船舶舱室通风设计与分析

发表时间:2017/9/14   来源:《基层建设》2017年第13期   作者:张敏丽
[导读] 摘要:随着船舶制造及航运业的发展,从人性化角度出发,人们越来越重视船上人员的工作及生活条件
        大连中远船务工程有限公司  辽宁大连  116113
        摘要:随着船舶制造及航运业的发展,从人性化角度出发,人们越来越重视船上人员的工作及生活条件;从船舶的经济性考虑,动力设备的工作环境也至关重要。不管是人员还是机器设备的正常工作都需要考虑合理的通风。因此,在船舶的设计过程中,通风系统的设计是非常重要的一个环节。全船通风的任务主要是根据具体舱室的通风要求及有关规范、规则和公约的要求,提供充足的空气量,为船上人员创造安全、舒适的工作环境和生活环境。
        关键词:舱室通风;设计;基本思路;通风量;自然通风
        1船舶通风设计的基本思路
        现阶段,船舶通风设计思路非常多,不同设计者的设计方法和设计思想也不尽相同,同时对不同类型的船舶,针对船东的不同要求,其设计理念也存在很大差别。首先,应详细分析和总结各规范、规则、公约对船舶通风的要求,并将其作为设计依据。其次,应仔细研究有关船舶通风设计的理论。船舶通风设计是一项复杂而严谨的工作,每个参数的选择都要有据可依,每个设备的布置都要最大限度地考虑各种影响因素,这样才能在保证船舶安全运行的基础上,提高船舶运行效率,为船上工作人员提供一个安全、舒适的工作条件和生活条件。船舶通风设计在满足规范、规则及公约基本要求的基础上,还应根据通风设计的相关理论和设计方法,进一步做通风的计算和分析,为各种设备选取和布置提供合理的依据,给各种机器设备提供一个高效的运行环境,为工作人员创造一个安全、舒适的工作环境和生活环境。全船通风设计的主要内容是确定合理的风机和风管尺寸,合理布置风管位置,以便满足各舱室的通风要求。
        2通风量的确定
        确定通风量时应针对不同的舱室,按每小时换气次数进行计算:qv=nv式中,qv为通风量(m3/h);n为换气次数(次/h);v为通风舱室容积(m3)。
        3船舶舱室通风设计
        3.1通风设计要点
        3.1.1卫生间
        采用机械抽风。抽风口应布置在天花板上或靠近天花板的壁上,进风通常是从相邻房间或走道经门下风栅或壁上开口抽风应直接通到外界大气,不能用于再循环。按国际劳工组织的要求,还需与其他处所的通风系统分开。风机不应安装在浴室和厕所内,厕所的抽风系统最好能安装活性炭过滤器。
        3.1.2病室
        病室应有机械送风和机械抽风。送风可以用止回风闸隔离来自空调系统的送风,也可以是单独的系统并应为全新风。病室及其厕所的抽风应直接单独排至外界大气,不得用于再循环。抽风量应大于送风量以保持一定的负压。并应设一可调节风量的空气平衡开口通至外界大气,绝不允许将空气平衡开口装在门上或内走道壁上。
        3.1.3洗衣室、烘衣室和烫衣室
        货船上的洗衣室和烘衣室采用机械抽风,送风可为空调送风也可从走道或外界自然进风。客船上的洗衣室通风系统为低压系统。空气预热到13℃,送风经顶上风栅或扩散器分配。抽风口布置在有散热及散湿的上方。洗衣室的抽风口设空气过滤器。抽风应直接单独排至外界大气,不能用于再循环。滚筒式烘衣机的排风量至少为烘衣室抽风量的20%。如果洗衣室离露天甲板很近,可直接经自然排风管排至外界大气。
        3.1.4沙龙、餐厅、休息室、放映室、阅览室、迪斯科舞厅
        客船上的这类房间采用低压通风系统,而船员小餐厅和休息室及货船上的这类房间采用高压通风系统,其送风量与抽风量相同。
        3.1.5厨房及有烹调设备的配餐间
        厨房设机械抽风和机械送风,系统应与其他处所的通风系统分开,抽风量应大于送风量。送风管和抽风管应安装风闸来平衡风量。炉灶上方应设吸风罩,吸风罩的风管应安装便于清洁的油脂滤器,在风管下端设防火风闸。抽风应直接排至外界大气。
        3.1.6蓄电池室
        蓄电池室应设有效的通风。进风口位于房间的底部,吸风口位于房间的顶部,对角布置,使新风流经所有的蓄电池组,避免易爆气体混合物的积聚。
        3.1.7油漆间、灯具间
        油漆间和灯具间的通风系统至少应有10次/h的换气次数,通风系统应是独立的系统,不能接到其他处所的通风系统。通风系统的布置应使比空气重的气体和比空气轻的气体能排掉。油漆间和灯具间容积较小时,可采用自然通风。而当容积较大或在这些房间内装有CO2灭火设施时,应提供机械抽风系统。


