针对某平台中央空调在生活区产生的噪声和振动处理结论进行阐述，平台共有2台中央空调，中央空调安装位置正下方是住宿房间01、02房间，中央空调夏季制冷工况运行时，01房间窗户、墙壁、办公桌会产生共振现象，02房间床头位置有共振产生，且室内噪声较大，严重影响室内人员正常生活。采取切实有效的噪声治理措施，对平台作业员工的身心健康起到积极的保护作用，是必要的。

1 原因分析

1.1 噪声治理的总体思路

噪声在整个传播过程中有3个要素，即传播媒介、噪声源和接受者。从技术方面可以考虑对噪声源头和传播媒介进行控制，并且保护敏感人群。

1.1.1 噪声源控制

在设计初期就要考虑所有能降低噪声的基本防护措施，包括采用低噪声的设备和加工工艺，降低声源的噪声强度；提高部件的加工精度和装配工艺水平，并对噪声源进行合理布局。

1.1.2 传播媒介控制

目前，大多数设备发出的噪声并不能满足人们的要求，往往还需要对传播媒介采取控制措施来解决噪声问题。可以通过声音的吸收、反射和干涉等特性，采取对应吸声、隔声、消声器、隔振、阻尼等技术措施。

1.1.3 保护敏感人群

在有些状态下，当采用以上措施仍达不到控制标准时，就需要对人采取一定的防护措施，包括建筑物围护结构隔声及做好个体防护措施等。

该课题中由于噪声源的产生是振动引起的，因此对噪声的控制实际转变为对振动的控制。振动污染控制的3个途径为振源控制、传递过程中振动控制、对防振对象进行控制。振动控制的3个途径：振源控制、传递过程中振动控制以及对防振对象进行控制。

噪声治理的总体思路如下：噪声控制应从声源特性判定入手，经过传播途径的分析、降噪量的确定等阶段、确定最佳方案后对噪声控制效果进行评价。首先，通过对平台的现场踏勘，识别主要噪声源，并通过测量对其频率特性及时变特性进行分析。其次，根据现场情况，确定噪声传播方式和路径，确定主要受影响区域，也就是噪声敏感点处各噪声源的影响程度。最后，对比敏感点噪声值与标准限值，确定降噪量，进而确定合适的噪声治理方案，从图1可以看出分析的阶段及要素。

1.2 噪声源的分析识别

首先应先区分空气传播和固体传播。

在传播扩散过程中不断衰减，能量密度不断降低，关闭门窗，使声音变小，就是空气传播；声音在主要结构中传播扩散，虽然降低了能量强度，但是噪声仍然传得很远。在受影响的空间内，噪声是从楼板、墙体等建筑结构向房间散布的，关闭门、窗房间噪声不会降低，判定为固体传播。

运用排除法寻找噪声源：首先在该房间内关闭一个可能的噪声源A，如果房间内的噪声有减弱，说明这个噪声源就是噪声因素之一；如果没有减弱，可能有两种状况：一种是这个噪声源A对房间噪声完全没有影响；另一种是这个噪声源A有影响，只是噪声较小，被另外较大的噪声源覆盖掉；所以当关掉另一个噪声源B，如果房间内还是有声音，说明这个噪声源A也是房间噪声一个重要因素，反之可以排除。这样通过排除法很快就可以查出噪声源了。

通过测试倍频范围内噪声值寻找噪声源。

在受影响的房间内运用仪器进行测试，通过各种倍频范围内噪声值进行计算，交叉反复测试，最后锁定噪声源。这应该是最准确的一种方法。

图1 分析思路

总之，寻找噪声源是噪声治理最关键的一步，是关系到噪声治理成败的基础。

在振动噪声治理工作开展的过程中，进行现场勘查，发现对噪声的影响包括以下3个方面：1）撬块与底座间采用橡胶片做减振，并且橡胶片已经老化。对减振基本不起作用。2）根据设计图纸检查，压缩机实际采用的减振垫与设计不一致，而实际采用的减振垫，硬度大，减振效果差。3）撬块内4台冷却风机的公用支架结构偏弱，顶部缺少水平支撑。

