论船舶噪声的控制提要船舶噪声对人体和环境的污染和危害已经得到世界各国和相关组织日益广泛的关注。

船舶噪声的污染源主要是由于船舶动力装置及其它辅助装置自身振动及吸排气引起的。

介绍了船舶的噪声源，以及传播的途径，提出应采取通过声源控制来降低船舶噪声级。

前言如今，噪声污染已经成为与空气污染和水污染并列的世界三大主要污染之一，它日益成为人们普遍关心的问题。

船舶环境，尤其机舱环境就存在较为严重的噪声污问题，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。

1970年国际劳工组织(ILO)在日内瓦召开的海事特别会议上通过了“关于船员、设备工作区有害噪声规定的建议”，建议各国政府制定限制船舶噪声的规则。

目前一些造船和航运国家都制定了船舶噪声标准，作为船舶特殊环境下的健康保护标准。

1船舶噪声概述1.1船舶噪声的度量描述噪声可采用两种方法：一是对噪声进行客观量度，即将噪声作为物理扰动，用描述声波客观特性的物理量来反映；二是对噪声进行主观评价，因为噪声涉及人耳的听觉特性，根据听者感觉的刺激来描述。

噪声的客观度量用声压、声强和声功率等物理量表示。

声压和声强反映了声场中声的强弱，声功率反映了声源辐射噪声的大小。

声压、声强和声功率等物理量的变化范围非常大，可以在六个数量级以上，同时由于人体听觉对声信号强弱刺激的反应不是线性的，而是成对数比例关系，所以实际应用中采用对数标度，以分贝（dB）为单位，即分别为声压级、声强级和声功率级等无量纲的量来度量噪声。

级是物理量相对比值的对数。

分贝是级的一种无量纲单位。

对于声强、声功率等反映功率和能量的物理量，分贝数等于两个量比值的常用对数乘以10 。

如两个声功率值分别为W1 和W2 ，则分贝数为n=101g(W1/W2)。

对于声压、质点振动速度等描述声场、电磁场等的物理量，分贝数等于两个量比值的常用对数乘以20 。

当两个声压值分别为P1 和P2 时，声压级为n=201g(P1/P2)。

采用级进行噪声计量，可以使数值变化缩小到适当范围，与人耳的感觉接近。

1.1.1声压、声压级由于声波的存在而产生的压力增值即为声压，单位是帕（Pa）。

长期沿用的微巴（µbar）也是声压单位，两者关系为 1 帕=10 微巴。

声波在空气中传播时形成压缩和稀疏交替变化，所以压力增值是正负交替变化的。

但通常所讲的声压是取均方根值，叫有效声压，故实际上总是正值。

表一声压和相应的声压级1.1.2声功率、声功率级声功率是指单位时间内声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。

在噪声检测中，声功率是指声源总声功率，单位是“瓦”，记作W。

【1】奚旦立.噪声监测系统. 环境监测卷(环境工程手册) 1998 :176-179 (7-4)1.1.3响度级根据人耳的听觉特性人耳感觉到的声音轻响程度并不仅仅取决于声压级的大小而是声压级与频率的综合结果通常声压级相同而频率不同的声音人听起来往往是不一样的同一声压级的高频声人听起来比低频声响所以在表征一个声音的大小或者研究噪声标准时还必须考虑声音的频率特性为此在声学中又引出一个所谓响度级LL的概念响度级是表征声音响度大小的相对量单位为phon2船舶噪声源船舶的动力机械和辅助机械在运行时发出的令人不舒适的声音。

船舶噪声关系到行船的安全，例如船桥上噪声级过高会影响指挥，声呐导流罩内噪声过高会严重影响声呐设备的正常工作并干扰声呐对水下目标（暗礁、沉船、潜艇等）的探测。

动力装置的噪声主要包括主机、柴油发电机组、齿轮箱及主辅机的排气管产生的噪声。

它是船上最强的噪声源，该噪声的强弱决定了柴油机船的噪声级。

它既有进排气系统空气动力噪声，又有运动部件的撞击和主机本身不平衡而产生振动所造成的机械噪声。

它是船上最强的噪声源，该噪声的强弱决定了柴油机船的噪声级。

2.1动力装置的噪声2.1.1空气动力噪声2.1.1.1由主机进气流动产生的噪声例如功率为5000Kw、燃油消耗率为2009／(Kw．h)的柴油机，当其过量空气系数为2 时，每秒所需空气量约为8Kg，在标准状况下为6．2m3／S，如果进气管直径为0．35m，则其平均流速可达64m／s，再考虑到各缸的进气必然存在间断性和不均匀性，于是在进气管中就会出现空气动力噪声并向四周传播，形成空气动力噪声场。

