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摘要:当前,噪声污染日益严重,已经构成了世界三大主要污染之一,并成为了人们广泛关注的问题。就船舶而言,其噪声不但对内部的各种仪器、设备运行造成影响,而且还会给船舶的安全隐蔽性、居住舒适性等带来影响。因此,船舶设计过程中务必采取有效的噪声控制措施,针对已建船舶,若没有达到标准要求,也应当采取必要的降噪措施。
关键词:船舶噪声;特性;分析;控制措施
前言:
船舶作为海上重要的交通运输工具,船舶不仅需要确保可靠性高和速度快,而且需要为人们提供一个安静舒适的生活工作环境。随着大型船舶动力装置向高功率密度方向发展,船载设备越来越多,使得船舶的噪声级越来越高。船舶噪声的污染源主要是由于船舶动力装置及其它辅助装置自身振动及吸排气引起的。同时,现代船舶设计对噪声的控制要求也越来越高,所以对船舶噪声产生的原因与控制方法进行探讨,意义重大。
1概述
船舶结构的振动声学分析,对于优化船舶结构的声学设计,具有重要的指导意义。船舶声学设计的基本原则,就是在船舶设计的最早阶段就考虑声学方面的要求。而船舶建造型式直接影响船上声学和振动状况,如果在船舶设计的早期阶段就能将涉及声学的各种要求,则可用较少的费用获得较好的降低振动和噪声级的效果。
船舶出现较为严重的振动情况,不仅会损坏船舶结构并构成加剧现象,还会危害到船用设备的安全性。所以,在船舶设计环节中需要全面预测分析船舶结构的局部振动状况以及总体的振动性能,从而在结构设计阶段运用相应的措施提高方案的合理性。
2大型船舶的噪声产生及其危害
2.1船舶主要噪声源
主机、辅机、通风以及空调调节系统是船舶的主要噪声源,另外还包括螺旋桨等。根据船舶噪声振动源以及传播形式的不同大致可以划分为两种:
其一,机械装置的辐射空气噪声振动源。其包含了动力装置、辅助机械以及空调通风系统振动源产生的噪声。主机、柴油发电机组、减速齿轮箱和主辅机排气设备都属于动力装置噪声源。主辅机在船舶中是最强的噪声源,在本质上对内燃机船的噪声级别起到了决定作用。辅助机械振动源包括各种的舱室机械、甲板机械和电流交流机组。空调通风系统中产生噪声的主要是通风机,还有就是风管。船舶舱室内的通风系统噪声需要引起高度重视。
其二,船舶结构振动的辐射声振动源。其中包括螺旋桨以及激励船体表面的水流。螺旋桨是船舶尾部舱室产生固体声的主要声源。相对于发动机而言,其产生的固体声超过发动机10~15db。船体振动声源的产生主要是因为主辅机的扰动力,各种机械以及波浪的沖击而形成的。船体固体性的变形造成壳板、木盖板等相互间出现摩擦从而产生声音,而且导致船体结构出现各样的挤扎声,由此使得舱室内的噪声带给人们不愉快的感受。
2.2噪声及其对人的危害
噪声具有两个层面的含义:从物理学层面来看,噪声是许多不同频率以及声压构成的无规律的组合;从生理学和心理学层面来看,但凡声级较高,对人体造成一定危害,亦或是虽然声级不高但是给人带来厌烦感的、不需要存在的、影响到人们的日常生活休息、工作等的一系列声音都属于噪声。噪声所带来的危害是多方面的:
首先,噪声影响语言的清晰度:噪声的声级越高,所能够识别出的语言清晰度会越低。在人们的交谈过程中,80dB的噪声已经干扰到正常交流,当处于90dB的噪声环境中,则不能交谈。
