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船舶杂讯按传播形式可以分为空气杂讯(Airborne Noise)和结构杂讯(Construction Noise)。空气杂讯是指杂讯源通过空气振动传递到接受位置的杂讯,比如说话声、汽笛声、雷声、鸟叫声。结构杂讯是指杂讯源通过结构振动传递到接受位置的杂讯,例如趴在铁轨上听到的火车行驶的杂讯。

区分清楚这两种杂讯对我们掌握船舶的杂讯分布有很大帮助。结构杂讯与空气杂讯不同,声源的振动先在结构中传播,传递到接受位置周围的结构时,引起空气振动形成杂讯,再传递到人耳。不管空气杂讯还是结构杂讯,最后总是通过空气传入人耳,不同的是声源振动的传播路径。

船舶大部分设备都集中布置在机舱,它们是最主要的杂讯源,包括主机、发电机、锅炉、空压机、风机等。燃油燃烧和机械运转都会产生空气杂讯,除此之外,设备运转的激励还会引起周围结构的振动。低频的振动会引起结构振动问题,高频的振动就会引起结构杂讯,通常情况下,结构振动产生的杂讯级远低于空气杂讯级。

设备产生的杂讯通过空气杂讯和结构杂讯的形式传播出去。对于空气杂讯,声波在空气中传播会遇到各种各样的障碍物,会发生反射、透射、衍射、散射等现象。机舱通常是一个相对封闭的处所,四周都有钢制围壁,由于空气和钢铁的振动特性差异很大,当声波遇到钢制舱壁时,绝大部分会被反射回来,因此机舱内的空气杂讯传递到机舱外的比例是较小的,对距离机舱较远的舱室杂讯影响很小。但是由于机舱杂讯级太大,通常在100dB(A)左右,即使传递出来的比例较小,对机舱附近的舱室影响还是比较大的,要知道100dB(A)的1%就是80dB(A),这个杂讯也不小。

船舶结构复杂,各类构件纵横交错,机械设备引起的振动很容易就通过基座、平台、舱壁就传递出去了,而且传播范围较广,通常在驾驶室,也能听到机舱传出的杂讯。距离机舱较远的舱室,空气杂讯几乎不可能「穿过」重重围壁传播过来,在这些舱室中,通常是结构杂讯占主导地位,杂讯水平也相对较低。而机舱处所的空气杂讯大部分被反射回来,空气杂讯占主导地位,杂讯水平通常较高。

常见的降噪措施可以分成三类:声源降噪、传播降噪、舱室降噪。

声源降噪

降低声源的杂讯级,可以极大地减少其它的降噪措施,特别是对于杂讯要求较高的客船,往往可以达到事半功倍的效果。常见降低声源杂讯级的措施有:

a. 选用低噪音设备,装配精良的设备往往杂讯级更低,虽然价格也会偏高一些,但是可以节约降噪的成本,在设计阶段可以综合考虑。

b. 消音器,为主机、发电机、锅炉、风机等设备的进排气系统配备消音器,可以极大地降低设备杂讯。

c. 弹性安装(Resilient Mounting),通常发电机可以采用弹性安装,一般用橡胶使发电机和基座隔离开,可以大幅度减少基座的振动,从而降低结构杂讯。采用弹性安装时,结构基座的静态刚度应比弹性支座的静态刚度大6倍以上,这样才能达到理想的降噪效果。采用弹性安装的设备,与其相连的管系需要采用弹性连接,避免振动通过管系传递。船舶主机转速较低,且与推进轴系相连,需要保持较大刚度,因此通常都是刚性安装。

传播降噪

隔声是限制杂讯传播最主要的措施,尽可能把高杂讯的设备集中布置在围闭的处所,采用隔声措施可以把杂讯限制在较小的空间范围,有效降低其它舱室的杂讯水平。另外,在机舱等高噪音的机器处所周围布置走道、储藏室等作为杂讯缓冲区,也可以起到隔声的效果。采用隔声措施时需要注意门、窗、以及船舶结构开孔的隔声,对这些细节的忽视会导致隔声效果大打折扣。这与我们的生活经验类似,门窗隔声性能的好坏对房间的安静程度影响极大,如果门窗没关严实留有缝隙(类似结构开孔)的话,房间的杂讯就会明显增加。

舱室降噪

对于杂讯可能超过规范要求的舱室,会有针对性地采取相应降噪措施,需要分析杂讯中的主导成分是结构杂讯还是空气杂讯,还要根据杂讯的频率特性采用具体降噪材料,常见的措施有:

a. 阻尼敷层,如果是结构杂讯较大,可以在舱室的地板、围壁、天花板上铺设阻尼材料,减小结构的振动,从而减小结构杂讯。

b. 浮动地板,降噪要求较高的舱室,可以采用浮动地板,对结构杂讯和空气杂讯都有较好的降噪效果。浮动地板是一个完整的舱室内壳,包括地板、围壁、天花板,都是和船体结构弹性连接,这样可以有效降低结构杂讯;另外,内壳具有良好的隔声性能,可以大大降低空气杂讯,综合起来降噪效果就十分明显。

c. 吸声,主要是采用吸声材料来较低空气杂讯。吸声材料主要是一些多孔材料,内部空隙彼此贯通,声波使空气在空隙间振荡抵消,转变为热能吸收掉,高频吸声效果较好。船舶上采用岩棉较多,价格低廉,便于安装,一般配合隔声使用,铺装在钢制围壁上,减少空气杂讯。另外,在大型客船的公共娱乐场所,会悬挂一些多孔的吸声体,既能有良好的吸声效果,同时可塑造优美的艺术环境。

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