82000載重噸散貨船噪音超標艙室改進方案

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摘 要：82000載重噸散貨船為公司承接的續(xù)建船舶，本文就新規(guī)范引起的噪音控制改進的技術(shù)研究開發(fā)，通過艙室噪聲與MSC.337（91）噪聲規(guī)范限制值對比，分析該船型的主要噪聲源，進而對艙室噪聲預(yù)報分析找出主要噪聲源，采用經(jīng)驗公式以及隔聲數(shù)值試驗進行模擬計算，對比分析發(fā)現(xiàn)總共超標艙室共7個，為滿足新規(guī)范的要求，只能通過增加艙室絕緣和特殊的甲板敷料等手段來降低噪聲指標。

關(guān)鍵詞：82000載重噸散貨船;限制值;噪聲源;計算方法

82000載重噸散貨船為某公司承建的續(xù)建船的訂單，更換場地進行續(xù)建的方式，同時，通過突破續(xù)建船建造中的技術(shù)難點和關(guān)鍵工藝，進一步提升公司應(yīng)對續(xù)建船舶建造難點的能力，克服圖紙缺乏、經(jīng)驗欠缺等困難，用極短的時間完成船舶的交付，82000載重噸散貨船艙室噪音控制改進為續(xù)建過程中技術(shù)難點之一。

1艙室噪聲與噪聲規(guī)范限制值對比

對比基于母型船的噪聲報告和最新MSC.337（91）規(guī)范完成，核實母型船的噪音試航報告注意到器艙室名稱和相關(guān)布置有局部不同，尤其是D甲板和駕駛甲板的布置不一致，導(dǎo)致對比工作造成一定困擾，按照目前的布置實質(zhì)上噪聲是不會存在超標問題，為了避免二次試航的風(fēng)險，確保船舶試航成功，對系列船的報告反復(fù)確認，并征求船級社意見，最后通過對比發(fā)現(xiàn)共存在超標艙室7個，包含醫(yī)務(wù)室-超標值3.1dB、甲板辦公室超標值1.3 dB、輪機辦公室超標值0.8 dB、甲板船員更衣室超標值0.3 dB、蘇伊士運河間超標值2.7 dB、健身房超標值2 dB，MSC337（91）新規(guī)范要求艙室和醫(yī)院限制值為55dB，餐廳、娛樂間、辦公室限制為60Db，經(jīng)過內(nèi)部分析研究方案，最終采用增加艙室絕緣敷料和甲板敷料等手段來降低噪聲指標，看似簡單的手段實質(zhì)上很難降低噪音的分貝，尤其是醫(yī)務(wù)室超出了3.1 Db，另外，包含甲板敷料的選型也是非常重要，如下為噪聲超標艙室與MSC.337（91）噪聲規(guī)范限制值對比：

2艙室噪聲主要噪聲源預(yù)報分析

本文主要考慮主輔機、發(fā)電機、空調(diào)等振動噪聲源。振動噪聲源以加速度譜或速度譜形式施加，其加速度參數(shù)或速度參數(shù)度參數(shù)應(yīng)由設(shè)備廠商提供實測值，或依照相同類型船舶已使用的噪聲源的加速度或速度數(shù)據(jù)（可由試驗測試獲得），若以上兩種途徑均不能獲得，可參考相關(guān)文獻采用經(jīng)驗公式計算獲得振動噪聲源的加速度或速度參數(shù);空氣噪聲源以輻射聲功率或聲壓級形式加載，輸入數(shù)據(jù)應(yīng)由廠商提供，若提供數(shù)據(jù)不全，則參考相關(guān)經(jīng)驗公式進行計算。主機的空氣噪聲和振動噪聲數(shù)據(jù)已由設(shè)備廠商提供，發(fā)電機振動噪聲與空氣噪聲由于缺乏廠商數(shù)據(jù)， 因此參考經(jīng)驗公式獲得。參考聲壓級，參考聲功率級，參考加速度級，參考速度級，以上參考值，若未作特殊說明均保持不變。

2.1由設(shè)備廠商提供的噪聲源數(shù)據(jù)

由設(shè)備商提供的主機空氣噪聲聲壓級/振動速度級如表1所示。

2.2參考經(jīng)驗公式計算的噪聲源數(shù)據(jù)

2.2.1發(fā)電機的振動噪聲估算

發(fā)電機的振動加速度級估算公式為：

2.2.2發(fā)電機的空氣噪聲估算

發(fā)電機的輻射功率級估算公式為：

3計算方法、流程

采用半解析半經(jīng)驗的房間聲學(xué)理論，計算病房的艙室噪聲。其中所需的甲板敷料與內(nèi)裝木作壁板天花的隔量，采用VA One 軟件進行模擬模型試驗計算插入損失，結(jié)合對照相關(guān)廠商數(shù)據(jù)進行取值。

3.1主甲板Fr29-Fr35 的超標艙室（以病室hospital 為例）

病房艙室噪聲按照原始圖紙的內(nèi)裝布置計算結(jié)果為59.8dB，相比原測試數(shù)據(jù)58.1dB 屬于可接受范圍，但明顯不滿足MSC.337（91）規(guī)范要求的55dB。相比于其他幾個超標艙室，病室（Hospital）超標情況最嚴重，因此以該艙室為對象進行改進，其余艙室改進方案也應(yīng)按照病室的改進方案進行。

（1）將原有的浮動地板換成以下形式，多層結(jié)構(gòu)對于減振及隔聲的效果明顯好于原來的浮動地板。

最終船上的浮動地板降噪效果，不低于圖中對應(yīng)數(shù)值。需要特別注意的是：該浮動地板的高度約為87mm，而醫(yī)務(wù)室開門處鋼結(jié)構(gòu)門檻只預(yù)留50mm，此處結(jié)構(gòu)專業(yè)對門檻進行修改提高到100mm以上。

