摘    要：敘述了(le)噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)的(de)基(ji)本概(gai)念和船舶(bo)噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)對人健康的(de)危害，并介紹(shao)了(le)船舶(bo)的(de)噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)源。通(tong)過(guo)實測數據對比和分析研究，提(ti)出采取通(tong)過(guo)聲(sheng)(sheng)(sheng)源控制來減低(di)船舶(bo)噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)級的(de)方法。

關鍵詞：噪聲   聲級   噪聲源   噪聲控制
 

一、噪聲及其對人的危害

1．噪聲及度量

噪聲(sheng)，一(yi)般包(bao)含兩種(zhong)含意(yi)：就(jiu)物理學(xue)觀點講，噪聲(sheng)就(jiu)是各種(zhong)不(bu)同頻率和聲(sheng)強之聲(sheng)音的(de)無(wu)規律的(de)組合(he)；而就(jiu)生理學(xue)和心(xin)理學(xue)觀點講，凡是聲(sheng)級很高，造成對人體的(de)危害，或者聲(sheng)級不(bu)高而使人厭煩，干(gan)擾人們的(de)休(xiu)息(xi)、睡眠(mian)、工(gong)作(zuo)等一(yi)切不(bu)需(xu)要(yao)的(de)聲(sheng)音都(dou)稱噪聲(sheng)。總之，噪聲(sheng)就(jiu)是人們不(bu)需(xu)要(yao)的(de)聲(sheng)音。

通常，衡量聲(sheng)音能量大小的(de)(de)標準多取(qu)聲(sheng)壓(ya)P。聲(sheng)壓(ya)越(yue)高，聲(sheng)音越(yue)強，其聲(sheng)能也越(yue)大。正(zheng)常人(ren)剛剛能聽到的(de)(de)聲(sheng)音的(de)(de)聲(sheng)壓(ya)，相對1000HZ的(de)(de)純音2*10-5N/m2，而使人(ren)耳(er)產生疼痛的(de)(de)聲(sheng)壓(ya)差不多為(wei)20N/m2。為(wei)了教(jiao)方便的(de)(de)表示聲(sheng)音的(de)(de)大小，則取(qu)兩(liang)個聲(sheng)壓(ya)的(de)(de)比值(zhi)，取(qu)其常用對數，并乘以聲(sheng)壓(ya)級Lp。其單位為(wei)dB（分貝），其數學(xue)表達式(shi)為(wei)：

Lp=20lg(P/Po) dB        

式中：Lp——聲(sheng)壓(ya)級; dBP——聲(sheng)壓(ya)，20N/m2 ;  Po——標準聲(sheng)壓(ya)，取2*10-5N/m2

聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)壓級(ji)能(neng)夠(gou)直(zhi)接用聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)學儀器測量(liang)，它是衡量(liang)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)能(neng)大小最常見(jian)(jian)的物理量(liang)。當把(ba)2*10-5N/m2作(zuo)為基準聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)壓而把(ba)20N/m2作(zuo)為人耳感(gan)到疼痛的聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)壓，那么(me)，從上面公式可(ke)以(yi)得到其(qi)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)壓級(ji)分別是0dB和120dB，可(ke)見(jian)(jian)，人耳可(ke)聽之聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)壓級(ji)范圍為0—120dB。

