宋炬明

（海軍駐廣州地區(qū)軍事代表局，廣州 510260）

摘要：本文從提高艦船艙室空氣品質(zhì)的現(xiàn)實(shí)重要性出發(fā)，分析了影響艙室空氣控制的三個(gè)方面因素和當(dāng)前存在的問題，提出了優(yōu)化氣流組織、加強(qiáng)空氣品質(zhì)控制、改進(jìn)艙室溫度調(diào)節(jié)、改善系統(tǒng)噪聲等四個(gè)構(gòu)想和措施，為進(jìn)一步優(yōu)化艦船空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)建造提供了基本思路。

關(guān)鍵詞：艙室空氣；控制；改進(jìn)

How to Improve the Quality of Compartment Air in Naval Vessels

SONG Juming

( Navy Representatives Bureau in Guangzhou Guangzhou 510260 )

Abstract:For the importance of improving the quality of compartment air in naval vessels, this paper analyzes three factors which affect the control of compartment air and problems on the control, puts forward 4 measures including optimizing air distribution and compartment temperature adjustment, strengthening air quality control and eliminating noise from equipment to provide the reference for optimizing the design and manufacture of ventilation system for air conditioners of naval vessels.

Key words: Compartment air; Control; Improvement艙室空氣環(huán)境是艦船居住性的一個(gè)重要方面。隨著現(xiàn)代造船技術(shù)的進(jìn)步，艦船設(shè)計(jì)建造貫徹以人為本理念不斷深入，改進(jìn)艦船生活保障設(shè)施，為艦員提供一個(gè)良好的艙內(nèi)生活工作環(huán)境已經(jīng)成為共識，艙室空氣質(zhì)量改進(jìn)提高也得到越來越多的重視。

我們知道，現(xiàn)代水面艦船由于隱身性和防核生化武器等要求,多采用無舷窗的全封閉方式設(shè)計(jì)建造。由于艦員長年工作生活在船上，大部分時(shí)間在艙室里度過，艙室內(nèi)空氣環(huán)境對艦員的身心健康、工作效率甚至戰(zhàn)斗力的發(fā)揮都會產(chǎn)生直接或間接的影響。因此，設(shè)計(jì)提供并保持一個(gè)適宜的艦船艙室空氣環(huán)境是造船界面臨的一個(gè)現(xiàn)實(shí)課題。

1艦船艙室空氣環(huán)境影響因素

影響艙室空氣環(huán)境一般有濕熱環(huán)境、空氣品質(zhì)和氣流環(huán)境。艙室濕熱環(huán)境是指由艙室空氣溫度、相對濕度、空氣流速及艙室平均輻射溫度等因素綜合作用形成的內(nèi)環(huán)境；艙室空氣品質(zhì)包括客觀參數(shù)和主觀滿意度兩個(gè)方面，客觀方面是指空氣中沒有已知污染物超過有害濃度標(biāo)準(zhǔn)，而主觀方面指處于該空氣環(huán)境中的絕大多數(shù)人（通常為80%）沒有表示不滿意。其影響因素包括二氧化碳、甲醛、揮發(fā)性有機(jī)物、粉塵、細(xì)菌等污染物，以及冷熱、異味、聲光等主觀感覺；氣流環(huán)境一般指艙室送風(fēng)口形式和送風(fēng)參數(shù)所帶來的艙室內(nèi)氣流分布，廣義上也可指艦船總體及艙室內(nèi)的壓力及氣流分布情況。其影響因素包括外界氣候環(huán)境、送風(fēng)參數(shù)、送回風(fēng)口位置、大小，艦船總體布局、艙室大小結(jié)構(gòu)，人員位置和活動等。

在上述三個(gè)方面因素中，艙室內(nèi)氣流環(huán)境很大程度上影響著濕熱環(huán)境的適宜性和空氣品質(zhì)的可接受性，合理的艙室氣流環(huán)境是舒適的濕熱環(huán)境和良好的空氣品質(zhì)的保證。從人們體感舒適度來說，一般人更喜歡較涼爽和干燥的空氣，所以，通過降低艙室空氣溫度和濕度、優(yōu)化氣流送風(fēng)、清潔空氣可以使室內(nèi)空氣品質(zhì)保持在一個(gè)較好的狀態(tài)。

