技術トピック ~ 騒音規制対策について ~ 平成 28 年 7 月 独立行政法人鉄道建設 運輸施設整備支援機構 1

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1 技術トピック ~ 騒音規制対策について ~ 平成 8 年 7 月 独立行政法人鉄道建設 運輸施設整備支援機構

2 調査目的 現在 電気推進船等の先進的な技術を導入している船舶を除き 従来型のタンカーやセメント船で騒音規制を満足する船舶はほとんどいないのが現状 騒音規制値を大幅に超えた状況を解決するためには 抜本的な船体構造の見直し等行う必要があるが 見直しに向けた設計変更のための対策指針の策定を行う 対策指針の策定に当たっては 静音性に優れたモデル船を参考に Janssen 法による騒音予測プログラムを用いた予測手法の確立と統計的エネルギー解析 (SEA) 手法に基づく解析を通じて 詳細な分析を行う

3 調査工程 騒音規制 ( 内航船 ) JRTT 騒音調査事業 計測義務 遮音材導入開始 ( 契約船等 ) 通達による暫定措置 ( 効果に関するデータ収集 測定結果等の運用 ) 数値規制開始 実船計測 第一浪速丸タンカー セメント船 タンカー 3 セメント船 セメント船 3 セメント船 4 再計測 陸上試験 陸上試験 再々計測 陸上 別船であるが タンカー と同 型式の主機陸上試験 SEA 法 第一浪速丸モデル化簡易モデルによる検証 騒音対策指針作成 配布 各造船所における騒音対策に関する試行 改良等を加速 3

4 騒音規制概要 規制概要 計測義務 海上試運転時に騒音値を計測し 結果報告書作成 最大許容音圧レベルの適用 各区域 ( 機関 作業 居住等 ) の騒音を一定の基準値内にする 遮音材の設置 居住区域内の隔壁及び甲板には 規定された 重み付き音響透過損失 を有する遮音材を設置する 内航船への適用 限定沿海区域以遠を航行区域とする,6 総トン以上の船舶 ( 万総トン以上で一部強化 ) 4 年 7 月 日以後の建造契約舶に規制適用されるが 上記 3 規制のうち 最大許容音圧レベルの適用 ( 数値規制 ) のみ 7 年 7 月 日以後の建造契約舶に適用される (3 年間の猶予 ) 規制に係るデータ収集とその運用 (H6. 海事局安全政策課長通達 ) の趣旨 騒音低減効果に関する知見蓄積を目的とした騒音データ収集の協力依頼 データ収集対象船は 4 年 7 月 日以降騒音規制対象となる日本籍船舶全て 当面の間 以下の ()~(3) の対策 () 騒音値についてシミュレーションの実施等で推定されていること () 居住区とエンジンケーシングの切り離し 煙突 ( 排気管 ) と船体の切り離し又は防振支持 3 居住区配置変更 4 居住区浮床式 5 機関 機器類の防振支持の実施 のうち つを実施していること (3) 制振材等の設置がなされていること を実施 確認することで 海上公試における測定結果が基準値を上回った場合でも 騒音値規制の要件を満たしているものとする とされているところ 4

5 SEA 法簡易モデルの概要 第一浪速丸をモデルに以下の簡易モデルを用いて 構造的な変更等について検証 主機発電機 船底板厚 船側板厚 (Bottom~nd DK) 船側板厚 (nd DK~Upper DK) nd Deck 板厚 Upper DK 板厚 Poop DK 板厚 Boat DK~Nav DK 板厚機関室内材料居住区床部屋内装 エンジンケーシング配置 Bottom~Upper DK 高さ Poop DKより上層 DK 高さ船幅 ( 居住区前壁位置 ) 居住区幅 ( 居住区 Poop 前壁位置 ) 居住区 Poop( 前壁からEC 後壁 ) 居住区前部屋奥行き機関室長さ ( 機関室間隔壁 ~AP) Poop DK 前部屋数 Boat DK Nav DK 前部屋数喫水 第一浪速丸 簡易モデル 分離型 ( ファンネルと居室が分離 ) 隣接型 ( ファンネルと居室が隣接 ) 巻込型 ( ファンネルの周りに居室 ) 浪速丸と同じ振動条件を付与浪速丸と同じ振動条件を付与 簡略化のため 浪速丸と同じ板厚ですが 二重底構造とせず また 主機は船底に搭載しております 浪速丸と同じ浪速丸と同じ 6mm 6mm 6mm 浪速丸と同じ浪速丸と同じ ( 鋼 ) 浪速丸と同じ ( 鋼 +デッキコンポジション ) 壁 天井内装なし浪速丸と同じ Poop DeckでECを取り囲む Poop DeckからCaptain Boat Captain Deckで浪速丸と同じ DeckでECを取り囲む前後に隣接 5m.5m 5m.4m 5m 5.6m 3.8m 9m 3 (Boat DeckとCaptaine Deckの居室配置は同一 ) 7.5m 比較検討のため5.mでもシミュレーション実施 5

