船舶空調通風系統噪聲探究

匡承志 馬鵬 匡子揚

摘要：近年來，隨著對船員健康保護意識的增強，船員健康已經得到廣泛重視。在這其中，船舶噪聲問題的相關要求也在不斷提高。噪聲影響船員的身心健康，干擾船員正常的生活作息，降低工作人員的勞動效率。噪聲污染與水污染、空氣污染、固體廢物污染一道被列入環境污染的四大公害。船舶噪聲振動源繁多，噪聲強度大，且頻譜成分復雜。而空調、通風系統雖不是船舶人機環境中最主要的噪聲源，但由于空調、通風系統分布在船舶的各個部位，特別在上建居住區域，由空調、通風系統產生的噪聲已成為主要矛盾。

關鍵詞：空調通風系統；船舶；噪音；影響研究

噪聲對人體的影響是多方面的，除可引起耳聾外，還能對中樞神經、心血管以及消化等系統產生顯著的不利影響。長時間的處于噪聲超標的環境中.會使人產生頭疼、腦脹、昏暈、耳鳴、多夢、失眠、嗜睡、心慌、記憶力減退和全身乏力等臨床癥狀。過去，醫學上統稱為神經衰弱癥候群，按照目前較為流行的說法，應當屬丁亞健康狀態的一種表現。

1 船舶空調通風系統噪聲控制的重要性

船舶空調通風系統是用來創造良好的艙內空氣環境，保證艙內空氣的溫、濕度在一定范圍內波動，并提供高品質的空氣，以滿足艦員舒適性和身體健康的需要。但空調通風系統的設置也不可避免的帶來噪聲，這主要是因為空調通風系統運行時，系統中的空氣處理設備、離心風機、布風器等設備以及風管和閥件都會因其內部空氣的通過而產生噪聲，而噪聲會影響艦員日常生活和工作，并會對人體產生生理、心理的影響和危害。隨著對船舶上生活環境質量要求的不斷提高，對空調通風系統的噪聲控制已成為急需解決的問題。同時噪聲會直接破壞船舶的隱蔽性，給船舶安全性帶來威脅，現代船舶電子探測、目標識別的功能越來越強，對船舶隱身性提出了更大挑戰和更高的要求，因此對船舶噪聲控制顯得由為重要和必要。

2 船舶空調通風系統噪聲的來源

目前船舶空調通風系統多采用集中送風全空氣系統來實現艙內空氣環境控制，其主要噪聲源有兩項：一是組合式空調器、通風機等設備運行的噪聲；二是氣流在風管和設備內流動的再生噪聲。再生噪聲包括風管、消聲器、風口產生的噪聲。因此噪聲控制需要從兩方面著手：一方面優化系統設計，從聲源上降低噪聲；另一方面采取吸聲降噪的措施控制噪聲傳播，在一定程度上使噪聲衰減至較低值。

3 船舶空調通風系統噪聲治理方法

3.1 風機選型

風機設計選型過程中，應根據設計風量對管路阻力進行詳細的計算，使選用的風機全壓和管路阻力特性相匹配，減少剩余壓頭，使風機運行在最佳工況點。同時，在滿足風量風壓參數要求的前提下，選擇后彎葉片、低轉速離心風機，選擇風機與電機直聯的傳動方式，避免采用聯軸器和皮帶傳動方式。也可以從聲源上降低風機噪聲。

3.2 消聲控制噪聲

在空調通風系統中，風口需要氣流通過，這種情況下，某些位置采用隔振減噪方案已經無法滿足需要，此時我們一般在通風管路上加裝消聲器進行減噪。目前船用通風消聲器主要有阻性消聲器、抗性消聲器及阻抗復合型消聲器. 它們降噪機理的共同點是通過噪聲與聲學材料或聲學結構的相互作用來消耗聲能，從而達到降噪目的。

