船舶通风系统船上布置相关问题探讨

何 辉, 翟高云, 邸金涛

(中海工业(江苏)有限公司， 江苏 扬州 225211)

船舶通风系统船上布置相关问题探讨

何 辉, 翟高云, 邸金涛

(中海工业(江苏)有限公司， 江苏 扬州 225211)

随着现代船舶的发展，对船舶通风系统布置的要求越来越严格。对当前船舶通风系统布置方案存在的问题作进一步研究。从风管、防火风闸、布风器及通风百叶窗等4个方面对布置方案展开探讨，为相关设计人员提供参考。

船舶; 通风系统; 风管; 噪声

0 引 言

1 风管布置

船舶通风系统利用风管将各送风口与回风口连接，从而创设出空气流动的渠道。风管的布置工作要在确定气流组织和风口的位置之后进行。在布置风管过程中,应注意以下问题：

(1) 尽可能地缩短管线，并降低管线的分支程度，以防止局部复杂构件出现，从而在节省材料的同时减小系统阻力。

(2) 布置风管时考虑到施工和检修的方便性，恰当处理风管布置与空调水系统及其他管道系统布置之间的矛盾。

(3) 尽量避免噪声过大，风管应采用吸声材料及吸声结构制成。若不对风管进行声学处理，很可能会形成混响，而混响经叠加会使声音强度大大提高(一般约为10 dB)。若在风管内壁和通风系统中设置吸声结构，则当声波投射时，其可吸收一部分声能，从而减少反射声，降低总声音强度。因此，在风管布置中可采取这种吸声技术，以降低噪声。

此外，对于通风系统，其噪声大部分是空气噪声和流体噪声。以直风管为例，在噪声通过风管及其部件进行传播的过程中，由于管壁之间的摩擦，部分声能会转换成热能。同时，若管道流通面积、管道分支等在界面处没有实现匹配阻抗，会使部分声能透射，而其他声能反射到声源处，这样就可使噪声衰减。但是，风管的局部构件会增大系统阻力，以致于形成气流涡旋，很可能会产生再生噪声。在风速增加的同时，再生噪声的影响不断增大。一般地，当风速<5 m/s时，可不计气流的再生噪声;当风速>8 m/s时，可不计管道中噪声的衰减量。

1) 选择吸声材料。通常使用吸声系数表示材料的吸声性能，即声波入射材料表面时被吸收声能与入射声能的比例，用α表示。多数材料的吸声系数是0.01～1.00。α的值越大，表明材料的吸声效果越好。一般α>0.2的材料就是吸声材料。该类型材料既可用来吸声减噪，也能用于制作隔声罩及阻性消声器。通常多孔吸声材料具有较好的吸声效果，因而应用最为普遍，主要分为纤维型、泡沫型及颗粒型等3种类型。

对于吸声系数为α的吸声材料,噪声的衰减能力随α的增大而增强。

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α=L×m/A

(1)

式(1)中:α为吸声系数;L为吸声材料衬层长度;m为管道周长;A为管道通航面积。

2) 选择吸声结构。吸声结构通常分为薄板共振、穿孔板共振及微穿孔板等3种吸声结构。在布置风管时，可根据实际情况来选择。此外，还可通过隔声构件及隔声材料来降低噪声，常见的构件有隔声罩及消声器等。

因此，对于风管的噪声控制,应做到以下几点：

1) 以风量及允许的气流速度为根据来确定各管段(包括出风口、支风管及主风管的断面),从而控制气流噪声;

2) 以计算系统中需要的各频率追加消声量为根据，选择并合理配置消声器;

3) 在风管表面采用消声材料或阻尼涂料敷设,以达到消声的目的。

2 防火风闸布置

在船舶通风系统中，防火风闸的通风效果较好，在应用中其阀门应常开，并在具有防火及通风要求的通风系统风管上安装，当温度达到70 ℃时，其阀门会关闭，若要复位开启,需手动进行，因此应根据其烟感信号和手动拉绳关闭阀门、70 ℃时自动关闭阀门等特点进行布置。此外，对于风管上布置的防火风闸,要坚持方便人员操作和维修。回风防火风闸的布置形成见图1。

在布置防火风闸时，还要注意以下问题：

1) 若安装位置超过2 m，应通过绳索引下，其操纵位置通常离地面1.5 m;

2) 若使用钢丝拉索，则钢丝拉索总长度应<6 m，其弯曲处少于3处，弯曲半径应>300 mm，绳索应使用DN20钢管当护套;

3) 对于在危险区布置的防火风闸，其遥控电磁阀最好同控制箱一样放在安全区，而远距离控制装置应布置于距离地面1.5 m的高度处;

