这是一个非常重要的话题,因为它直接关系到海洋环境保护、船员健康以及航运业的可持续发展。
核心概念：低噪音船舶是指什么？
低噪音船舶,顾名思义，是指在航行和作业过程中，向水中和空气中辐射的噪声水平显著低于常规船舶的船舶，其设计目标是为了最大限度地减少对海洋生物（特别是鲸类、海豚等声敏感动物）的干扰和伤害，同时改善船员的工作和生活环境。
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船舶噪声的来源与危害
要理解如何降噪,首先要了解噪声从哪里来。
主要噪声来源：
- 螺旋桨噪声: 这是船舶最主要的噪声源，尤其是在中低航速时，它包括空泡噪声（螺旋桨叶片高速旋转产生气泡并破裂的噪声）和叶片通过频率噪声。
- 机械噪声: 由主机（发动机）、发电机、泵、压缩机等机械设备产生，通过船体结构振动向水中辐射。
- 流噪声: 水流流经船体时产生的湍流和涡流所引起的噪声。
- 空气噪声: 排气口、通风系统等产生的空气声，以及上层建筑与空气摩擦产生的风噪。
主要危害：
- 对海洋生物：
- 行为干扰： 强大的噪声会驱赶海洋生物，破坏其栖息地，影响其捕食、繁殖和迁徙。
- 听觉损伤： 高强度的噪声可能导致海洋生物永久性听力损伤。
- 生理压力： 持续的噪声环境会给海洋生物带来巨大的生理压力，影响其免疫系统。
- 对船员：
- 听力损伤： 长期暴露在高噪声环境下，船员会面临永久性听力丧失的风险。
- 身心健康： 噪声会导致疲劳、注意力不集中、压力增大、失眠等问题，影响工作效率和安全。
- 对船舶自身：
- 声学隐蔽性差： 高噪声的军舰更容易被敌方声纳探测到。
- 设备振动： 振动会加速机械设备的磨损，缩短其使用寿命。
船舶噪声的测量单位：分贝
分贝是衡量声音强度的对数单位,在船舶噪声领域，我们通常使用几种不同的分贝标准，它们之间的区别非常重要。
dB(A) - “A计权声压级”
- 定义： 这是最常见的噪声单位，它模拟人耳的听觉特性，对低频声音（如沉闷的轰鸣）进行衰减，对高频声音（如尖锐的啸叫）更敏感。
- 应用场景：
- 船员生活环境噪声评估： 国际海事组织 和各国船级社的规范中，对船员居住区、驾驶室、机舱等场所的噪声限制，几乎都使用 dB(A) 作为单位，IMO规定船员卧室的噪声不应超过 55 dB(A)。
- 船舶空气噪声排放： 用于衡量船舶向空气中辐射的噪声，例如靠岸时对港口周边环境的影响。
dB re 1 μPa - “水下声压级”
- 定义： 这是衡量船舶向水中辐射噪声的单位，它以1微帕斯卡（μPa）作为参考声压，这是一个极其微弱的声压，接近于水听器（水下麦克风）可探测的阈值。
- 应用场景：
- 海洋生物影响研究： 这是评估船舶噪声对海洋生物影响最核心、最关键的指标。
- 军用舰艇隐蔽性： 军舰会严格控制和测量其水下辐射噪声，以避免被探测。
- 静音等级认证： 一些环保组织和船级社推出的“低噪声船舶”认证，主要依据的就是这个指标。
dB re 1 μPa @ 1m - “在1米处的声压级”
- 定义： 为了比较不同船舶的噪声水平，通常需要将测量值统一换算到一个标准距离，即 1米，当您看到一个船舶噪声值是 150 dB re 1 μPa @ 1m 时，意味着在距离船舶侧面1米处测得的声压级是150分贝。
- 重要性： 这是船舶设计和研究中用来量化噪声源强度的标准表述方式。
低噪声船舶的标准与目标值
全球并没有一个强制性的、统一的“低噪声船舶”国际法规，但IMO和各国机构正在积极推进相关工作，现有的标准主要分为两类：针对船员的 和 针对海洋生物的。
针对船员的噪声标准 (使用 dB(A))
