基于常态化疫情防控需求的商船设计

梁 杰 殷华兵▲ 徐 蓉 李 俊 刘红平

（1.中远海运特种运输股份有限公司 广州510623；2.上海船舶研究设计院 上海201203）

0 引 言

从2020年初开始的新型冠状病毒感染的肺炎疫情（简称“新冠肺炎”）使人们的日常出行、生活和工作都受到严重的负面影响，社会经济活动也几乎暂停。在海洋上，全球近50 艘邮轮和多艘商船上都有人员被新型冠状病毒感染，10 万人滞留在船上无法轮休，船舶的防疫存在着严重的漏洞。其中，“钻石公主”号豪华邮轮疫情尤其引人注目，该邮轮2020年2月4日返回日本横滨。按照世界卫生组织的规定，船上的全体乘客和船员应隔离至2 月19 号，这艘原本热闹奢华的五星级海上巨轮变成了一座漂在海洋上的“监狱”。在这2周的隔离期间，船上3 700余人的命运时刻牵动着全球人民的心，确诊新冠肺炎的感染者从2020年2月5日的10例增长至2月18日的542例，到2月26日确诊病例达到705人。

新冠肺炎疫情给全球运输业带来了重创，中欧班列诸多航线被迫停航，港口码头物流周转不畅，在世界各地航行的商船亦受疫情影响，给航运业带来重大挑战，更面临着生命和财产损失的风险。船舶管理者一直关注“钻石公主”号上的新冠肺炎疫情发展，并从船舶设计和管理角度控制和降低船上疫情传播风险进行思考。

1 相关规范和规则的适用性分析

根据世界卫生组织的建议，国际海事组织（International Marine Organization，IMO）已于2020 年1 月31 日发布通函，提供新冠肺炎的预防信息和指南，尽可能降低船上船员、旅客和相关人员的风险。现有的IMO 公约、规则对于油污、货污、废气、压载水、噪声等船舶污染规定了相关要求和预防措施，但对如何控制和降低船上疫情传播风险鲜有提及[1]。对于这个新课题，应结合现状，通过分析船上疫情传播风险以设定安全目标和功能要求，提出与设定的功能要求一致的船舶设计方案。

早在2002 年11 月，“目标型标准（GOAL-based Standards，GBS）”概念首次在IMO 第89 次理事会会议上提出，开创了创新型船舶设计的先河[2]。不同于现存的大多IMO 规范和规则中符合要求的强制方法，GBS 只设定目标，而没有强制规定符合标准的方法，在公约要求的基本框架下给予船舶设计更加人性化、多元化的格局和环境[3-4]。如果将GBS 比作一棵枝叶繁茂的大树，那么IMO 公约要求就是这棵大树的根基，众多的船舶设计安全目标都是大树上生出的枝杈，而控制和降低船上疫情传播风险的安全目标就是一棵新生出的枝杈，尚需不断探索与研究[5-7]。

2 船上疫情传播风险分析

2.1 布置特点

船舶具有船上空间局限、环境密闭、船上人员绝对移动及活动空间的高度重叠等特点，这就决定了船上人员之间更易密切接触，从而加速病毒的传播和疫情的扩散，成为病毒的“孵化场”。

2.2 中央空调系统

中央空调系统的工作原理是新鲜空气（船舱外空气）和回风带来的混合气体经过中央空调处理器处理后，经过供风管分配到各房间和公共空间，0%～50%的气体由回风管再次进入中央空调进行循环，如此不间断对房间进行制冷或制热[8]。

如图1所示，一般船舶中央空调通过布风口向每个舱室供应暖气或冷气；为了节省能源，每个房间的空气通常又通过房门上的回风口回到公共走廊上，走廊上的空气又通过每层的回风口回到空调的回风总管上。虽然中央空调系统不会主动传播病毒，但如此闭环的设计很容易形成如下局面：一旦船上有一个房间出现感染者，由于空调的回风再次吸入和重新布风，极有可能扩散到每个房间，而空调又无法进行及时有效的清洗和消毒，在短时间内病毒可能快速传播，对所有区域构成威胁。需要特别提出的是，公共走廊是回风首先积聚区域，成为首当其冲的易感区域。由此看来，船舶中央空调是各类传染病扩散的重要途径之一。

图1 中央空调系统工作原理Fig.1 Working principle of central air conditioning system

2.3 舱室通风循环

“钻石公主”号曾经提出关闭中央空调系统，但舱室送风是必不可少的，即便将回风管路100%关闭，通过舱室通风循环，这些空气还是会从房间进入走廊等公共区域，依然有较大的病毒传播风险。舱室内卫生间有独立的抽风机，将污染空气抽出到舱室外，但风口布置在生活区，船舶靠港后这些排风不能及时有效地远离生活区，甚至被送风百叶窗区域相对负压再次吸入生活区进入各个房间。考虑到尽可能降低压头，绝大部分船舶吸风口和排风口都没有安排远离生活区，这也是导致船舶上的传染病易扩散的原因之一。

