摘要：船舶舱室的噪声控制是一个复杂的工程声学问题，船上噪声源繁多，产生的噪声对各个舱室的影响也不尽相同。根据以往多个项目的经验，在舱室的噪声控制中，除了需要注意船上各设备的机械噪声通过空气辐射和结构传递对上建舱室噪声水平的影响外，空调通风管路噪声的影响往往也较为突出。
关键词：舱室；空调通风系统；噪声控制
引言
船舶将舱室空调通风管路安装在船体上，受船舶在海水中行驶干扰、外部环境大风干扰、其他振动干扰，存在振动频率与噪声较大的不足，影响相关人员正常休息，保护人员免受噪声的困扰。为此提出船舶舱室空调通风管路减振降噪方法研究。引入通风管路流体动力学，基于动力学分析，确定能够消除振动与噪声的最低衰减能量，完成减振降噪模型的构建。基于阻尼理论公式确定材料最小阻尼系和结构力，进行合理选材，优化包覆声学材料，采用流体学设计，实现船舶舱室空调通风管路减振降噪方法的研究。
1噪声控制研究现状
为船舶的设计、制造、检验和使用提供了噪声评价的依据，因此也对船舶空调通风系统的噪声控制提出了要求。国家军用规范在《舰船通用规范》中也对噪声指标进行了详细的规定，对不同功能舱室的噪声指标进行了分类。目前，国内外许多专家、学者都对如何控制空调通风系统的噪声进行了大量的研究。在空调通风系统噪声控制方面，当前的研究大多数集中在元器件的噪声级控制上，如压缩机、风机、管路系统的消声器等。压缩机、风机作为最主要的振动和噪声源，其振动和噪声的控制受到了很大的重视，多数研究在对压缩机、风机本身的结构部件进行改进，以此减少压缩机、风机的共振以及减少管路系统在某一频带的相应振幅。
2舱室空调通风管路噪声分析
噪声分析过程中，除了声源，传声途径、接收者也是不可或缺的重要因素，三者共同构成完整的噪声分析体系。通风系统的噪声源主要分为两部分:一部分与空调器、通风机有关，主要是空调等设备运行时发出的电磁噪声、机械噪声和空气动力噪声等，另外一部分则是气流在风管和设备内流动时直接产生的杂乱无规则的气动再生噪声;传声途径主要是风管，此外舱室内吸声材料的选择也影响着测量点的最终混响计算。
因此，舱室空调通风管路噪声的控制主要通过2种途径:①优化系统设计，降低声源处的噪声;②从噪声自声源传至接收者的途径着手，采用适当的措施来使接收处的噪声值得到控制，使之满足相关要求。
3空调风系统的消声降噪措施
3.1通风机装置的噪声传播控制
（1）通风机应布置在专用的通风机室内，该室应进行声学处理和隔声以降低辐射到周围的噪声。在必要情况下，可采取对噪声影响较大的部分设备加隔声罩的控制措施，如厨房区域、卧室和会议室所在舱室等；如果舱室某层通风设备众多，可以对该层及上层顶板喷吸音棉，对机房墙面贴双层石膏板架空、外加吸音棉加孔板;全艇性的大功率的通风设备，应安装在噪声要求较低的地方，如主机辅机机房等。
（2）通风机装置会引起底座的振动，此振动会以结构噪声的形式传递到附近的甲板和舱壁去。为了减小这种振动，通风机最好能与其驱动电动机安装在一个弹性支承的公共底座上，最重要的是，必须正确设计和安装弹性支承。目前舰船上普遍采用装设减振器或减震吊架来阻止振动噪声向艇体传播，而设备与管道采用柔性连接以避免噪声通过风管传播。如在通风装置底部铺设近30mm厚的橡胶垫并加设减震器、吊装设备全部采用减震吊杆等，值得注意的是，减震装置与设备重量等相关参数要相匹配，才能有效阻止设备沿结构传播振动噪声。
（3）利用反射抑制结构噪声的传播。结构噪声是指在结构中以波动形式传播的机械振动，并且由诸如舱壁、列板、板格等这些第二噪声源以空气噪声辐射出来。由于船舶结构主要材料是钢，它的内部阻尼很小，所以结构噪声传播时能量损失非常小。我们可以采取尽量使声能反射回声源的办法克服结构噪声的传播。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在传播途径中引入阻抗的改变，或者插入其它的煤质，或使传播途径上几何形状变化等都会引起这种反射。比如装设声阻抗与钢材不同的构件，使之“阻挡”结构噪声的传播，这些构件的声阻抗与钢材的相比差异越大，“阻挡”效果就越佳。在具有横向肋骨系统的船舶上，噪声向上部的传播就比沿船壳板向前传播来得容易，这是由于肋骨的声阻抗有变化而减小了噪声传播的缘故。