其次,噪声损害人的听觉:这一损伤中较为常见的是“听觉疲劳”,具体来讲就是在噪声的影响下,人的听觉灵敏度当时降低,事后会很快恢复。这一现象也叫做“暂时性听力损失”。然而听觉长期处于强噪环境中时,听觉灵敏度下降会形成常态,并且过后也无法全部恢复,即会导致"永久性听力损失"。
再次,噪声危害人的身心健康:噪声环境持久下去,会给中枢神经功能带来严重影响,出现功能性障碍问题,具体体现为植物神经衰弱症侯群;强噪声对于中枢神经的伤害,通常会对人的消化系统造成干扰,出现消化不良和食欲不振的现象,从而引发肠胃方面的疾病;噪声会造成交感神经紧张,表现为心跳加快、心率不齐、血压升高等。船舶舱室内的噪声主要影响船员的生理和心理健康,会出现例如唤醒睡眠、扰乱交谈、干扰思路、心烦意燥等问题。
3大型船舶噪声控制方法
3.1声源控制是噪声控制中最根本和最有效的手段
所以对于声源控制,主要从以下几方面着手进行:其一,为使船舶获取更少的振动能量和声音,应选用低噪声设备,对噪音声源进行合理安置。例如,应根据低噪声指标,选用合适的发电机组和柴油机;其二,科学布置船舶舱室,从船舶中将机舱分隔出来,为降低办公舱室、居住舱室的接受到的噪声,尽量拉大声源舱室和其他舱室之间距离,对船舶结构中的传输损耗进行加大。噪声声源应尽量远离医疗室、生活舱室。
3.2有效控制噪声的传输途径
吸声、隔振、隔声是噪声传播途径中经常采用的控制方法。在噪声控制工程中,隔声是经常会用到的一种技术方法。对于声能传播途径,通过运用隔声构件进行隔离,将噪声源控制一定范围中,或者在相对噪声比较大的环境中,将一个相对安静的场所隔离出来。隔声屏、隔声门、隔声罩等均为隔声结构。阻尼减振也就是隔绝固体声。气体弹簧隔振器、橡胶隔振器、液体弹簧隔振器等均为船舶经常会运用到的隔振元件。阻尼就是一种作用,即对物体的相对运动进行阻碍,同时将运动能力转化为热能,能够使船体结构的振动频率进行有效降低。因此,将一层阻尼材料涂在阻尼板上,能够对大型船舶噪声进行有效控制。
3.3隔声和吸声控制
噪声隔离,其技术原理是以改变振源设备及其安装基座间连接阻抗的方式,利用阻抗的突变或失配实现限制振动传递。目前,隔声技术已从单层隔振升级到双层隔振、浮筏隔振,所形成的隔振质量越来越理想,结构也表现出多样化、复杂化,实际选择中需要根据具体情况来确定。
吸声材料或吸声结构被广泛的应用于噪声控制设计中,在机舱多处采用粘贴吸声材料的方法,可以大幅降低混和响。其作用主要有:减短和改变室内混响时间,消减回声从而优化室内的听闻环境;降低室内噪声的等级;作为管道衬垫或消声器件的原材料,以降低通风系统或以管道传播的噪声;在轻质隔声结构内和隔声罩内表面作为辅助材料,以提高构件的隔声量等。
结语:
综上所述,机械噪声直接关系到船舶的舒适性、安全性,噪声控制工作对于环保而言也是重要内容之一,应当加强对其控制的深入研究。在船舶噪声控制时还应意识到,实践过程中会受限于船舶造价以及造船技术条件方面的影响,所以在船舶的设计环节中需要进一步完善船舶降噪方案,同时在建造中应用有效的降噪工艺。随着经济社会的发展,以及环保、可持续发展理念的推行落实,船舶噪声的限制标准会越来越严格,因此噪声控制的高要求、高标准是必然要求,这使船舶在设计、制造和检验过程中将面对和承担重要挑战和职责。
参考文献:
[1]庞福振.船舶结构噪声截断模型数值预报方法研究[D].哈尔滨工程大学,2012.
[2]唐曾艳.测量船水下噪声预报及减振降噪技术研究[D].江苏科技大学,2011.
