張 輝,張新波(揚州大洋造船有限公司,揚州 225107)
研究(表1)表明:聲音在40分貝以下,對人體是沒有影響的;聲音在40分貝~60分貝范圍內,人體如果長時間在這個環境里,神經系統就會受到影響,此時噪聲平均每提高3分貝,噪聲能量就會增強一倍;當聲音達到65分貝~80分貝時,人的心血管受傷害的程度要比生活在噪聲在50分貝的環境中的人高出20%以上;當噪聲超過80分貝時,會對人的聽力造成很大傷害;當噪聲超過100分貝,就屬于人們難以忍受的噪聲。噪音對船員的身體、生活、休息和工作都存在很大的影響,甚至會產生心理和生上的疾病,過強的噪聲還會使船上的一些精密儀器設備工作不正常、精度降低、使用壽命縮短。

表1 不同噪音下人的感受(單位:分貝)
為了給船員提供一個舒適安靜的工作生活環境,讓船員遠離噪音之擾,保護船員的身心健康,日前結束的國際海事組織海上安全委員會(MSC)第90次會議批準了《船上噪聲等級規則》(以下簡稱“《規則》”)修訂草案,對適用的船型、船舶不同區域的噪聲限值、艙壁和甲板隔聲指數、噪聲的測量儀器和測量方法等進行了修訂,對船舶的降噪性能提出了更高要求。這一修訂草案將對船舶設計及建造產生重大影響。
修訂草案主要對船員工作及生活區域做出了噪聲限定,明確了其適用于1 600總噸以上的船舶,但是某些特殊船舶如打樁船和高速船舶等不受這一草案限制。新草案中,對噪聲的測量儀器和測量方法有了新的規定,強調不僅要在船舶正常航行試驗時進行噪聲測量,還要在船舶處于碼頭工況時進行噪聲測量;對艙壁和甲板隔聲指數測量的新規定,要求單獨測量典型居住處所艙壁和甲板的隔聲指數;在修改的噪聲等級中規定,1萬噸以上船舶的居住艙和醫務室的噪聲限值從60分貝下調到55分貝,娛樂場所的噪聲限值從65分貝下調到60分貝,其他工作區的噪聲限值從90分貝下調到85分貝。
與先進國家的造船企業相比,我國船企目前在船舶降噪理念和對新技術的研究,尤其在應用技術方面有很大差距,尚未針對船舶噪聲防護或聲學設計展開設計、制造、檢驗等系統性研究,技術儲備不足。以某散貨船為例,其實船噪音測量結果如表2所示。

表2 某散貨船實船測量的噪音數據(單位:分貝)
由表2可知,雖然實測噪聲數據全部優于現行規定,但部分項目(斜體值)超過了即將實施的新標準。雖然表中多數值只是超過了1分貝左右,僅有個別超過達3分貝,但由于分貝的概念比較特別,它的運算不是線性比例的,而是對數比例的,例如兩個音箱分別發出60分貝的聲音,合在一起并不是120分貝,而是63分貝。如果某種吸聲材料吸收了80%的聲能,聲音降低了不是0.8分貝,也不是80分貝,而是 log10(1-0.8)10=7分貝。因此,經換算,要滿足《規則》修訂草案要求的“起居區降低5分貝”,聲音能量差不多要減少4倍,操作起來具有非常大的難度。
雖然船企普遍表示能滿足《規則》要求,但最近對部分新建船舶進行的實船測量結果表明,要滿足《規則》修訂草案“起居區降低5分貝”的要求難度還是存在一定的困難,該修訂草案的通過對我國船企提出了新的挑戰。
為達到《規則》修訂草案“降低5分貝”的要求,根據船舶的特殊性,應該著手從以下兩個方面控制:
1)控制噪聲源。降低聲源噪音,這是最根本最直接的方法。眾所周知,船舶噪聲源頭主要是主機、發電機等大型設備以及風機、各種泵等設備。對于主機、發電機可采取改進安裝進、排氣消聲器,減小排氣通道中直角彎頭的次數,并擴大排氣管截面;在機組表面粘貼約束阻尼材料;改進運動部件的動平衡破壞共振;改進潤滑等方式來消除工作時的噪聲。對于機艙內其較小的設備可采用彈性支承,采用橡膠或特殊塑料等,將機器與船體隔開,通過減振支承來減噪。
2)阻斷噪聲傳播途徑。傳輸途徑中的控制是最常用的辦法,因為一旦機器制造和安裝完畢,再從源頭上控制噪聲就受到限制,而控制噪音的傳播,改變傳輸途徑卻容易實現,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。對于船舶機艙,可以設置隔聲罩,可顯著降低噪聲向其他空間的傳播;在機艙的內部粘貼吸聲材料,如新型材料泡沫鋁/鋁合金微穿孔板材料可大大降低內部的混響噪聲。對于居住艙室可采用新型浮動地板敷料;采取浮筑結構等方法,以切斷與有噪聲源艙室結構體的聯系,達到降噪的目的。
船舶降噪涉及船舶設計、艙室和設備布置、隔音材料以及建造工藝等各個領域,是一項系統工程。《規則》修訂案雖然還有兩年才生效,而船企實際只有1年的準備時間,但是只要各個造船企業對此足夠重視,提前策劃,未雨綢繆,一定能很好地應對這項新標準的實施。
[1]冷翠華.IMO批準《船上噪聲等級規則》修訂草案.中國船舶報, 2012-06-25.