根(gen)據人耳的聽覺特性，人耳感覺到的聲(sheng)(sheng)音輕響(xiang)(xiang)程度并(bing)不(bu)僅(jin)僅(jin)取決于聲(sheng)(sheng)壓(ya)級(ji)的大小，而是(shi)聲(sheng)(sheng)壓(ya)級(ji)與頻(pin)率(lv)(lv)的綜合結果。通常聲(sheng)(sheng)壓(ya)級(ji)相同(tong)而頻(pin)率(lv)(lv)不(bu)同(tong)的聲(sheng)(sheng)音，人聽起(qi)來(lai)往往是(shi)不(bu)一樣的。同(tong)一聲(sheng)(sheng)壓(ya)級(ji)的高頻(pin)聲(sheng)(sheng)，人聽起(qi)來(lai)比低頻(pin)聲(sheng)(sheng)響(xiang)(xiang)。所以(yi)，在表(biao)征(zheng)一個(ge)聲(sheng)(sheng)音的大小或(huo)者(zhe)研究噪聲(sheng)(sheng)標準時，還必須(xu)考慮聲(sheng)(sheng)音的頻(pin)率(lv)(lv)特性。為(wei)此，在聲(sheng)(sheng)學中又引出一個(ge)所謂(wei)響(xiang)(xiang)度級(ji)LL的概念。響(xiang)(xiang)度級(ji)是(shi)表(biao)征(zheng)聲(sheng)(sheng)音響(xiang)(xiang)度大小的相對量，單位為(wei)phon。

2．噪聲對人的危害

（1）噪聲(sheng)對語言清(qing)晰(xi)度的影響

語言(yan)清晰(xi)度，一般是(shi)指能聽懂發言(yan)者所講(jiang)的(de)無連貫意思的(de)單字百分率。通常，聲級(ji)50dB以下的(de)環(huan)境算是(shi)安靜的(de)，當噪(zao)聲聲級(ji)達到(dao)55dB，語言(yan)清晰(xi)度就(jiu)只有(you)68%了，會話(hua)距離(li)只有(you)2m左右；當噪(zao)聲達到(dao)60dB時，語言(yan)清晰(xi)度就(jiu)只有(you)62%了，會話(hua)距離(li)竟(jing)縮小(xiao)到(dao)1m。在80dB的(de)噪(zao)聲環(huan)境里(li)人們交談已經(jing)很困難(nan)，而90dB的(de)噪(zao)聲環(huan)境里(li)面則無法交談。

（2）噪聲對人聽覺(jue)的(de)損傷(shang)

噪(zao)聲損(sun)傷聽(ting)(ting)覺(jue)，最常(chang)見的是“聽(ting)(ting)覺(jue)疲勞”，即在(zai)噪(zao)聲作用下(xia)，使(shi)人的聽(ting)(ting)覺(jue)靈(ling)敏度(du)暫(zan)時(shi)下(xia)降，過后很快就會恢復。這種現象(xiang)也稱“暫(zan)時(shi)性聽(ting)(ting)力損(sun)失”。而當(dang)聽(ting)(ting)覺(jue)長期(qi)暴(bao)露在(zai)強噪(zao)聲環(huan)境中，至(zhi)使(shi)聽(ting)(ting)覺(jue)靈(ling)敏度(du)下(xia)降變成長期(qi)的，以后不能再全部(bu)恢復，即造成“永久(jiu)性聽(ting)(ting)力損(sun)失”，或(huo)稱“永久(jiu)性噪(zao)聲耳(er)聾”。

（3）噪聲危害人(ren)的(de)健(jian)康

根據衛(wei)生(sheng)(sheng)部門的(de)研究，最(zui)常見的(de)生(sheng)(sheng)理效果是引(yin)起腎上(shang)腺活動增加，影(ying)響(xiang)人的(de)新陳代謝作用，容易使人產生(sheng)(sheng)疲勞、頭腦(nao)發脹、神經過敏等現象。更為嚴重的(de)還是引(yin)起某些疾病，幾(ji)十(shi)赫茲的(de)低頻(pin)強噪聲可引(yin)起人體各部分共振，而影(ying)響(xiang)呼(hu)吸(xi)、脈搏、血(xue)壓，會造成人頭暈、視力不清等癥狀；高(gao)頻(pin)噪聲可引(yin)起人神經錯亂，神經機(ji)能衰退。

