张 辉,张新波(扬州大洋造船有限公司,扬州 225107)
研究(表1)表明:声音在40分贝以下,对人体是没有影响的;声音在40分贝~60分贝范围内,人体如果长时间在这个环境里,神经系统就会受到影响,此时噪声平均每提高3分贝,噪声能量就会增强一倍;当声音达到65分贝~80分贝时,人的心血管受伤害的程度要比生活在噪声在50分贝的环境中的人高出20%以上;当噪声超过80分贝时,会对人的听力造成很大伤害;当噪声超过100分贝,就属于人们难以忍受的噪声。噪音对船员的身体、生活、休息和工作都存在很大的影响,甚至会产生心理和生上的疾病,过强的噪声还会使船上的一些精密仪器设备工作不正常、精度降低、使用寿命缩短。
表1 不同噪音下人的感受(单位:分贝)
为了给船员提供一个舒适安静的工作生活环境,让船员远离噪音之扰,保护船员的身心健康,日前结束的国际海事组织海上安全委员会(MSC)第90次会议批准了《船上噪声等级规则》(以下简称“《规则》”)修订草案,对适用的船型、船舶不同区域的噪声限值、舱壁和甲板隔声指数、噪声的测量仪器和测量方法等进行了修订,对船舶的降噪性能提出了更高要求。这一修订草案将对船舶设计及建造产生重大影响。
修订草案主要对船员工作及生活区域做出了噪声限定,明确了其适用于1 600总吨以上的船舶,但是某些特殊船舶如打桩船和高速船舶等不受这一草案限制。新草案中,对噪声的测量仪器和测量方法有了新的规定,强调不仅要在船舶正常航行试验时进行噪声测量,还要在船舶处于码头工况时进行噪声测量;对舱壁和甲板隔声指数测量的新规定,要求单独测量典型居住处所舱壁和甲板的隔声指数;在修改的噪声等级中规定,1万吨以上船舶的居住舱和医务室的噪声限值从60分贝下调到55分贝,娱乐场所的噪声限值从65分贝下调到60分贝,其他工作区的噪声限值从90分贝下调到85分贝。
与先进国家的造船企业相比,我国船企目前在船舶降噪理念和对新技术的研究,尤其在应用技术方面有很大差距,尚未针对船舶噪声防护或声学设计展开设计、制造、检验等系统性研究,技术储备不足。以某散货船为例,其实船噪音测量结果如表2所示。
表2 某散货船实船测量的噪音数据(单位:分贝)
由表2可知,虽然实测噪声数据全部优于现行规定,但部分项目(斜体值)超过了即将实施的新标准。虽然表中多数值只是超过了1分贝左右,仅有个别超过达3分贝,但由于分贝的概念比较特别,它的运算不是线性比例的,而是对数比例的,例如两个音箱分别发出60分贝的声音,合在一起并不是120分贝,而是63分贝。如果某种吸声材料吸收了80%的声能,声音降低了不是0.8分贝,也不是80分贝,而是 log10(1-0.8)10=7分贝。因此,经换算,要满足《规则》修订草案要求的“起居区降低5分贝”,声音能量差不多要减少4倍,操作起来具有非常大的难度。
虽然船企普遍表示能满足《规则》要求,但最近对部分新建船舶进行的实船测量结果表明,要满足《规则》修订草案“起居区降低5分贝”的要求难度还是存在一定的困难,该修订草案的通过对我国船企提出了新的挑战。
为达到《规则》修订草案“降低5分贝”的要求,根据船舶的特殊性,应该着手从以下两个方面控制:
1)控制噪声源。降低声源噪音,这是最根本最直接的方法。众所周知,船舶噪声源头主要是主机、发电机等大型设备以及风机、各种泵等设备。对于主机、发电机可采取改进安装进、排气消声器,减小排气通道中直角弯头的次数,并扩大排气管截面;在机组表面粘贴约束阻尼材料;改进运动部件的动平衡破坏共振;改进润滑等方式来消除工作时的噪声。对于机舱内其较小的设备可采用弹性支承,采用橡胶或特殊塑料等,将机器与船体隔开,通过减振支承来减噪。
2)阻断噪声传播途径。传输途径中的控制是最常用的办法,因为一旦机器制造和安装完毕,再从源头上控制噪声就受到限制,而控制噪音的传播,改变传输途径却容易实现,例如隔声、隔振、吸声等都是有效措施,可以起到事后补救的作用。对于船舶机舱,可以设置隔声罩,可显著降低噪声向其他空间的传播;在机舱的内部粘贴吸声材料,如新型材料泡沫铝/铝合金微穿孔板材料可大大降低内部的混响噪声。对于居住舱室可采用新型浮动地板敷料;采取浮筑结构等方法,以切断与有噪声源舱室结构体的联系,达到降噪的目的。
船舶降噪涉及船舶设计、舱室和设备布置、隔音材料以及建造工艺等各个领域,是一项系统工程。《规则》修订案虽然还有两年才生效,而船企实际只有1年的准备时间,但是只要各个造船企业对此足够重视,提前策划,未雨绸缪,一定能很好地应对这项新标准的实施。
[1]冷翠华.IMO批准《船上噪声等级规则》修订草案.中国船舶报, 2012-06-25.