IMO新規(guī)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的影響及應(yīng)對(duì)措施探討

李愛(ài)華，徐 成

（滬東中華造船（集團(tuán)）有限公司，上海 200129）

規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)

IMO新規(guī)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的影響及應(yīng)對(duì)措施探討

李愛(ài)華，徐 成

（滬東中華造船（集團(tuán)）有限公司，上海 200129）

對(duì)比和分析國(guó)際海事組織（International Maritime Organization, IMO）噪聲及通風(fēng)規(guī)范修改前后的差異和修改后的規(guī)范對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的影響，并給出具體的應(yīng)對(duì)措施。噪聲新規(guī) MSC337(91)對(duì)艙室隔音要求的提高可能間接造成空調(diào)回風(fēng)方式發(fā)生改變；對(duì)艙室噪聲要求的提高可能會(huì)導(dǎo)致上層建筑的布置位置及機(jī)艙等重要噪聲源的通風(fēng)方式發(fā)生改變。通風(fēng)新規(guī) MSC365(93)對(duì)通風(fēng)管及其構(gòu)造材質(zhì)的明確要求使得今后風(fēng)管上的絕熱材料和一些處所風(fēng)機(jī)上用來(lái)減震降噪的軟管均須是不燃材料；對(duì)穿AB級(jí)分隔600mm范圍內(nèi)的風(fēng)管上不允許使用可燃?jí)|片的要求使得今后可能要更換通風(fēng)管密封用墊片的材質(zhì)，但若繼續(xù)使用目前的橡皮墊片作為密封材料，則穿AB級(jí)分隔時(shí)的通艙件長(zhǎng)度需加長(zhǎng)，以滿足新規(guī)范要求。

船舶、艦船工程；噪聲水平值；隔音；通風(fēng)管；不燃材料；可燃?jí)|片

0 引 言

國(guó)際海事組織（International Maritime Organization，IMO）海上安全委員會(huì)（Maritime Safety Committee，MSC）第91屆會(huì)議上通過(guò)MSC337(91)決議——《船上噪聲等級(jí)規(guī)則》，第93屆會(huì)議上通過(guò)MSC365(93)決議——SOLAS修正案[1]。2個(gè)決議中：MSC337(91)適用于2012年11月30日后簽訂建造合同的船舶[2]；MSC365(93)通風(fēng)部分內(nèi)容適用于2016年1月1日后建造的船舶[3]。

MSC是IMO的最高技術(shù)機(jī)構(gòu)，其主要職責(zé)是研究本組織范圍內(nèi)有關(guān)助航設(shè)備、船舶建造和裝備、船員配備、避碰規(guī)則、危險(xiǎn)貨物裝卸、海上安全、航道信息、航海日志、航行記錄、救助救生、海上事故調(diào)查的事宜及直接影響海上安全的任何其他事宜。MSC每年召開1～2次會(huì)議。

上述新規(guī)的出臺(tái)意味著今后建造的船舶都將執(zhí)行MSC337(91)噪聲新規(guī)及MSC365(93)通風(fēng)新規(guī)。

1 MSC337(91)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的影響及應(yīng)對(duì)措施

1.1 帶格柵的門降噪至少30dB——MSC337(91), chapter 6-6.2.1

1.1.1 規(guī)范條款差異

決議內(nèi)容：MSC91/22 Annex 1, page 21, 6.2.1 The airborne sound insulation properties for bulkheads and decks within the accommodation shall comply at least with the following weighted sound reduction index (Rw) according to ISO Standard 717-1:1996 as amended (1:2006), part 19: corridor to cabin Rw= 30[2].

