船舶居住艙室隔聲、減振典型技術(shù)研究

謝江華

摘? ? 要：隨著船舶居住艙室舒適度越來越受到重視，隔聲、減振、降噪技術(shù)在船舶內(nèi)舾裝中也越來越受到重視。本文通過梳理相關(guān)法律法規(guī)關(guān)于船舶居住艙室的規(guī)定，從設(shè)計(jì)方案、材料選型、工藝節(jié)點(diǎn)等幾個(gè)方面進(jìn)行分析，形成典型的隔聲、減振技術(shù)方案，滿足不同舒適度等級居住艙室建造要求，為船舶居住艙的設(shè)計(jì)建造提供參考。

關(guān)鍵詞：船舶居住艙室；隔聲；減振；降噪

中圖分類號： X593? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Typical Application of Sound Isolation， Vibration Reduction and Noise Reduction Technology in Ship Accommodation Cabins

XIE Jianghua

（ South China Construction Material （Shenzhen） Co.， Ltd.， Shenzhen 518000 ）

Abstract： As more and more attention has been paid to the comfort class of the marine accommodation cabin， the reasonable application of relative technology for sound insulation， vibration reduction and noise reduction is becoming more and more important in the marine interior outfitting. By sorting out the rules of marine accommodation cabin from the relevant laws and regulations， this study makes some analysis from the aspects of design scheme， material selection and technical processing joints that forms typical sound insulation and vibration reduction technical solutions to meet the construction requirements for different comfortable class of the accommodation cabin， and provides some reference for the design and construction of marine accommodation cabin.

Key words： marine accommodation cabin; sound insulation; vibration reduction; noise reduction

1? ? ?前言

噪聲控制一直是船舶建造的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)，相關(guān)機(jī)構(gòu)頒布了噪聲控制各種標(biāo)準(zhǔn)。例如挪威石油標(biāo)準(zhǔn)化組織（NORSOK）制定的標(biāo)準(zhǔn)，對海工裝備在安全、環(huán)保和舒適度方面作出了規(guī)定；國際海事組織（IMO）第91屆海安會(huì)（MSC91），通過了第338號關(guān)于SOLAS修正案的決議，新增了SOLAS II-1/3-12條款，要求船舶構(gòu)造應(yīng)符合《船上噪聲等級規(guī)則》，以保護(hù)人員免受噪聲的傷害等。

2? ? ?船舶居住艙室隔聲相關(guān)規(guī)范

2.1? ? IMO規(guī)則

國際海事組織（IMO）2012年批準(zhǔn)了《船舶噪聲等級規(guī)則》修訂案，并通過了SOLAS修正案的決議，修正案中新增SOLAS II-1/3-12噪聲防護(hù)條款，將《船舶噪聲等級規(guī)則》作為強(qiáng)制要求，于2014年7月1日起生效，見表1所示。

2.2? ?NORSOK標(biāo)準(zhǔn)

NORSOK于2001年頒布了5個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)，并于2003年重新修訂。這些標(biāo)準(zhǔn)涉及健康、環(huán)保與安全等多個(gè)方面，對海工平臺(tái)居住艙室之間允許的最小計(jì)權(quán)隔聲量設(shè)定了指標(biāo)，見表2所示。

2.3? ?各國船級社規(guī)定

各國船級社根據(jù)各國的實(shí)際情況，對不同船型、不同區(qū)域噪聲舒適度頒布了不同等級要求，基本上分為三個(gè)等級指標(biāo)，其中，1級為最高舒適度，3級為可接受的舒適度。計(jì)權(quán)隔聲指數(shù)Rw，大致為表3所示。

3? ? ?居住艙室隔聲、減振典型技術(shù)方案

3.1? ?居住艙室隔聲技術(shù)方案優(yōu)化方法

（1）計(jì)權(quán)隔聲指數(shù)為25～35 dB艙室

計(jì)權(quán)隔聲指數(shù)為25～35 dB，是船舶一般性的隔聲控制要求，居住艙室按照常規(guī)設(shè)計(jì)選擇合適的舾裝材料，基本能滿足隔聲控制的要求。