        3.1.8CO2站室
        CO2站室应有合适的通风,换气次数为5~10次/h。抽风系统应是独立的系统,即排风直接排至大气,不连到其他通风系统。抽风口的布置应考虑与自然进风口错开,在房间的顶部和靠近地板处应有抽风口。风管经过起居处所时必须气密。
        3.1.9制冷机室
        制冷剂气体比空气重时,抽风口直接布置在房间地板上面。送风和抽风都不应与起居处所的通风系统连在一起。制冷机室抽风管系应气密,防止气体渗漏到其他房间。通风换气次数应达30次/h。
        3.1.10干粮库
        干粮库应保持通风。送风入库应扩散,以避免空气以过高的速度直接吹到食品上而出现过分干燥。通常从空调系统送风,自然排风或机械排风。
        3.1.11储藏室
        航海储存室、餐具储藏室一般用空调,其他储藏室如干食品和行李储藏室用机械通风。起居处所内一些很小(面积小于2m2)的储藏室,一般利用其门上通风栅透气。
        3.2自然通风
        自然通风是利用室内外的风压差及温度差来实现的。对一般船舶舱室,层高较低,当舱内外温差不大时,空气的密度相差很小,一般可以不计。因而船舶自然通风的计算主要是根据风压来进行的。船上的大多数储藏室、乙炔间、焊接间等不设机械通风的舱室以及一些船的货舱采用自然通风。自然通风常用的通风装置有菌形通风筒、鹅颈式通风筒、带风雨密盖的百叶窗、烟斗式风帽等。通风装置的型式及布置位置不同,外界风速对某些通风装置形成正压,而对另一些通风装置形成负压。其风压越大、通风装置及管路阻力越小,通风效果越好。各种不同结构的通风装置通风效率和局部阻力系数是不同的,即一定型式的通风装置有一定的通风效率.
        4过滤吸附通风量的计算
        根据人员安全计算所需过滤吸附通风量DAV′在密闭加压的环境下,经过滤吸附的清洁空气用于加压并置换保护区内产生的污染空气,以保证人员安全。一般从控制防护区CO2浓度和保证提供最少的清洁新鲜空气量两方面进行计算。根据CO2浓度的限值要求计算舱室所需过滤吸附通风量 DAV1在保护区超压密闭时,GL考虑了各舱室人员占位因素,规定了CO2浓度不高于表1中b2值,各舱室人员占位所需新风量,按 GL 规定的CO2含量限值选取计算的各舱室过滤吸附量,保证了各具体舱室在规定的人员占位情况下 CO2含量不超标。对于人多的保护区,按此参数选取计算的过滤吸附量较大,经济性相对较差,但人员舒适度较高。对于密闭保护区,我国规范规定了通风量应保证舱内人员全部在位时CO2浓度不高于 0.5% ;英国 LR 军规规定 CO2浓度不高于1. 5%。所以在经济性和空间不允许的情况下,可参照我国规范或英国 LR 军规适当提高限值。 根据人员新风量计算所需过滤吸附通风量 DAV我国规范规定了平时舱室每人每小时平均新鲜空气量不少于以下值:人少舱室 25~30 m3/h,人多舱室 30 m3/h ;英国LR军规规定了平时舱室每人每小时平均新鲜空气量不少于 18 m3/h;ISO7547《起居处所空气调节与通风设计参数和计算方法》规定新风量不低于总送风量的 40%。保护区超压密闭时,考虑经济性和布局的可实现性,在保证人员安全的情况下,参照我国规范对进行长期精密工作的人员舱室,外界新鲜空气量补充量为8.4m3/h ;结合国内外一些实船设计经验,可取每人每小时平均10m3新鲜空气量来初步估算过滤吸附量 超压时,按密闭区泄漏量、超压泄放量、排风量计算过滤吸附通风量DAV″根据洗消通道、锁气室扫气量计算压差控制阀泄放所需过滤吸附通风量 DAV3从外部沾染区经过洗消通道进入超压保护区,依次可经过脱衣室、洗消间、风浴室、更衣室(为清洁区,与保护区同压),也有的船仅设脱衣室、洗消间、更衣室 ;反之亦然。锁气室用于隔离超压保护区。洗消通道、锁气室均用双重气密门形成隔间,这种门依次打开一扇,以避免密闭区减压。气密门和每个隔间的尺寸保持最小,以减小所要求的扫气量。弹簧式压差控制阀可作为扫气器,用于维持舱壁两侧的压差和用于放气和扫气,除去外门打开时带进来的污染空气根据船舶的建压时间计算所需过滤吸附通风量DAV′保护区在建压前,边界门窗及空调通风进出风口气密关闭,从开        始建压到保护区超压达到设定压差前,压差控制阀和超压泄放阀阀门是保持关闭状态的,对于保护区,可按密闭空间,按所要求的建压时间,按理想气体状态方程可推导计算出所需过滤吸附通风量
        结束语:
        总之,船舶舱室通风是动力装置设计中较为复杂而严谨的一个设计环节,它不但关系到船上人员的工作环境和生活环境,还关系到船舶的安全性及实用性,所以在设计过程中不但要满足船东的要求,还要满足相关规范和标准的要求
        参考文献:
        [1]本书编委会.轮机工程手册[M].北京:人民交通出版社,1994
        [2]本书编委会.船舶设计实用手册[M].北京:国防工业出版社,1999
        [3]费千.船舶辅机[M].大连:大连海事大学出版社,2005
        [4]杨承参,施润华.船舶动力装置[M].上海:上海交通大学出版社,1996
 
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