3.2通风系统噪声分析与策略
目前，舰船通风系统多采用集中送风全艇性空气调节系统和舱室独立式通风调节装置相结合的方式来实现舱内空气环境控制，其噪声来源主要是空气动力噪声和装置机械撞击、振动产生的空气声和固体声。其中，通风机装置运行的风噪和机器振动噪声，我们把它称为机器结构噪声，结构噪声可以通过通风管道传递到其它舱室单元中去，也可以通过装置底座传递给舰船固壳；气流在风管及进出风口内流动产生的噪声我们称之为再生噪声，再生噪声不仅在空气中传播，其同样可以引起管路振动形成机械振动并传递给舰船固壳。
由于舰船上机器设备庞杂，噪音来源多样，采用主动噪声控制技术是不合适的。针对舰船通风系统噪声环境特点，我们应该从被动控制技术的角度入手：一方面优化系统设计，从声源上降低噪声；另一方面采取吸声降噪或隔离等措施控制噪声传播，在一定程度上使噪声衰减至较低值。
3.3风管系统消声降噪
空调风管系统上的消声降噪措施主要以布置消声器及控制风速为主。消声器通常布置在空调器出口主风管上，以降低由主风管传出的空调器风机噪声，对于风管内的气流再生噪声，消声器的降噪效果不明显，主要还是通过降低风管风速和优化风管路布置，来降低气流再生噪声。
（1）选配消声器
需要注意的是，气流方向会引起消声器内噪声传播和衰减规律产生变化，对于不同消声原理的消声器，其影响也是不同的。
1)对于阻性消声器，气流方向对噪声的影响主要体现在改变声波的弯曲方向。当气流与声传播方向一致时，声波按折射原理向管壁弯曲，声波与吸声材料接触面增大，有利于消声降噪。反之，则不利于消声。
2)对于抗性消声器，气流方向对噪声的影响主要体现在改变声波波长。抗性消声器的声衰减系数随着气流方向与声传播方向间夹角大小的变化而变化，当夹角为零时，声衰减系数最小，抗性消声器消声效果最好。无论阻性还是抗性消声器，因为船上通风系统中气流速度都不是很大，气流对消声器性能的影响比较小(约1～2dB)，通常可以忽略。但在考虑消声器安装位置时还是应优先将其安装在流速较低的管段处，尽可能减小气流对消声性能的影响。
（2）风管风速
建筑暖通空调系统消声降噪设计时，还是以控制风管风速来避免气流再生噪声。工程设计中一般认为风速小于8m/s，则风管内的气流再生噪声即可不用考虑。由于船舶上空间十分有限，风管尺寸、风管流速不可能参照建筑标准来设计，但应尽量降低风管风速，尤其控制支管到末端的风管流速，能有限减少风系统的气流噪声。
结束语
空调通风系统的噪声控制是一个综合工程，涉及到系统设计、设备选型、现场安装施工及后期维护管理多个方面。而随着噪声控制技术的发展和新型的消声元器件、低噪声空调设备的面世，给舰船空调通风系统噪声控制带来了更多的选择和实现途径。舰船空调通风设计人员在完成温度、湿度、气流组织和空气品质方面研究和设计的基础上，做好空调噪声控制设计，才能充分提高舰员舱内工作和生活的环境质量，保障舰员战斗力，提高舰船隐身性和生命力。
参考文献
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[3]冯博,桂洪斌,杨群.船舶尾部舱室噪声预报及控制分析[J].舰船科学技术.2017(15)
论文作者:黄忠喜
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/12
标签：噪声论文; 风管论文; 舱室论文; 噪声控制论文; 气流论文; 消声器论文; 舰船论文; 《基层建设》2018年第29期论文;