6 SEA 法簡易モデルイメージ図 分離型 EC が Boat Deck から上方の居住区の後方で完全に分離されているタイプ 隣接型 EC が Boat Deck から Captain Deck まで居住区の後方で隣接するタイプ 巻込型 EC が Poop Deck から Captain Deck まで居住区の中央を通るタイプ PoopDK Nav.DK Capt.DK Boat DK Poop DK Upper DK nd DK エンシ ンケーシンク 6

7 騒音レベル (db) 構造上の変更に関する考察 エンジンケーシング配置による騒音の変化 エンジンケーシングの配置を変更して騒音値を比較 右グラフのように 相対的に 分離型 が一番静穏性に優れていることがわかる 巻込型 隣接型 分離型 エンジンケーシング 各デッキの平均値 主発電機の位置による騒音の変化 ( 分離型モデル ) 主発電機位置を変更して 居室騒音値を比較 右グラフのように 相対的に の順に 静穏性に優れている 主発電機は 主機 主機の後方に配置するのが望ましい 船尾側 左舷側 右舷側 船首側 nddk 後方中央後方右舷端前方右舷端中央前方中央 主発電機位置

8 構造上の変更に関する考察 上部構造物の くびれ構造 による騒音の変化 ( 分離型モデル ) 右図のような くびれ構造 で どの程度低減するか検証 PoopDK ー BoatDK 間で くびれ構造 の方が優位 振動エネルギーが壁から壁へストレートに伝わる構造より くびれ構造のほうが結合損失が大きいため騒音低減効果が高まると考えられる なお 巻込型モデルでは同様な効果がないことが実船計測結果から確認されている PoopDK 非くびれ構造 くびれ構造 非くびれ構造モデル [ 騒音低減量 ] くびれ構造モデル [ 騒音低減量 ] Cap. Boat Poop Upp dba dba dba -4 dba -8-6 dba dba 振動入力 振動入力

9 騒音レベルの平均値 [db] エンジンベッド板厚による騒音の変化 ( 分離型モデル ) エンジンベッドの剛性を高めることで 主機の固体伝播音をどの程度抑制可能か検証 板厚を 3mm( 元の板厚 ) 6mm 45mm と大きくすることで ~db 程度騒音値が低減 実船モデルを用いた SEA 解析を実施し 主機架台の剛性による居室内騒音レベルへの影響を調査する予定 バラスト状態を想定し 喫水の異なる タイプ (7. 5m と 5.m) について比較 喫水が浅くなることで 接水面積が減り 相対的に 騒音値が上昇していることがわかる 7.5m 喫水 構造上の変更に関する考察 3 喫水の違いによる騒音の変化 ( 分離型モデル ) 5.m 喫水 mm 6mm 45mm N C B P U 海水 海水 9

10 騒音対策指針案と考え方 章 総則. 目標. 適用 章 設計 施工と騒音予測. 機能要件 ( 基本的対策 ). 仕様的機能要件.. 仕様設定段階.. 基本設計段階..3 詳細設計段階.3 施工 IMO Goal Based Standard の考え方に基づき作成 Tier I 目標 Tier II 機能 ( 原理 ) Tier III 設計 建造方法 Tier IV 設計事例 騒音コードを満足させる船舶を設計 建造するために 現行の設計工程を見直す上での指針を与えること 騒音源の騒音 振動を低減すること 伝播経路上の騒音 振動を低減すること 部屋の吸音性能を向上させること 上部構造物の共振を回避させること モデル船と同じ船を設計 建造すること Tier II( 機能 ) を考慮して設計 建造すること 船内騒音の特徴を考慮 ( 前提 ) 仕様 ( 具体的方法 ) を明記 3 章騒音予測と対策 騒音計測結果のフィードバック 3. 予測結果と対策内容 3. 騒音計測と追加対策へのフィードバック 4 章機関室 居住区域の概念設計 仕様設定 基本設計騒音予測 詳細設計 施工 計測騒音検証 5 章モデル船 (6,5m 3 油送船 ) の設計

11 まとめ 今回の分析に当たっては 統計的エネルギー解析 (SEA) 手法に基づく解析ソフト ( 日本イーエスアイ ( 株 ) 提供ソフト VA One) を用いて 騒音低減に寄与する設計仕様等と騒音レベルの変化を調査 現時点 ( 本報告 ) では 船体簡易 SEA モデルによる騒音レベルのパラメトリック解析結果として エンジンケーシングの配置 上部構造物の形状 エンジンベッドの板厚等による影響について検証し 定量的評価を実施 上記の検証結果やモデル船 ( 同型船等含む ) の実測値をもとに 静音性を高める船体構造上の特徴を分析し 基準適合船を建造するために必要な騒音対策指針案を作成中 モデル船 ( 第一浪速丸 ) の SEA モデルが完成したことを受け 今後 詳細な分析 評価 ( 振動 騒音の伝播経路解析 主機 補機等の寄与度分析等 ) を行い 結果について指針の技術資料を整備予定 上記指針及び技術資料については 日本中小型造船工業会様提供の Janssen 法騒音予測プログラムのユーザー ( 各造船所 ) を中心に今夏提供予定

12 ご清聴ありがとうございました お問い合わせ先 共有船舶建造支援部開発支援課 (TEL:45--94)

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