SOLAS公約對(duì)船舶生活區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)要求和設(shè)計(jì)

徐世杰

應(yīng)用研究

SOLAS公約對(duì)船舶生活區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)要求和設(shè)計(jì)

徐世杰

（大連中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司，遼寧大連 116113）

通風(fēng)系統(tǒng)是船舶航行及生活所不可或缺的重要組成。為了保證船舶正常通行，本文以SOLAS公約為系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)船舶生活區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)行了設(shè)計(jì)。首先概述船舶生活區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的SOLAS公約要求，遵循公約相關(guān)規(guī)定，進(jìn)行通風(fēng)形式對(duì)比與流通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，布置廚房、配餐間，防火風(fēng)閘選型與使用防火墊片，合理設(shè)置檢查孔。只有遵循標(biāo)準(zhǔn)公約與技術(shù)規(guī)范，這樣才可在船舶通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)做到有的放矢，旨在為類似研究提供參考。

SOLAS公約 船舶 通風(fēng)系統(tǒng)

0 引言

船舶生活區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)包括空調(diào)通風(fēng)、自然通風(fēng)系統(tǒng)、機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，其中在船舶生活區(qū)進(jìn)行通風(fēng)管選型，一般要以居住區(qū)的空調(diào)風(fēng)管、艙室通風(fēng)與其他房間類型通風(fēng)布置情況為參考，在設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)合不同走向?qū)νL(fēng)系統(tǒng)各組件綜合考慮[1]。如何才能保障船舶生活區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)查閱SOLAS公約相關(guān)規(guī)范要求，國(guó)外對(duì)船舶動(dòng)力艙通風(fēng)設(shè)計(jì)，一般采用常規(guī)機(jī)械通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)結(jié)合循環(huán)冷卻通風(fēng)、自然流通風(fēng)三類[2]，不同的通風(fēng)形式特點(diǎn)各有不同，在設(shè)計(jì)船舶通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有船舶通風(fēng)設(shè)計(jì)的主要形式包括全新風(fēng)系統(tǒng)、循環(huán)冷卻加新風(fēng)系統(tǒng)、流通風(fēng)三類設(shè)計(jì)形式[3]，不論何種都應(yīng)以滿足船舶生活區(qū)相關(guān)人員對(duì)空氣的需要為主。接下來(lái)將以SOLAS公約標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)船舶生活區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)。

1　船舶生活區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)SOLAS公約相關(guān)要求

1.1 通艙件選型

在SOLAS公約中對(duì)于船舶生活區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的通艙件設(shè)計(jì)要求，規(guī)定橫截面積在0.02 m2以內(nèi)，薄壁風(fēng)管可以穿過(guò)甲板與艙壁，一般以艙壁兩側(cè)的長(zhǎng)度各100 mm最合理。有效橫截面積超過(guò)0.02m2的通風(fēng)導(dǎo)管，以能夠成功穿過(guò)A級(jí)艙壁甲板為主，艙壁部位風(fēng)管壁厚要求在3 mm以上，長(zhǎng)度至少在900 mm。

1.2 廚房配餐間風(fēng)管布設(shè)

對(duì)于船舶A類設(shè)備運(yùn)行位置所在廚房、車輛處、特種處等場(chǎng)所的通風(fēng)導(dǎo)管，假若穿過(guò)起居服務(wù)所、控制站與處所，應(yīng)當(dāng)滿足如下條件：采用寬度直徑在300 mm與760 mm以上的導(dǎo)管，需要保證管壁厚度在3 mm與5 mm；對(duì)于寬度與直徑在300 mm～760 mm的導(dǎo)管，管壁厚度應(yīng)在4mm以上。盡可能選用足夠壁厚的鋼材制得風(fēng)管，靠近穿過(guò)艙壁設(shè)置自動(dòng)防火風(fēng)閘[4]。

1.3 防火風(fēng)閘及快關(guān)拉繩

根據(jù)SOLAS公約要求導(dǎo)管如果有效橫截面積在0.075 m2以上，對(duì)此應(yīng)當(dāng)裝設(shè)防火風(fēng)閘，在艙壁、甲板雙側(cè)可以手動(dòng)關(guān)閉。假若導(dǎo)管穿過(guò)被“A”級(jí)分隔所包圍但無(wú)實(shí)際使用需要的處所，需要保證所用導(dǎo)管具備同耐火完整性的前提下，無(wú)需設(shè)置防火風(fēng)閘。確保防火風(fēng)閘方便操作，假若設(shè)計(jì)防火風(fēng)閘處于襯板、天花板后面，則應(yīng)當(dāng)對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)檢修門，門上設(shè)計(jì)相應(yīng)的防火風(fēng)閘標(biāo)牌。