二、船舶噪聲源

1．動力裝置的噪聲

（1）空氣動力噪聲

1）由主(zhu)機進氣(qi)(qi)(qi)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)流動(dong)產生(sheng)的噪(zao)聲(sheng)例如功率為5 000 kW、燃油消耗(hao)率為200 g／（kW．h）的柴油機，當其(qi)過量(liang)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)系數為2時，每(mei)秒所需(xu)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)量(liang)約為8 kg，在標準(zhun)狀(zhuang)況(kuang)下為6．2 m3／s，如果進氣(qi)(qi)(qi)管(guan)直徑(jing)為0．35m，則其(qi)平均(jun)流速可達64 m／s，再考慮到各缸的進氣(qi)(qi)(qi)必然(ran)存在間斷性和(he)不均(jun)勻性，于是在進氣(qi)(qi)(qi)管(guan)中會出現空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)動(dong)力噪(zao)聲(sheng)并向四周(zhou)傳播，形成空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)動(dong)力噪(zao)聲(sheng)場。

2）排氣(qi)(qi)噪(zao)聲(sheng)。主要(yao)有排氣(qi)(qi)壓(ya)力脈動(dong)噪(zao)聲(sheng)、氣(qi)(qi)流(liu)通過氣(qi)(qi)閥等處發生的(de)渦流(liu)聲(sheng)、由(you)于邊界層氣(qi)(qi)流(liu)擾(rao)動(dong)發生的(de)噪(zao)聲(sheng)和排氣(qi)(qi)出口(kou)噴流(liu)噪(zao)聲(sheng)。在(zai)多缸柴油(you)機排氣(qi)(qi)噪(zao)聲(sheng)的(de)頻(pin)譜(pu)分析中，低(di)頻(pin)處有一明(ming)顯(xian)的(de)噪(zao)聲(sheng)峰(feng)值，即低(di)頻(pin)噪(zao)聲(sheng)。

3）來(lai)自增(zeng)壓器(qi)氣(qi)(qi)流(liu)的(de)(de)噪(zao)聲(sheng)對廢氣(qi)(qi)渦輪(lun)增(zeng)壓器(qi)來(lai)講，空(kong)氣(qi)(qi)與壓氣(qi)(qi)機葉(xie)片(pian)之間的(de)(de)相對速度很大(da)，在葉(xie)片(pian)附近(jin)必(bi)然(ran)會出(chu)現大(da)量渦流(liu)，在形(xing)成(cheng)強烈而尖厲的(de)(de)空(kong)氣(qi)(qi)動(dong)力噪(zao)聲(sheng)的(de)(de)同時，激(ji)勵葉(xie)片(pian)振動(dong)而發出(chu)噪(zao)聲(sheng)。

（2）柴油(you)機的燃燒噪聲

柴油(you)(you)機的燃油(you)(you)噴(pen)入缸(gang)內(nei)發(fa)火(huo)燃燒的初期(qi)（相當于速(su)燃期(qi)），缸(gang)內(nei)壓(ya)力上(shang)升速(su)度非常(chang)快，形(xing)(xing)成(cheng)很高的壓(ya)力波動，由火(huo)焰中心向四周傳播，形(xing)(xing)成(cheng)燃燒噪(zao)聲場。

（3）金屬撞擊和摩擦噪(zao)聲

柴油機的(de)配氣機構之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)、氣閥(fa)(fa)和(he)閥(fa)(fa)座(zuo)之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)、高壓油泵(beng)的(de)滾輪(lun)和(he)柱塞(sai)之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)、噴油器(qi)的(de)針(zhen)閥(fa)(fa)和(he)針(zhen)閥(fa)(fa)體之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)、活塞(sai)裙部和(he)缸套之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)等(deng)許多地(di)方都會(hui)產(chan)生金屬(shu)撞(zhuang)擊(ji)和(he)摩擦噪(zao)聲。

