FPSO 生活区通风系统设计

吕 娜

（大连中远海运重工有限公司，辽宁大连 116113）

0 引言

随着经济的发展、社会的进步和人类生活水平的不断提高，船员对居住环境的要求也不断提高。虽然对于船舶来说居住的空间非常有限，但是在有限的空间内也要追求更高品质的居住环境，即在居住室内创造一个对身体健康有益、工作及生活舒适的环境，使居室环境满足温度、湿度及噪声的要求。浮式生产储存卸货装置（Floating Production Storage and Offloading，FPSO）。本文介绍了FPSO生活区的通风系统设计的方法及要点，为进一步改善FPSO居住环境提供参考。

1 生活区舱室通风方式

通风可以理解为空气的流动，这种空气的流动一般通过2种手段实现：1）机械强制；2）自然流动。FPSO生活区大都采用机械通风的方式，这样可以保证空气的流向。生活区以外的某些区域会考虑采用自然通风的方式。见图1。

图1 通风系统的主要设备

作者简介：吕 娜（1986—），女，工程师。研究方向：船舶管系及通风设计。

1.1 机械通风

机械通风就是利用风机所产生的抽力或压力，并借助于通风管网进行室内外空气交换的通风方式。其不像自然通风那样受到自然条件的限制，可以通过管道把空气送到室内需要的地点，也可以从任意地点按要求的吸风速度排除被污染的空气，适当的组织室内气流的方向，并根据需要对进风或排风进行各种处理。风机运转时消耗电能，风机和风道等设备要占用一定的建筑面积和空间，因而工程设备费和运行维护费较大，安装和管理都较为复杂。机械通风分为机械排风和机械送风，机械通风不受外界自然条件的影响，可以人工调节通风量，并能够合理对空气进行分配并输送到指定的场所。

1.2 自然通风

自然通风的突出优点是利用船舶本身的开孔（门、窗、舱口、通风帽）和自然通风管道组成，结构简单不需要动力设备，因此比较经济，使用、管理也比较简单。但其缺点是：自然进入的室外空气一般不能预先进行处理，对空气的温度、湿度要求较高的房间就难以满足要求。受自然条件影响，风力不大或温差较小时，通风量就减少，导致通风效果不理想。

2 舱室通风量的确定

舱室通风设计首先需确定通风量，可采用如下计算方法。

2.1 按每小时换气次数计算通风量

通风量计算见式（1）[1]：

式中：W为通风量，m3/h；V为通风舱室容积，m3；n为换气次数，次/小时。

一般舱室要求的换气次数详见表1。

表1 一般舱室要求的换气次数（单位：次/小时）

2.2 按热量计算通风量

通风量计算见式（2）：

式中：qv2为带走散热量所需的风量，m3/s；Q2为散热量，kW；ρa为空气的密度，取1.2 kg/m3；Ca为空气的质量热容，取1.005 kJ/(kg·K)；ΔT2为送风温度与舱室温度之差，K。

3 舱室通风布置

3.1 洗衣室、烘衣室和烫衣室

一般认为洗衣室有比较高的火灾风险，因此，连接走廊的门一般选用气密型的（通常有一个小格栅用于平衡内外气压），干衣机不仅要起干燥的作用，还要连接风管进行排气。洗衣室、烘衣室需采用机械排风的方式，送风可选择空调送风也可以选择自然进风。洗衣室的排风分为两部分，一部分是房间内排风，一部分是干衣机排风。为了节省材料和减小布置空间可将两部分排风汇合到一起，共用一台风机将污浊的空气排出。通风设计时需注意，排风管上要布置滤器，用于过滤从干衣机内排出的衣服线头、棉絮等。风机工作时产生的噪声较大，需在风机两侧布置适合大小的消音器，以降低噪声。房间的排风口需布置在有散热及散湿的上方，排出的气体需直接排至室外大气中，不可以循环利用[2]。

3.2 医院

医院应布置机械送风和排风。如果是用空调系统送过来的风，为防止病房中的污浊空气倒流，污染其它空调舱室，需在送风管进入房间之前，设一止回风阀。医院布置单独的送风系统最佳，但必须为全新风。排风系统应直接排至外界大气中，不能用于再循环，并且需要距离进风口一定的距离，避免排除的污浊空气再进入房间。房间的排风量需大于送风量，进而保持房间内负压，保持房间内空气的新鲜度。另外，还应设一可调节风量的空气平衡开口并通至外界大气中，此开口不能装在门上和内走道墙壁上。

