某些船舶將離心通風(fēng)機(jī)放在消聲風(fēng)機(jī)箱內(nèi)，風(fēng)管則與風(fēng)機(jī)箱相連，以避免通風(fēng)機(jī)噪聲的傳播。在某些場合?？筛鶕?jù)需要為制冷壓縮機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)等噪聲源設(shè)置隔聲罩。風(fēng)機(jī)箱、隔聲罩的優(yōu)點是體積小、效果比較明顯，但有時會使運轉(zhuǎn)設(shè)備的通風(fēng)散熱、裝拆檢修、操作運行、儀表監(jiān)視等方面帶來一些麻煩，必須采取相應(yīng)的措施。

在緊鄰冷水機(jī)組、空調(diào)器、水泵等高噪聲艙室的區(qū)域，若不可避免的存在需要在低噪聲環(huán)境中進(jìn)行的工作。則可以采用設(shè)置隔聲間的方式消除噪聲的影響。隔聲間通常是包括隔聲、吸聲、消聲和減振等多種措施的噪聲治理裝置。

3.4 選擇合適的隔振器

隔振是指采取合理的措施，消除設(shè)備與基座之間的剛性連接。以降低由設(shè)備振動傳給基座所激發(fā)的噪聲。具體方式有：在產(chǎn)生振動的空調(diào)、通風(fēng)設(shè)備和它們的基座之間采取隔振措施，比如使用各種材質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式的隔振器；風(fēng)管、液管與設(shè)備連接處采用軟性連接；風(fēng)管與吊架接觸處應(yīng)墊橡膠等軟彈性材料，以防止風(fēng)管振動和噪聲的傳遞。隔振器的選擇必須根據(jù)振源設(shè)備重量、振動頻率，經(jīng)計算或查表確定。

3.5 進(jìn)行管理及維護(hù)

由于船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)使用頻率高，工作環(huán)境復(fù)雜，空調(diào)設(shè)備及管路的維修保養(yǎng)的工作的好壞，對系統(tǒng)噪聲的控制也會有較大的影響。如風(fēng)機(jī)軸承磨損后產(chǎn)生的噪聲；風(fēng)管變形、部件松動產(chǎn)生的噪聲；消聲器受潮后消聲量減少或失效；風(fēng)機(jī)吸入紙片、布條等雜物后偏離工況點等。因此，對空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行及時有效的維護(hù)工作，不僅保證空調(diào)系統(tǒng)的正常運行，更能始終將噪聲水平控制在滿足原設(shè)計狀態(tài)的要求之下。

4 結(jié)語

噪聲污染已經(jīng)成為危害人們健康的“無形殺手”。噪聲污染不僅會給人帶來心理上的影響，還能引起各種生理上的病癥。人們對于噪聲污染的關(guān)心也越來越強(qiáng)烈，與此同時，對于噪聲污染的投訴也是與年俱增，其中很大的比例來源于空調(diào)系統(tǒng)的噪聲污染。對于空調(diào)系統(tǒng)的噪聲控制可以從三個角度出發(fā)?？刂圃肼曉?、阻斷噪聲的傳播途徑和房間內(nèi)部的降噪處理都能有效的降低噪聲污染。

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（作者單位：1.江蘇宏基環(huán)電股份有限公司；

2.江蘇南極機(jī)械有限責(zé)任公司）