匡承志 馬鵬 匡子揚(yáng)
摘要:近年來,隨著對(duì)船員健康保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng),船員健康已經(jīng)得到廣泛重視。在這其中,船舶噪聲問題的相關(guān)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(dòng)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(huán)境污染的四大公害。船舶噪聲振動(dòng)源繁多,噪聲強(qiáng)度大,且頻譜成分復(fù)雜。而空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)雖不是船舶人機(jī)環(huán)境中最主要的噪聲源,但由于空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)分布在船舶的各個(gè)部位,特別在上建居住區(qū)域,由空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲已成為主要矛盾。
關(guān)鍵詞:空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng);船舶;噪音;影響研究
噪聲對(duì)人體的影響是多方面的,除可引起耳聾外,還能對(duì)中樞神經(jīng)、心血管以及消化等系統(tǒng)產(chǎn)生顯著的不利影響。長(zhǎng)時(shí)間的處于噪聲超標(biāo)的環(huán)境中.會(huì)使人產(chǎn)生頭疼、腦脹、昏暈、耳鳴、多夢(mèng)、失眠、嗜睡、心慌、記憶力減退和全身乏力等臨床癥狀。過去,醫(yī)學(xué)上統(tǒng)稱為神經(jīng)衰弱癥候群,按照目前較為流行的說法,應(yīng)當(dāng)屬丁亞健康狀態(tài)的一種表現(xiàn)。
1 船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)噪聲控制的重要性
船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)是用來創(chuàng)造良好的艙內(nèi)空氣環(huán)境,保證艙內(nèi)空氣的溫、濕度在一定范圍內(nèi)波動(dòng),并提供高品質(zhì)的空氣,以滿足艦員舒適性和身體健康的需要。但空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置也不可避免的帶來噪聲,這主要是因?yàn)榭照{(diào)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),系統(tǒng)中的空氣處理設(shè)備、離心風(fēng)機(jī)、布風(fēng)器等設(shè)備以及風(fēng)管和閥件都會(huì)因其內(nèi)部空氣的通過而產(chǎn)生噪聲,而噪聲會(huì)影響艦員日常生活和工作,并會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生生理、心理的影響和危害。隨著對(duì)船舶上生活環(huán)境質(zhì)量要求的不斷提高,對(duì)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的噪聲控制已成為急需解決的問題。同時(shí)噪聲會(huì)直接破壞船舶的隱蔽性,給船舶安全性帶來威脅,現(xiàn)代船舶電子探測(cè)、目標(biāo)識(shí)別的功能越來越強(qiáng),對(duì)船舶隱身性提出了更大挑戰(zhàn)和更高的要求,因此對(duì)船舶噪聲控制顯得由為重要和必要。
2 船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)噪聲的來源
目前船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)多采用集中送風(fēng)全空氣系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)艙內(nèi)空氣環(huán)境控制,其主要噪聲源有兩項(xiàng):一是組合式空調(diào)器、通風(fēng)機(jī)等設(shè)備運(yùn)行的噪聲;二是氣流在風(fēng)管和設(shè)備內(nèi)流動(dòng)的再生噪聲。再生噪聲包括風(fēng)管、消聲器、風(fēng)口產(chǎn)生的噪聲。因此噪聲控制需要從兩方面著手:一方面優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì),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(diào)通風(fēng)系統(tǒng)噪聲治理方法
3.1 風(fēng)機(jī)選型
風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)選型過程中,應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)風(fēng)量對(duì)管路阻力進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算,使選用的風(fēng)機(jī)全壓和管路阻力特性相匹配,減少剩余壓頭,使風(fēng)機(jī)運(yùn)行在最佳工況點(diǎn)。同時(shí),在滿足風(fēng)量風(fēng)壓參數(shù)要求的前提下,選擇后彎葉片、低轉(zhuǎn)速離心風(fēng)機(jī),選擇風(fēng)機(jī)與電機(jī)直聯(lián)的傳動(dòng)方式,避免采用聯(lián)軸器和皮帶傳動(dòng)方式。也可以從聲源上降低風(fēng)機(jī)噪聲。