2艦船艙室空氣控制現(xiàn)狀

艦船空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)過多年來的技術(shù)進(jìn)步和不斷改進(jìn)，總體、系統(tǒng)設(shè)計(jì)建造和設(shè)備性能有了很大的提高。近年來，我大型水面艦船經(jīng)歷亞丁灣護(hù)航等特殊任務(wù)長期惡劣工況的連續(xù)運(yùn)行考驗(yàn)，空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)基本能夠滿足艦員生活和工作的需要。同時(shí)，結(jié)合新型艦船研制，在艙室空調(diào)氣流組織優(yōu)化設(shè)計(jì)、艙室空氣凈化措施、艙室空氣噪聲控制等方面不斷進(jìn)行探索嘗試，取得了較大進(jìn)展，但與美軍等發(fā)達(dá)國家相比仍有不少差距：

① 艦船空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)控性能差，艙室溫濕度不能獨(dú)立智能化調(diào)控。目前艦船常用的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)采用集中式定風(fēng)量調(diào)控，艙室溫度和風(fēng)量無法單獨(dú)智能化調(diào)節(jié)，易出現(xiàn)部分艙室過冷、過熱和濕度較大等問題；

② 封閉艙室空氣品質(zhì)較差。部分存在二氧化碳、苯、甲醛濃度超標(biāo)，廚房油煙倒灌進(jìn)入住艙等現(xiàn)象，導(dǎo)致有的居住、工作艙室異味較大；

③ 艙室氣流組織不合理。艙室布局不合理，系統(tǒng)風(fēng)量配置不平衡，存在局部空氣流動不暢，人員感到憋悶、嗜睡等問題；

④ 艙室噪音較大。空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)生的振動噪聲較大，影響艦員的工作和休息；

⑤ 空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)自動監(jiān)控水平較低。系統(tǒng)基本依靠手動控制，這對于減少艦員的維護(hù)管理工作量不利；

⑥ 空調(diào)通風(fēng)設(shè)備及附件故障率較高。裝備可靠性較低，制冷機(jī)組軸承、密封等部件容易出現(xiàn)故障，水泵機(jī)械密封件壽命較短，熱交換器易產(chǎn)生腐蝕泄漏。

3改進(jìn)艦船艙室空氣控制的幾點(diǎn)構(gòu)想

為達(dá)到優(yōu)化和改進(jìn)艙室空氣控制效果的目的，應(yīng)圍繞艦船空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)使用需求，強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)和總體牽引，優(yōu)化艙室及功能區(qū)域布局研究，注重系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以提升艙室空氣品質(zhì)、提高空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)智能化控制、降低系統(tǒng)噪音為重點(diǎn)，借鑒陸用和民船空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)成熟技術(shù)，開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、試驗(yàn)及設(shè)計(jì)建造，進(jìn)一步提高艦船空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)性能。

1） 突出艙室氣流組織控制

艙室內(nèi)氣流組織包括從進(jìn)、排氣口到艙室間空氣有效流動和艙內(nèi)空氣均勻程度兩個(gè)方面，前者反應(yīng)的是新鮮空氣從進(jìn)氣口到達(dá)各個(gè)艙室的狀況，以及潮濕空氣從各個(gè)艙室通過排風(fēng)格柵、通道，再經(jīng)空調(diào)器室排出艙外的情況。后者反應(yīng)的是經(jīng)過處理的空氣通過艙室布風(fēng)器向艙內(nèi)布風(fēng)的均勻程度情況。為有效開展氣流組織分析，方案設(shè)計(jì)階段就要從全艦艙室規(guī)劃的角度，采用數(shù)值計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞姆椒?，綜合考慮影響全艦氣流組織的主要因素，提出全艦壓力梯度分布、氣流走向，以及進(jìn)排風(fēng)口設(shè)置的設(shè)計(jì)要求，從而為全船和各艙室氣流環(huán)境的建立奠定基礎(chǔ)。

2） 加強(qiáng)艙室空氣品質(zhì)控制

提高空調(diào)艙室空氣品質(zhì)主要有三個(gè)途徑，即加大新風(fēng)量、空氣過濾和空氣凈化。引入外界新風(fēng)可保持艙內(nèi)氧氣含量，降低艙室內(nèi)有害氣體的濃度。加大新鮮空氣量是解決室內(nèi)空氣品質(zhì)問題的有效途徑，但同時(shí)意味著空調(diào)能耗、噪音的加大，并且受到艙室空間的限制。要去除空氣中的灰塵，可采用空氣過濾器和靜電除塵囂的方法。通常設(shè)過濾直徑大于5.0μm灰塵的粗效過濾器，而對醫(yī)療艙室等特殊要求的部位則設(shè)置過濾大于1.0μm中等粒子灰塵的中效過濾器。至于靜電除塵器，它是應(yīng)用電暈放電和靜電場對荷電粒子的相互作用來凈化空氣中的灰塵，是一種高中效過濾器，由于需要經(jīng)常清潔，維護(hù)較麻煩，目前只在潛艇有少量應(yīng)用。