該決議要求上層建筑內(nèi)走廊與艙室間的隔音降噪達(dá)到 30dB，即走廊與艙室間分隔用的壁板（包括壁板上的門）均需滿足該降噪要求。而之前的規(guī)范對(duì)上層建筑內(nèi)走廊與艙室間分隔用的壁板及門無(wú)具體降噪要求。

1.1.2 影響及應(yīng)對(duì)措施

空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)通常采用50%新風(fēng)、50%回風(fēng)（中間季節(jié)100%新風(fēng)），即：夏冬季節(jié)，送風(fēng)量的50%回風(fēng)通過(guò)艙室門格柵回到走廊,再由走廊上的回風(fēng)格柵及風(fēng)管回至空調(diào)器；春秋季節(jié)，走廊上的回風(fēng)則通過(guò)走廊上的通風(fēng)頭排出。

SOLAS允許門上格柵的有效通風(fēng)面積≤0.05m2，即以往船舶的走廊與艙室間的門上帶有用于艙室回風(fēng)的格柵，其通風(fēng)面積為0.05m2。若執(zhí)行新規(guī)范，則帶格柵的門需進(jìn)行噪聲測(cè)試，以確認(rèn)是否能滿足該降噪要求。

據(jù)了解，目前已有部分廠家進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果是帶格柵的門（通風(fēng)面積0.05m2[4]）降噪達(dá)不到要求的30dB。已有帶格柵的門（通風(fēng)面積0.03m2，采用“Z”型結(jié)構(gòu)形式 ）通過(guò)試驗(yàn)，降噪達(dá)到31dB，滿足新規(guī)范降噪30dB的要求。但目前該試驗(yàn)的報(bào)告還在船級(jí)社認(rèn)可中。

問(wèn)題是，目前根據(jù)廠家提供的該“Z”型格柵的具體形式及尺寸，雖然兩側(cè)格柵的有效通風(fēng)面積為0.03m2，但兩格柵間有高差，流通截面積僅為0.005m2，理論計(jì)算該形式門格柵的回風(fēng)量?jī)H為50m3/h，若不采取其他措施，今后一旦通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行，上層建筑艙室將因回風(fēng)不暢而導(dǎo)致艙室內(nèi)正壓過(guò)大，進(jìn)而出現(xiàn)艙室門打開困難的問(wèn)題。

因此在該階段，若找不到既能滿足降噪指標(biāo)又能滿足回風(fēng)指標(biāo)的門，則上層建筑空調(diào)的回風(fēng)將只能采用在艙室內(nèi)布置回風(fēng)管的方式，即送風(fēng)量50%的回風(fēng)原來(lái)是通過(guò)艙室門格柵回到走廊再回至空調(diào)器的，現(xiàn)均要通過(guò)布置在艙室內(nèi)的回風(fēng)管從各艙室拉回至空調(diào)器。另外，若需要春秋季節(jié)100%新風(fēng)的船舶，還需增加一臺(tái)抽風(fēng)機(jī)用于春秋季節(jié)單獨(dú)排風(fēng)。

無(wú)論是回風(fēng)管還是抽風(fēng)機(jī)等，均將增加艙室各管系電纜等的布置難度，需要在設(shè)計(jì)初期預(yù)留足夠的甲板間高，否則可能要犧牲一定的艙室凈高。

1.2 上層建筑艙室噪聲指標(biāo)提高——MSC337(91), chapter 6-6.2.1

1.2.1 規(guī)范條款差異

對(duì)于萬(wàn)噸級(jí)以上的船舶，決議將上層建筑中的居住艙室、醫(yī)務(wù)室、餐廳、娛樂(lè)室和辦公室等艙室的噪聲指標(biāo)比老規(guī)范（A.468（XII））提高了5dB(A)，具體見表1[2,5]。

表1 新老規(guī)范噪聲要求對(duì)比 dB(A)

1.2.2 影響及應(yīng)對(duì)措施

對(duì)于上層建筑在機(jī)艙上方的船舶（后島型），這樣的指標(biāo)要求相當(dāng)苛刻：主機(jī)、機(jī)艙通風(fēng)機(jī)引起的振動(dòng)和噪聲使船舶在航行狀態(tài)（MCR狀態(tài)）下的上述艙室噪聲指標(biāo)很難達(dá)到規(guī)范要求。