（2）在主甲板Fr35 處的鋼壁板（上層建筑前壁板）敷設(shè)12-15mm 厚度的阻尼敷料（材料性能參照Air++3109）。保證所選的阻尼敷料應(yīng)針對中低頻段的結(jié)構(gòu)噪聲有較好的降噪效果。

改進以后，再次帶入計算，主甲板病室（Hospital）艙的噪聲等級為52.4dB。在理論計算上，滿足MSC.337（91）規(guī)范中小于55dB 的要求。需要注意的是，在改進后的計算過程中，改進的浮動地板的隔聲量是根據(jù)VA One 軟件模擬試驗計算結(jié)果，結(jié)合圖中廠商數(shù)據(jù)來模擬，因此在最終結(jié)果上有可能有一定誤差。

主甲板Fr29-Fr35 的其他噪聲超標艙室（甲板部辦公室、輪機辦公室、甲板部更衣室），均按照以上兩條方案進行改進。地面敷設(shè)浮動地板，鋼制艙壁上敷設(shè)阻尼敷料。

3.2主甲板蘇伊士工人艙

由于蘇伊士工人艙位置與機艙棚相鄰，共用一道縱壁。由于距離發(fā)電機噪聲源位置太近，理論上發(fā)電機傳入蘇伊士工人房間的振動噪聲與輻射噪聲難以降低至規(guī)范要求的55dB。但根據(jù)首制船實測數(shù)據(jù)，蘇伊士工人房間噪聲水平為57.7dB，超標2.7dB，超標量級與病室（Hospital）類似因此，與病室類似地設(shè)計方案。①將原有的浮動地板改換成浮動地板;②在房間四周圍壁上敷設(shè)12-15mm 阻尼材料（材料性能參照Air++3109）;③在靠近機艙棚一側(cè)的縱壁，在原有50mm A60 絕緣的基礎(chǔ)上，再加一層50mm 的隔聲巖棉;④將靠近機艙棚一側(cè)的內(nèi)裝木作巖棉壁板與鋼制艙壁之間的距離擴大至150mm，但由于蘇伊士船員艙室位置距離發(fā)電機噪聲源太近，即使在上述四項措施全部實施的情況下，也無法保證測試時該房間的噪聲水平一定能達到55dB 的規(guī)范要求。

3.3? A甲板健身房艙

健身房原始內(nèi)裝布置使用了一般的甲板敷料，更換成浮動地板（可使用原來主甲板FA60 的浮動地板），并在該艙室Fr35 處的縱壁敷設(shè)阻尼敷料，以降低傳至該艙室的結(jié)構(gòu)聲。

3.4? B甲板機匠2艙

該艙室在前制船的測試中噪聲水平達到57.9dB，超過標準限值2.9dB。該艙室周圍并沒有明顯噪聲源，并且其周圍艙室噪聲水平均未超過55dB，因此懷疑首制船實測數(shù)據(jù)在該位置屬于特殊情況，在計算中不可控。故在此報告中無法予以考慮。

3.5? C甲板學(xué)員2艙

該艙室對應(yīng)的前制船對應(yīng)位置缺少實測值。該艙室位置在風(fēng)機室以及機艙棚正后方，并且有甲板連接到機艙棚和風(fēng)機室，該甲板會形成聲橋，造成聲短路（機艙棚和風(fēng)機室的結(jié)構(gòu)噪聲會通過該甲板傳遞到上層建筑，該艙室受其影響明顯）。同時，由于距離機艙棚和風(fēng)機室距離太近，風(fēng)機室中機艙風(fēng)機產(chǎn)生的空氣噪聲會影響該艙室的噪聲水平。由于缺少實測數(shù)據(jù)，按照經(jīng)驗此艙室很容易超過55dB 的規(guī)范限制，因此提出補充方案，根據(jù)經(jīng)驗對該艙室內(nèi)裝絕緣材料以及甲板敷料進行改進：①該艙室的甲板敷料做成浮動地板;②在艙室天花板（D 甲板）處，敷設(shè)75mm 隔聲巖棉;③在該艙室靠近機艙棚一側(cè)的縱壁（上建后端壁）在原有絕緣材料基礎(chǔ)上，再加一層50mm 的巖棉作為隔聲材料;同時，將該處的內(nèi)裝木作隔板與鋼制艙壁的間距從原有的250mm，擴大到300mm，并加上12-15mm 阻尼材料（材料性能參照Air++3109）;④將該房間原有的舷窗換成雙層玻璃的高隔聲窗，以防止機艙風(fēng)機的空氣噪聲在窗戶處隔聲量不足產(chǎn)生漏聲。

4結(jié)論

本文通過對82000載重噸散貨船噪音超標艙室改進，總結(jié)了如何改進的方法，根據(jù)限制值對噪音超標的房間分別選用不同的材料進行敷設(shè)，例如隔音棉、阻尼以及復(fù)合型甲板敷料等材料，最終在試航過程中測試的數(shù)據(jù)完全符合MSC337991）規(guī)則的要求，并得到船東、船級社的認可，避免了船舶二次試航。同時，攻破續(xù)建船舶建造的技術(shù)難點，為續(xù)建船舶的建造能順利交付奠定了堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]陳克安， 馬遠良。自適應(yīng)有遠噪聲控制.西北工業(yè)大學(xué)出版社，1993.

[2]郭乃春. 船舶艙室噪聲污染的控制， 2013.

[3]李艷華， 鄭超凡， 崔曉兵，田華安. 艦船艙室噪聲總體綜合控制技術(shù). 艦船科學(xué)技術(shù)2015.