船舶通风系统船上布置相关问题研究

宋宏

摘要：随着船舶行业的快速发展，对船舶通风结构分布的要求逐渐严格。文章深入研究了现今船舶通风结构分布方案常见的不足，并从风管、防火风闸、布风机和通风百叶窗等多个方面介绍了布置方案，给相关设计是带来借鉴依据。

关键词：船舶通风结构；船上布置；问题介绍；方案分析

随着国家经济的增长，物流运输领域的发展已成为社会各界发展的基础保证。其余行业的生产及发展所要的诸多材料和进口区域对运输产业提出了较高的要求。针对铁路运输来说，其在施工和应用阶段需要很高的基础设施，因其受到地形、气候等条件的影响很大，而采取水路运输属于跨地区以及国家开展贸易的重要途径。船舶属于水运最关键的工具，伴随货物运送量的增多和科技的进步，船舶能够承载的重量与基本功能和智能化水平也在持续创新和优化。而且，因为船舶通风结构是保证船舶稳定运转的重要部分，所以，要管理好船舶通风结构的设计与建立，以保证船舶安全运行。

1、船舶通风结构介绍

近些年，随着国家经济的增长，船舶的吨位与相应的动力性能也随之在提高和发展。当前，国内船舶吨位已高达10万吨甚至更高，这针对国内的造船技术和相关管理工作也是一个较大的挑战。该种大吨位的船舶要求可以以几十节的速度运行，所以要提高其动力。另外，船舶高速长期运行时，要有一个可靠的系统来保证，所以对船舶通风结构提出了较高的标准及要求[1]。船舶通风结构和船员在海上运行时的生活紧密联系，其要求在高温和极寒环境下可以保证船员们的正常生活，促使船舶中的空气能够流通，保证船舶中的温度处在均衡状态下。而且，完善的通风系统可以很高对船舶内动力系统实现散热，使之得到高效运转。另外，有时船舶装载的物资对船舱中的温度有很高要求，通风系统能够有效管理船舱中某个范围的温度，使之一直处于规定的温度范围内。

2、风管分布

船舶通风结构通过风管把各送风口和回风口衔接，进而创建出空气流动通道。风管分布应在明确气流组织与风口部位后处理。在分布风管时，要注意如下问题：

（1）尽量缩小管线，并减小管线的分开程度，以避免产生局部复杂部件，进而在节约材料的基础上降低系统阻力。

（2）分布风管时，考量到施工与检修的简便性，合理处置风管分布和空调水结构及其他管道结构分布之间的冲突。

（3）尽可能防止噪音太大，风管要利用吸声材料与吸声结构构成。如果不对风管作声学处置，将极可能产生混响，而混响通过叠加会极大提升声音强度（通常约为10dB）。如果在风管内壁与通风系统内安装吸声器，那么当声波投射时，就能吸收一些声能，进而降低反射声，减小总声音强度。所以，在风管分布时能采用该种吸声技术，以减小噪音。

另外，针对通风系统，其噪音大都是空气噪音与流体噪音。就直风管来说，在噪音通过风管和构件实现传播时，因管壁间出现摩擦，有些声音会转变为热能。而且，如果管路流通范围、管路分支等于界面处未得到匹配阻抗，将导致一些声能投射，而其余声能反射至声源部位，如此就能够降低噪音[2]。但是，风管的部分构件将加大系统阻力，从而出现气流涡旋，极可能会出现再生噪音。在风速加大时，再生噪音的影响随之加大。通常情况下，当风速小于5m/s时，能忽略气流的再生噪音；但风速超过8m/s时，能不计管路内噪音的降低量。

（1）选取噪音材料。一般采用吸音系数代表材料的吸音效果，即声波透射材料外表时被吸走声能和入射声能的占比，以α表示。很多材料的吸音系数为0.01-1.00。α数值越大，表示材料的吸音质量越高。通常α大于0.2的材料便是吸音材料，这种材料不仅能用于吸音降噪，还可以用来生产隔音罩与阻性消音器。一般多孔吸音材料具备更显著的吸音效果，所以使用最为广泛，主要包括纤维型、泡沫型和颗粒型三种。

3、防火风闸分布

船舶通风系统内，防火风闸的运行效果良好，在使用时其阀门要常开，且在具备防火和通风需要的通风结构风管上安置，但温度高达70℃时，其阀门将闭合，要想复位打开，要手动处理，所以要结合其烟感信号与手动拉绳闭合阀门、70℃时智能闭合阀门等特征开展分布[3]。另外，针对风管上分布的防火风闸，要保证便于员工操作及检修。

在分布防火风闸时，需要注意以下几点内容：①如果安置位置超出2米，要利用绳索引下，其操纵部位一般离地表1.5米；②如果采取钢丝拉索，那么钢丝拉索总长不能超过6米，其弯曲位置少于三处，弯曲半径要大于300毫米，绳索要采用DN20钢管作为护套；③针对在危险区分布的防火风闸，它的遥控电磁阀尽量与控制箱一样置于安全区，而远程控制设备要布置在離地表1.5米的位置；④针对厨房排风管路的防火风闸分布，要与CO2排放连锁，其控制箱要置于厨房门口位置。