4) 对于厨房排风管道的防火风闸的布置，要同二氧化碳释放连锁，其控制箱应放置在厨房门口处。

3 布风器布置

现代造船为保证船员在船上生活的舒适性，对船上的噪声和舒适性都有要求。船上空调风管机布风器的安装布置及噪声等级需满足《国际海上人命安全公约》的要求。布风器的布置问题及优化方案如下：

1) 现代船舶空调系统多采用单风管顶式布风器，当舱室内的温度达到设定温度后，为不使夏季气温过低或冬季气温过高，船员只能阻止布风器送风，新鲜空气的来源随之被阻断，舱室内空气的品质就会越来越差。

2) 布风器是空调通风系统的重要组成部分,在船舶空调送风管路中起着末端散流的作用。当前船舶使用的布风器存在静压箱体积小、消音棉较薄等缺点,致使消音效果不理想。

3) 为保证空气的流动性及最终送风温度适宜，有些送风口还采用串联或并联风机箱,但存在能耗较大、风机效率低、维护要求高和风机常开等缺点。此外,有的送风末端还采用无动力诱导器，空气流动性能好(比风机箱更容易变化)，但比直接送冷风能耗高，有噪声要求(小于风机箱)。 船舶空调末端一般采用布风器直接送风，其初始投资及能耗均较低，适当选择将获得较好的空气扩散性能。

布风器产生噪声的主要原因是顶式布风器的结构存在很大问题。采用该结构的目的是使布风器出口的冷风能较均匀地向舱室四周扩散，使温度场比较均匀，避免在舱室内有死角。从布风器的结构上看，从进风口进入布风器的风没有全部进入静压箱内进行混合消声，部分直接进入出风口，这样流速没有得到减缓，噪声由此增大。为解决船舶舱室温度不稳定的问题，设计人员可选择采用电加热布风器进行末端加热，从而扩大舱室空调温度的调节范围。该方式不仅可使船上人员根据自己的生活习惯调节温度，还能保证不阻断布风器送风，始终向舱内输送新鲜空气。同时，为较少噪声，可增大静压箱内部消音棉的厚度。

4 通风百叶窗

通风百叶窗有很多种，船舶上选用最多的是无盖水密通风百叶窗和风雨密盖百叶窗。

1) 无盖水密通风百叶窗的特点是当其关闭时，下一片百叶顶住上一片百叶内侧下部，相邻2片百叶重迭处设有橡胶密封条，由连杆机构提供一定压力来达到密封要求。在百叶窗启闭过程中，需将手轮套在轴上;当不用时，应将其卸下并挂在窗下。为证明这种通风百叶窗的可行性，对其进行水密试验。冲水试验：冲水压力0.4 MPa，距窗≤1.5 m，用喷嘴直径≥16 mm的水龙头喷射，结果无水进入舱室，证明该百叶窗合格。

2) 风雨密盖百叶窗通常在上建房间自然通风和机械通风的风道末端使用。该种百叶窗的百叶为固定式，不可转动，选型时根据安装处所的空间大小选定开启方向；同时,需确定安装形式是法兰连接还是焊接；通常主要通过粉笔试验检验风雨密盖百叶窗的密闭性，在百叶窗的边框上用粉笔涂擦，锁紧盖子，观察相对应的边框橡皮上粉笔痕迹是否完整均匀。

通风百叶窗的有效通风面积根据每秒的通风量和风速计算，将其除以窗的有效通风面积率即为百叶面积。自然进风时百叶的风速范围为0.2～1.0 m/s。当通风量为10 000 m3/h时,百叶的最小面积计算为：百叶风口的有效面积=2.78 m2，按百叶的通风有效面积为百叶面积的75%计算，百叶的面积S=3.7 m2。设计人员根据百叶面积选择合适的百叶窗。

5 结 语

综上所述，船舶通风系统对船舶正常运作作用重大，因而通风系统的船上布置应引起相关人员的重视，特别是风管、防火风闸等。相关人员必须掌握风管等部件的布置原则，从而采取合理的布置措施。对于风管的布置,还应考虑对噪声的控制，从而使船舶通风系统更加完善。

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OnNoiseProblemofShipVentilationSystem

HEHui，ZHAIGaoyun，DIJintao

(China Shipping Industry (Jiangsu) Co., Ltd., Yangzhou 225211, China)

Higher standard of living and working environment is required for modern ships. The effect of running noise of ventilation system on ship environment is something directly influences the health of the crew of the ship. This paper investigates the causes of noises and the measures of reducing vibration and noise at the stage of designing the ventilation system for ships.

ship; ventilation system; duct; noise

U664.8

A

2017-08-02

何 辉(1986—)，男，湖北武汉人，助理工程师，主要从事船舶轮机生产设计工作。

1674-5949(2017)03-0029-03