◎ 馬曉東 冷學(xué)華 劉自浩 錢銀福 江門市海星游艇制造有限公司

1.前言

游艇作為豪華海上休閑娛樂船舶，其舒適性要求較高，特別是超級(jí)游艇，船東對(duì)游艇的噪音、振動(dòng)要求更加嚴(yán)格。各個(gè)船級(jí)社對(duì)游艇的舒適性也作出了規(guī)范要求，通過認(rèn)證測量后可授予舒適性附加標(biāo)志，如意大利船級(jí)社RINA的舒適性附加標(biāo)志COMF(Y)[1]，中國船級(jí)社CCS的噪聲舒適性附加標(biāo)志COMF Y（NOISE N）[2]與振動(dòng)舒適性附加標(biāo)志COMF Y（VIB N）[2]，游艇通過舒適性附加標(biāo)志認(rèn)證，不僅是對(duì)游艇品質(zhì)的認(rèn)可，也是對(duì)游艇品牌一種很好的宣傳。

2.RINA游艇規(guī)范COMF(Y)附加標(biāo)志認(rèn)證要求

意大利船級(jí)社（RINA）作為世界上歷史最悠久的船級(jí)社之一，在游艇行業(yè)規(guī)范比較全面，不僅有詳細(xì)的游艇材料、性能、結(jié)構(gòu)、設(shè)備的規(guī)范，對(duì)游艇的舒適性也有單獨(dú)的規(guī)范要求，其目的是評(píng)估和改善乘客和船員在游艇上的舒適性能，船廠或船東可根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行認(rèn)證測量后獲得舒適性附加標(biāo)志。

139ft超級(jí)游艇根據(jù)RINA游艇規(guī)范（2017）[1]要求獲取COMF(Y)附加標(biāo)志，規(guī)范要求測量游艇的噪聲、振動(dòng)和典型分隔的空氣聲隔聲指數(shù)3 種主要衡準(zhǔn)，如下為規(guī)范對(duì)該標(biāo)志的認(rèn)證與測量要求。

2.1 測量條件

噪聲與振動(dòng)均應(yīng)測量航行與停泊兩種狀態(tài)。

航行狀態(tài)（Navigation）：游艇應(yīng)在滿載或船級(jí)社認(rèn)可的裝載條件下進(jìn)行測量，船舶室內(nèi)裝修已經(jīng)完工并且家具等均已固定，航行速度采用正常巡航航速，航行期間所有輔助設(shè)備如通訊設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備、雷達(dá)等均應(yīng)處于開啟狀態(tài)，通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)，所有門和窗均關(guān)閉。

航行環(huán)境水域應(yīng)有足夠深，測量期間不受海床反射的影響；測量應(yīng)在海況不大于3級(jí)、且風(fēng)力不大于蒲氏風(fēng)級(jí)3級(jí)的條件下進(jìn)行。

停泊狀態(tài)(At berth)：游艇處于靠港停泊狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，單臺(tái)發(fā)電機(jī)開啟，所有輔助設(shè)備如通訊設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備、雷達(dá)等均應(yīng)處于開啟狀態(tài)，通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)，所有門和窗均關(guān)閉。

2.2 噪聲衡準(zhǔn)要求

噪聲采用A加權(quán)計(jì)算，對(duì)于每個(gè)空間類型噪聲限值如表1所示，一般而言，在每個(gè)測量點(diǎn)，噪聲水平不得超過表1中給出的上限Lmax，噪聲測量結(jié)果與限值要求允許有較小的偏差，對(duì)RINA船級(jí)社而言，可以接受不超過測量點(diǎn)總數(shù)的5%，測量噪聲值可超過表1中給出的上限Lmax。

表1 噪聲限值表

對(duì)于每個(gè)測量點(diǎn)，噪聲系數(shù)Cmr通過線性插值計(jì)算公式如下：

式中：Lmis—實(shí)際測量噪聲值；Lmin—表1中噪聲最小限值；Lmax—表1中噪聲最大限值。

噪聲衡準(zhǔn)數(shù)X暨噪聲系數(shù)Cmr的平均值乘以100：，最終噪聲衡準(zhǔn)數(shù)X≥30。

2.3 振動(dòng)衡準(zhǔn)要求

根據(jù)ISO 6954[3]，振動(dòng)水平等于在0至100Hz的頻率范圍內(nèi)測量的峰值結(jié)構(gòu)速度（單位為mm/s）。每個(gè)空間類型振動(dòng)限值如表2所示，一般而言，在每個(gè)測量點(diǎn)，噪聲水平不得超過表2中給出的上限Vmax，振動(dòng)測量結(jié)果與限值要求允許有較小的偏差，對(duì)RINA船級(jí)社而言，可以接受不超過測量點(diǎn)總數(shù)的5%，測量振動(dòng)值可超過表2中給出的上限Vmax。