空氣過濾的方法還無法清除空氣中的異味和有害化學(xué)氣體，如廚房油煙、廁所異味、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)排氣和泄漏，以及船用材料等散發(fā)出的異味和有害氣體。為此，近年來在個(gè)別新造艦船的空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)風(fēng)管和回風(fēng)管路上設(shè)置了空氣凈化裝置，可分解和消除空氣中的異味及有害氣體成分。對油煙問題，艦船上已較多應(yīng)用油煙凈化裝置，利用凈化液噴淋降溫除油煙和活性炭吸附的原理，將爐灶上方集氣罩內(nèi)的排氣進(jìn)行凈化處理后排出艙外。

3） 改進(jìn)艙室空調(diào)系統(tǒng)的溫濕度調(diào)節(jié)功能

采用分別對水量、風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)的新型空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是解決艙內(nèi)溫度調(diào)節(jié)功能的有效途徑，如風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，其特點(diǎn)是將風(fēng)機(jī)盤管作為末端裝置布置在空調(diào)艙室內(nèi)，對艙室空氣進(jìn)行不斷的再循環(huán)冷熱處理，以達(dá)到維持艙室適當(dāng)溫、濕度要求。風(fēng)機(jī)盤管為閉式循環(huán)系統(tǒng)，艙室的新風(fēng)需求由另處的新風(fēng)系統(tǒng)來滿足。該系統(tǒng)可通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)盤管的冷（熱）煤水量和風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來達(dá)調(diào)節(jié)單個(gè)艙室溫度的要求。還有一種變風(fēng)量系統(tǒng)，設(shè)置變風(fēng)量間接式空調(diào)器，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速或增減風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉以調(diào)整系統(tǒng)送達(dá)艙室內(nèi)的實(shí)際送風(fēng)量，這種系統(tǒng)已在個(gè)別特種船舶上有應(yīng)用，但系統(tǒng)送風(fēng)量、送風(fēng)溫度、新風(fēng)量、送回風(fēng)匹配、末端裝備等控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)（下轉(zhuǎn)第頁）（上接第頁）

試技術(shù)等還有待完善。

4） 推進(jìn)艙室噪聲控制和治理。

艙室噪聲雖然不能劃入艙室空氣品質(zhì)范疇，但直接影響人員的體感和舒適度，與艙室空氣環(huán)境密切相關(guān)。艦船艙室噪聲涉及多種因素，治理起來比較復(fù)雜。從空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)來看，一類是空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)生的氣流噪聲，另一類是艙內(nèi)其他噪聲源產(chǎn)生的噪聲。在降低空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)的氣流噪聲方面，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)設(shè)置合適的層高和風(fēng)管直徑，盡可能降低風(fēng)管內(nèi)空氣流速。適當(dāng)增加送風(fēng)風(fēng)管絕緣厚度，可降低穿透到風(fēng)管外的噪聲。要注意建造工藝，避免因?qū)硬幻芊庖鸬穆╋L(fēng)噪聲。還有一種方法，在間接式空調(diào)器的回風(fēng)管上設(shè)置消聲器，同時(shí)在出風(fēng)口距離空調(diào)器較近的管路設(shè)置管式消聲器以阻隔設(shè)備噪聲進(jìn)入空調(diào)艙室內(nèi)。

在控制艙內(nèi)其他噪聲源噪聲方面，布風(fēng)器作為空投通風(fēng)系統(tǒng)的末端裝置，布置在艙室內(nèi)，其消聲降噪效果直接影響艙室的噪聲，所以應(yīng)盡量選用低噪音布風(fēng)器；同時(shí)要注意降低布置在空調(diào)艙室內(nèi)空調(diào)設(shè)備的噪聲，如對風(fēng)機(jī)盤管和立柜式空調(diào)機(jī)進(jìn)行減振隔噪等措施，也有助于降低艙室的噪聲。