客船的脱险通道设计
2018-09-10徐蓉
徐 蓉
(上海船舶研究设计院,上海 201203)
0 引 言
近年来,随着国内海上旅游业持续发展,大型客船,乃至豪华邮船的设计研发越来越受关注,但实际的设计订单较少。这是因为大型客船的动力能源技术和船体设计等比常规船型更复杂,内装设计和配套装潢设计及建造工程复杂,技术难度大,施工和配套环节多,尤其是对人员(旅客和船员)的安全性要求极高。
上海船舶研究设计院自成立以来,已成功设计出16000GT客滚船、威大线客滚船、700m车道/1100客位客滚船、2000m车道/1400客位滚客船、2000m车道/1600客位客滚船、2500m车道/2300客位客滚船和北海线客滚船等。成功的客滚船设计建造经验为大型客船的设计打下了良好的技术基础。
ARANUI 5豪华客货船(以下简称“ARANUI 5”)是上海船舶研究设计院为法国CPTM公司设计的新型客货船,由山东黄海造船有限公司承建。该船挂法国旗,入法国船级,拟在法属波利尼西亚群岛各岛屿之间运载游客并进行货物补给。全船额定载员399人,船员和旅客的起居处所和服务处所设置在中部和艉部,设有露天酒吧、休闲厅、泳池、健身房、SPA和大型高档自助餐厅等设施。除了位于前半部分的货舱以外,全船根据与客船的相关国际规范规则和挂旗国规范进行设计、建造和检验。
大型客船上的可燃物和易燃物较多,发生火灾的危险性较大,一旦发生火灾,火势会迅速蔓延,并有爆炸危险,给船上人员的生命和财产安全带来严重威胁。大型客船与陆地上的建筑物类似,容易引发立体火灾,穿透多层甲板,危害极大。因此,实现安全的脱险通道设计和具备有效的火灾应急疏散能力对保证船舶(尤其是客船)的安全而言尤为重要。本文对客船脱险通道的主要设计要求进行梳理和解释,并以ARANUI 5的脱险通道设计为例,对客船上起居处所和服务处所的脱险通道设计及关键点进行剖析。
1 客船的脱险通道设计要求
客船的脱险通道设计要求涉及的规范、规则文件较多,包括《国际海上人命安全公约》(International Convention for the Safety of Life at Sea,SOLAS)综合文本2016、《国际消防安全规则》(International Code for Fire Safety Systems,FSS Code)及不断更新的国际海事组织(International Maritime Organization,IMO)相关决议和通函,同时参考国际标准化组织(International Standardization Organization,ISO)的标准和中国标准。下面对客船的脱险通道主要设计要求进行梳理和解释。
1.1 一般要求
为使船上人员能安全、迅速地撤向救生艇和救生筏的登乘集合区,应提供满足要求的脱险通道。对于船上的脱险通道,有以下一般要求[1-2]:
1) 应至少为所有处所或处所群提供2条彼此远离并随时可用的脱险通道,视脱险通道所在处所而定;
2) 升降机和电梯不得作为用以满足规范要求的脱险通道之一。
1.2 控制站、起居处所和服务处所的脱险通道
对于船上控制站、起居处所和服务处所的脱险通道,主要有以下要求[1-2]:
1) 对于乘客及船员的起居处所和除机器处所以外的通常有船员的处所,其梯道和梯子的布置应能提供到达救生艇和救生筏登乘甲板的随时可用的脱险通道。
2) 禁止设置端部封闭的走廊,仅服务处所可酌情设置满足要求的端部封闭走廊。
3) 除了个别客舱和垂直应急脱险围阱上的门以外,脱险通道上的门一般应向逃生方向开启。
还需满足以下具体要求:
4) 对于舱壁甲板以上处所的脱险通道,舱壁甲板以上每一主竖区或类似的限界处所或处所群应至少设有2条脱险通道,其中应至少有1条通往形成垂直脱险通道的梯道。
5) 对于舱壁甲板以下处所的脱险通道,舱壁甲板以下每个水密舱或类似的限界处所或处所群应设有2条脱险通道,其中应至少有1条独立于水密门。在特殊情况下,若所要求的脱险通道独立于水密门,主管机关可对只是偶尔进入的船员处所免除其中1条脱险通道。
根据MSC/Circular.1120通函的解释,对于舱壁甲板以下具有多个水密分舱的某个防火主竖区,可在其中1个水密分舱内设置1个具有连续防火遮蔽的脱险通道通往登乘甲板,在其他水密分舱内各设置1个具有连续防火遮蔽的脱险通道通往舱壁甲板,在舱壁甲板上提供具有连续防火遮蔽的水平通道进入通往登乘甲板的脱险通道,该水平通道也应作为2类处所[3](见图1)。
