船舶通風系統船上布置相關問題研究

宋宏

摘要：隨著船舶行業的快速發展，對船舶通風結構分布的要求逐漸嚴格。文章深入研究了現今船舶通風結構分布方案常見的不足，并從風管、防火風閘、布風機和通風百葉窗等多個方面介紹了布置方案，給相關設計是帶來借鑒依據。

關鍵詞：船舶通風結構；船上布置；問題介紹；方案分析

隨著國家經濟的增長，物流運輸領域的發展已成為社會各界發展的基礎保證。其余行業的生產及發展所要的諸多材料和進口區域對運輸產業提出了較高的要求。針對鐵路運輸來說，其在施工和應用階段需要很高的基礎設施，因其受到地形、氣候等條件的影響很大，而采取水路運輸屬于跨地區以及國家開展貿易的重要途徑。船舶屬于水運最關鍵的工具，伴隨貨物運送量的增多和科技的進步，船舶能夠承載的重量與基本功能和智能化水平也在持續創新和優化。而且，因為船舶通風結構是保證船舶穩定運轉的重要部分，所以，要管理好船舶通風結構的設計與建立，以保證船舶安全運行。

1、船舶通風結構介紹

近些年，隨著國家經濟的增長，船舶的噸位與相應的動力性能也隨之在提高和發展。當前，國內船舶噸位已高達10萬噸甚至更高，這針對國內的造船技術和相關管理工作也是一個較大的挑戰。該種大噸位的船舶要求可以以幾十節的速度運行，所以要提高其動力。另外，船舶高速長期運行時，要有一個可靠的系統來保證，所以對船舶通風結構提出了較高的標準及要求[1]。船舶通風結構和船員在海上運行時的生活緊密聯系，其要求在高溫和極寒環境下可以保證船員們的正常生活，促使船舶中的空氣能夠流通，保證船舶中的溫度處在均衡狀態下。而且，完善的通風系統可以很高對船舶內動力系統實現散熱，使之得到高效運轉。另外，有時船舶裝載的物資對船艙中的溫度有很高要求，通風系統能夠有效管理船艙中某個范圍的溫度，使之一直處于規定的溫度范圍內。

2、風管分布

船舶通風結構通過風管把各送風口和回風口銜接，進而創建出空氣流動通道。風管分布應在明確氣流組織與風口部位后處理。在分布風管時，要注意如下問題：

（1）盡量縮小管線，并減小管線的分開程度，以避免產生局部復雜部件，進而在節約材料的基礎上降低系統阻力。

（2）分布風管時，考量到施工與檢修的簡便性，合理處置風管分布和空調水結構及其他管道結構分布之間的沖突。

（3）盡可能防止噪音太大，風管要利用吸聲材料與吸聲結構構成。如果不對風管作聲學處置，將極可能產生混響，而混響通過疊加會極大提升聲音強度（通常約為10dB）。如果在風管內壁與通風系統內安裝吸聲器，那么當聲波投射時，就能吸收一些聲能，進而降低反射聲，減小總聲音強度。所以，在風管分布時能采用該種吸聲技術，以減小噪音。

另外，針對通風系統，其噪音大都是空氣噪音與流體噪音。就直風管來說，在噪音通過風管和構件實現傳播時，因管壁間出現摩擦，有些聲音會轉變為熱能。而且，如果管路流通范圍、管路分支等于界面處未得到匹配阻抗，將導致一些聲能投射，而其余聲能反射至聲源部位，如此就能夠降低噪音[2]。但是，風管的部分構件將加大系統阻力，從而出現氣流渦旋，極可能會出現再生噪音。在風速加大時，再生噪音的影響隨之加大。通常情況下，當風速小于5m/s時，能忽略氣流的再生噪音；但風速超過8m/s時，能不計管路內噪音的降低量。

（1）選取噪音材料。一般采用吸音系數代表材料的吸音效果，即聲波透射材料外表時被吸走聲能和入射聲能的占比，以α表示。很多材料的吸音系數為0.01-1.00。α數值越大，表示材料的吸音質量越高。通常α大于0.2的材料便是吸音材料，這種材料不僅能用于吸音降噪，還可以用來生產隔音罩與阻性消音器。一般多孔吸音材料具備更顯著的吸音效果，所以使用最為廣泛，主要包括纖維型、泡沫型和顆粒型三種。

3、防火風閘分布

船舶通風系統內，防火風閘的運行效果良好，在使用時其閥門要常開，且在具備防火和通風需要的通風結構風管上安置，但溫度高達70℃時，其閥門將閉合，要想復位打開，要手動處理，所以要結合其煙感信號與手動拉繩閉合閥門、70℃時智能閉合閥門等特征開展分布[3]。另外，針對風管上分布的防火風閘，要保證便于員工操作及檢修。

