船舶噪声污染与控制

1、目录1、绪论 11.1 内河运输的发展情况 1.1.2 内河航运船舶特点以及噪音污染现状 1.2、船舶噪声概述 2.2.1 船舶噪声分类及其特性 2.2.2 大型船舶与内河小型船舶的噪音污染情况对比 3.2.3 船舶噪声传递途径 4.3、船舶噪声对生物的影响 4.4、船舶噪声的控制 4.4.1 声源控制是噪声控制中最根本和最有效的手段 4.4.2 传递途径中的控制是最常用的方法 5.4.2.1 用吸声、隔声等工艺来降低船舶噪音 5.4.2.2 用绿化来降低船舶噪音 5.4.3 接收器噪声防护设备提供的被动保护也是重要手段 65、建议与总结 6.参考文献 70船舶噪音摘 要：船舶噪声是一种污染，

2、 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。 本文通过对我国内河船舶噪声污染现状的探讨， 试从船舶噪声的特性 和传播途径分析，提出控制船舶噪声的措施。关键词 ：船舶噪声；特性；分析；控制措施1、绪论1.1 内河运输的发展情况 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。 今年来， 各国的运输业都在进一步降低运 费和能耗而努力。 内河运输以其量大廉价的优势受到人们的重视。 随着运输经济 的迅速发展， 现代化的内河已经不再遵循 “尽多、尽快”的运输原则，而是以“最 大运量和最低运价” 为目标。这以前提对目前的运输战略

3、决策产生了决定性的影 响。由于各国水路运输的自然条件差异和其他制约因素， 各国内河水运所占地位 及在总运输量占有的比重也各不相同。 其中，中国被公认为是目前内河航运业四 大中心之一，虽然其相对比例看起来很少，但是其中包含的运货量却相当的大。 为了适应国民经济的快速发展的需要， 我国今年来大力发展内河航运， 取得了长 足的进展。 尤其是随着西部大开发战略的实施， 内河水运将临近一个新的发展高 峰。但是，内河水运的蓬勃发展也必然会带来一系列的相关问题。 其中船舶的噪 声污染已经越来越严重， 必须予以足够的重视。 对于船舶， 船舶噪器噪声不仅影 响船内各种仪器、设备的正常使用，而且还会影响船舶的安全

4、性、隐蔽性、可用 性和居住性等。 为此， 船舶在设计时必须注意采取控制噪声的措施， 对于已建成 的船舶，如不能满足标准要求，也需要采取必要的降噪措施。1.2 内河航运船舶特点以及噪音污染现状我国约有内河船舶 25 万艘、 2000 万载重吨，但运力分布不均匀，例如长江 水系运力过剩约 30%从船型方面来看内河船舶平均吨位小机型庞杂设备简陋技 术落后，造成对环境的污染 ,包括噪音污染。由于经济发展和内河航道条件的原因 ,我国内河船舶大多集中在经济较为 发达、人口集中的东部水网地区营运 ,而这些地区的航道又常常穿越两岸居民密 集的城镇。川流不息的内河小型机动船舶构成众多流动噪声污染源 ,s19s

5、型柴油 机运转时所发出的轰鸣声在城市附近、 河道狭窄地段非常刺耳。 强烈的噪声使人 易于疲劳 ,甚至危及人体健康。按照国家标准 , 交通干线两侧居民区执行四类噪声标准 ,昼间噪声应小于 70dB,夜间应小于55dB。但实际上很难在航道两侧 200米范围内达到上述标准, 不仅两岸居民深受其害 ,而且影响船员的工作、生活、身体健康。随着人们环保 意识的增强 ,对内河船舶噪声的投诉日益增多 ,人们强烈要求治理内河船舶的噪声 污染。为防止内河船舶噪声对沿岸居民的干扰 ,我国曾采取了许多办法 ,譬如给船 舶的排气管安装消声器 ,但收效不大。一些受船舶噪音污染严重的地区只好采取 限制部分船舶航行的办法。