[3]张堂德,叶兰.船舶噪声防护技术及其应用价值探析[J].科技创新与应用,2015(23):46-47.
[4]周炎,李国刚,童宗鹏.船舶低噪声设计技术研究[J].上海造船,2010(01):31-34.
关键词:船舶噪声;特性;分析;控制措施
前言:
船舶作为海上重要的交通运输工具,船舶不仅需要确保可靠性高和速度快,而且需要为人们提供一个安静舒适的生活工作环境。随着大型船舶动力装置向高功率密度方向发展,船载设备越来越多,使得船舶的噪声级越来越高。船舶噪声的污染源主要是由于船舶动力装置及其它辅助装置自身振动及吸排气引起的。同时,现代船舶设计对噪声的控制要求也越来越高,所以对船舶噪声产生的原因与控制方法进行探讨,意义重大。
1概述
船舶结构的振动声学分析,对于优化船舶结构的声学设计,具有重要的指导意义。船舶声学设计的基本原则,就是在船舶设计的最早阶段就考虑声学方面的要求。而船舶建造型式直接影响船上声学和振动状况,如果在船舶设计的早期阶段就能将涉及声学的各种要求,则可用较少的费用获得较好的降低振动和噪声级的效果。
船舶出现较为严重的振动情况,不仅会损坏船舶结构并构成加剧现象,还会危害到船用设备的安全性。所以,在船舶设计环节中需要全面预测分析船舶结构的局部振动状况以及总体的振动性能,从而在结构设计阶段运用相应的措施提高方案的合理性。
2大型船舶的噪声产生及其危害
2.1船舶主要噪声源
主机、辅机、通风以及空调调节系统是船舶的主要噪声源,另外还包括螺旋桨等。根据船舶噪声振动源以及传播形式的不同大致可以划分为两种:
其一,机械装置的辐射空气噪声振动源。其包含了动力装置、辅助机械以及空调通风系统振动源产生的噪声。主机、柴油发电机组、减速齿轮箱和主辅机排气设备都属于动力装置噪声源。主辅机在船舶中是最强的噪声源,在本质上对内燃机船的噪声级别起到了决定作用。辅助机械振动源包括各种的舱室机械、甲板机械和电流交流机组。空调通风系统中产生噪声的主要是通风机,还有就是风管。船舶舱室内的通风系统噪声需要引起高度重视。
其二,船舶结构振动的辐射声振动源。其中包括螺旋桨以及激励船体表面的水流。螺旋桨是船舶尾部舱室产生固体声的主要声源。相对于发动机而言,其产生的固体声超过发动机10~15db。船体振动声源的产生主要是因为主辅机的扰动力,各种机械以及波浪的沖击而形成的。船体固体性的变形造成壳板、木盖板等相互间出现摩擦从而产生声音,而且导致船体结构出现各样的挤扎声,由此使得舱室内的噪声带给人们不愉快的感受。
2.2噪声及其对人的危害
噪声具有两个层面的含义:从物理学层面来看,噪声是许多不同频率以及声压构成的无规律的组合;从生理学和心理学层面来看,但凡声级较高,对人体造成一定危害,亦或是虽然声级不高但是给人带来厌烦感的、不需要存在的、影响到人们的日常生活休息、工作等的一系列声音都属于噪声。噪声所带来的危害是多方面的:
首先,噪声影响语言的清晰度:噪声的声级越高,所能够识别出的语言清晰度会越低。在人们的交谈过程中,80dB的噪声已经干扰到正常交流,当处于90dB的噪声环境中,则不能交谈。
其次,噪声损害人的听觉:这一损伤中较为常见的是“听觉疲劳”,具体来讲就是在噪声的影响下,人的听觉灵敏度当时降低,事后会很快恢复。这一现象也叫做“暂时性听力损失”。然而听觉长期处于强噪环境中时,听觉灵敏度下降会形成常态,并且过后也无法全部恢复,即会导致"永久性听力损失"。