（1）阻性消聲器是一種吸收型消聲器，利用聲波在多孔性吸聲材料中傳播時，因摩擦將聲能轉化為熱能，從而達到消聲的目的。阻性消聲器實際消聲量與噪聲頻率有關，噪聲頻率越高，傳播的方向性就越強。但是當噪聲頻率高到一定程度時，聲波與吸聲材料的接觸減小，消聲量明顯下降。

（2）抗性消聲器不使用吸聲材料，它是依靠管道界面的突變或旁接共振腔等引起阻抗的改變，使沿著風管傳播的聲波向聲源方向反射或在腔室內來回反射，聲波相互抵消，起到消聲作用。抗性消聲器低頻消聲效果較好，但消聲頻帶較窄。

（3）阻抗復合型消聲器，又名寬頻帶復合式消聲器，它是綜合了阻性消聲器和抗性消聲器兩種結構組合而成，它具備兩種消聲器的優點，可以實現寬頻帶、高吸聲的效果。而實際噪聲控制工程中，噪聲以寬頻帶居多，在處理這類噪聲中，阻抗復合式消聲器有著一定的優勢。常見消聲器分類如表1。

3.3 采取有效的隔聲措施

隔聲是指將噪聲傳播途徑隔開，使噪聲與要求安靜的艙室隔絕。某些船舶將離心通風機放在消聲風機箱內，風管則與風機箱相連，以避免通風機噪聲的傳播。在某些場合。可根據需要為制冷壓縮機、水泵、風機等噪聲源設置隔聲罩。風機箱、隔聲罩的優點是體積小、效果比較明顯，但有時會使運轉設備的通風散熱、裝拆檢修、操作運行、儀表監視等方面帶來一些麻煩，必須采取相應的措施。

在緊鄰冷水機組、空調器、水泵等高噪聲艙室的區域，若不可避免的存在需要在低噪聲環境中進行的工作。則可以采用設置隔聲間的方式消除噪聲的影響。隔聲間通常是包括隔聲、吸聲、消聲和減振等多種措施的噪聲治理裝置。

3.4 選擇合適的隔振器

隔振是指采取合理的措施，消除設備與基座之間的剛性連接。以降低由設備振動傳給基座所激發的噪聲。具體方式有：在產生振動的空調、通風設備和它們的基座之間采取隔振措施，比如使用各種材質、結構形式的隔振器；風管、液管與設備連接處采用軟性連接；風管與吊架接觸處應墊橡膠等軟彈性材料，以防止風管振動和噪聲的傳遞。隔振器的選擇必須根據振源設備重量、振動頻率，經計算或查表確定。

3.5 進行管理及維護

由于船舶空調通風系統使用頻率高，工作環境復雜，空調設備及管路的維修保養的工作的好壞，對系統噪聲的控制也會有較大的影響。如風機軸承磨損后產生的噪聲；風管變形、部件松動產生的噪聲；消聲器受潮后消聲量減少或失效；風機吸入紙片、布條等雜物后偏離工況點等。因此，對空調通風系統進行及時有效的維護工作，不僅保證空調系統的正常運行，更能始終將噪聲水平控制在滿足原設計狀態的要求之下。

4 結語

噪聲污染已經成為危害人們健康的“無形殺手”。噪聲污染不僅會給人帶來心理上的影響，還能引起各種生理上的病癥。人們對于噪聲污染的關心也越來越強烈，與此同時，對于噪聲污染的投訴也是與年俱增，其中很大的比例來源于空調系統的噪聲污染。對于空調系統的噪聲控制可以從三個角度出發。控制噪聲源、阻斷噪聲的傳播途徑和房間內部的降噪處理都能有效的降低噪聲污染。

參考文獻：

[1] 中國造船工程學會.輪機設計手冊[M].國防工業出版社，2013.

[2] 胡琳琳.噪聲對人體健康影響的分析[J].污染防治技術，2009（01）.

[3] 錢偉忠，周振宇.改進船舶空調系統舒適性設計的探討[J].機電設備，2013（04）.

（作者單位：1.江蘇宏基環電股份有限公司；

2.江蘇南極機械有限責任公司）