1.4 防火墊片

在SOLAS公約中要求船舶通風(fēng)系統(tǒng)所用防火墊片，對(duì)于“A”級(jí)風(fēng)管與“B”級(jí)分隔口保持600mm間隔范圍，可以使用法蘭連接通風(fēng)導(dǎo)管。在實(shí)船設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)與防火分隔相結(jié)合，重視“A”、“B”級(jí)船艙風(fēng)管墊片，一般對(duì)于A級(jí)艙壁需要設(shè)計(jì)防火風(fēng)閘，滿足A級(jí)構(gòu)造風(fēng)管，法蘭處無(wú)需使用不燃?jí)|片。

1.5 檢查孔設(shè)置

根據(jù)公約標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定船艙通風(fēng)導(dǎo)管均應(yīng)設(shè)計(jì)檢查孔，確保檢查孔所在位置與防火風(fēng)閘接近，實(shí)船設(shè)計(jì)時(shí)，保證檢查孔位置處于防火風(fēng)閘非艙壁的位置。遵循CB/T4227標(biāo)準(zhǔn)采用B型手孔蓋型式，設(shè)計(jì)3 mm壁厚以上的鋼管用于檢查孔風(fēng)管段，方便在底板焊接檢查孔。

2　船艙通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 計(jì)算艙室通風(fēng)量

在設(shè)計(jì)船艙生活區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)之前，需要首先對(duì)艙室的通風(fēng)量進(jìn)行計(jì)算，通常需要考慮的主機(jī)、排氣管、發(fā)電機(jī)及其他設(shè)備的散熱量總和，對(duì)于較大船型還應(yīng)當(dāng)考慮艙壁的熱傳導(dǎo)可能所需的通風(fēng)量[5]。

2.2 通風(fēng)形式比較

2.2.1全新風(fēng)系統(tǒng)

這類通風(fēng)系統(tǒng)主要利用風(fēng)機(jī)向艙外排出污濁空氣，將艙外新鮮空氣引入艙內(nèi)。確定艙室的總通風(fēng)量通常要達(dá)到艙內(nèi)排出熱負(fù)荷與換氣次數(shù)的需要。機(jī)艙進(jìn)風(fēng)應(yīng)當(dāng)超出排風(fēng)，對(duì)于生活區(qū)像廚房、住所等存在進(jìn)氣需要的場(chǎng)所，可以采取正壓設(shè)計(jì)，如果并無(wú)進(jìn)氣需要，為了避免艙體內(nèi)高濕氣體進(jìn)入其他艙室，通常機(jī)艙采取負(fù)壓設(shè)計(jì)，這樣可以保證排氣量可以超出進(jìn)氣量。全新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)因?yàn)榇罅啃嘛L(fēng)進(jìn)入艙體，排出艙內(nèi)熱量的基礎(chǔ)上，還可以保證各場(chǎng)所艙室的新風(fēng)量，但正因如此需要設(shè)計(jì)單獨(dú)的進(jìn)排風(fēng)風(fēng)機(jī)室，會(huì)占用較多資源。由于風(fēng)量與風(fēng)機(jī)噪聲較高，風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速也偏高，于是整個(gè)艙室通風(fēng)噪聲也會(huì)隨之增高。艙體內(nèi)發(fā)熱設(shè)備較多，在風(fēng)管送排風(fēng)時(shí)極易導(dǎo)致機(jī)艙空間緊張從而局部升溫，所以這類通風(fēng)形式無(wú)法確保船艙生活區(qū)各艙內(nèi)的溫度均勻[6]。

2.2.2循環(huán)冷卻加新風(fēng)系統(tǒng)

船艙在海面行進(jìn)中，因?yàn)楹Ｋ兄笥诳諝獾臒崛荼?，這一通風(fēng)系統(tǒng)形式主要依靠海水帶走艙內(nèi)熱量，但必定會(huì)減少艙室內(nèi)部通風(fēng)量，并且降低風(fēng)速達(dá)到減噪效果。這種形式可以有效降低艙內(nèi)溫度，基本維持在15次/h左右的換氣次數(shù)，滿足人員對(duì)新鮮空氣需要的同時(shí)，保持艙內(nèi)污濁物濃度在一定范圍內(nèi)。因?yàn)榇讼到y(tǒng)的閉式循環(huán)冷卻設(shè)計(jì)，可以在切斷外界新風(fēng)系統(tǒng)的前提下，維持艙內(nèi)溫度最高50℃，這種設(shè)計(jì)形式有利于艙內(nèi)空間密閉條件下通風(fēng)且對(duì)外關(guān)閉。

2.2.3流通風(fēng)系統(tǒng)

這類通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不同于前面兩種的地方在于布風(fēng)形式，主要依靠“流噴”氣體本身形成的高速氣流，可以對(duì)周圍空氣產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)及誘導(dǎo)作用，向布設(shè)方向組織艙內(nèi)熱量氣流，保證艙體熱度均勻分布，達(dá)到預(yù)期的良好通風(fēng)效果。理論上理解1倍的空氣能夠誘導(dǎo)超過(guò)10倍的空氣流動(dòng)，流噴嘴可以達(dá)到40 m/s以上的空氣流速，極大的增加了通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)靈活性，解決了艙室內(nèi)部通風(fēng)死角問(wèn)題。