（4）液壓沖擊噪聲

液(ye)(ye)(ye)壓泵（例如齒輪(lun)式(shi)滑油泵）運行時(shi)，其中液(ye)(ye)(ye)體的(de)壓力有明顯的(de)周期性變(bian)化，從而產生(sheng)液(ye)(ye)(ye)壓沖擊噪(zao)聲(sheng)(sheng)。柴油機(ji)高壓油管內(nei)的(de)油壓變(bian)化幅(fu)度非常大，更會產生(sheng)不容忽(hu)視的(de)液(ye)(ye)(ye)壓沖擊噪(zao)聲(sheng)(sheng)。

2．輔助機械的噪聲

輔助機械(xie)包括各(ge)種(zhong)艙(cang)室機械(xie)如(ru)水泵(beng)、油泵(beng)、風(feng)機、鍋(guo)爐(lu)等(deng)(deng)，甲板機械(xie)如(ru)貨物(wu)裝卸設備、錨(mao)絞設備以及(ji)各(ge)種(zhong)挖(wa)泥機等(deng)(deng)工作機構等(deng)(deng)。鍋(guo)爐(lu)噪(zao)聲(sheng)主要(yao)在燃燒室附近(jin)較明顯，自(zi)然通(tong)風(feng)時(shi)空氣卷(juan)入火焰及(ji)可(ke)燃物(wu)小(xiao)團粒隨機爆(bao)裂；人工通(tong)風(feng)時(shi)通(tong)風(feng)機是主要(yao)的噪(zao)聲(sheng)源。液壓系統(tong)的噪(zao)聲(sheng)，可(ke)來自(zi)液體動(dong)力(li)引起的沖擊力(li)、脈動(dong)、氣穴(xue)聲(sheng)和機械(xie)振動(dong)及(ji)管(guan)道、油箱的共嗚(wu)聲(sheng)等(deng)(deng)。空調通(tong)風(feng)系統(tong)也是船舶艙(cang)室主要(yao)噪(zao)聲(sheng)源之一。

3．螺旋槳噪聲

螺旋槳噪(zao)聲(sheng)的(de)(de)強(qiang)度(du)較主(zhu)輔機噪(zao)聲(sheng)的(de)(de)強(qiang)度(du)要弱，影響范圍也主(zhu)要限(xian)于(yu)尾(wei)部艙室。其噪(zao)聲(sheng)性(xing)質可(ke)分為兩種：一(yi)是低(di)頻(pin)噪(zao)聲(sheng)，由槳葉(xie)和流(liu)體相互作用的(de)(de)流(liu)體動力效應及水流(liu)沖擊尾(wei)柱而引(yin)起(qi)的(de)(de)；另一(yi)種是“空泡”引(yin)起(qi)的(de)(de)葉(xie)片振動而產生的(de)(de)高頻(pin)噪(zao)聲(sheng)。

4．船體振動的噪聲

船(chuan)體(ti)振動的(de)噪(zao)聲(sheng)是由主輔機及(ji)(ji)螺旋槳的(de)擾動和各種(zhong)機械及(ji)(ji)波浪的(de)沖擊(ji)引起的(de)振動而產(chan)生(sheng)。船(chuan)體(ti)周期性的(de)變形使殼(ke)板之間產(chan)生(sheng)摩擦聲(sheng)，及(ji)(ji)因此而使船(chuan)體(ti)結(jie)構發出(chu)各種(zhong)傾軋聲(sheng)等。

三、船舶噪聲測試和分析研究

本文收集了一些船(chuan)(chuan)遠洋客(ke)貨(huo)船(chuan)(chuan)實(shi)(shi)際進(jin)行(xing)(xing)的噪聲測試的結果(guo)，并對結果(guo)進(jin)行(xing)(xing)了分析。其(qi)中包括3680t“東方紅”長江客(ke)輪(lun)、7500t“長征”型(xing)海洋客(ke)貨(huo)輪(lun)、13000t“風”字(zi)號(hao)(hao)遠洋雜貨(huo)輪(lun)、16000t“長”字(zi)號(hao)(hao)煤輪(lun)、24000t“大慶”號(hao)(hao)油輪(lun)及25000t“州”字(zi)號(hao)(hao)散貨(huo)輪(lun)等。這些船(chuan)(chuan)上(shang)的實(shi)(shi)測數(shu)據選用了丹麥(mai)BK2209型(xing)脈沖精密(mi)聲級(ji)(ji)機(ji)和1613型(xing)倍頻程濾(lv)波器進(jin)行(xing)(xing)總聲級(ji)(ji)（A、B、C）和記錄。

