某型庫區綜合保障船的外觀設計方法與應用

竇曉亮 胡始弘

（中國船舶及海洋工程設計研究院 上海200011）

引 言

密云水庫綜合保障船是集執法指揮、環境監測、接待觀光于一身的多功能綜合性船舶。現役水庫內工作船建于20世紀70年代，服務年限久遠，設備陳舊，已不適用當前水庫管理要求。新造船不僅在能效、環保、設施各方面都作了極大的提升，在外觀造型方面也提出了向精品化、高端化、個性化船舶靠攏的要求。

然而外觀造型的好壞往往建立在人們主觀感性的評價之上，難以用標準化方法來衡量，克服純感性船舶外觀設計的缺陷，尋找到符合船舶特征的外觀設計的基本方法是本研究的目的所在。

1 船型概述

密云水庫綜合保障船采用全焊接式鋼質船體及鋁合金上層建筑、單層連續甲板、長艏樓、全景駕駛室、前傾艏柱、方艉設計。船舶總長35.4 m、型寬7 m、設計吃水1.3 m、排水量約160 t、最大航速18 kn、全船定員56人。主甲板設有前后甲板、執法指揮室、會議室以及會議控制室等。艏樓甲板設有觀光區域、駕駛室和休息室。

2 全局造型設計

2.1 外觀形態構思

本船外觀形態主要參考公務船和游艇的設計理念，分別對兩者外觀特點進行分析如下：

（1）公務船作為執法船只，必須符合國家執法部門公正、莊嚴的形象，外形多用直線、斜折線、折角等設計元素體現船只的厚重、剛毅、穩重感。上層建筑群多設置在中前部，視覺穩定性強。

（2）豪華游艇［1］為體現其整體的快速感和動態感，在外形設計中多采用流線、斜直線和圓弧曲線代替尖銳的折角或折線。為滿足高速航行的需要，考慮風阻對空氣動力學的影響，通常設計超長船首，視覺焦點設置在中后部居多。

圖1 公務船外形特點

圖2 游艇外形特點

從上述分析可以看到，雖然兩種船型的外觀設計方法不同，但從使命任務來看，相比于觀光游覽的功能，該船更側重水上執法的屬性。因此，以公務船外觀為主體基調，把整體的視覺焦點放置在船中前部，并在細節處加入游艇造型常用的流線、斜直線、圓弧線等技法來體現韻律，是本船外觀形態的基本設計思路。

2.2 外觀造型設計

船舶外觀不能以純感性思維作為設計依據。借鑒建筑設計、藝術設計、工業設計的理論知識和設計方法，形成適用于本船造型的方法：

（1）黃金比例法

黃金比例［2］是最被人知的美學原理。其基本的定義是：把一條線段分割成為兩部分，使較長部分與全長的比值等于較短部分與較長部分的比值。其比值的近似值為0.618。根據黃金比例原則與上述提到中前部視覺焦點的觀點可以得知，沿船長方向，距船尾約21.8 m處為本船黃金分割線，是本船的視覺高點。

圖3 黃金比例法和三角形原則

（2）三角形原則

三角形最基本的藝術特性是穩定和堅固，在船舶等水上建筑物的運用中更是凸顯了三角形的特性［3］。從外輪廓看，經由船舶最高點、首和尾的頂點，以及各層甲板端點連接形成的正三角形造型穩定，表現出極富擴張力的體積感。

（3）空間劃分法

空間劃分分為橫向劃分和縱向劃分。本船橫向劃分以主甲板弧線、舷墻弧線、上層建筑分層線作為參考。主甲板弧線艉部平滑，艏部微微上升，明快且活潑，與上層建筑平邊線的組合，使船舶形象在感官上更為修長。縱向劃分以上層建筑艏艉端壁作為參考。采用斜直線的設計，使上層建筑群艏艉端壁按一定比例傾斜，并趨向集中于黃金比例線上，使外觀造型挺拔而又力度［4］。

圖4 空間劃分法

3 局部造型設計

為給相同功能的船舶賦予不同的性格，我們需要在船舶外觀細節處進行個性化設計，

細節設計時一定要注意細節與細節之間、細節與整體之間的協調和統一［5］。密云水庫綜合保障船的透視圖與側視圖如圖5和圖6所示。

圖 5 密云水庫綜合保障船透視圖

圖 6 密云水庫綜合保障船側視圖

本船在細節處的設計有如下幾點考慮［6］：

（1）上層建筑前臉

船舶的外部形象與船舶所在地理環境有著密不可分的聯系。硬朗的折角型前臉顯然與該船所處柔美的自然環境不相符。為使建筑物變得柔和，本船采用圓弧型前臉設計，弧形前臉與相鄰的兩個艙壁之間形成自然過渡，在光影效果中淡化了面與面之間的反差。一方面可以實現空間的自然過渡和轉換，另一方面可強化上層建筑的視覺形象。

