船舶噪聲對船員聽力影響的調查及控制

摘 要：船舶噪聲是一種污染，對人體和環(huán)境的污染和危害已經得到世界各國和相關組織日益廣泛的關注。本文試從船舶噪聲的特性和傳播途徑分析，提出控制船舶噪聲的措施。

關鍵詞：船舶噪聲；特性；分析；控制措施

如今，噪聲污染已經成為與空氣污染和水污染并列的世界三大主要污染之一，它日益成為人們普遍關心的問題。對于船舶，船舶噪聲不僅影響船內各種儀器、設備的正常使用，而且還會影響船舶的安全性、隱蔽性、可用性和居住性等。為此，船舶在設計時必須注意采取控制噪聲的措施，對于已建成的船舶，如不能滿足標準要求，也需要采取必要的降噪措施。

一、船舶噪聲概述

（一）船舶噪聲分類及其特性船上的柴油機、汽輪機、鍋爐、齒輪、鼓風機、泵、通風機、壓縮機和螺旋槳等，各種運轉著的機械設備和裝置系統(tǒng)內流動著的流體工質，因振動、撞擊和氣流擾動等成為船舶噪音源，其中主機、輔機和螺旋槳是三個主要噪聲源。船舶噪聲按發(fā)生場所分為動力裝置噪聲、結構激振噪聲、輔助機械噪聲、螺旋槳噪聲和船體振動噪聲等。船舶噪聲有噪聲源多、聲功率大、頻譜寬和低、中頻為主等特點。1.動力裝置的噪聲。動力裝置的噪聲主要包括主機、柴油發(fā)電機組、齒輪箱及主輔機的排氣管產生的噪聲。它是船上最強的噪聲源，該噪聲的強弱決定了柴油機船的噪聲級。它既有進排氣系統(tǒng)空氣動力噪聲，又有運動部件的撞擊和主機本身不平衡而產生振動所造成的機械噪聲。2.結構激振噪聲。機器內部的激振能量經機架被傳遞到基座法蘭（或地腳螺栓）又通過船舶雙層底，傳向船體，船體開始振動產生噪聲。這些產生噪聲的激振能量，源自于機器燃燒過程和活塞往復運動引發(fā)的脈沖振動。振動的能量取決于振動的振幅和頻率，而且當在寬頻帶范圍內（0.8-20Hz）的振動時，還會輻射出二次噪聲。3.輔助機械噪聲。輔助機械噪聲主要包括各種艙室機械和甲板機械工作產生的噪聲。這種噪聲主要有鍋爐燃燒、通風機通風、液壓系統(tǒng)液壓沖擊和空調系統(tǒng)等產生。4.螺旋槳噪聲。螺旋槳噪聲的強度較主輔機噪聲的強度要弱，影響范圍也主要限于尾部艙室。其噪聲性質可分為兩種：一是低頻噪聲，由漿葉和流體相互作用的流體動力效應及水流沖擊尾柱而引起的；另一種是“空泡”引起的葉片振動而產生的高頻噪聲。5.船體振動噪聲。船體振動的噪聲是由主輔機及螺旋槳的擾動和各種機械及波浪的沖擊引起的振動而產生。

（二）船舶噪聲傳遞途徑噪聲源產生的噪聲通過空氣介質和船體結構兩種途徑傳遞，以空氣噪聲和結構噪聲兩種方式傳播。一個噪聲源，既能通過噪聲源直接激發(fā)空氣振動，以空氣噪聲方式通過艙壁、甲板、天花板，沿著通風道，經過網孔、艙口、窗、非密門等傳播；也能通過噪聲源處承受各種機械力的基座或各種非支撐性的撐件產生振動，以結構噪聲方式傳播。結構振動以彈性波形式在基座-船體結構-艙室的外圍結構中傳播，在傳播中輻射空氣噪聲。聲源艙室內的噪聲，幾乎全由空氣噪聲決定；距離聲源稍遠的居住艙室內的噪聲則全由結構噪聲決定。對較大型的船舶，機艙和螺旋槳產生的結構噪聲遠比空氣噪聲對船上居住艙室的影響嚴重；對小型船舶，空氣噪聲的影響是主要的。