船(chuan)(chuan)舶(bo)機(ji)(ji)(ji)(ji)艙(cang)噪(zao)聲最高(gao)(gao)值均出現在(zai)輔機(ji)(ji)(ji)(ji)（柴(chai)油發電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)）或(huo)主(zhu)機(ji)(ji)(ji)(ji)增壓器(qi)區(qu)。輔機(ji)(ji)(ji)(ji)和主(zhu)機(ji)(ji)(ji)(ji)增壓器(qi)為(wei)機(ji)(ji)(ji)(ji)艙(cang)兩(liang)個(ge)強噪(zao)聲聲源，其中輔機(ji)(ji)(ji)(ji)更(geng)為(wei)嚴重，對船(chuan)(chuan)員危(wei)害(hai)更(geng)大(da)。下表給(gei)出了(le)“鄭州(zhou)”、“大(da)慶(qing)17”、“大(da)慶(qing)42”、“長虹”輪機(ji)(ji)(ji)(ji)艙(cang)內主(zhu)機(ji)(ji)(ji)(ji)增壓器(qi)和輔機(ji)(ji)(ji)(ji)區(qu)噪(zao)聲聲級記錄。從表中可(ke)以(yi)看出主(zhu)機(ji)(ji)(ji)(ji)增壓器(qi)和輔機(ji)(ji)(ji)(ji)區(qu)的(de)聲級均高(gao)(gao)于機(ji)(ji)(ji)(ji)艙(cang)。

船(chuan)(chuan)舶機(ji)(ji)艙另一個強噪聲聲源是空氣壓縮(suo)機(ji)(ji)。根據多條(tiao)船(chuan)(chuan)空壓機(ji)(ji)聲級實(shi)測記錄，一般A聲級為96～97dB，b、C聲級為98dB（B）、100～104dB（C）。在(zai)機(ji)(ji)艙其他聲源不變的情況下(xia)，開啟空壓機(ji)(ji)后(hou)，將使(shi)機(ji)(ji)艙噪聲升高1～3dB（A）。

四、船舶噪聲污染的控制

1．機艙噪聲控制

機(ji)(ji)(ji)(ji)艙(cang)是(shi)船舶(bo)動力裝置的集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)地，在以大型低速柴(chai)(chai)油機(ji)(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)主(zhu)(zhu)機(ji)(ji)(ji)(ji)的機(ji)(ji)(ji)(ji)艙(cang)里(li)，噪(zao)(zao)聲主(zhu)(zhu)要是(shi)空氣(qi)噪(zao)(zao)聲；以中(zhong)(zhong)(zhong)速柴(chai)(chai)油機(ji)(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)主(zhu)(zhu)機(ji)(ji)(ji)(ji)的機(ji)(ji)(ji)(ji)艙(cang)，其(qi)噪(zao)(zao)聲由強(qiang)度(du)(du)相當的空氣(qi)噪(zao)(zao)聲和結構噪(zao)(zao)聲混成；以高(gao)速柴(chai)(chai)油機(ji)(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)主(zhu)(zhu)機(ji)(ji)(ji)(ji)的機(ji)(ji)(ji)(ji)艙(cang)里(li)，則主(zhu)(zhu)要是(shi)結構噪(zao)(zao)聲。機(ji)(ji)(ji)(ji)艙(cang)中(zhong)(zhong)(zhong)平均噪(zao)(zao)聲數值大小可以測(ce)(ce)量出來，關于(yu)測(ce)(ce)量點(dian)的選擇要求是(shi)：根據機(ji)(ji)(ji)(ji)器的尺寸，將測(ce)(ce)量點(dian)置于(yu)機(ji)(ji)(ji)(ji)器周(zhou)圍2—3個高(gao)度(du)(du)點(dian)，并且距機(ji)(ji)(ji)(ji)器表面大約1 m，在機(ji)(ji)(ji)(ji)器左右兩側每個高(gao)度(du)(du)上的測(ce)(ce)量點(dian)數必須等于(yu)氣(qi)缸數的一半。