6、例如现在杭州市对一些内河小型船舶采取夜间禁止通 过市区航道 ;嘉兴采取另辟绕城航道 ,限止大噪音内河船舶通过城区 ;湖州也计划 采取定时限止部分船舶驶人城区来控制噪声。由此可见 ,内河小型船舶的噪音污 染问题已经到来相当严重的地步。2、船舶噪声概述2.1 船舶噪声分类及其特性船上的柴油机、汽轮机、锅炉、齿轮、鼓风机、泵、通风机、压缩机和螺 旋桨等，各种运转着的机械设备装置系统内流动着的流体工质， 因振动、撞击和 气流扰动等成为舶噪音源， 其中主机、 辅机和螺旋桨是三个主要噪声源。 船舶噪 声发生场所分为动力装置噪声、 结构激振噪声、 辅助机械噪声、 螺旋噪声和船 体振动噪声等。 船舶噪声有噪声

7、源多、 声功率大、频谱宽和低、 中频为主等特点。 (1)动力装置的噪声。动力装置的噪声主要包主机、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 而产生振动所造成的机械噪声。 (2)结构激振噪声。机器内部的激能量经机 架被传递到基座法兰(或地脚螺栓)又通过船舶双层底，向船体，船体开始振动 产生噪声。 这些产生噪声的激振能量， 源自机器燃烧过程和活塞往复运动引发的 脉冲振动。振动的 能量取决 振动的振 幅和频率， 而且当 在 宽频带范围 内(0.8-20HZ)的振动，

8、还会辐射出二次噪声。(3)辅助机械噪声。辅助机械噪声主 要包括各种舱室机械和甲板机械工作产生的噪声。 这种噪声主要有锅炉燃烧、 通 风机通风、液压系统液压冲击和空调系统等产生。(4)螺旋桨噪声。螺旋桨噪声的强度较主辅机噪声的强度要弱，影响范围也主要限于尾部舱室 其噪声性质可 分为两种：一是低频噪声， 由浆叶和流体相互作用的流体动力效应及水流冲击尾 柱而引起的；另一种是“空泡”引起的叶片振动而产生的高频噪声。(5)船体振动噪声。船体振动的噪声是由主辅机及螺旋桨的扰动和各种机械及波浪的冲击引 起的振动而产生2.2 大型船舶与内河小型船舶的噪音污染情况对比 随着船舶吨位、船速及主机功率的不断加大 ,

9、船舶的振动和噪声问题更显得 日益突出。对于内河船舶而言 ,由于:(1) 螺旋桨叶梢离船壳板的间隙较小 ,因而螺 旋桨脉动压力较大 ;(2)船体刚度较差 ,机舱大开口 ;(3)船舶多以高速柴油机为主机 ; 再加上施工建造质量及航道条件的影响 ,因而使内河船舶的振动及噪声更为严 重。机动船舶是在水上运动的弹性体 ,只要螺旋桨和主机工作 ,总是会引起船体不 同程度的振动 ,而船舶的噪声则是伴随着振动而产生。目前内河船舶的振动主要 是局部强迫振动 ,主要分为三个类型 :螺旋桨引起的振动、 柴油机引起的振动、 船体刚度差引起的振动。就船舶而言 ,凡有运动部件 ,或有空气压力扰动 ,各种机械设备都可能成为

10、噪 音源 ,而船体又是一个传播声能的良好导体。主机功率越大、转速越高、设备约 多,船舶的噪声就越大。而内河船舶的设备相对较少，主要的噪声源是主机。但 由于主机普遍采用小马力高速机 ,此类柴油机噪声极大 ,加上船体结构较单薄 ,门 窗又多,隔声性能很差 ,故舱室噪声较其它类型船舶要大。大型船舶与内河小型船舶噪音状况的统计比较。从表中数据来看,主机采用 中高速柴油机的小型船舶，机舱平均噪声大多数超过105dB(A)。目前世界各国船 舶噪声标准大致为：有操纵室的机舱噪声容许值为100-110dB(A),无操纵室的机舱 噪声容许值为85-90dB(A),居住区为50-60dB(A)。而由表1可见:大型

