通风与相关专业间的影响及处理方法

2019-11-13李爱华戴辉阳

船舶与海洋工程 2019年5期

李爱华，戴辉阳

（沪东中华造船（集团）有限公司，上海 200129）

0 引言

船上的通风系统与其他专业密切相关，只有设计初期在及时发现问题并进行沟通协调，才能纠正设计方案，在建造过程中减少返工，为后续的顺利建造夯实基础。下面以沪东中华造船（集团）有限公司某重吊船的设计为例，说明通风与其他专业之间的相互影响及在前期设计阶段各专业之间相互协调的重要性，有些影响甚至会直接改变系统的设计和设备的订货。

1 上层建筑B级分隔形式对通风系统设计的影响及处理方法

出于对上层建筑防火的考虑，SOLAS[1]对货船起居处所内的舱壁有一定的要求：“要求为B级分隔的舱壁，应由甲板延伸至甲板，并延伸至船壳和其他限界面。但是，如果在舱壁的两侧均设有连续B级天花板和衬板，这种舱壁可终止于连续天花板或衬板。”

该船采用B级分隔是针对舱室和走廊间，采用的是甲板至甲板的B级分隔形式（见图1）。然而，根据该形式绘制的B级分隔细节图纸未通过船级社的审查。对此，相关专业人员提出采用B级舱壁加B级天花板的形式（见图2），但需将已订货的外舱壁上的普通窗斗改为B级窗斗。

图1 B-0级分隔，方法1

图2 B-0级分隔，方法3

当时通风设备订货已基本结束，若采用图2的形式，将普通的天花板改为B级天花板，则同样需将普通型布风器改为B级布风器。通过了解得知，B级布风器与普通布风器至少有3点不同，即：布风器出风口在破坏B级天花板处有衬环、天花板开孔与布风器进风口间的距离至少600mm及完成相关规范要求的耐火试验并合格（见图3）。

此外，还存在关联的问题，即灯、烟雾探头等电气附件的安装同样会破坏B级天花板，这些开孔如何修补也需加以考虑。

最后通过研究发现，若采用图2的形式，已订货的卫生单元都不满足规范的要求。因为图2的形式只是理想的布置形式，实船上舱室内往往会布置卫生单元（本船的卫生单元靠走廊侧布置），这些卫生单元的四壁和天花板均为普通型，而卫生单元的高度较高，卫生单元顶上一般无法安装天花板（见图4）。因此，若将B级分隔形式改为图2的形式，需修改订货涉及窗斗、布风器、卫生单元天花板或卫生单元四壁及门，尚有灯、烟雾探头和空调回风口等不确定。建议先不做修改，待与船级社相关人员沟通之后再决定。

图3 布风器典型布置图

图4 卫生单元顶上无法安装天花板示意

此后经过与船级社相关人员沟通，决定沿用原设计方案，但需对3处（见图5）进行修改，即：件号1钢板和件号2钢板由2mm改为4mm；件号2与舱室壁板间（件号3处）填塞不燃玻璃丝布。修改后的方案顺利通过了送审。

2 舱室与走廊间的隔音要求对通风系统设计的影响及处理方法

2012年发布的MSC337(91)[2]中增加了对上层建筑舱室与走廊间的隔音要求，具体为：“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”。该规定要求上层建筑走廊与舱室间的隔音达到30dB。

虽然该规定针对的不是通风，而是内舾装专业的舱室门，但上层建筑走廊与舱室间的门不仅仅作为舱室与走廊的分隔，门下部的格栅通常还是通风系统平衡的重要环节——门上格栅将舱室空调回风回至走廊，利用舱室内的空调风改善走廊的环境；走廊上的回风口将这些风抽至空调器再循环利用。该通风系统为常规的空调通风系统（见图6）。

图5 方法1分隔细节

图6 常规的空调通风系统

厂家将之前的带有有效面积为0.05m2的通风格栅的舱室门送验，结果未达到30dB的隔音要求。在此情况下，厂家提出已研制成功满足该规范的门，该型门的通风有效面积为0.03m2，隔音达到31dB。但研究后发现，该型门的厚度仅为50mm，利用内外格栅的高度差实现通风和隔音，而实际上由于总厚度有限，上下格栅间的通风道特别狭窄，估计有效通风实现量仅为50m3/h，无法满足舱室空调回风的要求（常规舱室空调回风量在200～400m3/h，常规门格栅有效通风量在500m3/h左右）。

显然，该船的舱室门只能采用该型式的门或直接采用无回风格栅的门，无论选择哪一种，空调通风系统的平衡设计都需作相应改变，若仍采用门格栅及走廊回风，将直接导致舱室内外压力失衡，出现舱室门难开或难关的后果。