3　通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)船設(shè)計(jì)

3.1 廚房配餐場(chǎng)所

對(duì)于廚房日常配餐等場(chǎng)所的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，（見(jiàn)圖1）作為主要通風(fēng)管路，其中管路1作為廚房場(chǎng)所的集氣罩抽風(fēng)管路，與餐廳連接穿過(guò)風(fēng)管段，根據(jù)“A60”級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)擋火閘，使用3 mm以上的鋼板風(fēng)管，保證能夠包覆“A60”絕緣方可滿足公約要求。管路2負(fù)責(zé)廚房間送風(fēng)，設(shè)計(jì)在擋火閘5 m之外，設(shè)計(jì)時(shí)這一段風(fēng)管自防火風(fēng)閘穿過(guò)所連接餐廳段。管路3作為廚房下層空調(diào)間經(jīng)配餐間，滿足廚房通風(fēng)需要的風(fēng)管，選用鋼質(zhì)壁厚達(dá)到3 mm以上并包覆“A60”絕緣標(biāo)準(zhǔn)。管路4作為下層空調(diào)穿至配餐間風(fēng)管，與管路3所用材質(zhì)與絕緣標(biāo)準(zhǔn)相同。

圖1 生活區(qū)廚房配餐通風(fēng)系統(tǒng)圖

3.2 防火風(fēng)閘附件

遵循SOLAS公約設(shè)計(jì)通風(fēng)系統(tǒng)防火風(fēng)閘，對(duì)于“A”級(jí)設(shè)備所處的甲板、多機(jī)器場(chǎng)所與滾裝貨場(chǎng)所，穿過(guò)控制站與其居所，設(shè)計(jì)與穿過(guò)艙壁部位相接近的防火風(fēng)閘。起居、服務(wù)、控制等多場(chǎng)所的風(fēng)管設(shè)計(jì)，均在穿過(guò)住宿區(qū)時(shí)設(shè)計(jì)防火風(fēng)閘。送風(fēng)系統(tǒng)與抽風(fēng)系統(tǒng)作為與外界連接的關(guān)鍵，同樣需要設(shè)計(jì)防火風(fēng)閘。就是說(shuō)防火風(fēng)閘應(yīng)急拉繩設(shè)計(jì)于圍墻外壁方便操作的部位，船艙各層的空調(diào)回風(fēng)管，防火風(fēng)閘設(shè)計(jì)于應(yīng)急拉繩與室內(nèi)梯道天花板連接處；廚房空調(diào)位置主要布置在甲板空調(diào)內(nèi)，在廚房相鄰的走廊天花板布設(shè)防火風(fēng)閘與專用檢修門（見(jiàn)圖2）。

圖2 廚房集氣罩抽風(fēng)口設(shè)置防火風(fēng)閘

3.3 防火墊片及檢查孔

設(shè)計(jì)防火墊片應(yīng)著重關(guān)注穿過(guò)“A級(jí)”、“B級(jí)”艙壁的風(fēng)管墊片，注意墊片不可在600 mm范圍內(nèi)使用，應(yīng)當(dāng)對(duì)“A級(jí)”風(fēng)管專門設(shè)計(jì)防火風(fēng)閘，尤其像是廚房風(fēng)管穿住所區(qū)域，或是住所風(fēng)管穿廚房配餐區(qū)域，對(duì)于這類有極大失火風(fēng)險(xiǎn)的場(chǎng)所，均無(wú)需將防火墊片用于法蘭處。設(shè)計(jì)船艙檢查孔應(yīng)當(dāng)考慮烽火風(fēng)閘的位置，保證檢查孔處于非艙壁的外側(cè)，為了方便檢查孔的安裝，不應(yīng)設(shè)計(jì)手孔蓋形式，可以選擇三通附件與末端封板相結(jié)合的形式。（見(jiàn)圖3）作為矩形風(fēng)管檢查孔的設(shè)置示意圖，在風(fēng)管下側(cè)設(shè)計(jì)了可拆卸的觀察板。

圖3 矩形風(fēng)管設(shè)置檢查孔示意圖

4　結(jié)語(yǔ)

總而言之，對(duì)于船艙生活區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，不論選用哪種形式都要綜合考慮優(yōu)缺點(diǎn)，以SOLAS公約要求為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)生活區(qū)所涉及的不同場(chǎng)所通風(fēng)需要進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，只有仔細(xì)深入的研讀公約規(guī)范，才可以在設(shè)計(jì)通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)真正有的放矢，滿足船舶生活區(qū)相關(guān)人員對(duì)空氣的不同需要。

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SOLAS convention requirements and design for ventilation systems in ship living quarters

Xu Shijie

(Dalian COSCO SHIPPING Heavy Industry Co., Ltd, Dalian 116113, Liaoning, China)

U664

A

1003-4862（2023）10-0074-03

2023-04-28

徐世杰(1986-)，男，工程師。研究方向：船舶管路，船舶輪機(jī)。E-mail：632847010@qq.com