1.3 环境噪声控制目标

海上固定平台安全规则中提到了相应的噪声控制要求，对平台各处所的噪声控制要求如下。

生产作业办公处所：控制室、办公室、实验室等一般不应超过60dB(A)；无线电室一般不应超过50 dB(A)。

生活起居处所：人员住所和医务室一般不应超过55dB(A)；公共处所一般不超过60dB(A)；餐厅一般不超过60dB(A)；服务处所一般不超过65dB(A)；走廊噪声比相邻房间的噪声不应高出5dB(A)。

封闭机器处所：封闭机器处所的噪声控制应考虑处所的条件和生产人员在该处所的连续接触噪声的工作时间，要求如下：连续工作12小时，不超过88 dB(A)；连续工作8小时，不超过91dB(A)；连续工作1h～8h，不超过94d B(A)；若封闭处所内的设备的噪声超过上述限制，生产作业人员又需在该处所连续工作时，则应设置隔音值班室，室内噪声值应低于上述限制的相应噪声值10dB(A)。若需在隔音值班室以外工作时，应配置隔音耳罩等防护用具。

开敞机器处所：开敞机器处所系指设备设置在露天，四周没有围壁的处所。这类处所的噪声不超过115dB(A)。

根据该标准，现场噪声值应在55dB以下，但根据生活实际需要，改造处理后，中央空调在生产期间制冷启动后，01、02房间室内用专业设备检测噪声检测数值在45dB以下。

1.4 噪声源的识别与分析

从布置图中可知，平台中央空调设计有2台（撬块），布置在00,01房间的正上方，且其压缩机正对201房间，表1是不同工况下对01、02房间进行的测试。

表1 不同工况下检测结果

根据现场检测，中央空调启动时，01房间内有明显的可听结构声，并且舱壁板也感受到明显的振动。经现场噪声测量可看出，01房间噪声受2号机组的影响较大。

由于噪声源的产生是振动引起的，因此对噪声的控制实际转变为对振动的控制[1]。

2 改善设想

设想原则如下：a）根据中央空调系统特性，合理设计改造方案，将对影响降到最低，避免大范围改动。b）对压缩机制定专属方案。c）最小化施工量，降低施工难度，尽量避免改造平台结构。

3 改造方式

根据现场测试调研及数据分析，确定房间01、02噪声及振动感受是由于中央空调压缩机振动以及顶部冷却风机振动共同引起的。因此计划采取以下5种措施：a）压缩机外输铜管均为刚性连接，因此不可采用工作位移较大的减振器，可在底部机脚支撑结构增加橡胶减震垫，安装的减震垫不影响压缩机连接管线。b）更换老化的中央空调循环风机底座的减震器。c）在中央空调撬块底座左右两侧各安装5个减振器，使中央空调机组合理避开与甲板的直接接触，达到降低空调机组运行时结构传声的目的。d）在01、02房间靠窗一侧墙体结构进行吸隔声处理，增加墙体的吸隔声性能，天花板采用弹性支架，进一步降低振动的传递和结构声辐射。e）对撬块内4台冷却风机支架做适当加固。a）、b）、c) 3项均为从振动源头控制，尽量截断振动能量的外传。d）、e）项为传递路径的控制，是前三项的补充。

4 减震器的选择

在减震器选型时，充分考虑了具体的工作环境以及具体的设备尺寸、质量等，以便选择更合适的减震器，具体减震器的选型过程如下。

4.1 特性需求

钢丝绳减震器为减震器中的高端产品，具有阻尼大、固有频率低和缓冲吸能效果好等特点，适用于舰船、海上钻井平台、军用、化工和航空设备等。

4.2 材质需求

考虑到工作环境，钢丝绳减震器的材质选择不锈钢材质，与碳钢材质的减震器相比，该材质不易腐蚀，耐高温且使用寿命长。

4.3 减震器需要承载的载荷

如果单个撬块质量为5000 kg，那么单个撬块的载荷质量如下：

Wt=m×g=5000×9.81=49050 N

取安全系数为2，减震器需要承载的理论载荷如下：

Wt（安全）=Wt×2=49050×2=98100 N

考虑到撬块的总体尺寸，厂家推荐安装减震器个数为6～8个，为保障安全，暂定安装减震器个数为10个。每个减震器需要承载的载荷如下：

W=Wt（安全）/n=98100×10=9810 N

4.4 型号选择

最终选择钢丝绳减震器的型号为ALJ系列。减震器样本中显示该型号的减震器最大可承载的载荷为12280N，远大于按照2倍安全系数计算的单个减震器需承载的载荷9810N，因此从承载载荷方面来看，该型号满足要求。