再次,噪声危害人的身心健康:噪声环境持久下去,会给中枢神经功能带来严重影响,出现功能性障碍问题,具体体现为植物神经衰弱症侯群;强噪声对于中枢神经的伤害,通常会对人的消化系统造成干扰,出现消化不良和食欲不振的现象,从而引发肠胃方面的疾病;噪声会造成交感神经紧张,表现为心跳加快、心率不齐、血压升高等。船舶舱室内的噪声主要影响船员的生理和心理健康,会出现例如唤醒睡眠、扰乱交谈、干扰思路、心烦意燥等问题。
3大型船舶噪声控制方法
3.1声源控制是噪声控制中最根本和最有效的手段
所以对于声源控制,主要从以下几方面着手进行:其一,为使船舶获取更少的振动能量和声音,应选用低噪声设备,对噪音声源进行合理安置。例如,应根据低噪声指标,选用合适的发电机组和柴油机;其二,科学布置船舶舱室,从船舶中将机舱分隔出来,为降低办公舱室、居住舱室的接受到的噪声,尽量拉大声源舱室和其他舱室之间距离,对船舶结构中的传输损耗进行加大。噪声声源应尽量远离医疗室、生活舱室。
3.2有效控制噪声的传输途径
吸声、隔振、隔声是噪声传播途径中经常采用的控制方法。在噪声控制工程中,隔声是经常会用到的一种技术方法。对于声能传播途径,通过运用隔声构件进行隔离,将噪声源控制一定范围中,或者在相对噪声比较大的环境中,将一个相对安静的场所隔离出来。隔声屏、隔声门、隔声罩等均为隔声结构。阻尼减振也就是隔绝固体声。气体弹簧隔振器、橡胶隔振器、液体弹簧隔振器等均为船舶经常会运用到的隔振元件。阻尼就是一种作用,即对物体的相对运动进行阻碍,同时将运动能力转化为热能,能够使船体结构的振动频率进行有效降低。因此,将一层阻尼材料涂在阻尼板上,能够对大型船舶噪声进行有效控制。
3.3隔声和吸声控制
噪声隔离,其技术原理是以改变振源设备及其安装基座间连接阻抗的方式,利用阻抗的突变或失配实现限制振动传递。目前,隔声技术已从单层隔振升级到双层隔振、浮筏隔振,所形成的隔振质量越来越理想,结构也表现出多样化、复杂化,实际选择中需要根据具体情况来确定。
吸声材料或吸声结构被广泛的应用于噪声控制设计中,在机舱多处采用粘贴吸声材料的方法,可以大幅降低混和响。其作用主要有:减短和改变室内混响时间,消减回声从而优化室内的听闻环境;降低室内噪声的等级;作为管道衬垫或消声器件的原材料,以降低通风系统或以管道传播的噪声;在轻质隔声结构内和隔声罩内表面作为辅助材料,以提高构件的隔声量等。
结语:
综上所述,机械噪声直接关系到船舶的舒适性、安全性,噪声控制工作对于环保而言也是重要内容之一,应当加强对其控制的深入研究。在船舶噪声控制时还应意识到,实践过程中会受限于船舶造价以及造船技术条件方面的影响,所以在船舶的设计环节中需要进一步完善船舶降噪方案,同时在建造中应用有效的降噪工艺。随着经济社会的发展,以及环保、可持续发展理念的推行落实,船舶噪声的限制标准会越来越严格,因此噪声控制的高要求、高标准是必然要求,这使船舶在设计、制造和检验过程中将面对和承担重要挑战和职责。
参考文献:
[1]庞福振.船舶结构噪声截断模型数值预报方法研究[D].哈尔滨工程大学,2012.
[2]唐曾艳.测量船水下噪声预报及减振降噪技术研究[D].江苏科技大学,2011.
[3]张堂德,叶兰.船舶噪声防护技术及其应用价值探析[J].科技创新与应用,2015(23):46-47.
[4]周炎,李国刚,童宗鹏.船舶低噪声设计技术研究[J].上海造船,2010(01):31-34.