2.4 生活污水处理

来自于船舶卫生间、医务室、装有活的动物处所的废水和废物通常称为“黑水”；而来自厨房、洗衣房以及盥洗室等处的废水和废物称为“灰水”，这些生活污水含有大量的传染源，当船上有人员被感染时，这些生活污水也会成为病毒的温床。如果船上大量的生活污水随意排出，病毒也将随之排出，不仅破坏水环境，还危害人体及水生物的健康安全。船舶应严格按照《国际船舶防污染公约》（简称MARP0L73/78）附则Ⅳ《防止船舶生活污水污染规则》的规定进行生活污水的处理和排放[9]。图2 为船舶生活污水处理系统的工作原理，由于船上的污水管一般会汇聚到一根总管再进入生活污水处理装置。带病毒污水排出时，病毒可能会通过污水管系进入所有相关舱室，因此常规船舶的生活污水管路存在疫情传播风险。豪华邮轮一般采用真空马桶系统，疫情传播风险更大[10-12]。

3 船舶设计要点

根据上述船上疫情传播风险的分析，船舶具有特殊的功能需求和特点，而且缺乏陆地上有效地医疗支援和保障。船上一旦发生疫情，将面临情况更复杂、预防和控制难度更大。如果在船舶设计初期就进行防疫风险评估并采取相应的方案和措施，将最大限度地阻断疫情传播的源头并降低疫情传播的风险。设定以控制和降低船上疫情风险为安全目标的功能要求后，对目前的船舶设计方法进行思考和论证，现提出以下货船防疫的改进思路和方案。

3.1 设计独立的应急隔离区

参考世界卫生组织发布的《船舶公共卫生事件管理手册》上对船上感染旅客的标准，将船上船员分为以下3类：“符合接触者标准并出现症状”的疑似船员a，与疑似船员共同居住、学习、工作或其他有密切接触船员b，和非感染人员c。应为船员a，b，c分别提供应急隔离区，以便针对性地监测和管理，即疑似隔离A区、密切接触隔离B区和安全C区[13]。应急隔离区在适居性和安全性方面应满足以下功能要求。

疑似隔离A 区为应急隔离区舱室，应尽量设置在能够从开敞甲板直接到达的处所，设有1扇可直接通往开敞甲板的门，增加应急隔离区的面积比例。

应急隔离区内的卫生设施如盥洗区、厕所、淋浴间应位于舱室内或就近区域，并与安全区有效隔离。

若设计条件允许，应在舱室内或就近区域设置洗衣设施，并与安全C区有效隔离。

舱室应储备一定数量的食品、淡水，以及其他生活必需用品。

舱室内应有良好的自然通风或独立的机械排风，风口应直接通向较高位置的露天甲板，尽量避免延伸至其他舱室或人员经过的处所。

舱室应能通过独立的管系排放黑灰水至生活污水处理装置。

尽量为该应急隔离区舱室人员设置单独的下船通道，与非感染人员的登离船通道保持足够的距离，并与安全区有效隔离。

从设计和建造的经济性角度出发，设置越多的隔离区，对于建造和营运成本的负担越大。建议隔离区的总床位数量可按照船舶定员总人数的10%来配置。需要特别注意的是，参照船用防火门国家船舶行业标准（CB/T-3234—2011）[14]，隔离区舱室的房间防火门不建议采用门上设置通风栅逃生孔，舱室设置独立的回风口和回风管路，如采用图3（a）形式的门。

图3 船用防火门示意图Fig.3 Schematic diagram of marine fire door

船舶尤其是豪华邮轮的上层较高，为了控制船舶重量重心，只能保证主竖区是完全独立的区域，在每个主竖区的舱房一般采用岩棉板隔离，做不到完全气密。在设计时，对于不同隔离区尤其是疑似隔离A区，需要设置在不同的主竖区内，房间之间考虑用钢质围璧，保证各舱房之间的气密性。

如图4所示，在设计某商船时考虑将船的尾楼甲板首部左舷设置1 间病房，从外部露天通道的门D1和室内走廊的门D2到达。病房内有诊疗区、病床区、盥洗区和带淋浴设备的个人卫生单元。与病房相邻处设1 间药房，用于储藏药物和物资，仅设1 扇从室内走廊进入的门。如图5所示，该船的上甲板上建左舷设置1 间苏伊士船员六人间和1 间码头工人洗手间，均各设1扇从外部开敞甲板进入的门D5和D6，苏伊士船员间除6 张上下床铺外，设有简单的桌椅家具，码头工人洗手间设洗手盆、便池和蹲厕[15]。

假设船上有1 名疑似船员a，2 名密切接触船员b。拟适当改动将船上病房用作疑似隔离A区，将苏伊士船员间和码头工人洗手间用作密切接触隔离B区。在病房内增加洗衣机和干衣机，扩大码头工人洗手间并增加淋浴设施，在药房和苏伊士船员间内储备食品、淡水及其他生活必需用品，以备隔离区人员使用。

