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船舶雜訊按傳播形式可以分為空氣雜訊(Airborne Noise)和結構雜訊(Construction Noise)。空氣雜訊是指雜訊源通過空氣振動傳遞到接受位置的雜訊,比如說話聲、汽笛聲、雷聲、鳥叫聲。結構雜訊是指雜訊源通過結構振動傳遞到接受位置的雜訊,例如趴在鐵軌上聽到的火車行駛的雜訊。

區分清楚這兩種雜訊對我們掌握船舶的雜訊分佈有很大幫助。結構雜訊與空氣雜訊不同,聲源的振動先在結構中傳播,傳遞到接受位置周圍的結構時,引起空氣振動形成雜訊,再傳遞到人耳。不管空氣雜訊還是結構雜訊,最後總是通過空氣傳入人耳,不同的是聲源振動的傳播路徑。

船舶大部分設備都集中佈置在機艙,它們是最主要的雜訊源,包括主機、發電機、鍋爐、空壓機、風機等。燃油燃燒和機械運轉都會產生空氣雜訊,除此之外,設備運轉的激勵還會引起周圍結構的振動。低頻的振動會引起結構振動問題,高頻的振動就會引起結構雜訊,通常情況下,結構振動產生的雜訊級遠低於空氣雜訊級。

設備產生的雜訊通過空氣雜訊和結構雜訊的形式傳播出去。對於空氣雜訊,聲波在空氣中傳播會遇到各種各樣的障礙物,會發生反射、透射、衍射、散射等現象。機艙通常是一個相對封閉的處所,四周都有鋼製圍壁,由於空氣和鋼鐵的振動特性差異很大,當聲波遇到鋼製艙壁時,絕大部分會被反射回來,因此機艙內的空氣雜訊傳遞到機艙外的比例是較小的,對距離機艙較遠的艙室雜訊影響很小。但是由於機艙雜訊級太大,通常在100dB(A)左右,即使傳遞出來的比例較小,對機艙附近的艙室影響還是比較大的,要知道100dB(A)的1%就是80dB(A),這個雜訊也不小。

船舶結構複雜,各類構件縱橫交錯,機械設備引起的振動很容易就通過基座、平臺、艙壁就傳遞出去了,而且傳播範圍較廣,通常在駕駛室,也能聽到機艙傳出的雜訊。距離機艙較遠的艙室,空氣雜訊幾乎不可能「穿過」重重圍壁傳播過來,在這些艙室中,通常是結構雜訊佔主導地位,雜訊水平也相對較低。而機艙處所的空氣雜訊大部分被反射回來,空氣雜訊佔主導地位,雜訊水平通常較高。

常見的降噪措施可以分成三類:聲源降噪、傳播降噪、艙室降噪。

聲源降噪

降低聲源的雜訊級,可以極大地減少其它的降噪措施,特別是對於雜訊要求較高的客船,往往可以達到事半功倍的效果。常見降低聲源雜訊級的措施有:

a. 選用低噪音設備,裝配精良的設備往往雜訊級更低,雖然價格也會偏高一些,但是可以節約降噪的成本,在設計階段可以綜合考慮。

b. 消音器,為主機、發電機、鍋爐、風機等設備的進排氣系統配備消音器,可以極大地降低設備雜訊。

c. 彈性安裝(Resilient Mounting),通常發電機可以採用彈性安裝,一般用橡膠使發電機和基座隔離開,可以大幅度減少基座的振動,從而降低結構雜訊。採用彈性安裝時,結構基座的靜態剛度應比彈性支座的靜態剛度大6倍以上,這樣才能達到理想的降噪效果。採用彈性安裝的設備,與其相連的管系需要採用彈性連接,避免振動通過管系傳遞。船舶主機轉速較低,且與推進軸系相連,需要保持較大剛度,因此通常都是剛性安裝。

傳播降噪

隔聲是限制雜訊傳播最主要的措施,儘可能把高雜訊的設備集中佈置在圍閉的處所,採用隔聲措施可以把雜訊限制在較小的空間範圍,有效降低其它艙室的雜訊水平。另外,在機艙等高噪音的機器處所周圍佈置走道、儲藏室等作為雜訊緩衝區,也可以起到隔聲的效果。採用隔聲措施時需要注意門、窗、以及船舶結構開孔的隔聲,對這些細節的忽視會導致隔聲效果大打折扣。這與我們的生活經驗類似,門窗隔聲性能的好壞對房間的安靜程度影響極大,如果門窗沒關嚴實留有縫隙(類似結構開孔)的話,房間的雜訊就會明顯增加。

艙室降噪

對於雜訊可能超過規範要求的艙室,會有針對性地採取相應降噪措施,需要分析雜訊中的主導成分是結構雜訊還是空氣雜訊,還要根據雜訊的頻率特性採用具體降噪材料,常見的措施有:

a. 阻尼敷層,如果是結構雜訊較大,可以在艙室的地板、圍壁、天花板上鋪設阻尼材料,減小結構的振動,從而減小結構雜訊。

b. 浮動地板,降噪要求較高的艙室,可以採用浮動地板,對結構雜訊和空氣雜訊都有較好的降噪效果。浮動地板是一個完整的艙室內殼,包括地板、圍壁、天花板,都是和船體結構彈性連接,這樣可以有效降低結構雜訊;另外,內殼具有良好的隔聲性能,可以大大降低空氣雜訊,綜合起來降噪效果就十分明顯。

c. 吸聲,主要是採用吸聲材料來較低空氣雜訊。吸聲材料主要是一些多孔材料,內部空隙彼此貫通,聲波使空氣在空隙間振蕩抵消,轉變為熱能吸收掉,高頻吸聲效果較好。船舶上採用岩棉較多,價格低廉,便於安裝,一般配合隔聲使用,鋪裝在鋼製圍壁上,減少空氣雜訊。另外,在大型客船的公共娛樂場所,會懸掛一些多孔的吸聲體,既能有良好的吸聲效果,同時可塑造優美的藝術環境。

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