4 350标准箱集装箱船局部噪声控制初探

吴 忠

（泰州口岸船舶有限公司 泰州225321）

4 350标准箱集装箱船局部噪声控制初探

吴 忠

（泰州口岸船舶有限公司 泰州225321）

船舶噪声不仅影响船员的身体健康，而且影响船舶性能。国际海事组织发布《船上噪声等级规则》，该规则对船舶噪声提出更高、更严的要求。本文以4 350标准箱高速集装箱船为研究对象，对不符合噪声要求的区域提出改进措施，通过实船测量验证该船噪声等级已符合新规范要求。其改进措施可供其他船舶参考。

集装箱船；控制措施；噪声标准；噪声预测

引 言

船舶噪声危害甚大，不仅会对船舶性能产生不良影响，甚至会影响船员的身心健康。因此，国际海事组织（IMO）海上委员会（MSC）在2014年7月1日强制生效《船上噪声等级规则》中，对船舶各个不同区域的噪声提出了更加严格的要求，主要集中体现在船员的工作和生活场所［1］。船厂在船舶设计和建造时，采用多种方法来减少船舶的噪声影响。本文以4 350 标准箱集装箱船为例，根据经验和相关软件计算其噪声的理论值，对不符合要求的区域进行局部优化，通过船舶实际试航时的噪声测量值来检验其优化措施的有效性。

1 船舶概述

根据4 350 标准箱集装箱船的总布置图可知其主要参数：总长228 m、型宽37.30 m、型深19.50 m、设计吃水11.50 m、设计航速20.2 kn，入GL船级社，上建区域共9层甲板室，如下页图1所示。主机类型为MAN B&W 7G70ME-B9.2TII，设计功率为25 480 kW×83 r/min（MCR），主机安装在FR49-FR60之间。发电机类型为9H21/32，数量2台，功率1 980 kW×900 r/min（MCR），安装在机舱下平台FR43-FR51肋位之间，主发类型是8H21/32，功率为1 760 kW×900 r/min（MCR），安装在机舱下平台FR58-FR66之间。桨叶的直径为8.2 m，桨叶数量为5片，在主机功率25 480 kW下，转速为83 r/min，桨安装在FR7处。

2 噪声理论计算与分析

2.1 船舶噪声

船上各个噪声源产生的空气噪声和结构噪声决定船舶噪声的声级。结构噪声是指振源频率在20～16 000 Hz范围内的振动，通过钢结构传播到船上各个处所，比如地板、舱壁、装潢板、天花板和窗户等，进而辐射能被人耳所听见的噪声［2］。结构噪声的传播介质是船体钢结构，空气噪声的传播介质是空气。

噪声评估是基于经验和统计学的方法，根据已建成的相似船舶经验数据，把甲板层数与主要声源的距离作为最重要参数，评估分析结果将以统计平均值的方法表示［3］。

2.2 计算基本假设

船舶噪声级评估基础为：主要噪声源、船舶设计和营运条件的假定［4］。因此，评估值的准确程度将极大地依赖这些假定条件的准确性，主要假设如下：

（1）主机刚性安装在基座上，给出振源强度（基座上的振动速度）的平均量级。

（2）发电机通过隔振器弹性安装。

（3）排气管系被弹性安装固定。

（4）所有机器应当正确安装、平稳运营，符合厂家提供的安装运营的正常标准。

（5）螺旋桨仅产生中等级别的振动，即螺旋桨产生的振动在正常范围以内。

（6）低频振动产生的次要噪声，例如装潢板、门、家具、灯具紧固件等产生的咔嗒声等，在评估时不会被考虑进去。

（7）不考虑外部声源比如风、浪等产生的噪声。

（8）不考虑空压机、泵等产生的噪声。

2.3 预报计算结果

噪声级评估时的船上运行状态为：主机和螺旋桨在MCR工况下运行，柴油发电机仅有一台在运行。根据设计单位提供的噪声预报，结果如表1所示。

表1 噪声预报结果

计算预报结果显示4 350标准箱集装箱船上甲板办公室、A甲板餐厅、B甲板医疗室、C甲板船员房间噪声超标。

3 改进措施

为改善4 350标准箱集装箱船舱室噪声超标问题，使其满足新生效的《船上噪声等级规则》，根据噪声预报并结合本船的实际布置情况，对预报噪声超标的舱室提出以下改进措施［5］。

3.1 上甲板办公室改善措施

办公室噪声预报值为59～62 dB，超标2 dB，主要原因是办公室舱壁与机舱围壁相连。改善措施为：

（2）将甲板办公室的围壁上绝缘材料厚度由250 mm提高到400 mm；同时将办公室围壁改成吸音板。

3.2 A甲板改善措施

餐厅噪声预报值为59～62 dB，超标2 dB，主要原因是餐厅受到机舱风机的影响，如图2所示。

改进措施如下：

（1）风机室围壁涂抹IPN阻尼涂料。IPN阻尼涂料由2 mm厚阻尼层和10 mm厚约束层组成，IPN阻尼涂料是以聚醚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络（IPN）为阻尼层，以无溶剂环氧树脂固化体系为约束层的复合型高性能阻尼涂料。