11、船舶由于机 舱宽大,机舱噪声情况要好些 ,但小型船舶 ,几乎各个舱室的噪音都超标。2.3 船舶噪声传递途径 噪声源产生的噪声通过空气介质和船体结构两种途径传递， 以空气噪声和结 构噪声两种方式传播 一个噪声源，既能通过噪声源直接激发空气振动，以空气 噪声方式通过舱壁、甲板、天花板，沿着通风道，经过网孔、舱口、窗、非密门 等传播；也能通过噪声源处承受各种机械力的基座或各种非支撑性的撑件产生振 动，以结构噪声方式传播。结构振动以弹性波形式在基座 -船体结构 -舱室的外围 结构中传播，在传播中辐射空气噪声 声源舱室内的噪声， 几乎全由空气噪声决； 距离声源稍远的居住舱室内的噪声则全由结构噪声决定。

12、对较大型的船舶， 机舱 和螺旋桨产生的结构噪声远比空气噪声对船上居住舱室的影响严重；对小型船 舶，空气噪声的影响是主要的。3、船舶噪声对生物的影响人为活动噪声能影响鲸、鸟类和鱼类的日常行为、摄食和生态学过程,研究表明 ,长期暴露于噪声等应激状态下会导致生物体处于一种异平衡负荷 ,生物体适 应异平衡付出的代价是造成能量的消耗 ,进而造成机体各项机能的下降。噪声轻 者可致捕食、种间交流和洄游等能力下降 ,重者的可屏蔽动物听觉或引起听觉的 暂时性失聪。研究发现 ,在不考虑鱼类听觉阈值的情况下 , 噪声能引发鱼类的内分 泌学胁迫应答。噪声能破坏有机体的繁殖发育和生长 ,因此,船舶噪声对养殖鱼类 的影响

13、非常大。4、船舶噪声的控制所谓噪声控制是采取相应技术措施控制噪声源的发生、 输出传播和接收， 以 得到人们所要求的声学环境。 船舶噪声控制包括三个方面： 一是声源噪声的控制； 二是传递途径的噪声控制；三是接收器噪声防护设备的使用。4.1 声源控制是噪声控制中最根本和最有效的手段(1)使用噪声小的主机、辅机和螺旋桨，并且合理地安置噪声源，使其向船 舶传播较少的声音和振动能量。 现在大部分船舶都是以柴油机作为主机和发电机 的原动机，如使进排气通道避免急剧转弯和加装消音器等， 可以降低主、 辅柴油 机进、排气的噪声；还有合理组织供油，减小喷油提前角，缩短预燃期或在预燃 期内减少喷油量，缩短着火延迟期

14、和减少滞燃期内形成的可燃混合气数量等等， 这些都可以减少柴油机燃烧的噪声 螺旋桨使用设计半流均匀和低叶梢速度的， 以减少螺旋桨产生的噪声。 (2) 合理进行船舶舱室的布置，将机器或整个机舱与 船上其他部分隔绝开来， 并增加噪声在结构中的传输损耗， 控制共振幅度， 使之 传到居住舱室和其他办公舱室的噪声很小，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。4.2 传递途径中的控制是最常用的方法 4.2.1用吸声、隔声等工艺来降低船舶噪音 传递途径中对噪声的控制措施主要有吸声、 隔声、隔振等， 这些可以起到事 后补救的作用。吸声主要是在舱室天花板和四壁表