2.1.1.2排气噪声排气噪声主要有排气压力脉动噪声、气流通过气阀等处发生的涡流声、由于边界层气流扰动发生的噪声和排气出口喷流噪声。

在多缸柴油机排气噪声的频谱分析中，低频处有一明显的噪声峰值，即低频噪声。

这是由于柴油机每一缸气阀开启时，缸内燃气突然高速喷出，气流冲击到排气阀后面的气体上，使其产生压力巨变而形成压力波，从而激发噪声。

由于各缸排气阀是在指定的相位上周期性进行，因而这是一种周期性的噪声。

柴油机的排气管中还存在气柱的共振噪声，气流喷射噪声、气流与气道壁形成涡流噪声也包含多种频率成分，一旦与共振频率吻合便会激发噪声。

另外排气系统中气体的共振在主机与烟囱之间的排气管中形成强烈的压力脉动(驻波)，除了引起涡轮鼓风机和排气管系统的振动外，还可在船舶烟囱附近产生振动，在这种情况下，人们会感到噪声如一种遍布全身的“压力”。

在桥楼产生高噪声级的噪声源，最常见的就是这种排气噪声。

2.1.1.3来自增压器气流的噪声对废气涡轮增压器来讲，空气与压气机叶片之间的相对速度很大，在叶片附近必然会出现大量涡流，在形成强烈而尖厉的振动而发出噪声。

2.1.2柴油机的燃烧噪声柴油机的燃油喷人缸内发火燃烧的初期(相当于速燃期)，缸内压力上升速度非常快，形成很高的压力波动．由火焰中心向四周传播，形成燃烧噪声场。

柴油机在较高负荷区工作时发出的低沉噪声就是它产生的，但由于缸套的隔离，噪声级并不太高。

该压力波传至缸套时还将引起缸套振动而伴发噪声，但已属于机械噪声。

2.1.3金属撞击和摩擦噪声柴油机的配气机构之间、气阀和阀座之间、高压油泵的滚轮和柱塞之间、喷油器的针阀和针阀体之间、活塞金属撞击和摩擦噪声，这些噪声大都属于高频域。

当气阀间隙偏大或凸轮形状磨损较多时，噪声级也可达到较高的程度。

2.2螺旋桨噪声主要有旋转噪声和空化噪声（当桨叶表面的水分子压力降低到水的汽化压力以下时，产生汽泡，汽泡上升后破裂）。

旋转噪声是螺旋桨在不均匀流场中工作引起干扰力（其频率主要决定于桨轴转速乘桨叶数，常称为叶频）和螺旋桨的机械不平衡引起的干扰力（其频率为桨轴转速，常称为轴频）所产生的噪声。