二、船舶噪聲的控制

所謂噪聲控制是采取相應技術措施控制噪聲源的發(fā)生、輸出、傳播和接收，以得到人們所要求的聲學環(huán)境。船舶噪聲控制包括三個方面：一是聲源噪聲的控制；二是傳遞途徑的噪聲控制；三是接收器噪聲防護設備的使用。

（一）聲源控制是噪聲控制中最根本和最有效的手段①使用噪聲小的主機、輔機和螺旋槳，并且合理地安置噪聲源，使其向船舶傳播較少的聲音和振動能量。現(xiàn)在大部分船舶都是以柴油機作為主機和發(fā)電機的原動機，如使進排氣通道避免急劇轉彎和加裝消音器等，可以降低主、輔柴油機進、排氣的噪聲；還有合理組織供油，減小噴油提前角，縮短預燃期或在預燃期內減少噴油量，縮短著火延遲期和減少滯燃期內形成的可燃混合氣數(shù)量等等，這些都可以減少柴油機燃燒的噪聲。螺旋槳使用設計半流均勻和低葉梢速度的，以減少螺旋槳產生的噪聲。②合理進行船舶艙室的布置，將機器或整個機艙與船上其他部分隔絕開來，并增加噪聲在結構中的傳輸損耗，控制共振幅度，使之傳到居住艙室和其他辦公艙室的噪聲很小，如改進機器的動平衡、隔離聲源的振動部分、使用阻尼材料、改進潤滑或改變共振頻率、破壞共振等。

（二）傳遞途徑中的控制是最常用的方法傳遞途徑中對噪聲的控制措施主要有吸聲、隔聲、隔振等，這些可以起到事后補救的作用。吸聲主要是在艙室天花板和四壁表面敷設吸聲材料和吸聲結構，或所在室內空間懸掛吸聲體，這樣會使室內的反射聲大大減弱，降低噪聲。隔聲是將噪聲源或需要安靜的場所與外界環(huán)境有效的隔離，在船舶噪聲控制中，對空氣噪聲隔聲音，采用剛性和不吸聲的鋼板、鋁板等做成隔聲壁，為提高隔聲效果，可采用雙層壁，還可采用隔聲罩和隔聲室等措施對噪聲源隔聲。隔振就是在機械設備與安裝基礎之間引入一個隔振裝置，以改變機械設備與基礎之間的運動關系，對于振動設備，安裝單層或雙層彈性支承的減震器進行隔震是唯一能減少振動傳遞和結構噪聲的一個有效措施。

（三）接收器噪聲防護設備提供的被動保護也是重要手段對在機器多而人少（如機艙）的艙室中，降低機器噪聲不現(xiàn)實或不經濟的情況下，噪聲防護設備給受噪音污染者提供的被動保護就顯得更實際重要些。尤其在目前，對大型主機采取的聲振控制措施尚不完善，需要對船員采取保護措施防止聽力受害，如船員可以帶上護耳器（耳罩或耳塞）、防聲頭盔或在隔聲間（如機艙集控室）內值班工作，就可以減少噪音的傷害，得到一個較好的工作環(huán)境。

在對船舶噪聲控制時還應注意到，在實際中往往受到船舶造價和造船廠技術條件的限制，因此在船舶設計階段就應考慮船舶降噪的因素，并在船舶建造過程中注意降噪設計工藝的實施。隨著社會的發(fā)展和進步，生態(tài)環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展觀念日益深入人心，必將對船舶噪聲限制標準更加嚴格，因此對船舶噪聲的控制提出更高的要求，也使船舶設計、制造和檢驗部門面臨更嚴峻的挑戰(zhàn)。

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