（2）风机安装改成弹性安装，同时加厚橡胶垫片。

（3）风机外围包绝缘材料。此方法可以降低风机噪声约10 dB（实验室数据）。

（4）风机室百叶窗扩大，以改善进流面积，减少风噪。

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（5）餐厅玻璃改成厚度为58 mm的中空双层隔音玻璃。

（6）适当增加风机机座的尺寸和刚性，可有效降低机座的振动幅度。

3.3 B甲板改进措施

医疗室噪声预报值为57～59 dB，超标4 dB，主要原因是医疗室受到机舱风机噪声的影响。考虑到已对风机采取了3.2节所述措施，因此对医疗室采取以下改进措施：

（1）窗户玻璃改成厚度为58 mm的中空双层隔音玻璃。

（2）舱室门采用高性能隔音门。

（3）对医疗室的地面采用有明显减振、降噪效果的浮动地板敷料，其结构如图3所示。

浮动地板敷料的降噪原理主要是考虑到噪声是通过固体结构进行传播的，房间的噪声主要来自于大面积板的振动，特别在其共振时更为严重。为控制这种大面积板的振动，可以在薄的钢板上紧紧贴上或喷涂一层内摩擦阻力大的粘弹性高阻尼材料（以粘弹性高分子涂料配制成的阻尼浆称为减振阻尼），这是噪声与振动控制的重要手段之一。

3.4 C甲板改进措施

船员房间预报值为54～56 dB，超标1 dB，主要原因是船员房间离空调机间太近。改进措施如下：

（1）将空调机间的门向船中移动1 430 mm。

（2）船员房间的门向舷边适当移动。

（3）将空调机室的前壁增加隔音绝缘。

4 实船噪声测量

实船测量结果如表2所示。

表2 实船噪声测试结果

实船噪声测量时应选用经计量部门认可的噪声仪，在舱室内测量时噪声仪应在距地板1.2 m位置进行测量，测量时需要船级社、船东和船厂三方在场确认。

实船噪声测试结果显示：对上甲板、A甲板、B甲板、C甲板的部分围壁以及风机采取降噪措施后，噪声分贝降低（上甲板办公室降低约6 dB，A甲板餐厅降低约6 dB，B甲板医疗室降低约4.8 dB，C甲板船员房间降低约5 dB）。噪声测试结果显示本船完全满足IMO规范的要求。

经过实船试验，4 350标准箱集装箱船满足GL船级社要求，获得其认可证书。

5 结 论

本文对4 350标准箱集装箱船的噪声状况进行了研究与分析，并对不符合噪声要求的区域提出改进措施。结果显示，改进后实船满足IMO噪声规范要求，并得出主要结论如下：

（1）在船舶设计阶段对船舶噪声进行预报对后期船舶设计改进具有指导意义。

（2）风机室、空调间设计时其位置尽量远离居住室，并对其围壁、百叶窗进行处理；此外，对相关设备采用弹性安装，也可降低噪声等级。

（3）通过适当改进船体结构可有效降低舱室内噪声值。

（4）使用新型阻尼涂料和阻尼器可以降低舱室噪声等级。

［1］IMO. （IMO）A-468（XII）-1982 Code on Noise Levels on Board Ship ［S］. 2014：7-9.

［2］李政，车驰东. 基于半经验法的船舶舱室噪声实用预报方法［J］， 船舶，2016（2）：43-49.

［3］王之程，陆宗岐，于沨，等. 舰船噪声测量与分析［M］.北京：国防工业出版社， 2004.

［4］朱石坚. 船舶减振降噪技术与工程设计［M］. 北京：科学出版社， 2002.

［5］王昕鞾，刘晓明，夏侯命胜. 深水半潜式生产平台噪声预报研究［J］. 船舶，2015（5）：78-86.

Preliminary study on noise control for 4 350 TEU container vessel

WU Zhong
(Taizhou Kouan Shipbuilding Co., Ltd., Taizhou 225321, China)

Ship noise in fl uences not only the health of the crew but also the performance of the ship. The IMO resolution "Code on Noise Level on Board Ships" has the higher and stricter requirements of the ship noise. This paper presents the correction actions aiming at the areas of a 4 350 TEU container vessel, which di ff er from the noise requirements. The full-scale ship trial measurement reveals that the noise level can meet the requirements of the new code, therefore the correction actions can provide references for other ships.

container vessel; control method; noise standard; noise prediction

U661.44

A

1001-9855（2017）01-0051-04

2016-05-01；

2016-06-04

吴 忠（1977-）,男，工程师。研究方向：船体结构设计。

10.19423/j.cnki.31-1561/u.2017.01.051