之前參與建造的 2萬(wàn)噸級(jí)船舶（上層建筑在機(jī)艙上方），測(cè)得的其多數(shù)住艙中的噪聲指標(biāo)在58～59dB(A)，娛樂(lè)室、餐廳及辦公室的噪聲指標(biāo)在 62～64dB(A)。這些噪聲水平值若執(zhí)行老標(biāo)準(zhǔn)則滿足規(guī)范要求，若是執(zhí)行IMO新規(guī)則均不達(dá)標(biāo)。因此，若建造的船舶執(zhí)行MSC337(91)，則需要在前期合同設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)及建造過(guò)程中重視該問(wèn)題。

1) 在合同設(shè)計(jì)階段就將上層建筑與機(jī)艙分開：一個(gè)前島，一個(gè)后島。

2) 若合同設(shè)計(jì)階段上層建筑和機(jī)艙分不開，上層建筑在機(jī)艙上方，則在技術(shù)設(shè)計(jì)總布置時(shí)盡量將機(jī)艙通風(fēng)結(jié)構(gòu)風(fēng)道與上層建筑分開，不共用同一道艙壁。施工設(shè)計(jì)中采取一定的減振降噪設(shè)計(jì)，如主機(jī)及主機(jī)排氣管采用彈性安裝、排氣管上加裝消音器、機(jī)艙風(fēng)機(jī)采用彈性安裝、機(jī)艙風(fēng)機(jī)上也考慮加裝消音器和機(jī)艙風(fēng)機(jī)室內(nèi)采取一定的消音措施（如敷設(shè)消音材料及涂阻尼材料）減少振動(dòng)等。

3) 在技術(shù)設(shè)計(jì)中，空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)前期進(jìn)行噪聲計(jì)算，在不考慮環(huán)境噪聲影響的情況下對(duì)空調(diào)系統(tǒng)自身的噪聲做到預(yù)測(cè)、可控。若計(jì)算不達(dá)標(biāo)，則在設(shè)計(jì)前期就采取一定的降噪措施，例如空調(diào)器內(nèi)風(fēng)機(jī)采用低噪聲風(fēng)機(jī)并減振安裝、空調(diào)器室內(nèi)敷設(shè)消音材料、空調(diào)送回風(fēng)管上增加消音器及空調(diào)機(jī)組和冷藏機(jī)組彈性安裝等。但是，最好在船舶設(shè)計(jì)階段考慮環(huán)境噪聲的艙室振動(dòng)進(jìn)行噪聲計(jì)算分析。

4) 在合同設(shè)計(jì)階段即考慮轉(zhuǎn)變機(jī)艙通風(fēng)模式，將機(jī)艙內(nèi)設(shè)備的散熱負(fù)荷由艙外空氣承擔(dān)改為艙內(nèi)冷卻盤管承擔(dān)，冷卻介質(zhì)既可以是中央冷卻淡水，也可以是制冷劑：機(jī)艙通風(fēng)一般采用風(fēng)機(jī)機(jī)械送風(fēng)、煙囪自然回風(fēng)的方式，傳統(tǒng)的機(jī)艙風(fēng)機(jī)送風(fēng)量=設(shè)備燃燒空氣量+設(shè)備散熱所需空氣量，有時(shí)機(jī)艙風(fēng)機(jī)送風(fēng)量=2.5 ×設(shè)備燃燒空氣量（某船），由此看出大量的風(fēng)量實(shí)際用于滿足設(shè)備的散熱需求，因此若保證機(jī)艙送風(fēng)滿足 ISO8861的最低標(biāo)準(zhǔn)（即機(jī)艙風(fēng)機(jī)送風(fēng)量=1.5×設(shè)備燃燒空氣量），則其余的機(jī)艙熱量可以考慮用冷卻盤管+射流通風(fēng)的內(nèi)循環(huán)通風(fēng)方式，會(huì)有效降低機(jī)艙風(fēng)機(jī)送風(fēng)量，從而從噪聲源上有效降低振動(dòng)和噪聲。

