曹琳

中國艦船研究設計中心，上海 201108

水面艦船火災煙霧的控制和管理方法

曹琳

中國艦船研究設計中心，上海 201108

為提高水面艦船防火能力，通過分析水面艦船的密性要求及各種區(qū)域劃分之間的關系，提出基于區(qū)域化設計的水面艦船煙密區(qū)域初步劃分方法，歸納了火災煙霧控制管理流程，并給出了火災煙霧控制的具體措施。此外，通過對典型艙段實例進行劃分方法說明，可為相關艦船總體設計提供有益的參考。

煙密；區(qū)域劃分；火災；煙霧；損管控制

1 引言

通過對全世界海損事故的原因進行調查分析，發(fā)現船舶火災已成為危及海上運輸以及船員生命安全的主要危險因素，為此，國際海事組織（IMO）確立了“以防為主，防消結合”的消防設計思想［1］?，F代水面艦船根據其使命任務的不同，往往需要攜帶大量的彈藥以及燃油、航空燃料等易燃易爆品，因而更易遭受火災損害。

要提高水面艦船的消防能力，需從以下兩方面尋求對策：一方面是加強艦員的消防安全訓練；另一方面是增強水面艦船的自身防火能力，豐富艦船的防火措施。進入21世紀后，隨著水面艦船總體設計各項新技術的不斷應用，各國海軍越來越重視艦船生命力，尤其是對防火的要求不斷提高，因此，對于火災后產生的大量有害火災煙霧的控制和管理就顯得尤為重要［2－4］。根據相關艦船設計經驗，本文提出了煙密區(qū)域劃分方法，分析了火災煙霧的控制和管理方法，希望帶動相關設計思考，有效提高艦船防火能力。

2 各國規(guī)范對密性的要求及分析

在水面艦船總體設計中，根據相鄰艙室的功能需求和介質特性不同，對其分隔艙壁的密性要求也各不相同。對密性的要求及其實施，不僅可實現系統(tǒng)功能，而且還為艦船生命力和安全性提供了有力的保證［5－6］，如水密艙段的劃分實現了艦船不沉性要求，氣密要求則是艙室防火防爆安全的關鍵。

我國對水面艦船艙室的密性要求有水密、氣密和油密等。在美國相關規(guī)范中，除以上所述內容外，還明確提出了煙密的概念。在英國勞式軍規(guī)中，將密性劃分為風雨密、水密和氣密等，同時，在全艦生存性結構圖（圖1）中，對火災的區(qū)域設計也（煙密）提出了要求。

廣義來說，水密包含風雨密和承受液壓的水密兩種，后者要在結構設計中考慮水壓的作用，并且在試驗方法上也有所區(qū)分。而氣密則包含3種，即煙密、普通氣密和超壓氣密，它們對密閉完整性的要求是不斷遞增的。最后一種氣密——超壓氣密，也稱為集防氣密，不僅對區(qū)域艙室結構有密性要求，而且還需嚴格控制所有進出該區(qū)域的管系、電纜以及通風圍井，以保證氣密完整性，同時，還需通過使用專門的機械設備來實現超壓區(qū)的建立。隨著全艦三防要求的不斷提高，密性劃分也將越來越細。不同子集防區(qū)根據區(qū)域易損性大小可分為不同的氣壓等級，易損性大的子集防區(qū)其壓力等級需低于相鄰子集防區(qū)，以有效減輕災害的蔓延。

3 火災煙霧的控制和管理方法

3.1 煙密區(qū)域劃分與其它區(qū)域劃分的關系

防火區(qū)域劃分是全艦區(qū)域劃分的基礎。從全艦的角度，先按照水密主隔壁的位置沿縱向將主船體分成縱向長度不大于約48 m的若干區(qū)段，并將分隔各區(qū)段的主隔壁作為防火主豎區(qū)進行重點防護，以保證火災時可從大的范圍內有效隔絕火焰和火災煙霧［7］。防火主豎區(qū)一定是煙密的，并且要有利于艦船防火、滅火的有效性［8］。另外防火主豎區(qū)的前后端壁也一定要是水密主隔壁，且一個主豎區(qū)內要含有若干水密主隔壁。

全艦配電區(qū)、空調區(qū)和消防區(qū)的劃分與防火區(qū)域劃分均有著密不可分的關系。原則上，上述區(qū)域劃分都應與防火區(qū)域劃分相一致，但受艙容所限，在劃分空調區(qū)時，由于大型艦船的區(qū)域發(fā)熱量會比較大，相應地，空調器的布置也比較困難，因此，1個防火主豎區(qū)可能會劃分出若干個空調區(qū)。例如，一個3 000 t級水面艦船的主豎區(qū)為3～4個，空調區(qū)多為7～10個。