5 制定空调机组甲板结构加强方案

为校核空调机组附近船体结构的强度，使用GeniE模块软件建立有限元模型。对空调机组附近船体结构的梁和筋，腹板和面板分别采用Shell和Beam模拟，其他区域的筋采用Beam模拟。

根据提供的设备信息，空调机组质量为4950 kg，考虑相关未建结构，取1.1倍的放大系数。偏保守考虑，动态载荷在X、Y方向上施加±0.55 m/s2的加速度，Z方向上施加-0.55 m/s2的加速度。

根据《空调机组区域强度分析》报告，空调机组区域的结构强度满足规范要求。具体的加强方式有以下2种：1）在空凋机组对应基座下方左右舷方向增加T300*12型材及L125*75*12角钢，增加有效支撑，首尾方向增加L125*75*10角钢及FB75*12扁铁加强，是力传递到首尾舱壁扩展甲板受力面积。2）对空调机组外围平台增加立柱219cm×8cm，对平台做结构补强，使力向主甲板传递，降低平台振动系数。

6 选择水性振动涂料的依据 

随着更加安全环保的水性涂料技术的成熟，更加环保的减振涂料得到广泛应用。

这种类型的减振涂料主要是以树脂乳液为基质，加入大量片层结构的云母粉等功能性填料，并添加适量的助剂而制成的。减振涂料是一种黏弹性材料，兼具某些黏性液体在一定状态下损耗能量的特性和弹性固体材料存贮能量的特性，当产生振动时，一部分振动能量以位能的形式贮存下来，而另一部分转化为热能消耗掉，通过涂层与基层与形成的结构，起到减振的效果。减振涂料具有以下6点优势：1）高水性减振涂料可采用刮涂、喷涂、滚涂等多种工艺进行施工，施工工艺多样化。2）水性减振涂料为高固体份涂料，黏度高。可加厚涂装施工，干燥过程中的体积收缩率低，不会因体积收缩率过大而出现开裂现象。3）生产和施工过程中，对环境没有污染。水性减振涂料是以水作为分散介质的，其中含有的VOC非常少，符合国家的环保政策法规；4）水性减振涂料具有很高的复合损耗因子，减振效果良好。5）不受施工基材形状的限制可在形状复杂表面施工，在干燥、潮湿表面上均可施工。由于水性减振涂料是厚浆型、高固体份涂料，因此单次成膜厚度大。6）阻燃性能好，耐水性、耐候性、耐腐蚀性良好。

7 仿真分析模型

分析模型所涉及的舱室结构均为普通钢结构。钢材材料特性如下：杨氏模量为2.1×1011N/m2。

密度为7850 kg/m3。

泊松比为0.3。

为模拟局部房间噪声分布情况，利用VA ONE软件建立分析模型。结构模型及舱室实体模型信息如下。

7.1 声振源输入信息

在仿真分析时，载荷按实测值激励声振源输入信息。考虑到现场的实际情况，在分析时以2号中央空调工作状态为考虑因素，如图2、图3所示。

图2、图3是采用改造方式中的a、b、c、d四种方案后进行的模型分析，图中可看出噪声分布的区域对比。

整个模型的噪声范围29.42 dB～88.62 dB（由深到浅），图2中大部分区域的噪声在49.15 dB以下，浅色局部区域达到64.94 dB；图3大部分区域噪声在49.15 dB以下，但是小部分区域达到了88.62 dB。

图2 采取控制措施后1号空调启动时噪声分布

图3 采取控制措施后2号空调启动时噪声分布

7.2 控制方案预测分析结果

在不考虑房间内通风噪声的情况下，按照给出的控制方案，逐项进行计算，得到表2的结果。

表2 噪声控制方案预测分析结果

8 结论

在建造设计时，要重视空调通风系统中噪声及振动对人的危害，该文针对现场噪声和振动实际存在的问题进行解决，通过不同方法的实际应用也对其他空间小的平台建造、改造提供借鉴，能够减少人员因此产生的危害。

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