（2）計(jì)權(quán)隔聲指數(shù)為35～45 dB艙室

計(jì)權(quán)隔聲指數(shù)為35～45 dB，是船舶較高級別的隔聲控制要求。針對居住艙室隔聲控制的兩個(gè)關(guān)鍵因素，即：舾裝材料的選擇和構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，通過采用理論計(jì)算與樣艙模擬測試疊加方式，對項(xiàng)目降噪技術(shù)方案進(jìn)行驗(yàn)證、優(yōu)化，確保技術(shù)方案的有效性。

技術(shù)方案的優(yōu)化方法，見圖1所示。

模擬測試的樣艙布置，如圖2所示：2個(gè)住艙+1段走廊或3個(gè)住艙+1段走廊。

3.2? ?居住艙室隔聲、減振控制典型節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

船體振動(dòng)通過連接件傳導(dǎo)到居住艙室，引起居住艙室內(nèi)部振動(dòng)產(chǎn)生激發(fā)噪聲。根據(jù)不同舒適度等級要求，采取相應(yīng)的阻尼節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是關(guān)鍵技術(shù)。通過大量實(shí)船項(xiàng)目的降噪技術(shù)應(yīng)用及測試數(shù)據(jù)的分析，得到有效適應(yīng)不同等級項(xiàng)目的優(yōu)化節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及材料選型方案：

3.2.1居住艙地面減振降噪控制典型節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

（1）基礎(chǔ)級

一般適用于計(jì)權(quán)隔聲指數(shù)35～45 dB等級要求，基本結(jié)構(gòu)為墻板與支撐甲板之間采用阻尼材料分隔，其較為常用的一種結(jié)構(gòu)形式見圖3所示。

（2）高等級

一般適用于計(jì)權(quán)隔聲指數(shù)40～45 dB及以上等級要求。該級別節(jié)點(diǎn)基本結(jié)構(gòu)分為兩類：

（A）常規(guī)型：設(shè)置單層阻尼地板，墻板通過阻尼材料固定在單層阻尼地板上。此類型結(jié)構(gòu)的造價(jià)相對較低，甲板耐火級別滿足A60級，測試數(shù)據(jù)達(dá)到52 dB。其基本結(jié)構(gòu)圖，見圖4所示。

（B）多層阻尼型：設(shè)置多層阻尼結(jié)構(gòu)地板，墻板通過阻尼材料固定在多層阻尼地板上。此類型結(jié)構(gòu)的造價(jià)相對較高，常用于附加值較高的高端特定艙室，甲板耐火級別滿足A60級，測試數(shù)據(jù)達(dá)到52～60 dB。其基本結(jié)構(gòu)圖，見圖5所示。

3.2.2居住艙墻板、天花板減振降噪控制典型節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

（1）居住艙的墻板、天花板通過物理連接，固定安裝在鋼艙壁或上層鋼甲板上，連接件采用阻尼材料來阻隔船體振動(dòng)傳導(dǎo)的振動(dòng)和噪聲，一般分為常規(guī)型和高端型兩類：

（A）常規(guī)型：連接件敷設(shè)一層阻尼材料，如帶有一層阻尼材料的連接螺栓，可以減少振動(dòng)傳導(dǎo)量，達(dá)到一定的減振效果，一般用于隔聲指標(biāo)35～45 dB的船舶。其基本結(jié)構(gòu)圖，見圖6所示。

（B）高端型：連接件通過疊加阻尼材料，使阻尼量最大化，更有效地阻隔振動(dòng)傳導(dǎo)，常用于附加值高、隔聲指標(biāo)40～45 dB及以上的高端船舶。其基本結(jié)構(gòu)圖，見圖7所示。

以上兩種典型節(jié)點(diǎn)適用于傳統(tǒng)建造工藝的居住艙建造；對于艙室數(shù)量大、標(biāo)準(zhǔn)化程度高的居住艙室，采用模塊化預(yù)制工藝建造，可更有效地隔絕艙室外部因船體振動(dòng)而產(chǎn)生二次噪聲激發(fā)。

3.3? ?內(nèi)舾裝新材料、新工藝典型應(yīng)用技術(shù)

隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，居住艙室內(nèi)舾裝新材料、新工藝的隔聲技術(shù)也不斷發(fā)展和提升，并在實(shí)際工程中廣泛應(yīng)用及驗(yàn)證。