5) 若對(duì)噪聲有苛刻要求，可以考慮更徹底地解決機(jī)艙送風(fēng)機(jī)噪聲問(wèn)題。即改上述傳統(tǒng)的開式機(jī)艙通風(fēng)為閉式機(jī)艙通風(fēng)：主機(jī)發(fā)電機(jī)直接采用舷外進(jìn)氣，解決設(shè)備燃燒空氣需求；采用冷卻盤管+射流通風(fēng)，解決設(shè)備散熱需求；機(jī)艙內(nèi)只要每小時(shí)補(bǔ)充很少的新風(fēng)量，滿足機(jī)艙內(nèi)人員對(duì)新風(fēng)的需求即可。

上述(4)和(5)在解決噪聲問(wèn)題的同時(shí)，實(shí)際上還可有效解決機(jī)艙內(nèi)外大尺寸風(fēng)管的布置問(wèn)題。

2 MSC365(93)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的影響及應(yīng)對(duì)措施

2.1 通風(fēng)管的不燃要求——MSC365(93), 9.7.1.1

2.1.1 規(guī)范條款差異

1) MSC365(93), 9.7.1.1決議內(nèi)容：Ventilation ducts, including single and doubt wall ducts, shall be of steel or equivalent material except flexible bellows of short length not exceeding 600mm used for connecting fans to the ducting in air-conditioning rooms. Unless expressly provided otherwise in paragraph 7.1.6, any other material used in the construction of ducts, including insulation, shall also be non-combustible[3].

該決議要求通風(fēng)管需采用鋼質(zhì)或其他等同材料，任何用于通風(fēng)管結(jié)構(gòu)的材料（包括絕緣）均需是不燃的。

2) 老規(guī)范：SOLAS 2012, 9.7.1.1 Ventilation ducts shall be steel or equivalent material. However, short ducts…[4].

該規(guī)范要求通風(fēng)管需采用不燃材料，不如新規(guī)范要求具體、明確。

2.1.2 影響及應(yīng)對(duì)措施

根據(jù)新規(guī)范的要求，其特別強(qiáng)調(diào)通風(fēng)管及其構(gòu)造的材料均需不燃，但“in the construction of ducts”意味著風(fēng)管上的絕緣材料、膠帶及其黏合劑等均要求是不燃的。

但據(jù)了解，上述要求中的膠帶等材料目前國(guó)內(nèi)廠家事實(shí)上很難做到不燃。在與DNV GL溝通后，其允許對(duì)于膠帶、黏合劑的要求可以是低播焰。新規(guī)范實(shí)施后對(duì)風(fēng)管結(jié)構(gòu)上材料的要求見表2。

表2 IMO新規(guī)對(duì)風(fēng)管結(jié)構(gòu)上材料的要求

1) 矩形風(fēng)管上的絕熱材料可使用巖棉；

2) 對(duì)于絕熱螺旋風(fēng)管內(nèi)的絕熱材料，可在技術(shù)協(xié)議中寫明要求廠家采用不燃絕熱材料并提供證書，目前國(guó)內(nèi)的巖棉仍由船級(jí)社出具形式認(rèn)可證書；

3) 對(duì)于鋁箔膠帶，據(jù)了解目前國(guó)內(nèi)均無(wú)低播焰證書，但國(guó)外有能提供證書的鋁箔膠帶，今后可能只能進(jìn)口；

4) 對(duì)于黏合劑（主要用于將巖棉固定到方風(fēng)管上，避免用碰釘固定造成兩者不緊密貼合而引起凝水），據(jù)了解國(guó)外有能提供低播焰證書的黏合劑，今后同樣需進(jìn)口。