在分布防火風閘時，需要注意以下幾點內容：①如果安置位置超出2米，要利用繩索引下，其操縱部位一般離地表1.5米；②如果采取鋼絲拉索，那么鋼絲拉索總長不能超過6米，其彎曲位置少于三處，彎曲半徑要大于300毫米，繩索要采用DN20鋼管作為護套；③針對在危險區分布的防火風閘，它的遙控電磁閥盡量與控制箱一樣置于安全區，而遠程控制設備要布置在離地表1.5米的位置；④針對廚房排風管路的防火風閘分布，要與CO2排放連鎖，其控制箱要置于廚房門口位置。

4、布風器分布

現如今，造船為保障船員在海上生活的舒適度，對船上的噪音與舒適性均提出了較高的標準。船上空調風管系統布風器的設置與噪音等級，要符合《國際海上人命安全公約》的內容。布風器的分布問題與優化方案為：

（1）船舶空調結構多采取單風管頂型布風器，但船艙中的溫度達到標準溫度后，為了不讓夏季溫度太低和冬季溫度太高，船員僅能阻擋布風器送風，由此也會阻擋新鮮空氣的涌入，船艙中空氣的質量就會逐漸變差。

（2）布風器屬于空調通風結構的關鍵構成部分，在艙室空調送風管道中發揮出了末端散流的功能。目前，船舶中所用的布風器有靜壓箱體積小、降音棉很薄等缺陷，導致消音效果不佳。

（3）為確保空氣的流通性與最后送風溫度舒適，有的送風口還采取串聯和并聯風機箱，但是有能耗高、風機效率小、維護要求大及風機常開等問題。另外，有些送風末端還采取無動力誘導設備，空氣流動性較好，但相較于直接送冷風耗損高，有噪音要求。船艙空調末端通常采取布風機直接送風，其最初投資和能耗都很低，合理選用將得到良好的空氣分散作用。

布風管出現噪音的根本原因在于頂式布風管的構造有較大問題。采取該結構的目的在于令布風器送出的冷風可以均勻的朝船艙周圍分散，令溫度場較為均勻，防止在船艙中出現死角[4]。就布風器的構造上來說，從入風口進到布風器中的風未完全進到靜壓箱中實現混合消音，有些直接進到處分口，如此流速未獲得減緩，噪音由此加大。為處理船艙內溫度不穩定情況，設計師能采取電加熱布風器實現末端加熱，進而擴展船艙空調溫度的調整面積。該方法既能夠讓船員按照自己的日常習慣調整溫度，還可以確保不阻止布風器送風，一直朝船艙中送入新鮮空氣。而且，為降低噪音，能夠增加靜壓箱中消聲棉的厚度。

5、布置通風百葉窗

市場上的通風百葉窗種類很多，船舶中采用最普遍的屬于無蓋水密型與風雨密蓋型百葉窗。

（1）無蓋密水型通風百葉窗：其基本特征是，當其閉合時，下一個百葉頂住上個百葉內側底部，相鄰兩個百葉重合位置設置橡膠密封條，通過連桿部門提供相關壓力來滿足密封標準。在打開和關閉百葉窗時，要把手輪套于軸上；當閑置時，要將之卸下并懸掛于窗下。為檢驗該種通風百葉窗的有效性，對其做水密測試。沖水測試：沖水壓力為0.4MPa，離窗不超過1.5米，用噴嘴直徑不小于16毫米的水龍頭噴水，結果沒有水進到船艙中，證明這種百葉窗達標。

（2）風雨密蓋百葉窗：一般在上建船艙自然通風與機械通風的管道終端應用。這種百葉窗的百葉是固定時，無法轉動，選擇時按照布置處所在空間大小選擇打開方向；而且，要確定布置模式是法蘭或者焊接；一般主要經粉筆測試檢查這種百葉窗的嚴密性，在百葉窗周邊用粉筆涂抹，鎖緊蓋子，檢查相關邊框橡膠上粉筆痕跡是不是完整有效。

通風百葉窗的標準通風面積按照每秒的通風量及風速運算，將之除以窗的標準通風面積率就是百葉面積。天然進風過程百葉的風速是0.2-1.0m/s，當通風量是10000m3/h時，則其最小面積運算是：百葉風口的標準面積為2.78㎡，根據百葉通風的標準面積是百葉大小的75%計算，百葉大小為3.7㎡。設計師按照百葉大小選取適當的百葉窗。

6、結束語

總之，船舶通風結構對船舶穩定運行作用較大，所以通風結構船上布置要引起工作人員的高度關注，尤其是風管、防火風閘的布置。相關人員要了解風管等構件的分布原則，進而采用科學的布置方法。針對風管的分布，還要嚴格控制噪音，進而令船舶通風結構更為優化。

參考文獻：

[1]何輝，翟高云，邸金濤.船舶通風系統船上布置相關問題探討[J].上海船舶運輸科學研究所學報，2017，40（03）：29-31+37.

[2]趙宇晶悅. 船舶進排氣系統及通風系統設計與優化研究[D].哈爾濱工程大學，2017.

[3]馬娜.船舶機械通風設計和建造的若干問題研究[J].山東工業技術，2017（07）：259.

[4]卜鋒斌.船舶大型車輛艙誘導通風射流場仿真和系統優化[J].船舶工程，2016，38（12）：19-22+33.

（作者單位：滬東中華造船（集團）有限公司）