3.3.1內(nèi)舾裝板

阻尼材料及符合聲能衰減結(jié)構(gòu)應(yīng)用于內(nèi)舾裝板制造，可以增強(qiáng)舾裝板聲波的衰減和吸收能力，提升舾裝板隔聲降噪性能，并通過實(shí)驗(yàn)室測試及實(shí)船項(xiàng)目的應(yīng)用得到充分驗(yàn)證，如表4所示。

3.3.2內(nèi)舾裝防火門

居住艙室防火門在滿足艙室通道、艙室內(nèi)部與走廊間換氣、耐火隔絕等多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)條件下，防火門及附件融入減振、降噪技術(shù)是實(shí)現(xiàn)居住艙室滿足隔聲等級的重要設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)。

（1）一般防火門

具有逃生裝置、觀察窗、0.023 m2對穿型換氣裝置，計(jì)權(quán)隔聲指數(shù)達(dá)到30～32 dB，常用于基礎(chǔ)等級的船舶居住艙室。

（2）較高性能的防火門

具有逃生裝置及換氣裝置，門扇內(nèi)部設(shè)置有符合聲波衰減和阻隔的結(jié)構(gòu)、門扇、內(nèi)外通風(fēng)口與門框，底部有掃地密封裝置，門扇上下內(nèi)外采用錯(cuò)開設(shè)計(jì)，可以達(dá)到較高等級的隔聲要求。

（3）防火門附件節(jié)點(diǎn)

要根據(jù)不同船型設(shè)計(jì)，符合不同使用要求。如海工平臺(tái)使用人員為年輕力壯的專職人員，防火門可采用多重設(shè)置，但對于客滾輪、郵輪等客用船舶，防火門的設(shè)計(jì)需滿足客用開啟力度的要求。防火門附件節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，見表5。

3.3.3衛(wèi)生單元

一般性的居住艙室衛(wèi)生單元，底部一般采用幾個(gè)特定固定支撐點(diǎn)與甲板進(jìn)行固定，每個(gè)固定點(diǎn)可適當(dāng)調(diào)節(jié)高低。這種節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，基本滿足隔聲量35 dB及以下的居住艙室要求。

居住艙室要求隔聲量40 dB及以上的，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)避免衛(wèi)生單元底部與船體甲板及敷料之間的縫隙存在。采用衛(wèi)生單元整體落地、甲板地面與衛(wèi)生單元底部之間填充敷料或彈性阻尼材料，外加衛(wèi)生單元底盤四周以吸音棉包覆的隔聲技術(shù)方案，可以消除其縫隙形成的聲波貫穿式通道。

3.4? ?綜合布局設(shè)計(jì)典型技術(shù)方案

3.4.1通風(fēng)系統(tǒng)

綜合布局設(shè)計(jì)除了考慮通風(fēng)功能的基本要求外，還要結(jié)合美學(xué)實(shí)現(xiàn)功能兼顧的隔聲、降噪技術(shù)措施。例如，通過增加聲波傳導(dǎo)路徑長度，并在路徑中設(shè)置吸音結(jié)構(gòu)來快速衰減聲波。典型的通風(fēng)系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)方案，見圖8所示。

3.4.2墻壁

針對隔聲降噪要求，居住艙室墻壁整體布局設(shè)計(jì)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)是墻面凹凸度的設(shè)計(jì)。一般要結(jié)合美學(xué)，盡可能通過造型、墻面附屬設(shè)施等設(shè)計(jì)，提高墻面的凹凸度，有利于聲波的衰減。例如：走廊的整體布局設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能避免走廊墻面的大面積平直，采用曲折墻面的設(shè)計(jì)不但可以衰減聲波，也提升了整體美觀，見圖9所示。

4? ? 結(jié)束語

居住艙隔聲、減振、降噪技術(shù)是保障船舶舒適度的關(guān)鍵技術(shù)。在研究和實(shí)踐中不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)、創(chuàng)新工藝、應(yīng)用新材料，形成可靠的典型技術(shù)措施，并在大量的高端船舶上合理應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了隔聲舒適度達(dá)到或超過高等級指標(biāo)。希望本研究成果對提高居住艙室設(shè)計(jì)建造，以及更多參與高端船舶的設(shè)計(jì)建造提供參考。

參考文獻(xiàn)

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