为避免出现这种情况，该船的空调通风系统采用舱室直接回风的形式，即空调回风从舱室内回风管及回风口直接回风至空调回风道，不通过门上格栅。需注意的是：一般船舶的通风模式都只要求夏冬两季50%新风、春秋两季100%新风。若采用图6所示的常规空调通风系统，则春秋季节空调器上的回风调风门关闭，新风调风门 100%打开之后将走廊上的自然通风百叶窗打开，整个系统即可正常运行。但是，若采用舱室直接回风的空调系统，还需重新考虑春秋季节的空调回风设计。该船采用的是将空调回风在进入空调器之前一分为二的方案：一路至空调器，用于夏冬两季的空调回风；另一路仅在春秋季节使用，利用增加的排风机和排风围井将50%的回风排至大气中，以利于在不开空调的情况下改善舱室内的空气品质。该船的空调通风系统见图7。

图7 该船的空调通风系统

虽然该方案解决了空调通风系统平衡的问题，但却带来了布置上的困难：在增加舱室回风管之后，走廊内的回风管与送风管交叉布置，管系、通风和电气等设备的综合布置变得困难，因此在送审设计时即着手摸排关键部位的综合布置，随后协调管系、电气和船体专业，将管电开梁布置；主动与船东沟通协调房间净高问题，将房间净高由2100mm调整到2070mm，个别房间调整到2050mm，有效保障了后续设计、生产的顺利进行。

3 管弄开口布置对其他专业的影响及处理方法

根据DNV GL的相关规范，管弄的通风设计取决于管弄的进出口类型和进出口位置等，若需进门或从舱口盖进去操作阀等，就需设机械通风。管弄通风量所属系统与管弄内管子服务所属系统及管子连接的形式有关，例如该船适用的GL-I-1-21-e条款[3]明确规定：“Pipe ducts with components such as flanges, valves,pumps etc., which come into contact with dangerous goods requiring explosion proof equipment see tables 1.4 and 1.5, belonging to the extended hazardous areas (Zone 2), see F.2. These areas are considered safe if they are ventilated with at least 6 changes of air per hour (exhaust air). Should the ventilation fail, this shall be announced optically and audibly and the equipment not permitted for the extended hazardous area shall be switched off。”

由于该船的管弄在艏艉两端均有舱口盖进口，因此采用机械排风形式。由于该船管弄内的管子有来自货舱（危险区域1）的舱底水管系，且是用法兰连接的，因此管弄通风换气次数为6次/h，管弄抽风机的防爆等级与货舱相同。在订购管弄内的电动阀、泵等设备时，要求电气元件表面的温度≤100℃[4]。

管弄进出口的布置位置也需加以重视。设计之初，管弄艏部的进出口舱口盖布置在1号货舱与2号货舱间的货舱通道内，总布置图等通过了送审。但是，在与GL的审图人员沟通B级分隔和管弄通风相关问题之后认识到，后者涉及总体、电气和管系等专业，因此常会出现漏审或误审的情况。意识到该船的管弄艏部进出口直接布置在属于危险区域的货舱通道内，此布置形式不满足相关规范的要求。此后，按IEC 60092-506相关规范修改该布置形式并重新送审，在图纸阶段及时纠正了错误：取消了舱口盖，保留了甲板开口；船体专业在甲板开口外增加了2道舱壁；外舾装专业在2道舱壁上各增加了一扇门，均有自闭功能；电气专业增加了2扇门，相应的声光报警至驾驶室[4]。具体管弄艏部进出口布置平面图见图8。

图8 管弄艏部进出口布置平面图

4 散装货舱的通风对货舱舱口盖设计的影响及处理方法

在进行该船货舱舱口盖协议谈判时尚未注意到该船货舱舱口盖的不同，起初订购的是普通形式的货舱舱口盖。根据相关规定，当货舱装载的散货为“煤”时，需订购带有通风百叶窗的货舱舱口盖，而该船装载的货物中确实有煤。

根据GL-I-1-charpter2，装载煤时需满足Q6.1和Q6.2中的通风条款，即“A ventilation system which does not incorporate mechanical fans is sufficient。”然而，装载煤时货舱内的通风口均用封板堵住，因此需在货舱舱口盖内设置通风道并安装通风百叶窗，以实现自然通风，避免自燃现象发生。

由此，及时修改订货，每个舱口盖两侧分别安装一个自然通风口，货舱舱口盖共带有30个400mm×400mm的通风百叶窗和相应的通风道。某货舱舱口盖侧视图见图9。

图9 某货舱舱口盖侧视图

5 货舱通风口对管系和电气设备布置的影响及处理方法

该船货舱装载的是危险品，因此货舱通风口均需按照规范的要求设置危险区域延伸区域，即：“货舱进出通风口1.5m内为危险区域1，1.5m外3.0m内为危险区域2，即延伸区”。因此，及时提醒相关专业人员：油舱和空舱的透气头均应按照该船《危险区域划分图》的要求避开危险区域及其延伸区域布置。若油舱的透气头在危险区域内，则有易燃易爆危险；若空舱的透气头在危险区域内，且空舱内布置有配电箱，则这些电气设备需满足相应的防爆规范的要求。该船货舱两侧主甲板面特别狭窄，一旦在设计前期不注意该问题，极有可能在实船建造时产生极大的修改量，甚至无法布置。