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船舶设计相关IMO安全和环保法规研究

2014-09-26张文斌

船舶标准化工程师 2014年1期
关键词:船舶设计稳性导则

张文斌

(上海船舶研究设计院,上海 201203)

0 引言

海运贸易的发展与全球经济形势和商品贸易的发展息息相关,船舶海运是世界区域内运送大宗物资、原材料最经济的方式。然而,随着船舶吨位和数量的快速增长,各种海难事故频发,对国际航运界而言,制定安全方面的国际性法规尤为迫切。

1 SOLAS和MARPOL的形成

实际上,在IMO建立之前,一些航运历史悠久的国家,如英国,就已认识到提高海上安全的有效方法是发展国际性法规[1]。IMO的法规由公约、规则和决议构成,分为4类:安全和保安、环保、海难负面影响的最小化、海难后的处理,其中安全和保安、环保这2类法规对船舶设计带来直接影响。

IMO公约的制定遵循着一定的规律。其与海难事故直接相关,形成的一般流程为:各缔约国或有关机构通过对事故的调查分析,向IMO的相关技术委员会递交提案,经有关分委员会讨论后形成草案,若外交大会通过后,最后由缔约国批准直至满足条件后生效。由于IMO公约生效时间相对较长,发达国家和欧盟的单方面的立法从外部有力地推动IMO的法规的加速形成。

安全类的公约中最重要的是《国际海上人命公约(SOLAS)》,SOLAS经过1914年、1929年、1948年、1960年四个版本的发展,SOLAS 1974和1988年议定书版本是目前有效的,主要涉及船舶安全、人员安全和货物安全,采用“默认接受程序”,可加快海上安全委员会通过的修正案的生效,其各章的形成情况如表1所示。

表1 SOLAS各章形成情况

环保类的公约最重要的是《国际防止船舶造成污染公约(MARPOL)》。海事界对船舶对海上环境污染的关注开始于1954年的《国际防止海上油污染公约(OILPOL)》,经过1962年、1969年和1971年的修订,MARPOL1973和1978年、1997年议定书是目前有效的,涉及范围扩大至防止油类污染以外,包括散装有毒液体物质污染、海运包装有害物质污染、船舶生活污水污染、船舶垃圾污染、船舶造成空气污染,共6个附则,各附则的形成情况如表2所示。

表2 MARPOL各附则形成情况

2 2004年后IMO安全和环保法规的现状

2004年以来对船舶设计带来重大影响的 IMO安全和环保法规有很多,具体如下:

1)安全法规

(1)2008年:压载舱保护涂层性能标准;远程识别和跟踪。

(2)2009年:破舱稳性新规则。

(3)2010年:客船安全返港。

2)环保法规

(1)2004年:国际压载水沉淀控制和管理公约。

(2)2007年:MARPOL,附则1-12A,燃油舱保护。

(3)2009年:国际安全与环境无害化拆船公约。

(4)2010年:MARPOL,附则VI,ECA 区硫排放。

(5)2011年:MARPOL,附则 VI,氮排放Tier II。

(6)2013年:MARPOL,附则VI,EEDI。

截止2013年5月,占世界商船总吨位29.07%的36个国家批准了《2004国际压载水沉淀控制和管理公约》,仍未达到生效要求。近 2年来,IMO做了大量的压载水处理装置的基本批准和最终批准工作。目前,共有33家获型式认可。

截止2013年6月26日,仅挪威1个国家批准了《2009国际安全与环境无害化拆船公约》[2],近2年来,IMO为了推动此公约的进程,通过了4个导则:拆船设施导则、拆船设施认可导则、2012船舶检验和发证导则以及2012船舶检查导则。

IMO在空气污染和能效方面的工作是近2年环保法规的热点,特点是有关能效指数(EEDI)的,涉及决议和通函较多。截止2013年5月,MEPC65会议的EEDI相关规则如下:

1)要求的 EEDI:MEPC.203(62),MARPOL附则VI修正案;MEPC.1/Circ.795,MARPOL附则VI的统一解释;MEPC.231(65),2013EEDI 参考线计算导则;MEPC.233(65),2013具有非传统推进的游乐型客船的 EEDI基准线计算导则;MEPC.232(65),2013最小推进功率临时导则。