4、布风器分布

现如今，造船为保障船员在海上生活的舒适度，对船上的噪音与舒适性均提出了较高的标准。船上空调风管系统布风器的设置与噪音等级，要符合《国际海上人命安全公约》的内容。布风器的分布问题与优化方案为：

（1）船舶空调结构多采取单风管顶型布风器，但船舱中的温度达到标准温度后，为了不让夏季温度太低和冬季温度太高，船员仅能阻挡布风器送风，由此也会阻挡新鲜空气的涌入，船舱中空气的质量就会逐渐变差。

（2）布风器属于空调通风结构的关键构成部分，在舱室空调送风管道中发挥出了末端散流的功能。目前，船舶中所用的布风器有静压箱体积小、降音棉很薄等缺陷，导致消音效果不佳。

（3）为确保空气的流通性与最后送风温度舒适，有的送风口还采取串联和并联风机箱，但是有能耗高、风机效率小、维护要求大及风机常开等问题。另外，有些送风末端还采取无动力诱导设备，空气流动性较好，但相较于直接送冷风耗损高，有噪音要求。船舱空调末端通常采取布风机直接送风，其最初投资和能耗都很低，合理选用将得到良好的空气分散作用。

布风管出现噪音的根本原因在于顶式布风管的构造有较大问题。采取该结构的目的在于令布风器送出的冷风可以均匀的朝船舱周围分散，令温度场较为均匀，防止在船舱中出现死角[4]。就布风器的构造上来说，从入风口进到布风器中的风未完全进到静压箱中实现混合消音，有些直接进到处分口，如此流速未获得减缓，噪音由此加大。为处理船舱内温度不稳定情况，设计师能采取电加热布风器实现末端加热，进而扩展船舱空调温度的调整面积。该方法既能够让船员按照自己的日常习惯调整温度，还可以确保不阻止布风器送风，一直朝船舱中送入新鲜空气。而且，为降低噪音，能够增加静压箱中消声棉的厚度。

5、布置通风百叶窗

市场上的通风百叶窗种类很多，船舶中采用最普遍的属于无盖水密型与风雨密盖型百叶窗。

（1）无盖密水型通风百叶窗：其基本特征是，当其闭合时，下一个百叶顶住上个百叶内侧底部，相邻两个百叶重合位置设置橡胶密封条，通过连杆部门提供相关压力来满足密封标准。在打开和关闭百叶窗时，要把手轮套于轴上；当闲置时，要将之卸下并悬挂于窗下。为检验该种通风百叶窗的有效性，对其做水密测试。冲水测试：冲水压力为0.4MPa，离窗不超过1.5米，用喷嘴直径不小于16毫米的水龙头喷水，结果没有水进到船舱中，证明这种百叶窗达标。

（2）风雨密盖百叶窗：一般在上建船舱自然通风与机械通风的管道终端应用。这种百叶窗的百叶是固定时，无法转动，选择时按照布置处所在空间大小选择打开方向；而且，要确定布置模式是法兰或者焊接；一般主要经粉笔测试检查这种百叶窗的严密性，在百叶窗周边用粉笔涂抹，锁紧盖子，检查相关边框橡胶上粉笔痕迹是不是完整有效。

通风百叶窗的标准通风面积按照每秒的通风量及风速运算，将之除以窗的标准通风面积率就是百叶面积。天然进风过程百叶的风速是0.2-1.0m/s，當通风量是10000m3/h时，则其最小面积运算是：百叶风口的标准面积为2.78㎡，根据百叶通风的标准面积是百叶大小的75%计算，百叶大小为3.7㎡。设计师按照百叶大小选取适当的百叶窗。

6、结束语

总之，船舶通风结构对船舶稳定运行作用较大，所以通风结构船上布置要引起工作人员的高度关注，尤其是风管、防火风闸的布置。相关人员要了解风管等构件的分布原则，进而采用科学的布置方法。针对风管的分布，还要严格控制噪音，进而令船舶通风结构更为优化。

参考文献：

[1]何辉，翟高云，邸金涛.船舶通风系统船上布置相关问题探讨[J].上海船舶运输科学研究所学报，2017，40（03）：29-31+37.

[2]赵宇晶悦. 船舶进排气系统及通风系统设计与优化研究[D].哈尔滨工程大学，2017.

[3]马娜.船舶机械通风设计和建造的若干问题研究[J].山东工业技术，2017（07）：259.

[4]卜锋斌.船舶大型车辆舱诱导通风射流场仿真和系统优化[J].船舶工程，2016，38（12）：19-22+33.

（作者单位：沪东中华造船（集团）有限公司）