图1 舱壁甲板以下的脱险通道布置
6) 脱险通道的连续防火遮蔽要求:
在上述“4)”和“5)”要求的脱险通道中,至少有1条可随时出入形成垂直脱险通道的梯道,该梯道应设有连续的防火遮蔽,该防火遮蔽自其起点的一层直达适当的救生艇和救生筏登乘甲板,或在登乘甲板未延伸至所计及的主竖区的情况下到达最上层露天甲板。
7) 梯道环围的直接出入口:
只有公共处所、走廊、升降机、公共盥洗室、特种处所和乘客均能进入的开式滚装处所及上述“6)”所要求的其他脱险梯道及船舶外部区域才允许设有直接通向这些梯道环围的出入口。厨房和主洗衣房可通过一段小走廊或“门厅”直接通向梯道,这段走廊或“门厅”的最小甲板面积应为4.5m2,宽度≥900mm,并设有消防水带箱。
8) 脱险通道上通常处于锁闭状态的门:
(1) 居住舱室和特等客舱的门应能在不用钥匙的情况下从舱室内打开。在沿任何指定的逃生路线朝逃生方向运动时,途中的任何门都应能不用钥匙就打开。
(2) 通常处于闩扣状态的公共处所通往脱险通道的门应装有快速松开装置。
9) 脱险通道的标志:
为使船上人员能辨认出包括梯道和出口在内的所有脱险通道,安全有效地进入脱险通道并撤离到集合站和登乘站,应设置低位照明系统。该系统既可是电力照明系统,也可是荧光照明系统。若使用电力照明系统,应由应急电源供电,并应布置为任何单个灯出现故障或切除1个照明条不会导致标示失效。低位照明系统应按照IMO Resolution A.752(18)决议的要求,参考ISO 15370布置。
另外,脱险路线的标志和消防设备的位置标识应采用荧光材料或通过照明标示;脱险路线和消防设备的标志应按照MSC/Circular.699通函的要求,参考ISO TR14564和ISO 24409-1布置。
10) 其他要求:
未知节点接收到至少3个不共线信标节点的位置信息才能通过三边测量法进行自身位置估计。借鉴此思想建立通过3个信标节点的坐标,获取未知节点坐标的定位数学模型。
脱险通道的梯道净宽度应≥900mm;超过90人使用的梯道应沿船纵向布置;梯道两侧均设置扶手,扶手的最大净宽为1800mm,>1800mm时应在中间增加扶手;斜梯最大角度为45º,实际客船的斜梯最大角度一般更小[4]。
脱险通道的宽度、数量和连续性等详细要求应满足FSS Code的要求,计算标准应按Resolution A.757(18)决议的要求。
1.3 客船上机器处所的脱险通道
客船上各机器处所的脱险通道应满足以下要求[1-2]:
1) 对于舱壁甲板以上处所的脱险通道,2条脱险通道应尽可能地彼此远离,且应在该脱险通道的门处
设有通往相应救生艇和救生筏登乘甲板的通道。若该脱险通道需设梯子,应采用钢质梯子。
2) 对于舱壁甲板以下处所的脱险通道,2条脱险通道应为下述二者之一。
(1) 2部尽可能彼此远离的钢梯,通往该处所上部彼此类似远离的门,从门至相应的救生艇和救生筏登乘甲板设有通道。在2部钢梯中,其中1部应位于一个受保护的环围内,该环围满足相应的防火等级要求,从其服务的处所的下部通到该处所以外的安全位置。该环围内应设有达到相同耐火完整性标准的自闭式防火门。钢梯的安装应使热量不致通过未隔热固定点传入环围。受保护环围的内部尺寸应至少为800mm×800mm,并应设有应急照明。
3) 对2条脱险通道要求的免除。
对于<1000GT的船舶,主管机关在充分考虑该处所上部的宽度及布置之后,可免除其中1条脱险通道。对于≥1000GT的船舶,只要此种处所(包括通常无人值班的辅机处所)中有1扇门或1部钢梯可供抵达登乘甲板的安全脱险通道,则主管机关在充分考虑该处所的性质和位置及是否经常有人在内工作之后,免除其中1条脱险通道。
在舵机处所,若应急操舵装置位于该处所,应提供第2条脱险通道,但设有直接通向开敞甲板通道的处所除外。
4) 对于机器控制室的脱险通道,位于机器处所的机器控制室应设有2条脱险通道,其中至少有1条能提供通往机器处所外部安全位置的连续防火遮蔽。
5) 对于机器处所内主要机修间的脱险通道,根据Resolution MSC.365(93)决议的要求,2016年1月1日及以后建造的客船应为机器处所内的主要机修间提供2条脱险通道,其中至少有1条能提供通往机器处所外部安全位置的连续防火遮蔽[5]。
1.4 客船安全返港(Safe Return to Port,SRtP)对到达登乘甲板通道的要求[1-2]