針(zhen)對(dui)不(bu)同機(ji)(ji)(ji)型的機(ji)(ji)(ji)艙，可(ke)(ke)以(yi)考慮對(dui)進排氣口、管壁的空氣噪(zao)聲(sheng)采(cai)用消聲(sheng)器和絕(jue)緣(yuan)層；對(dui)小(xiao)型機(ji)(ji)(ji)器可(ke)(ke)將其(qi)全部圍起來；對(dui)主機(ji)(ji)(ji)的結構噪(zao)聲(sheng)，一般通過減振支承(cheng)來減噪(zao)；在小(xiao)型高速主機(ji)(ji)(ji)上(shang)可(ke)(ke)采(cai)用彈性支承(cheng)，如(ru)橡膠(jiao)或(huo)特殊(shu)塑料等，將機(ji)(ji)(ji)器與船體(ti)隔開。

當今，二(er)沖程柴油機普遍采用定壓增壓方式(shi)，在氣缸廢(fei)氣出口和增壓器之間安裝一個(ge)大大的(de)廢(fei)氣總管，若(ruo)其安裝位置適當（比如(ru)靠近聲(sheng)源），則其會具備消聲(sheng)器的(de)作用，尤(you)其是減弱低頻(pin)的(de)廢(fei)氣噪聲(sheng)。

2．居住艙室噪聲控(kong)制

在(zai)一(yi)般情況(kuang)下(xia)，對居住(zhu)(zhu)艙(cang)(cang)室產生(sheng)影響的幾乎全部(bu)來自機艙(cang)(cang)的結構(gou)(gou)傳播噪聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)。因此，隔(ge)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)措施(shi)是解決(jue)居住(zhu)(zhu)艙(cang)(cang)室減噪的主要(yao)(yao)辦法，即切斷與(yu)有噪聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)源艙(cang)(cang)室結構(gou)(gou)體的聯系(xi)，如采取浮(fu)筑結構(gou)(gou)，在(zai)承重樓板與(yu)地(di)面之間夾一(yi)彈性墊層并(bing)把(ba)上下(xia)兩層完全隔(ge)開，不(bu)使地(di)面層與(yu)任何基層結構(gou)(gou)（包(bao)括墻體）有剛性連接。它對撞擊隔(ge)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)和空氣隔(ge)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)都(dou)非常(chang)有效，而且適(shi)宜于(yu)安靜要(yao)(yao)求較高的情況(kuang)。如果(guo)把(ba)居住(zhu)(zhu)艙(cang)(cang)室裝在(zai)隔(ge)振(zhen)支撐上，也非常(chang)有效，現在(zai)已有不(bu)少船舶(bo)采用。不(bu)過把(ba)居住(zhu)(zhu)艙(cang)(cang)室同機艙(cang)(cang)在(zai)結構(gou)(gou)上分隔(ge)開來，對中、高頻噪聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)有用，在(zai)低速機的船上作(zuo)用不(bu)大。

參考文獻
[1] 陳國鈞，曾凡明.現代艦船輪機工程.[M].長沙.國防科技大學出版社.2001：610~625.
[2] 錢耀南.船舶柴油機.[M].大連.大連海事大學出版社.2003.253~282.
[3] J w E彼得森.J Fr斯托姆.Noise Control in Ship6.[M].北京.國防工業出版社.1983:100~113.
[4] 靳曉雄，胡子谷.工程機械噪聲控(kong)制學(xue).[M].上(shang)海.同(tong)濟大學(xue)出(chu)版社.1997：92~l01.

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章