在隔离期间，对疑似隔离A 区附近通道和处所的应严格管理[16]，病房通往室内走廊区域的门D2应采取封闭措施并张贴警示标志禁止使用，由于左舷端部走廊通往外部露天通道的门D3、D4与病房的外部出入口D1相邻，有极高的被污染风险，故也需将D3和D4采取与D2同样的封闭措施和警示标志。当船舶左舷靠港时，隔离A 区人员从室外门D1经室外斜梯S1到达上甲板左舷侧，沿外部通道P1登上左舷的舷梯设施；密切接触隔离B 区人员从室外门D5经外部通道登上左舷的舷梯设施。当船舶右舷靠港时，隔离A区人员从室外门D1经室外斜梯S1到达上甲板左舷侧后，沿上建前端壁与货物处所之间的外部通道到达上甲板右舷侧，经外部通道P2登上右舷的舷梯设施；密切接触隔离B 区人员从室外门D5经外部通道沿上建前端壁与货物处所之间的外部通道到达上甲板右舷侧，经外部通道P2登上右舷的舷梯设施。不论隔离A 区人员从哪侧下船，途径路径上各处所的门均应保持关闭。

3.2 医疗设施和能力配置

国际海事劳工组织《2006 年海事劳工公约》（以下简称MLC2006）规范中要求医务室的设计应便于会诊和进行医疗急救，并有助于防止传染性疾病传播[17]。入口、床位、照明、通风、取暖及供水的设计安排，应以保证病人的舒适和便于治疗为目的，病床数量应由主管当局规定。应为医务室的使用者提供专用的卫生间，既可作为医务室的一部分也可就近设置。此类卫生间至少应包括1间厕所、1个洗脸池和1个浴盆或淋浴。

船上医务室的配置能够满足应急隔离区的相关要求来防止传染病传播，可以用作疑似隔离A 区。除医务室外，在医务室临近的区域将一定数量的舱室按照医务室的隔离标准设计，作为疑似隔离A 区和密切接触隔离B区的备用舱室。有条件的船舶尽可能设置医务室隔离缓冲处理区，或者创造可以临时改造隔离缓冲处理区的条件，比如保留一定数量的防火壁板在船上等。

3.3 空调和通风系统

在保证空调系统机械正常运转的情况下，增加空气过滤器中过滤网的厚度并定时消毒，加大病毒颗粒黏附于过滤网的可能性，延迟病毒抵达人员房间的时间，降低病毒活性，减少人员感染的概率。 密切接触隔离B区和安全C区可采用中央空调系统送风[18]，如图6所示，区域中每个住舱的空调送风管上设置独立的止回风闸，同时每个住舱的回风采用独立的机械抽风和回风管路和风口。以上独立的进回风系统可以保证B区和C区通风系统的有效隔离。

图4 病房和药房布置图Fig.4 Layout of hospital and pharmacy

图5 苏伊士船员间和码头工人洗手间布置图Fig.5 Layout of suez crew room and dock worker toilet

图6 隔离区域通风布置图Fig.6 Ventilation layout of isolation area

例如，某商船的设计可以考虑为：病房的空调风通过独立排风机排放至露天区域，苏伊士运河船员间空调风是通过独立的自然风口排放至露天区域，二者均满足通风隔离要求。苏伊士船员间和病房的送风是由中央空调系统送风，病房的送风风管上设置了止回风闸，故仅需将苏伊士船员间的空调送风管上增加1个止回风闸，避免污染空气返回到中央空调系统。该船码头工人洗手间的抽风与内舱其余厕所抽风互通，故需在抽风管上增设1个止回风闸以满足隔离要求。

3.4 “黑水”“灰水”系统

疑似隔离A区和密切接触隔离B区的“黑水”和“灰水”与其他区域的水管应相互隔离，并通过独立的管路接至生活污水处理装置，有效地避免生活污水的相互传染。

例如某商船的卫生水系统，考虑将医务室的“黑水”“灰水”排放通过独立的管路接至生活污水处理装置，码头工人洗手间的“黑水”“灰水”接至污水总管。如图7所示，需将码头工人洗手间和“黑水”“灰水”总管通过独立管线接至生活污水处理装置以满足隔离要求。

图7 病房洗手间和码头工人洗手间排水系统Fig.7 Drainage system of hospital toilets and docker toilets

4 结束语

新冠肺炎疫情使原本就处于调整期的国内航运市场雪上加霜。不过每次危机都会带来革命性的变革，船舶行业也为应对本次疫情的防控措施进行全方位总结后及时开展变革。航运公司需深化应对重大疫情的应急预案，加强船舶应对疫情的安全管理措施的完善，充分借鉴国外同行在应对重大突发事件时的战略管理、营销策略、危机公关管理；港口和码头应加强应急防疫能力，配备专职防疫人员、设置临时的隔离场所；船舶建造和检验单位应尽快筹划船舶建造和设计的规范和规则在防疫方面的提升及增加；船舶设计单位应研究设计方案在控制和降低船上疫情传播风险方面的可行性和实效性。