15、面敷设吸声材料和吸声结构， 或所在室内空间悬挂吸声体， 这样会使室内的反射声大大减弱， 降低噪声。 隔声 是将噪声源或需要安静的场所与外界环境有效的隔离， 在船舶噪声控制中， 对空 气噪声隔声音， 采用刚性和不吸声的钢板、 铝板等做成隔声壁， 为提高隔声效果， 可采用双层壁，还可采用隔声罩和隔声室等措施对噪声源隔声 隔振就是在机械 设备与安装基础之间引入一个隔振装置，以改变机械设备与基础之间的运动关 系，对于振动设备， 安装单层或双层弹性支承的减震器进行隔震是唯一能减少振 动传递和结构噪声的一个有效措施。4.2.2用绿化来降低船舶噪音 首先要了解船舶噪音的一般特征。声音一般成放射状传播,其频率

16、和波长成反比关系 ,声音的频率越高 ,其波长就越短 ,传播的方向性就强 ,在传播方向上遇到 表面比较光滑的物体 ,容易被反射 ,遇到树木等物体 ,容易被吸收 ,声音就会有较大 的减弱 ,而声音的频率越低 ,其波长就越长 ,传播的方向性就弱 ,容易绕过尺寸小于 其波长的物体而向远处传播 ; 在一个相对封闭的空间内的声音 ,由于传播途径被 阻断 ,就不容易向外传递。船舶产生的噪音也是一种声音,具有声音的一般特性 ,由于船用柴油机产生的绝大部分噪音 ,频率较低、波长较长 , 很容易绕过河道沿岸 的绿化的小树 ,几乎无阻挡地向外传播 ,从而造成噪音污染 , 影响附近居民。根据 船舶噪音的特点，可用立体

17、层次、表面覆盖、局部封闭、利用新型材料护岸等方 法来降低噪音。4.3 接收器噪声防护设备提供的被动保护也是重要手段对在机器多而人少 (如机舱) 的舱室中，降低机器噪声不现实或不经济的情 况下，噪声防护设备给受噪音污染者提供的被动保护就显得更实际重要些。 尤其 在目前，对大型主机采取的声振控制措施尚不完善， 需要对船员采取保护措施防 止听力受害，如船员可以带上护耳器(耳罩或耳塞)防声头盔或在隔声间(如机 舱集控室)内值班工作， 就可以减少噪音的伤害， 得到一个较好的工作环境在对 船舶噪声控制时还应注意到， 在实际中往往受到船舶造价和造船厂技术条件的限 制，因此在船舶设计阶段就应考虑船舶降噪的因素

18、， 并在船舶建造过程中注意降 噪设计工艺的实施 随着社会的发展和进步，生态环保意识和可持续发展观念日 益深入人心， 必将对船舶噪声限制标准更加严格， 因此对船舶噪声的控制提出更 高的要求，也使船舶设计、制造和检验部门面临更严峻的挑战。5、建议与总结建议： (1)修改、完善相关环境保护法律，标制定船舶噪声污染标准 ;(2)明确 各船舶噪声污染管理主体的责任与义务； (3)充分发挥船舶噪声污染监督与控制 中的海事事权。 (4) 加大宣传教育力度，将噪音防治工作由被动变为主动。通过 公告栏、触摸屏、电子滚动屏、网络、报纸等媒介向社会公开宣传资料。加强对 行政相对人进行内河船舶噪声污染防治的宣传工作呼吁广大船东能够知法守法， 遵守船舶噪音防治的相关法律法规。 海事部门应将对船员进行噪声污染防治教育 纳入其培训范围当中 要求他们在通行时尽量减少噪声。在正常交会时要求减少 音响设备的使用， 采用手语和旗语等。 通过宣传教育， 逐渐增强船舶作业人员的 噪声环保意识，由被动的防噪变为主动的防噪。在对船舶噪声控制时还应注意到， 在实际中往往受到船舶造价和造船厂技术 条件的限制， 因此在船舶设计阶段就应考虑船舶降噪的因素， 并在船舶建造过程 中注意降噪设计工艺的实施 随着社会的发展和进步，生态环保意识和可持续发 展观念日益深入人心， 必将对船舶噪声限制标准更加严格， 因