螺旋桨出现空化现象以后，船舶水下噪声主要决定于螺旋桨噪声。

出现空化时的航速称为临界航速。

空化噪声具有连续谱的特征，空化噪声特性与桨叶片形状、桨叶面积、叶距分布等因素有关。

在一定转速下，随着螺旋桨叶片旋转产生的涡旋的频率与桨叶固有频率相近时，产生桨鸣。

2.3水动力噪声主要是由于高速海流的不规则起伏作用于船体，激起船体的局部振动并向周围媒质（空气、水）辐射的噪声。

此外，还有船下附着的空气泡撞击声呐导流罩，湍流中变化的压力引起壳板振动所辐射的噪声（声呐导流罩内的噪声一部分就是因此产生的）等等。

2.4辅助机械噪声辅助机械一般功率较小，噪声的强度相对说来也较低。

辅助机械包括各种舱室机械如水泵、油泵、风机、锅炉等，甲板机械如货物装卸设备、锚绞设备以及各种挖泥机等工作机构等。

锅炉噪声主要在燃烧室附近较明显，自然通风时空气卷入火焰及可燃物小团粒随机爆裂；人工通风时通风机是主要的噪声源。

液压系统的噪声，可来自液体动力引起的冲击力、脉动、气穴声和机械振动及管道、油箱的共呜声等。

空调通风系统也是船舶舱室主要噪声源之一。

但是，如果泵和风机等设备安装在临近驾驶室或客舱附近而不采取防噪措施，也容易造成严重的噪声干扰。

3船舶噪声控制任何声学系统的主要环节是声源、传输途经和受者。

它们之间既有正作用，也有反作用。

例如一个机器装在屋角，声功率输出就会加大；一个报告人面对听者增多时就会自动提高嗓门等等。

因此，情况比较复杂。

控制噪声就应当从声源控制、途径控制和受者保护三方面着手。

具体采取哪一种或哪几种措施，则应从经济、技术及满足要求等方面综合考虑决定。

3.1声源控制噪声声源控制噪声是噪声控制中最根本和最有效的手段，研究发声机理、限制噪声的发生成了近年来最受重视的问题。

例如改进机器的动平衡，隔离声源的振动部分，使用阻尼材料，改进润滑或改变共振频率，破坏共振等，对气流噪声和撞击噪声的研究，近年也颇有进展。

3.2传输途径控制传输途径中的控制是最常用的办法，因为一旦机器设计制造和安装完毕，再从生源上控制噪声就受到限制，在传输途径中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。

在工厂设计及船舶上层建筑布置中，合理布置可对降低噪声干扰起到重要作用，船舶居住舱室应与机舱等噪声源尽量隔离。

使用机罩、消声器等从接近声源处降低噪声，用不同材料使传输途径不连续以控制结构噪声等，都是行之有效的好办法。

目前对空气噪声一般采取消声、隔声和吸声处理；而对结构噪声的主要隔声措施是减振、隔振等。

3.2.1吸声处理利用吸声材料和吸声结构来降低室内噪声的降噪技术称为吸声。

材料的吸声性能常用吸声系数表示，它是指声波入射到材料表面时，被材料吸收的声能与入射声能之比，用a表示。

一般材料的吸声系数在0.01一1．00之间。

只有当吸声系数a＞0.2的材料才能称为吸声材料。

多孔吸声材料的吸声效果最好，被普遍采用，它分纤维型、泡沫型和颗粒型三种，纤维型多孔吸声材料有玻璃纤维、矿渣棉、毛毡、甘蔗纤维、木丝板等。

泡沫型吸声材料有聚氨基甲酯酸泡沫塑料。

颗粒型吸声材料有膨胀珍珠岩和微引，吸声砖等。

应当注意，吸声材料只吸收反射声，而对声源直接发出的直达声是毫无吸声效果的，因此，当原来房间的吸声效能较高时，如果还用吸声处理来降噪、就不会达到预期的的效果。

吸声处理的方法只是在房间不大或原来吸声效果较差的场合才能发挥其减噪作用。

3.2.2隔声处理利用墙板、门窗、隔声罩等隔声构件将噪声源与受者分隔开来，使噪声在传播途径中受阻以减弱噪声的传递，这种方法称作隔声。

它是有效而又应用十分广泛的办法。

按噪声传递方式可分为空气传声(简称空气声)和固体传声(简称固体声)或结构传声两种。

空气声指声源直接激发空气振动而产生的声波，并借助空气介质直接传入人耳。

固体声是指生源直接激发固体构件振动而发出的声音。

固体构件的振动(如锤击地面)以弹性波的形式在墙壁及楼板等构件中传播。

在传播中向周围空气辐射发出声波。

实际上，声音的传播往往是空气传声和固体传声两者的组合。

对于实心的均匀墙体，其隔声能力决定于墙壁的单位面积重量，其值越大，隔声性能越好。

隔声罩是抑制机械噪声的较好办法，隔声罩由罩板阻尼涂料和吸声层构成。