表2 振動(dòng)限值表

對(duì)于每個(gè)測量點(diǎn)，振動(dòng)系數(shù)Cmv通過線性插值計(jì)算公式如下：

式中：Vmis—實(shí)際測量振動(dòng)值；Vmin—表2中振動(dòng)最小限值；Vmax—表2中振動(dòng)最大限值。

振動(dòng)衡準(zhǔn)數(shù)Y暨振動(dòng)系數(shù)Cmv的平均值乘以100：Y=Cmv×100，最終振動(dòng)衡準(zhǔn)數(shù)Y≥30。

2.4 空氣聲隔聲指數(shù)要求

對(duì)于總長度大于24m的游艇，艙壁和甲板應(yīng)根據(jù)ISO140-4[4]和ISO 717-1[5]測量空氣聲隔聲指數(shù)（La），兩種不同類型分隔具體要求如下：

（1）兩個(gè)客艙之間或客艙與不含機(jī)械或輔助設(shè)備的艙室之間的艙壁與甲板：La≥30dB；

（2）客艙和包含機(jī)械或輔助設(shè)備的艙室之間的艙壁與甲板：La≥45 dB。

3.139ft超級(jí)游艇COMF(Y)認(rèn)證測量

3.1 船型與測量環(huán)境介紹

139ft超級(jí)游艇是一艘全玻璃鋼材質(zhì)單體游艇，其主要參數(shù)如表3所示。

表3 139ft超級(jí)游艇主要參數(shù)表

139ft超級(jí)游艇外形如圖1所示。

圖1 139ft超級(jí)游艇外形圖

本次測量在黃茅海崖門水域進(jìn)行，全程在R I NA驗(yàn)船師見證下進(jìn)行測量，測量當(dāng)天海況1級(jí)，風(fēng)力0.7～1.6m/s。

航行狀態(tài)：主機(jī)額定轉(zhuǎn)速2300rpm，航速17.2kn，發(fā)電機(jī)及其它通信導(dǎo)航等輔助設(shè)備均處于開啟狀態(tài)，門窗關(guān)閉，全船空調(diào)均處于中檔運(yùn)行狀態(tài)。

停泊狀態(tài)：主機(jī)與發(fā)電機(jī)均關(guān)閉，岸電供電，其余通信導(dǎo)航輔助均處于開啟狀態(tài)，門窗關(guān)閉，全船空調(diào)均處于中檔運(yùn)行狀態(tài)。

本船噪聲與振動(dòng)航行狀態(tài)與停泊狀態(tài)均設(shè)41個(gè)測量點(diǎn)，除船員生活及工作處所外，乘客區(qū)域各個(gè)空間均設(shè)置2個(gè)測量點(diǎn)，每個(gè)房間2個(gè)測量點(diǎn)間的距離2.0m～4.0m，每個(gè)測量點(diǎn)與墻體距離≥1.0m，噪聲測試麥克風(fēng)距離底板高度≥1.5m。

噪聲與振動(dòng)測試環(huán)境與條件均滿足規(guī)范要求。圖2為全船噪聲與振動(dòng)測量點(diǎn)布置。各測量點(diǎn)編號(hào)及所在位置見表4。

表4 測量點(diǎn)編號(hào)與位置

圖2 全船噪聲與振動(dòng)測量點(diǎn)布置

3.2 噪聲測量

航行狀態(tài)各測量點(diǎn)噪聲測量結(jié)果分布如圖3，停泊狀態(tài)各測量點(diǎn)噪聲測量結(jié)果分布如圖4。

根據(jù)圖3 得到航行狀態(tài)平均噪聲系數(shù)Cmr=0.664，噪聲衡準(zhǔn)數(shù)X=Cmr×100=0.664×100=66.4。

圖3 航行狀態(tài)噪聲測量結(jié)果

根據(jù)圖4 得到停泊狀態(tài)平均噪聲系數(shù)Cmr=0.675，噪聲衡準(zhǔn)數(shù)X=Cmr×100=0.675×100=67.5。

