极地邮轮舱室舒适性总体设计技术研究＊

潘溜溜 于莉 周延

（中船第九设计研究院工程有限公司，上海 200090）

0.引言

随着国内消费升级和文旅产业加速融合，旅游细分市场逐渐成熟。主题旅游、高端定制旅游、探险旅游等层出不穷，这其中，极地旅游以无可替代的吸引力，越来越受到国内市场的关注和欢迎。极地水域具有距离遥远，气候恶劣，大量风雪、海雾和浮冰，天空黑暗，高纬度，低水温，低气温等特征，而邮轮舱室舒适性是邮轮设计品质、建造质量的重要考核指标，同时也是影响乘客的体验感受和邮轮公司运营状况的重要因素之一。因此，需要研究极地邮轮舱室舒适性总体设计技术，为极地邮轮舱室舒适性设计以及建造验收提供依据。图1为极地邮轮效果图。

图1 极地邮轮效果图（图片来源于网络）

1.极地邮轮舱室舒适性的评价要素研究

1.1 南极地区地理、气候状况

南极地区包括南极洲和南大洋。南极洲通常是指南纬60°以南的南极大陆和岛屿。南大洋指从南极大陆海岸至南纬60°的环南极洋区。南极地区具有以下特征：（1）与世隔绝。由于这里与世隔绝，气候恶劣，至今没有人类长期居住。南极洲距离澳大利亚约有3500km；距离非洲南端约有4000km；与中国北京的距离约有12000km。（2）严寒。南极洲通常较对称纬度的北极地区更为寒冷，是世界上平均气温最低的地区。科学家在南极海岸地区测得的最冷月的平均温度是-18℃，而在南极点同月的平均温度是-62℃。（3）风暴频繁。大风是南极气候的另一个显著特征，南极洲的风力，因地而异。据澳大利亚莫森站20年的统计资料，该地每年八级以上大风日就有300d。（4）干旱的沙漠。南极大陆是地球上最干燥的大陆，年平均降水量仅有30mm～50mm。越深入大陆内部，降水量越少，南极点附近年降水量只有3mm。（5）冰雪高原。平均海拔为2350m，最高处—位于西南极的文森山地海拔达到5140m。（6）极昼与极夜。极昼和极夜现象出现在两极地区。在南纬90°，昼夜交替的时间各为半年，那里一年中有半年是连续白天，另外半年是连续黑夜。

1.2 极地邮轮舱室舒适性评价要素研究

目前，各船级社对船舶含邮轮的舱室舒适性评价主要集中在振动噪声、照度、以及温湿度3个主要方面，其规范体系、行业标准、考核指标、实船应用经验等已经较为成熟[1]，如表1所述，而基于船舶舱室私密性方面的舒适性评价还在发展完善中。

表1 邮轮舱室舒适性指标汇总表

2.极地邮轮舱室舒适性指标分配技术研究

2.1 指标分配依据

极地邮轮舱室舒适性指标分配依据主要包括：（1）极地邮轮建造技术规格书中关于舱室舒适性指标的要求；（2）国际法规和船舶规范中对舱室舒适性指标的要求；（3）极地邮轮母型船建造技术规格书舱室舒适性指标要求以及实船试航舒适性数据实测报告；（4）影响舒适性指标的主要设备参数，如螺旋桨激振力数据，布风器噪声声功率参数等。

2.2 指标分配方法

极地邮轮舱室舒适性指标分配方法主要包括：（1）母型船分配方法。即参照母型船舶的实测数据资料进行分配，利用已建成的母型船舶的舱室舒适性测试数据，依据目标船舶技术状态的变化，综合比较分析确定舱室舒适性设计指标的量化分配。（2）经验公式分配方法。经验公式分配方法适用于船舶在概念设计阶段与初步设计阶段进行舒适性控制指标分解。（3）数值计算分配方法适用于在详细设计阶段进行主要舒适性控制指标分解，其一般流程与经验公式估算方法类似。图2即为某船采用数值仿真计算进行振动舒适性指标分配。

图2 全船振动仿真计算云图

3.极地邮轮舱室舒适性评估和验证方法研究

对于极地邮轮舱室舒适性，其评估和验证主要包含3个阶段：详细设计阶段评估和验证、施工阶段评估和验证、实船测试阶段评估和验证。其中实船测试阶段又分为码头测试阶段和试航测试阶段[2-3]。

评估和验证方法包括数值仿真评估和验证、测量仪器实测评估和验证两种。舱室各种舒适性指标的评估和验证方法类似，现举例振动舒适性评估和验证方法如下。

3.1 详细设计阶段评估和验证

在详细设计阶段，此时主要动力设备以及舱室布置已确定，因此可以根据各专业详细设计图纸以及设备参数进行全船强迫振动响应仿真计算、局部振动固有频率仿真计算、全频域全船舱室噪声仿真计算等详细精确仿真计算，若仿真计算结果不理想，需要协调各专业商定修改优化方案，并通过仿真计算确认新方案。同时在全船振动噪声控制指标图上标注每个舱室振动噪声衡准、相关振动噪声源限值以及减振降噪材料和设备声学参数要求。对于舱室单元，需要通过全船强迫振动响应仿真计算、局部振动固有频率仿真计算、全频域全船舱室噪声仿真计算等详细精确仿真计算以及减振降噪材料和设备厂家最终确定声学指标。同时在与供应商签署技术协议时明确减振降噪指标要求。

3.2 施工阶段评估和验证

在施工阶段，此时需要对全船主要振动噪声源设备、减振降噪材料和设备进行实验室或者出厂声学特性参数测试，并经船厂振动噪声控制专业人员现场确认才能进入船厂施工现场，同时需要严格要求现场施工人员按照材料和设备施工工艺和流程施工，避免因施工质量问题而影响其声学性能，如浮动底板施工工艺等。

对于舱室单元，此时需要在实验室或者制造商工厂确认详细设计时确定的声学指标或者技术协议中要求的隔声量、吸声系数等声学指标。同时现场严格检验浮动底板施工质量，壁板和天花连接以及开孔密封质量，管系、电缆托架和家具固定牢靠度，舱室单元整体在甲板上的固定牢固度等。并对测试报告和施工情况做详细记录，以便在实船测试振动噪声超标时为修改方案提供依据。

3.3 实船测试阶段评估与验证

实船测试阶段分为码头测试阶段和多次试航测试。此时需要最终却是舱室振动噪声是否完全满足MSC337、船级社入级符号（Notation）以及船东建造技术规格书中振动噪声要求[4]。此阶段是对全船振动噪声进行全面的第三方实测检验。此阶段测试结果和超标处理进度对邮轮是否能够按时顺利交付影响很大，因此需要引起足够重视。

4.结论与展望

本文通过研究极地环境下的邮轮舱室舒适性评价要素，构建了极地邮轮舱室舒适性评价体系，归纳总结了极地邮轮舱室舒适性指标分配技术及评估验证方法和工程经验，对极地邮轮等类似邮轮舱室舒适性总体设计及指标控制有一定的借鉴意义。