3.3 厨房和配餐间

厨房是我们需要考虑问题最多的一个房间。厨房被认为是生活区中最容易出现火灾的舱室。因此，我们必须严格按照相关规范来处理。对于4 000总吨以上的船舶，必须设置专门的风机及空调系统。厨房需要设置单独的机械送排风系统，以避免厨房内油烟等污浊空气及气味进入到其他房间。厨房的排风量需大于送风量，以保持房间内负压的状态。送风管和排风管上需布置调风门来调节风量大小，平衡房间内风量。在炉灶上方需设置集气罩，方便将做菜时产生的油烟排出，集气罩的排风管上还需安装便于清洁的油脂滤器。厨房排出的风需直接排出室外大气中，不可循环利用。如果排风管中有灭火系统，则应该在厨房集气罩与排风管之间加防火风闸，风管穿过生活区，服务区及控制站时需采用A-60等级的风管，钢制风管穿过其它舱室时须使用防火材料，风管应能够从远端进行关闭，可以使用手动的防火风闸实现，厨房集气罩须把做饭时的空气全部罩住。

3.4 卫生间

卫生间需采用机械抽风的方式，浴室的抽风口应布置在天花板上或靠近天花板的墙壁上，布置在天花板中心位置最佳。厕所的抽风口应布置在天花板上或靠近天花板的墙壁上，布置在马桶正上方位置最佳。排出的污浊空气应直接通到外界大气，不能用于再循环，且需要与其他处所的通风系统分开。风机不能安装在浴室和厕所内，浴室和厕所的进风通常是从相邻房间经门下风栅或墙壁上开口进入。

3.5 蓄电池室

蓄电池室应设置有效的通风，排风口的位置需位于房间的顶部，进风口的位置需要设置在房间的底部，进排风口要成对角的方式布置，这样有助于风流经房间内所有的蓄电池组，避免易燃易爆气体积聚而产生危险。蓄电池室采用自然通风还是机械通风需要根据蓄电池的充电功率、房间所处的位置及相关规范的要求而定。

4 噪声控制

4.1 噪声的危害

噪声可对人体产生多种危害，如造成睡眠障碍、听觉障碍及精神障碍等，通常暴露于噪声环境的时间越长，对人体的危害越大。根据世界卫生组织（World Health Organization，WHO）规定的噪声标准，处于休息状态或在病房环境中，较理想的噪声强度应在35 dB～40 dB左右。

睡眠障碍：通常噪声在50 dB～60 dB时，会使人感觉吵闹，影响休息和睡眠，使人难以入睡或在睡眠中觉醒。对于需要休息的人群，尤其是对各类疾病患者影响较大，易导致人体乏力、易疲及困倦。

1）听觉障碍。长时间暴露在90 dB以上的噪声环境中，可引起耳鸣。

2）精神障碍。长时间暴露在90 dB以上的噪声环境中，还可使人焦躁、易怒，甚至发展为焦虑症等精神疾病。

3）其他危害。长期暴露于噪声环境可引起头晕、头痛等神经系统不适症状，噪声还可引起人体的应激反应，导致胃肠系统功能紊乱以及肾上腺分泌增加，引起血管收缩及血压升高，甚至发展为高血压，对人体造成明显危害。

4.2 生活区噪声的来源

噪声按照发生机理可分为机械噪声和空气噪声，生活区的噪声来源主要是空调箱和风机工作室产生的噪声，以及进排风管内风速过大而产生的噪声。

4.3 生活区噪声的控制措施

通过对船上噪声源及空调箱和风机设备的深入研究，并结合现有的技术，研究出如下一些常用的降低噪声的方法[3]。

1）吸声。在空调箱附近大尺寸的风管内敷设一定厚度的消音绝缘，以此来降低空调箱工作时产生的噪声。例如与空调箱直接连接的新风管和供风管内部应敷设此绝缘。

2）隔震和阻尼。在设备和设备基座之间安装弹性支座或者可以减小震动的橡胶类软垫，阻挡震动的传递，达到隔震降噪的目的。例如风机吊架上设置弹性支座，可以减小风机工作时的震动幅度，从而降低噪声。

3）消声器。一种可以减弱声音继续传播，且气流可以正常通过的降噪或消声的设备。此设备用于空气动力性噪声的控制。例如供排风道上一些易产生噪声的位置，可以安装此设备来降低噪声的传播。

生活区相关通风布置图见图2。

图2 生活区相关通风布置图

5 结论

本文以FPSO生活区的通风系统设计为研究对象，深入的研究了FPSO生活区通风系统设计的方法及要点，对该系统的设计进行了归纳和总结。通过理论研究和实践的验证，本文研究的FPSO生活区通风系统设计的方法简单实用、可操作性强，对于FPSO生活区通风系统设计具有一定的参考价值。