貨船滿足COMF入級符號的研究

連曉東+方永紅

摘 要：船舶舒適度的入級符號在客船上廣受推崇，在貨船上的運用也越來越廣。本文結合BV規范及船舶建造經驗，介紹船舶滿足COMF入級的主要要求及各項指標，以及貨船滿足COMF符號需要注意的事項。

關鍵詞：貨船；COMF；振動；噪音

中圖分類號：U674.13 文獻標識碼：A

Requirements of Class Notation COMF for Cargo Vessels

LIAN Xiaodong， FANG Yonghong

（ CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Co.， Ltd. Guangzhou 510715 ）

Abstract： The COMF notation has become increasingly popular even in cargo vessels as in passenger vessels. This paper introduces the main requirements and indexes of the class notation COMF based on the BV rules and shipbuilding experience， particularly applicable to cargo vessels.

Key words： Cargo vessel； COMF； Vibration； Noise

隨著MLC2006、MSC.337（91）規范的相繼生效和ISO 20283-5國際標準的起草，對船舶艙室舒適度的要求也越來越高，原來客船上普及的舒適度入級符號COMF也在貨船上逐步推廣。本文結合BV規范及船舶建造經驗，介紹船舶滿足COMF入級的主要要求及各項指標，以及貨船滿足COMF符號需要注意的事項。

1 BV規范介紹

1.1 BV規范介紹

BV船級社的COMFORT ON BOARD入級符號，簡稱COMF。它包含COMF-NOISE及COMF-VIB兩種：COMF-NOISE授予船舶噪音滿足BV規范E篇第6章要求的船舶；COMF-VIB授予船舶振動滿足BV規范E篇第6章要求的船舶。兩個入級符號可以單獨申請。針對總噸1 600 GT以下及1 600 GT以上船舶，COMF-NOISE及COMF-VIB的限定值不同。COMF-NOISE及COMF-VIB都分為1～3個等級，COMF-NOISE 1、COMF-VIB 1為最高級別。

1.2 設計指標

由于BV COMF船級符號的要求很高，特別是在振動水平的要求上非常嚴格，故普通貨船取得該舒適度入級的很少，能夠取得該入級符號的主要是振動、噪聲問題不那么突出的船型或者高端的船型，例如客滾船、豪華郵輪等。常規貨船即使在設計過程中進行了比較完善的振動、噪聲控制，然而要滿足如此嚴格的振動標準還是非常困難的。因此，貨船的振動控制需要考慮一些以前較少關注的領域，例如螺旋槳激勵的優化、主機側撐的優化布置等，這些問題需要在設計初期盡早進行預測及分析評估，單純靠后期的結構修改來解決振動問題具有很大的局限性，很可能會增加后期出現振動超標或需要增加昂貴的減震措施如外置的減震器等。

2 COMF入級與IMO規范及ISO標準在噪音、振動指標上的對比

2.1 噪音指標上的對比

2.1.1 小于1 600 GT船舶的噪音指標對比

見表1。

2.1.2 1 600 GT～10 000 GT船舶的噪音指標對比

見表2。

由表6、表7可見，COMF對振動的要求比ISO要求嚴格很多，因此入級COMF的船舶需在船舶設計前期就做好策劃，包括主機的選型、上建的位置、螺旋槳優化設計、線型優化等，應在詳細設計階段建模做全船振動分析。

根據ISO6954-1984標準：振動值為1～100 HZ范圍內的最大峰值，在1～5 HZ范圍內采用加速度計算；COMF規范有根據ISO6954-2000標準：振動值為1～80HZ范圍內的全頻率計權均方根值；也有根據ISO6954-1984標準，振動值為1～100 HZ范圍內的最大峰值的兩種限定值要求。根據船舶建造規格書，可選用全頻率計權均方根值或最大峰值作為定級標準，通常選擇ISO6954-2000的比較多。

振動測量按照COMF 規范要求，每層甲板需選一個測量點測量xyz 3個方向，其他點只需要測量Z方向即可。這方面ISO的要求更為嚴格，ISO要求每層甲板需選兩個測量點測量xyz 3個方向，其他測量點測量Z方向即可。COMF規定振動可接受的偏差為：20%的船員區所有測量點允許高于規范要求0.3 mm/s；每層甲板至少需測量60%的房間。