2)EEDI计算值:MEPC.212(63),EEDI计算导则;MEPC.224(64),2012 EEDI计算导则修订;MEPC.1/Circ.796,fw系数计算的临时导则。

3)EEDI 检验发证:MEPC.214(63),EEDI检验发证导则;MEPC.234(65),2012年EEDI检验发证导则修正案。

2012年11月,MSC91会议上通过的2014年7月1日生效的噪声防护和船上噪声水平规则,将一些处所容许的最大噪声极限值减少5dB,给船舶设计带来很大影响。

近年来,经过IMO的不懈努力,散货船、油船和客船等船型在安全和环保方面取得了长足的进步,表 3为 2004年交付的灵便型散货船 Clipper Harvest[3]与上海船舶研究设计院 2012年开发的绿色海豚38000吨[4]的主尺度和主要特征的比较。

表3 Clipper Harvest与绿色海豚38000的主尺度和主要特征的比较

分析表3可知:10年后的主流灵便型散货船除了装载量和舱容更大、经济性更好以外,安全和环保的提高更加凸显,具有广阔的市场前景。

3 IMO安全和环保法规的发展

现有IMO法规的制订存在着一定的缺陷:一方面,属于出现海难后的反应型(reaction),而不是抢先型(proactive),导致法规更多地针对新造船而忽视营运船舶[5];另一方面,公约的批准速度依然很慢,导致一些区域性的法规要求会早于、也高于IMO要求。

2013年6月,MSC92完成了IMO各分委会的重组方案,将原来的9个分委会缩小为7个,如图1所示,从中可看出今后IMO的工作职责更清楚、效率也更高。

从IMO安全和环保法规的发展来看,今后需要重点关注的主要有:目标型结构标准、第二代完整稳性、杂货船安全、极地规则和气体燃料船规则。

目标型结构标准适用于2016年7月1日签订建造合同的船长150米以上的油船和散货船,将船舶的疲劳寿命、残存强度、结构冗余度、人为因素、设计透明度和结构可达性等纳入标准的范围。

与基于经验背景的《2008年完整稳性规则》有着本质的区别,第二代完整稳性基于水动力理论研究船舶稳性衡准,包含纯稳性丧失、参数横摇、骑浪/横甩、瘫船和过度加速度5种失效模式,每种失效模式包括第一层、第二层和直接评估3个衡准层次。第二代完整稳性预计将于2015年完成,将对集装箱船、滚装船等的开发设计产生重大影响。

随着沉没、碰撞、搁浅和火灾等杂货船海损事故的增加,使杂货船成为 IMO重点关注的船型,IMO主要考虑ICAS所做的综合安全评估和风险控制选项的建议,这些都将影响今后杂货船的设计。

极地丰富的旅游、油气和矿产资源以及新航道发展的潜力,使得如何保障船舶航行于极地区域的安全和环保显得尤为重要。为环境保护与航运、科考以及资源开发平衡而制定的极地规则可称是IMO法规体系中的一次革命,它超越了SOLAS和MARPOL的制定方式,属于抢先型规则,预计将于2014年完成。

LNG作为船用燃料对船舶二氧化碳排放的减少和能耗指数的降低具有十分显著的作用,是绿色船舶的重要发展方向之一。气体燃料船规则源自IGC规则第16章并新增了不少内容,预计2016年生效。

4 结束语

由于 IMO安全和环保法规的制订和修订对船舶设计起到至关重要的,有时甚至是颠覆性的作用,我国已从被动跟随学习的初级阶段发展到主动参与制定的新阶段,特别是工业信息化部的IMO造船新规范标准应对机制办公室的设立,对我国船舶行业提升国际竞争力有着深远意义。

[1]Thomas Lamb.Ship design and construction [M].New York: SNAME, 2004.

[2]Norway is first to accede to Hong Kong ship recycling treaty [EB/OL].http://www.imo.org/ MediaCentre/PressBriefings/Pages/24-norway-HK-accession-.aspx,2013, June 26.

[3]John Lingwood.Significant Ships of 2004[M].London:RINA, 2005.

[4]崔燕.“绿色海豚”设计亮点[J].中国船检,2012(9):81-82.

[5]Dracos Vassalos.Gaps and Pitfalls in the Current Regulatory Framework[EB/OL].http://www.imo.org/About/Events/FSS/Pages/default.aspx.

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