这些是强制性的,通过《国际防止船舶造成污染公约》附则VI中的相关章节（第11章 - 船上噪声和振动控制）来执行。
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| 场所 | IMO 限制值 (dB(A)) | 备注 |
|---|---|---|
| 机舱 | 90 | 工作人员连续暴露区域 |
| 驾驶室、桥翼 | 65 | 保证通讯和清晰听力的要求 |
| 船员卧室 | 55 | 保证休息和睡眠质量 |
| 餐厅、娱乐室 | 60 | 保证舒适交谈的环境 |
一个“低噪音船舶”在这些区域的噪声水平通常会显著低于IMO的最低要求。
针对海洋生物的噪声目标值 (使用 dB re 1 μPa)
这部分是推荐性和自愿性的，但越来越受到重视。
-
国际海事组织 的目标： IMO正在制定减少水下噪声的指南草案，提出了一个分阶段的目标：
- 短期目标（2025年）： 将现有商船的平均水下辐射噪声水平降低 3 dB。
- 长期目标（2030年）： 将现有商船的平均水下辐射噪声水平降低 10 dB。
- 更远目标： 针对新造船，提出更严格的噪声限值。
重要换算： 声学上，降低3 dB 大约相当于噪声能量减半；降低10 dB 则相当于噪声能量变为原来的十分之一，这是一个非常显著的改善。
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行业组织和研究机构的目标： 一些环保组织和研究机构提出了更具体的静音等级标准，
等级 描述 典型噪声水平 @ 1m 常规船舶 现代标准商船 ~155 - 165 dB 低噪声船舶 经过优化设计，符合IMO长期目标 ~145 - 155 dB 超静音船舶 采用最先进技术，用于科研或特殊任务 < 140 dB
如何实现低噪声船舶？（降噪技术）
实现低噪声船舶是一个系统工程,需要在船舶设计、建造和运营的各个环节采取综合措施。
- 优化船体线型设计： 设计更流畅的船体，减少水流分离和涡流，从而降低流噪声。
- 采用低噪声螺旋桨：
- 优化桨叶设计： 如采用大侧斜、桨叶前缘加载等设计，推迟空泡产生。
- 使用特殊材料： 如复合材料螺旋桨，能有效抑制振动和噪声。
- 前置定子/导流罩： 在螺旋桨前方安装导流装置，改善进流，降低螺旋桨噪声。
- 机械隔振与降噪：
- 弹性安装： 将主机、发电机等大型机械设备通过减震器与船体连接，切断振动传递路径。
- 隔声罩： 为高噪声设备安装隔声罩，阻止噪声向外传播。
- 吸声材料： 在机舱舱壁和天花板铺设吸声材料，吸收混响声。
- 舱室噪声控制：
- 使用隔音材料： 在船体和居住区舱壁之间填充隔音材料。
- 浮式地板/天花板： 阻止结构噪声通过地板和天花板传播。
- 运营管理：
- 优化航速和航线： 在某些海域（如鲸类栖息地）主动降低航速。
- 智能动力系统： 根据负载需求智能调节主机转速，避免不必要的噪声。
| 项目 | 说明 |
|---|---|
| 核心目标 | 保护海洋生物，改善船员健康，推动绿色航运。 |
| 关键单位 | dB(A) 用于衡量船员环境噪声；dB re 1 μPa 用于衡量水下噪声，对海洋生物影响最大。 |
| 主要标准 | IMO对船员居住区的噪声有强制性规定（如卧室≤55 dB(A)）；对水下噪声有自愿性减排目标（如2030年降低10 dB）。 |
| 实现路径 | 从船体、螺旋桨、机械、舱室设计到运营管理，采取综合性的降噪技术。 |
随着环保法规的日益严格和公众环保意识的提高,低噪声船舶正从“加分项”逐渐转变为航运业的“必需品”，了解这些分贝标准和背后的技术，对于船舶设计、建造、运营和管理者都至关重要。