2.2 風(fēng)機(jī)軟管的不燃要求——MSC365(93), 9.7.1.1

2.2.1 規(guī)范條款差異

MSC395(93)，9.7.1.1的內(nèi)容中包含對(duì)風(fēng)機(jī)軟管的要求：除了在空調(diào)器室內(nèi)的用于風(fēng)機(jī)連接的長(zhǎng)度不超過(guò)600mm的軟管可以不要求不燃外，其他任何用于風(fēng)管結(jié)構(gòu)的材料均需不燃。SOLAS 2012對(duì)此無(wú)特別明確的要求。

2.2.2 影響及應(yīng)對(duì)措施

根據(jù)新規(guī)范的要求，上述條款意味著用于機(jī)艙風(fēng)機(jī)、貨艙風(fēng)機(jī)、房艙風(fēng)機(jī)及工作艙室風(fēng)機(jī)彈性安裝的軟管均需要不燃。但經(jīng)過(guò)與DNV GL溝通，其認(rèn)為該條款不適用于機(jī)械處所和貨艙處所。因此，機(jī)艙風(fēng)機(jī)、貨艙風(fēng)機(jī)及其他機(jī)械處所的風(fēng)機(jī)是允許用可燃材料制作軟管的。但是，若上層建筑、控制站及服務(wù)處所內(nèi)的風(fēng)機(jī)采用軟管連接，則軟管材料必須不燃。

IMO新規(guī)對(duì)各處所軟管要求見表3。

表3 IMO新規(guī)對(duì)各處所軟管的要求

據(jù)了解，目前國(guó)內(nèi)外軟管均無(wú)不燃證書，即國(guó)內(nèi)外軟管均未進(jìn)行國(guó)際耐火試驗(yàn)程序應(yīng)用規(guī)則（Fire Test Procedures，F(xiàn)TP）Part5中要求的不燃材料的相關(guān)測(cè)試。

在軟管達(dá)不到不燃要求時(shí)，若風(fēng)管采用硬連接（即鋼管連接），則振動(dòng)大，引起的噪聲也大。對(duì)于目前適用MSC337(91)艙室噪聲指標(biāo)的船舶，不利于噪聲控制。

目前已有廠家進(jìn)行這方面的試驗(yàn)。若試驗(yàn)不通過(guò)，則目前在建船舶這部分的風(fēng)機(jī)與風(fēng)管間的連接只能用鋼質(zhì)風(fēng)管。

2.3 可燃材料墊片布置要求——MSC365(93), 9.7.1.6

2.3.1 規(guī)范條款差異

MSC365(93), 9.7.1.6決議內(nèi)容：Combustible gaskets in flanged ventilation duct connections are not permitted within 600mm of openings in “A” or “B” class divisions and in ducts required to be of “A” class construction[3].

該新規(guī)范要求A級(jí)或B級(jí)分隔上開孔的600mm范圍內(nèi)不允許有風(fēng)管密封用的可燃?jí)|片及A級(jí)結(jié)構(gòu)風(fēng)管上不允許有可燃?jí)|片。SOLAS 2012對(duì)此無(wú)要求。

2.3.2 影響及應(yīng)對(duì)措施

目前風(fēng)管均采用橡皮作為密封材料：矩形風(fēng)管法蘭間采用橡皮繩密封，螺旋風(fēng)管采用內(nèi)插式接頭上的橡皮圈密封；二者均為可燃材料，其中螺旋風(fēng)管的橡皮密封圈雖然有上海橡膠制品研究所檢測(cè)中心出具的燃燒性能報(bào)告，但其是按垂直燃燒法測(cè)試的，顯然不滿足船級(jí)社經(jīng)過(guò)FTP試驗(yàn)程序測(cè)試的要求。

也就是說(shuō)，A級(jí)或B級(jí)開孔600mm范圍內(nèi)的風(fēng)管接頭處的密封材料除非是不燃材料，否則不允許在此范圍內(nèi)使用。據(jù)了解，目前螺旋風(fēng)管廠家生產(chǎn)的接頭上的密封材料仍使用橡皮墊圈。