（2）屋頂

屋頂設計借鑒了游艇設計中流線、曲線、圓弧線的設計手法，駕駛室前部和整個羅經甲板處都留有大面積屋頂，碩大的屋頂經過曲面圓弧處理，使其變得輕巧、自然、富有生氣。從正面視圖看，屋頂類似于梁拱的設計能夠加快雨水在屋頂面上的流速從而保護屋頂。

（3）桅桿

桅桿相對于整船所占比例很小，但因其所處位置特殊且形態樣式多變，在造型設計中有著很重要的作用。本船采用輕巧、靈活的單桅形式，桅桿主體是由下至上逐漸變細的椎體。為在視覺上體現各層之間的統一和速度感，桅桿主體向后傾斜，且桅桿最高點與上層建筑各層前端邊界均在一條斜線上。

（4）斜撐

本船為單層連續甲板，長艏樓設計，艏樓甲板長占全船總長的三分之二，且主甲板以上各層均設有外走道，上層建筑中后部應設有舷墻作為支撐件滿足結構強度要求。支撐件采用前傾構形，與后傾的艙室前端壁呼應，彰顯力量之美。

（5）欄桿

本船首部區域的欄桿并非采用傳統的垂直式欄桿而設計成外飄形式，與艏柱的傾斜角保持一致。從感官上看，欄桿是艏柱的自然延伸，整體感覺更佳。

4 色彩造型設計

色彩搭配在船舶的外觀造型設計中有著至關重要的作用，合理的色彩搭配能夠增加船舶的協調性與美感，給人以親切、安全的感受。為在色彩搭配的過程中，使整體畫面呈現出穩定的感覺，視覺設計師們對色彩進行了角色的分類，即主角色、配角色、背景色和點綴色。［7］

另外，考慮該船本身主要特點和用途、系列船型的色彩風格、所處區域人文地理環境［8］以及船東企業文化宣傳四個方面，最終形成本船的色彩造型：

（1）密云水庫素以山靈水秀、湖面遼闊而著稱，湖藍色的水面與天藍色的天空是襯托水庫中船舶的天然背景色。

（2）主體色是本船整體的基調色，整個環境的視覺中心。上建與船舷是完全裸露在湖面之上的建筑物，明亮的大面積白色色塊作為本船的基調色，既保延續了前置船的整體風格，又能夠瞬間抓住觀察者眼球。純白色有著純凈、潔白、明亮的寓意，象征著公正與嚴明，是執法公務船型常用的主要顏色。

（3）船東元素是色彩設計中的重要考量依據。我們發現藍色在船東的宣傳文件、企業文化、注冊商標上，均有大面積的利用。因此，我們選用正藍色作為配角色的色彩元素。配角色常設置在主體近旁，能夠襯托和突出主體。為使大面積白色色塊不顯單調，本船在船舷留白處加入文字和色帶的設計，使外形修長、靈動且富有生氣。另外，主甲板與駕駛甲板的建筑上，布置大開口整齊排列的方窗，在晴空萬里的湖面上呈現淡藍色也是配角色的重要組成部分。

（4）點綴色是小范圍內強烈的顏色，能夠使畫面整體更加鮮明生動。通常，船舶中的防撞輪胎、救生圈、救生艇、舷燈、銘牌燈都可作為點綴色。本船配備的救生圈正是作為整體畫面的點綴色來使用。橙色既是規范規定的安全設備警示色，又掛于白色外墻之上，與之鮮明對比，使船舶整體更為生動、協調。

主要色彩的聯想形參見下頁表1，最終形成渲染效果圖如下頁圖7所示。

表 1 主要色彩的聯想形

圖 7 密云水庫綜合保障船渲染效果圖

5 結 語

本文以密云水庫綜合保障船為對象，運用建筑設計、工業設計、藝術設計等多學科的理論知識和設計方法，提出了船舶外觀設計的基本方法，避免了以純感性方法進行船舶外觀設計所帶來的缺點。對同類型船舶的外觀設計，具有一定的參考意義。