根据SOLAS II-2/21的要求,自2010年7月1日起,对于船长≥120m或有3个及3个以上的防火主竖区的新造客船,SRtP要求当处于事故界限内时,所有安全区域应提供从该安全区域到达救生设备的通道,这些通道可以是从未被事故影响的区域穿过的内部通道,也可以是安全有效的外部通道。
2 ARANUI 5的主要尺度和参数
ARANUI5的主要尺度和参数见表1。
表1 ARANUI5的主要尺度和参数
3 ARANUI 5的防火主竖区划分
该船设有4个防火主竖区,艉部的No.3和No.4防火主竖区组成上层建筑起居处所和服务处所,除本地旅客处所以外,旅客居住舱室布置于No.3防火主竖区,大型公共处所大多布置于No.4防火主竖区。
考虑到实际可行,主竖区舱壁尽量垂向笔直延伸,舱壁甲板以上形成主竖区限界面的舱壁应尽量与舱壁甲板以下的水密分舱舱壁位于同一直线上,使主竖区的端部与水密分舱舱壁相一致。但是,受货舱、通风管道和门庭等因素的影响,主竖区舱壁在纵向及垂向难免会产生阶层和壁龛。为尽量减少阶层和壁龛数量,同时考虑到防火绝缘铺设的合理性,该船的防火主竖区划分见图2。
图2 防火主竖区划分
4 ARANUI 5的水密处所划分
由于破损稳性计算和SRtP的要求,该船舱壁甲板(3甲板)以下的机舱、配电板间和舵机舱均划分为左、右2个水密处所。该船舱壁甲板以下的水密处所划分见图3。
图3 水密处所划分
5 ARANUI 5起居处所和服务处所的脱险通道布置
该船的舱壁甲板位于3甲板,起居处所和服务处所主要位于艉部2个防火主竖区No.3和No.4,其脱险通道布置如下。
5.1 舱壁甲板以上处所的脱险通道
艉部的2个防火主竖区No.3和No.4设有2个连续防火遮蔽的室内主梯道作为脱险通道(见图4)。艏部脱险通道ECS1位于Fr72~Fr80,1甲板~10甲板属于并服务于No.3防火主竖区;中部脱险通道ECS2位于Fr39~Fr48,2甲板~10甲板属于No.3防火主竖区并服务于No.3和No.4防火主竖区;No.3防火主竖区在其首端两舷的2甲板~4甲板间设置有连续防火遮蔽的室内辅梯道,通往救生艇登乘甲板;No.4防火主竖区利用艉部的外部露天梯道和过道提供通往登乘甲板的脱险通道。
图4 脱险通道布置
5.2 舱壁甲板以下处所的脱险通道
脱险通道ECS1和ECS2延伸至舱壁甲板以下,但由于3甲板以下同一防火主竖区内的水密分舱增多,为减少滑动水密门的数量,在左右舷设置仅连接2甲板和3甲板的多个脱险通道,这些脱险通道在到达3甲板之后分别进入ECS1和ECS2,形成通往登乘甲板的具有连续防火遮蔽的脱险通道。
5.3 脱险通道上通常锁闭的门
该船公共处所通往脱险通道的门都处于常开状态,故无须安装快速松开装置。
5.4 脱险通道的标志
为使船上人员易于识别所有的脱险通道和出口,该船的脱险通道标示包括脱险路线标志、低位照明系统和应急指南标志。
5.5 其他脱险通道
在设计客船过程中,规范只是对设计者设置了底线,因此还应酌情考虑实际需求,提供更加安全、合理的脱险通道布置。对于 No.4防火主竖区脱险通道的设计,除了满足规范最低要求以外,还额外考虑可能发生的火灾对脱险通道的影响。该防火主竖区在3甲板及以上除了外部露天梯道以外,仅ECS2作为满足规范最低要求的设有连续防火遮蔽的主梯道,用于到达救生艇和救生筏登乘甲板。考虑到事故发生在No.3防火主竖区时ECS2可能一并丢失,这时No.4防火主竖区仅剩其艉部的外部露天梯道供乘客和船员正常通行和到达登乘甲板,虽然能满足规范的要求,但会给实际使用带来一些不安全因素。因此,对于这种同时服务于2个防火主竖区的具有连续防火遮蔽的脱险通道,可按主竖区舱壁的防火要求对其所有界面进行分隔,这样即使No.3防火主竖区发生事故,脱险通道ECS2依然可供安全通行。
6 结 语
客船的脱险通道设计应立足于2方面要求:为船上人员提供安全迅速的撤离路线,使其安全撤离到救生艇和救生筏的登乘甲板;满足船上各功能空间的联系需求,为船上人员提供到达船上不同功能区的交通流线。
客船的脱险通道设计应着眼于全船,根据所处位置和所属处所的不同布置脱险通道,以满足相应规范、规则的要求,并结合实际使用时的情况,使这些脱险通道组合成一张安全网,为船上人员提供安全迅速到达救生艇和救生筏登乘甲板的路线。
ARANUI 5作为我国第一艘自主设计、入国外船级、挂欧盟内国家旗的客货船,各项技术经济指标均符合最新规范规则的要求,使我国客船的研发、设计和建造水平上了一个更高的台阶;其关键技术研究成果将推广应用到其他同类型船舶的设计中,为我国研发更复杂的大型豪华邮船奠定技术基础。