因此，若仍繼續(xù)使用橡皮作為風(fēng)管的密封材料，則為滿足該條款，從2016年1月1日起，通風(fēng)管的通艙件長(zhǎng)度將≥1200mm，而原穿B級(jí)分隔通艙件長(zhǎng)度僅200mm，現(xiàn)其長(zhǎng)度也必須≥1200mm。新老規(guī)范風(fēng)管通艙件的不同對(duì)比見表4。

表4 新老規(guī)范風(fēng)管通艙件的不同對(duì)比

新老規(guī)范截面積＜0.075m2的螺旋風(fēng)管穿A級(jí)分隔通艙件對(duì)比見圖1，可清楚地看出兩者的區(qū)別。

圖1 新老規(guī)范穿A級(jí)分隔通艙件對(duì)比

3 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)分析可以看出，規(guī)范對(duì)噪聲及可燃材料在船舶上應(yīng)用的要求越來(lái)越嚴(yán)格，船舶設(shè)計(jì)單位及船廠在前期設(shè)計(jì)時(shí)必須重視這些規(guī)范要求，否則在建造后期出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)再去解決將付出較大代價(jià)。另外，目前有些材料可能在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)依賴進(jìn)口，這將倒逼國(guó)內(nèi)廠家相應(yīng)增加研發(fā)力度，爭(zhēng)取在最短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)材料的國(guó)產(chǎn)化。

通過(guò)分析還可以看出，MSC337(91)及MSC365(93)對(duì)船舶的建造影響非常大，上述每條款的落實(shí)都會(huì)增加船廠的建造成本，因此需要設(shè)計(jì)人員提前與船級(jí)社溝通，以盡量避免施工過(guò)程中被動(dòng)應(yīng)對(duì)船檢。

[1] 林德輝. MSC 93及其通過(guò)和批準(zhǔn)的主要文件簡(jiǎn)介[J]. 船舶，2015 (4): 115-117.

[2] MSC. Adoption of the code on noise levels on board ships: MSC337(91)[S].

[3] MSC. Amendments to the international convention for the safety of life at sea,1974, as amended: MSC365(93)[S].

[4] IMO. 國(guó)際海上人命安全公約[S]. 2012.

[5] IMO. Code on noise levels on board ships: Res. A. 468 (Ⅻ)[S].

The Influence of New IMO Regulations on Ventilation Systems and Countermeasures to Deal with It

LI Ai-hua，XU Cheng

（Hudong-Zhonghua Shipbuilding (Group) Co., Ltd., Shanghai 200011, China）

This study compares the differences of the International Maritime Organization (IMO) rules on the noise of ventilation before and after revision, analyzes the influence of the revised rules on ventilation systems, and proposes some specific countermeasures. The tougher requirements for cabin sound insulation specified in the new noise regulation MSC 337(91) may change indirectly the air return mode of air-condition, the arrangement of superstructure and the ventilation mode of the major noise sources such as the engine room, so as to reduce the noise in cabin. The new ventilation regulation MSC 365(93) specifically requires that the insulation material of ventilation pipes and the noise deduction pipes in ventilators must be nonflammable. Ventilation pipes within the 600mm region across A/B class divisions must not use flammable gasket, which indicates that the gasket material for ventilator airtight seal should be changed. If the current gasket material is still used as the airtight seal material, the length of penetration on AB class divisions need to be increased to meet the new regulation.

ship and naval architecture; noise level; noise insulation; ventilation duct; inflammable material; flammable gasket

U664.86；U692.1+9

B

2095-4069 (2016) 06-0053-06

2016-02-19

李愛(ài)華，女，高級(jí)工程師，1976年生。1998年畢業(yè)于上海水產(chǎn)大學(xué)制冷與空調(diào)專業(yè)，現(xiàn)從事船舶空調(diào)冷藏通風(fēng)系統(tǒng)的施工設(shè)計(jì)工作。

10.14056/j.cnki.naoe.2016.06.010