煙密區(qū)域是在防火主豎區(qū)內細分的若干子區(qū)域。理論上，煙密區(qū)域劃分應與空調區(qū)域劃分一致，但同樣，由于受排水量和主尺度的限制，在有限的艙容空間內不允許設置過多的空調區(qū)，因此，從安全性角度考慮，在空調區(qū)內，允許根據功能和危險等級的不同劃分出若干煙密區(qū)［9］。同一空調區(qū)內的煙密區(qū)可共用1套排煙設備，以簡化系統(tǒng)配置。

3.2 煙密區(qū)域初步劃分方法

劃分有效的煙密區(qū)是實現艦船火災煙霧控制和管理的重要保證，需要總體設計在方案階段便明確將煙密區(qū)域劃分作為全艦區(qū)域設計的一項內容，從頂層開展工作，與功能區(qū)域劃分、防火區(qū)域劃分、配電區(qū)劃分、空調區(qū)劃分、消防區(qū)劃分等統(tǒng)籌考慮，確定合理的技術方案。

根據某型軍貿船的實踐經驗，本文提出以下煙密區(qū)域初步劃分方法：

1）縱向上，按水密主隔壁劃分成相應個數的煙密艙段。

2）垂向上，將每層甲板設置成煙密邊界（垂向功能相同的連續(xù)甲板可除外）。

3）按第1）、第2）條方法的原則劃分出的煙密邊界范圍內的艙口蓋、人孔蓋和梯蓋應便于開啟和閉合，以實現該區(qū)必要時的煙密功能。

4）按第1）、第2）條方法的原則劃分出的煙密邊界范圍內原有的氣密、水密要求仍然有效。

5）在主要的縱向甲板通道煙密分隔處，一般需設置擋煙簾以形成煙密緩沖區(qū)，從而確保火災后人員進出時該煙密區(qū)仍能保持煙密。

上述初步劃分方法簡便、可靠，確立的煙密區(qū)與其他區(qū)域劃分方案能夠實現較好的融合。在總體設計付出較小代價的情況下，完成全艦煙密區(qū)域的初步劃分是實現全艦煙霧管理控制的前提。

另外，在按上述方法進行劃分時，還需根據艙室火災危險性分級的不同，同時結合火災蔓延的主要因素（艙室結構因素、消防阻燃因素和天氣狀況、環(huán)境因素等）［10］進行方案考慮，最終制定合理的煙密區(qū)域技術方案。

3.3 火災煙霧控制和管理流程

假設一艘水面艦船在執(zhí)行任務時不幸發(fā)生火情，在火情發(fā)生的最初階段，非專業(yè)消防員（例如，發(fā)現火情者、響應警報最接近者等）便開始積極滅火，但由于沒有專業(yè)的消防員裝備（EDBA），他們便有吸入煙霧的危險，因此，就必須要由損管部門指揮員根據火勢類型和大小及時決策他們的去留。此時，損管部門指揮員應迅速通過關閉水密門、艙口和通風設備建立煙霧邊界，然后關閉非水密門、啟用隔煙簾以阻止煙霧的擴散。邊界應建立在彌漫煙霧的艙段和最接近可控制火情的煙密區(qū)。最后，由防火救險隊有控制地進入煙霧邊界，同時加派人手看守出入該邊界的各個門和艙口，以防不知情者誤入煙霧影響區(qū)，致使煙霧彌漫范圍進一步擴大。需注意的是，在邊界內，在人員（未穿呼吸器的）未全部撤出前，不得完全封閉邊界。以上火災煙霧控制管理流程如圖2所示。

該火災煙霧控制和管理流程表明，全艦火災煙霧管理包含煙密區(qū)域劃分、火災煙霧探測報警、啟用煙密區(qū)控制措施等，軟件因素則包括人員培訓、建立防火控制要求等規(guī)章制度、消防設施的管理、設備和器材的維護保養(yǎng)及使用狀態(tài)等。因此，在防火區(qū)域劃分要求下，如何妥善規(guī)劃、設置煙密區(qū)域是實現全艦火災煙霧管理的前提。