3.2 消聲控制噪聲
在空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中,風(fēng)口需要?dú)饬魍ㄟ^,這種情況下,某些位置采用隔振減噪方案已經(jīng)無法滿足需要,此時(shí)我們一般在通風(fēng)管路上加裝消聲器進(jìn)行減噪。目前船用通風(fēng)消聲器主要有阻性消聲器、抗性消聲器及阻抗復(fù)合型消聲器. 它們降噪機(jī)理的共同點(diǎn)是通過噪聲與聲學(xué)材料或聲學(xué)結(jié)構(gòu)的相互作用來消耗聲能,從而達(dá)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(shí),因摩擦將聲能轉(zhuǎn)化為熱能,從而達(dá)到消聲的目的。阻性消聲器實(shí)際消聲量與噪聲頻率有關(guān),噪聲頻率越高,傳播的方向性就越強(qiáng)。但是當(dāng)噪聲頻率高到一定程度時(shí),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(fēng)管傳播的聲波向聲源方向反射或在腔室內(nèi)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(fù)合型消聲器,又名寬頻帶復(fù)合式消聲器,它是綜合了阻性消聲器和抗性消聲器兩種結(jié)構(gòu)組合而成,它具備兩種消聲器的優(yōu)點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)寬頻帶、高吸聲的效果。而實(shí)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(fù)合式消聲器有著一定的優(yōu)勢(shì)。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(fēng)機(jī)放在消聲風(fēng)機(jī)箱內(nèi),風(fēng)管則與風(fēng)機(jī)箱相連,以避免通風(fēng)機(jī)噪聲的傳播。在某些場(chǎng)合??筛鶕?jù)需要為制冷壓縮機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)等噪聲源設(shè)置隔聲罩。風(fēng)機(jī)箱、隔聲罩的優(yōu)點(diǎn)是體積小、效果比較明顯,但有時(shí)會(huì)使運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的通風(fēng)散熱、裝拆檢修、操作運(yùn)行、儀表監(jiān)視等方面帶來一些麻煩,必須采取相應(yīng)的措施。
在緊鄰冷水機(jī)組、空調(diào)器、水泵等高噪聲艙室的區(qū)域,若不可避免的存在需要在低噪聲環(huán)境中進(jìn)行的工作。則可以采用設(shè)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(shè)備與基座之間的剛性連接。以降低由設(shè)備振動(dòng)傳給基座所激發(fā)的噪聲。具體方式有:在產(chǎn)生振動(dòng)的空調(diào)、通風(fēng)設(shè)備和它們的基座之間采取隔振措施,比如使用各種材質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式的隔振器;風(fēng)管、液管與設(shè)備連接處采用軟性連接;風(fēng)管與吊架接觸處應(yīng)墊橡膠等軟彈性材料,以防止風(fēng)管振動(dòng)和噪聲的傳遞。隔振器的選擇必須根據(jù)振源設(shè)備重量、振動(dòng)頻率,經(jīng)計(jì)算或查表確定。
3.5 進(jìn)行管理及維護(hù)
由于船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)使用頻率高,工作環(huán)境復(fù)雜,空調(diào)設(shè)備及管路的維修保養(yǎng)的工作的好壞,對(duì)系統(tǒng)噪聲的控制也會(huì)有較大的影響。如風(fēng)機(jī)軸承磨損后產(chǎn)生的噪聲;風(fēng)管變形、部件松動(dòng)產(chǎn)生的噪聲;消聲器受潮后消聲量減少或失效;風(fēng)機(jī)吸入紙片、布條等雜物后偏離工況點(diǎn)等。因此,對(duì)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)有效的維護(hù)工作,不僅保證空調(diào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行,更能始終將噪聲水平控制在滿足原設(shè)計(jì)狀態(tài)的要求之下。
4 結(jié)語(yǔ)
噪聲污染已經(jīng)成為危害人們健康的“無形殺手”。噪聲污染不僅會(huì)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(duì)于噪聲污染的關(guān)心也越來越強(qiáng)烈,與此同時(shí),對(duì)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(diào)系統(tǒng)的噪聲污染。對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)的噪聲控制可以從三個(gè)角度出發(fā)??刂圃肼曉础⒆钄嘣肼暤膫鞑ネ緩胶头块g內(nèi)部的降噪處理都能有效的降低噪聲污染。
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(作者單位:1.江蘇宏基環(huán)電股份有限公司;
2.江蘇南極機(jī)械有限責(zé)任公司)