邮轮设计初期降噪敷料预估分析1

王 硕，李仁锋，原新嫣，张 鹏

（招商局邮轮制造有限公司，江苏南通 226116）

0 引言

随着船舶与海洋工程技术的飞速发展，船舶的噪声问题日益凸显[1]。人类听觉器官的适应性有一定限度，若长期受到噪声作用，会产生听觉疲劳，进而造成听力减弱。若长年累月受到强烈噪声的反复作用，内耳器官将发生器质性病变，造成永久性听阈位移，即噪声耳聋。出于对人员健康及操作安全的考虑，法规和船东都越来越重视噪声的控制。相较于普通船舶，邮轮更加重视噪声控制，除考虑人员健康和操作安全外，还要考虑乘客的舒适性。

邮轮是一种休闲旅行工具，将巡航、住宿、游玩及消费等环节结合在一起。邮轮不仅是一种交通工具，还是休闲、度假、旅行的综合体[2]。邮轮的舒适性、服务品质和消费机会，都是其经济性的重要影响因素[3]。通常情况下，顾客对服务品质和消费机会的评价因人而异，但对于舒适性的评价基本一致。提高舒适性是获得更多消费者青睐的重要途径[4]。

本文对邮轮噪声产生的原因进行分析，并对降噪方法和降噪敷料的种类进行介绍。在此基础之上，提出一种降噪敷料预估分析方法，并给出相关建议，以期为邮轮设计初期降噪敷料的选择和布置提供一定参考。

1 邮轮噪声产生的原因

根据声源的不同，邮轮噪声可分为机械噪声和空气噪声。机械噪声是通过船舶结构传递的噪声，如人员在甲板上走动引发的噪声、水流撞击船板引发的噪声等。空气噪声是由气流内部运动或气流与物体的相互作用产生的噪声。在很多情况下，机械噪声和空气噪声总是组合出现的。

邮轮噪声主要包括主机和变速箱噪声、螺旋桨和推进器噪声、辅助机械噪声、活动噪声。

1）主机和变速箱噪声

主机和变速箱噪声主要包括2 部分：（1）气缸中的气体在燃烧过程中产生声驻波，声压起伏一方面通过换气过程直接辐射，另一方面通过气缸壁以结构声形式进行传播和辐射；（2）燃烧过程中冲击波激励的机械振动通过活塞、连杆、曲柄轴传到构架上，并由曲轴箱、壳体等向外辐射声能。

2）螺旋桨和推进器噪声

螺旋桨和推进器噪声主要包括旋转噪声和空化噪声。旋转噪声是螺旋桨在不均匀流场中工作和螺旋桨机械不平衡产生的噪声。空化噪声是空化泡形成、发展和溃灭过程中产生的噪声。空化噪声具有连续谱的特征，与桨叶片形状、桨叶面积、叶距分布等因素有关。

3）辅助机械噪声

辅助机械噪声是指船用泵、制冷和空调装置、辅助锅炉、甲板机械等船舶辅助机械产生的噪声。辅助机械的功率越大，噪声的强度越高。当辅助机械功率较大或邻近生活区布置时，需要采取适当减振降噪措施。

4）活动噪声

活动噪声主要指乘客和船员在社会活动中产生的噪声，主要发生在舞厅、运动场所等公共场所和居住舱室。

2 降噪方法和降噪敷料的种类

噪声控制可分为声源控制和传播途径控制。声源控制是指降低声源本身的噪声，属于治本方法。传播途径控制是指在传播过程中降低噪声，主要包括吸声、隔声和消声等技术手段。

吸声技术利用吸声材料或吸声结构来吸收声能，使反射声减弱。隔声技术利用隔声材料阻断或减弱声波传递。隔声性能的好坏通过材料入射声能与透过声能的差值表示，差值越大，隔声性能越好。消声技术利用消声器来降低噪声在空气中的传播。

邮轮常用降噪敷料进行噪声控制，降噪敷料通常为地板棉、阻尼、阻尼约束层钢板等材料的组合。不同降噪敷料的降噪效果见图1。

图1 不同降噪敷料的降噪效果

续图1 不同降噪敷料的降噪效果

由图1 可知，阻尼-浮动地板系统的隔声量基本是阻尼系统和浮动地板系统之和。根据噪声级的由低到高，依次选择阻尼系统、浮动地板系统、阻尼-浮动地板系统作为降噪敷料。

3 降噪敷料预估分析

艏部推进器、尾部推进器、螺旋桨及机舱主机的噪声级太大，通常在100 dB(A)左右，对邻近的生活区影响显著。因此，该区域上方至少2 层甲板的生活区需要考虑使用阻尼-浮动地板系统。若船舶尺寸较小（总长度小于150 m），则需要考虑在3 层及以上甲板的生活区使用阻尼-浮动地板系统。

泵组等船舶辅机以结构噪声为主，噪声级较小，通常在该区域上方至少2 层甲板的生活区布置阻尼系统。若船舶尺寸较小（总长度小于150 m），则需要考虑增加敷设甲板的层数。

邮轮旅游是以船舶为旅游目的地和交通工具，为旅游者提供海上游览、住宿、交通、娱乐或到岸观光等多种服务的旅游方式[5]。相较于常规船舶，邮轮还要考虑人员活动对振动噪声的影响，并采取相应措施。由于乘客在船上除吃住外还要进行一列的娱乐健身活动，如跳舞、跑步等。当人员活动量较大的甲板（如运动甲板、健身房、舞厅等）下布置有居住舱室时，这些区域的地面则需要考虑使用阻尼系统。

4 结论

为降低邮轮噪声、提高乘客舒适度，本文对邮轮噪声产生的原因进行分析，并对降噪方法和降噪敷料的种类进行介绍。在此基础之上，提出一种降噪敷料预估分析方法，并给出相关建议，可得出如下结论：

1）在应对机械设备产生的振动噪声方面，邮轮和常规船舶相似，但由于邮轮对舒适度的要求高很多，故其降噪敷料的用量较多，降噪值要求较高。通常情况下，机械设备上方至少2 层甲板的生活区需要使用阻尼-浮动地板系统。若船舶尺寸较小（总长度小于150 m），则需要考虑增加敷设甲板的层数。

2）相较于常规船舶，邮轮还要考虑人员活动对振动噪声的影响，当人员活动量较大的甲板（如运动甲板、健身房、舞厅等）下布置有居住舱室时，这些区域的地面则需要考虑使用阻尼系统。