3.4 火災煙霧控制措施

煙霧控制措施的主要功能是，在火災煙霧產生后，在有效保證煙密區(qū)域密性要求的前提下，快速組織防火救險隊使用消防設施、設備和器材進行火災消除，并使用排風機等設備進行清煙。從方式上，可分為主動控制措施和被動控制措施兩種：主動控制措施包括使用艦上各種滅火設施進行滅火、組織防火救險隊使用EDBA進入煙密區(qū)進行搶險救援、切斷防火風閘、關閉門和艙口蓋、停止進風、利用清煙排風機等設備進行清煙等；被動控制措施則包括設置擋煙簾、擋煙水幕、擋煙氣幕［11］和更新清煙卡片。

在上述控制措施中，清煙最為直接和有效。即火災發(fā)生后，平臺管理部門可通過損管中心的監(jiān)測報警系統(tǒng)發(fā)現火情，當根據判斷需要進行煙霧控制時，應首先切斷防火隔壁上的防火閥，接著立即啟動清煙排風機進行清煙，同時關閉送風機。根據總體頂層區(qū)域劃分設計，既可單獨設計清煙排風機，也可與艦上原有空調通風系統(tǒng)的排風機共用終端設備，節(jié)約總體設計資源。

3.5 實例分析

本文通過結合某型軍貿船的設計經驗，給出了典型煙密區(qū)域劃分實例，如圖3所示。該區(qū)域為艏部典型武備功能區(qū)，含有兩個水密隔艙。

從圖中可看出，該空調區(qū)主要含有兩個水密艙段，其中A、B兩個武器彈藥艙采用的是獨立的彈藥艙空調器（圖中粗實線代表空調區(qū)邊界）。在空調區(qū)除彈藥艙以外的區(qū)域，按第3.2小節(jié)的劃分方法將其劃分為若干煙密區(qū) （圖中細點劃線代表煙密區(qū)）。圖3b的2甲板煙密區(qū)域示意圖表示各煙密區(qū)連通門均設置了擋煙簾緩沖通道，可有效阻止煙霧擴散。

4 有關名詞解釋

1）擋煙簾。

擋煙簾為專用船舶消防設備。為隔堵艦船火災產生的煙霧，在煙密區(qū)通道處設置有擋煙簾，其可以在艦船內部形成有效的煙霧邊界，有效阻止火災煙霧擴散，提升艦船消防能力，從而提高艦船的防火安全性。

2）清煙卡片。

清煙卡片用于顯示煙霧控制的管理狀態(tài)，表達的內容包括煙霧區(qū)門、艙口蓋的關閉狀態(tài)、清煙排風機和通風圍井的狀態(tài)等。在清煙卡片頂端，顯示的是艦艇的清煙計劃，強調了清煙流程，在危險時刻可起到幫助艦員正確執(zhí)行損管指揮官命令的重要作用。

3）防火救險隊裝備（EDBA）。

EDBA是專供艦上防火救險隊員使用的裝備，是具有正壓、吸氣即用、重量輕、低持續(xù)時間的設備。在國外，一套常見的EDBA包括1個面具、1個符合人體工學且?guī)в谢鹧嫜泳徰b置的靠背和1個輕型氣瓶（帶有高壓緩解閥、警報器和壓力計）。

按照全艦消防分區(qū)以及損管站的設置，EDBA被分散布置在上甲板和損管甲板的主通道以及上艦主要通道里。如某型3 000 t級軍貿船上共布置有28套EDBA，同時，每套設備還帶有一個備用氣瓶。

5 結束語

本文從提高艦船生命力的角度探討了水面艦船火災煙霧的控制和管理方法。通過對密性要求和煙密區(qū)域劃分概念的分析，提出了煙密區(qū)域的初步劃分方法，歸納了火災煙霧控制和管理流程，并舉例說明了進行煙密區(qū)域劃分方法。希望提出的概念和初步方法以及理論能帶動國內相關領域的技術探討。

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Design of Fire and Smoke Control in Surface Ship

Cao Lin
China Ship Development and Design Center，Shanghai 201108，China

To enhance fire－fighting capability of surface ship，a preliminary partition layout of smoketight zones was presented in accordance with the principle of zonal distributed system design.The flow of smoke and fire control are derived and countermeasures of smoke－proof and fire－fighting are also given.Additionally，it gives a description of smoke－tight zone division methods by an example of typical cabin design.

smoke－tight；zone division；fire；smoke；damage control

U664.88

A

1673－3185（2011）02－84－04

10.3969/j.issn.1673-3185.2011.02.018

2010-10－11

曹 琳（1978－），女，碩士，工程師。研究方向：艦船總體設計。E-mail：vvcarolin@hotmail.com