圖4 停泊狀態(tài)噪聲測量結(jié)果

3.3 振動(dòng)測量

航行狀態(tài)各測量點(diǎn)振動(dòng)測量結(jié)果分布如圖5，停泊狀態(tài)各測量點(diǎn)振動(dòng)結(jié)果分布如圖6。

圖5 航行狀態(tài)振動(dòng)測量結(jié)果

圖6 停泊狀態(tài)振動(dòng)測量結(jié)果

根據(jù)圖5 得到航行狀態(tài)平均振動(dòng)系數(shù)Cmv=0.753，振動(dòng)衡準(zhǔn)數(shù) Y=Cmv×100=0.753×100=75.3。

根據(jù)圖6 得到停泊狀態(tài)平均振動(dòng)系數(shù)Cmv=1.0，振動(dòng)衡準(zhǔn)數(shù)Y=Cmv×100=1.0×100=100。

3.4 空氣聲隔聲指數(shù)測量

該測量的主要目的是測量不同區(qū)域分隔的艙壁或甲板本身的空氣聲隔聲指數(shù)，在兩個(gè)相鄰的房間，一個(gè)當(dāng)作聲源室產(chǎn)生聲響，隔壁房間當(dāng)作接收室，根據(jù)ISO140-4測量兩個(gè)房間的不同頻率下的平均聲壓級(jí)差，得到艙壁或甲板的空氣聲不同頻率下隔聲量。在根據(jù)ISO717-1規(guī)定降噪指數(shù)曲線進(jìn)行加權(quán)，得到艙壁或甲板的空氣隔聲指數(shù)。

依據(jù)ISO 140-4，空氣隔聲量由式求得：

式中：L 1-聲源室內(nèi)平均聲壓級(jí)（dB）；L2-接收室內(nèi)平均聲壓級(jí)（dB）；S–試件的面積（m2）；A-接收室內(nèi)吸聲量（m2）。

吸聲量通過賽賓公式確定：

式中：A-接收室內(nèi)吸聲量（m2）；V-接收室容積（m3）；T-接收室混響時(shí)間（s）。

根據(jù)房間之間的隔音減振處理方式，本船選取了10個(gè)典型分隔進(jìn)行空氣聲隔聲指數(shù)量，測量得到不同典型分隔的空氣聲隔聲指數(shù)測量結(jié)果如表5所示。

表5 典型分隔的空氣聲隔聲指數(shù)測量結(jié)果

4.測量結(jié)果分析

由圖3可知，航行狀態(tài)噪聲衡準(zhǔn)數(shù)X=66.4﹥30，僅有2個(gè)測量點(diǎn)（主甲板尾部）噪聲值大于表1最大限值，超限數(shù)﹤41×5%=2.05，滿足船級(jí)社要求。

由圖4可知，停泊狀態(tài)噪聲衡準(zhǔn)數(shù)X=67.5﹥30，無測量點(diǎn)噪聲值大于表1最大限值，滿足船級(jí)社要求。

由圖5可知，航行狀態(tài)振動(dòng)衡準(zhǔn)數(shù)Y=75.3﹥30，僅有1個(gè)測量點(diǎn)（客艙1）振動(dòng)值大于表2最大限值，超限數(shù)﹤41×5%=2.05，滿足船級(jí)社要求。

由圖6可知，停泊狀態(tài)振動(dòng)衡準(zhǔn)數(shù)Y=100﹥30，無測量點(diǎn)振動(dòng)值大于表2最大限值，滿足船級(jí)社要求。

由表5可知，10種典型分隔實(shí)測空氣聲隔聲指數(shù)（La）均大于規(guī)范要求值，滿足船級(jí)社要求。

本船舒適性附加標(biāo)志COMF(Y)要求測量的衡準(zhǔn)數(shù)，實(shí)測數(shù)據(jù)均滿足規(guī)范要求值，順利得到RINA船級(jí)社頒發(fā)的COMF(Y)附加標(biāo)志。

5.結(jié)語

本文基于RINA游艇規(guī)范，通過對(duì)一艘139ft超級(jí)游艇在航行狀態(tài)和停泊狀態(tài)進(jìn)行噪聲振動(dòng)測量，并對(duì)10個(gè)典型分隔進(jìn)行測量空氣聲隔聲指數(shù)，測量結(jié)果均滿足規(guī)范要求，得到了RINA船級(jí)社頒發(fā)的COMF(Y)附加標(biāo)志。總結(jié)了RINA舒適性附加標(biāo)志認(rèn)證的規(guī)范要求與測量方式，為后續(xù)游艇對(duì)舒適性附加標(biāo)志認(rèn)證提供參考。