3 貨船滿足COMF需注意事項

3.1 振動詳細設計初期考慮事項

振動水平主要與結構剛度、質量分布和激振力有關。由于BV COMF船級符號的嚴格要求，特別是在振動水平要求上。因此，貨船如果需要入級COMF，振動控制除了考慮結構剛度和激振力（激振源主機的缸數及螺旋槳的槳葉數）外，還需考慮一些以前較少關注的領域，例如螺旋槳激勵的優化、主機側撐的優化布置、主機內置減震器的有效性、尾軸油膜剛度分析（充分考慮推進系統和結構振動耦合）、螺旋槳槳葉的脈動壓力等，以盡量避免潛在的風險。另外，浮動地板的設置、阻尼材料的運用都可以降低房間的振感。如果全船振動沒有問題，而只是局部板塊振動，則可以利用有限元分析或船級社局部振動軟件分析，修改局部結構。

3.2 噪音詳細設計初期考慮事項

在設計過程中應盡早采用有效的聲學設計和噪聲評估預報技術，同時采用優化船舶線型、優化螺旋槳設計、噪聲源隔離布置、選擇低振動噪聲機器設備等減振降噪措施。船舶主要噪聲源為主機、發電機、機艙風機、螺旋槳、空調系統等，通過結構及空氣等介質傳遞。噪聲源的控制、傳遞途徑的控制比后期防范隔堵效果要可靠得多，如：主機發電機底座避免剛性與結構連接，底座下結構剛度要足夠；選取低噪聲的機械設備和動力裝置；設計伴流均勻、低空泡的螺旋槳；對某些機械設備采取隔聲隔振措施；總布置設計時使居住艙室盡可能地遠離噪聲源；居住艙室中設置吸聲隔聲裝置等。具體控制措施包括：吸聲、隔聲、浮動地板、阻尼覆層、隔振、消聲、主動控制等。endprint

機艙風機出風口可能直接影響到臨近區域的噪聲指標，如前期設定好消音器或隔聲風柵，或將機艙風機出風口遠離居住區域，控制好噪聲來源，就可以徹底解決這個問題。為后期被噪音干擾的區域噪聲超標，再增加隔聲棉或高隔聲板，則修改成本高，且可能修改后也很難達到指標要求。

空調機房及機艙風機口等噪音源房間可以在圍壁及天花上設計吸音棉；與吵雜公共處所相鄰的居住艙室可將分隔壁板做成高隔聲壁板；集控室、機修間這種毗鄰主機發電機的處所，一定要設置隔音門、隔音窗，圍壁天花需增加隔聲材料。

3.3 生產施工考慮事項

避免設備與結構間的剛性聯接（如管子、電纜等），以免引起聯接結構的振動。管子支撐要對中結構或加強，不要直接聯接到外板或艙壁；浮動地板避免與結構剛性連接，房間天花圍壁也盡量避免與結構剛性連接，天花及圍壁需避免在聲源方向開自由口，如管子需要避免直接在巖棉板及天花板上開口；隔聲吸音材料表面避免敷設聲反射材料，如需敷設表面材料可選擇打孔板、吸音板等材料。

4 結束語

隨著國內船舶建造水平的提高，國外高附加值的船舶在國內的訂單也隨之增加，同時船東的技術要求也越來越高，各船級社在船舶舒適度上的關注及要求也有相應提高，如DNV-GL船級社、ABS船級社、LR船級社也有針對貨船的與BV船級社COMF入級符號類似的入級符號，各個船級社的入級指標雖略有不同，但發展的趨勢及要求都是提升了船員工作居住環境的舒適度。2015年起草的國際標準ISO 20283-5 已經較ISO 6954-2000標準對振動有了更高的要求，雖然ISO 20283-5標準的要求仍略低于COMF入級要求，但已逐步接近于COMF入級符號的要求，所以對貨船而言，對COMF入級符號的研究是船舶設計不可避免的課題。

參考文獻

[1] MSC.337（91） Code on noise levels on board ships.

[2] ISO 6954 Mechanical vibration and shock – Guidelines for the overall

evaluation of vibration in merchant ships， 2000.

[3] BV rule Part E Chapter 6. COMFORT on Board （COMF）， July 2016.endprint