賈廣偉

黃海造船有限公司 山東榮成 264309

船舶通風(fēng)分為機(jī)械通風(fēng)和自然通風(fēng)，就是利用換氣的方法，向某一艙室輸送新鮮空氣（送風(fēng)），將艙室內(nèi)污濁的空氣直接或者處理后排出室外（排風(fēng)），起到對(duì)室內(nèi)外空氣置換的作用，但不同船舶通風(fēng)系統(tǒng)類型不同，設(shè)計(jì)方向有所不同，我司一直致力于推動(dòng)船舶通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，創(chuàng)設(shè)有助于船員安全生活和工作的環(huán)境。船舶通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度較大，設(shè)計(jì)是否合理關(guān)乎到室內(nèi)環(huán)境舒適度和設(shè)備的正常運(yùn)行，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差，都可能誘發(fā)嚴(yán)重的后果，需要予以高度關(guān)注和重視。伴隨著流體學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其在船舶通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中也得到了廣泛的應(yīng)用，但是存在很多的缺陷和不足。當(dāng)前船舶運(yùn)輸壓力持續(xù)增加，船舶功能和自動(dòng)化水平飛速發(fā)展，如何創(chuàng)設(shè)船舶人員舒適的工作、生活環(huán)境，保證船舶各項(xiàng)功能正常運(yùn)行，推動(dòng)船舶通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)十分必要[1]。

1 船舶通風(fēng)系統(tǒng)概述

1.1 船舶通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)成

船舶通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)部由進(jìn)氣、排氣裝置構(gòu)成，涵蓋了風(fēng)雨密百葉窗、風(fēng)機(jī)、調(diào)節(jié)風(fēng)門、風(fēng)管、防火風(fēng)閘以及送排風(fēng)口等。常見的通風(fēng)系統(tǒng)有三種：其一，全面通風(fēng)。就是對(duì)整個(gè)艙室進(jìn)行通風(fēng)換氣，目前船上大部分艙室采用這種方式；其二，局部通風(fēng)。分為局部進(jìn)風(fēng)和局部排風(fēng)，其基本原理就是通過控制局部氣流，使局部工作范圍不受有害物的污染，并且達(dá)到符合要求的空氣環(huán)境。目前我司建造的醫(yī)院船的手術(shù)區(qū)潔凈系統(tǒng)就是采用此種方式；其三，置換通風(fēng)。原理是利用冷空氣下沉熱空氣上升的原則，送風(fēng)口在下，排風(fēng)口在上。一些特殊的艙室，比如蓄電池室，二氧化碳間都是采用這種方式通風(fēng)。

1.2 船舶通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程

其一，確定船舶通風(fēng)量；其二，所需風(fēng)量合理配置，確保各部分擁有充足流量，創(chuàng)設(shè)內(nèi)部空氣循環(huán)體系，可以避免內(nèi)部溫度過高影響到人們正常生產(chǎn)生活。同時(shí)考慮通風(fēng)管道尺寸規(guī)格和風(fēng)速大小，并結(jié)合管道形狀和風(fēng)阻力優(yōu)化設(shè)計(jì)，形成相較于獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)。其三，選擇軸流效率高、安裝和檢修便捷的風(fēng)機(jī)，可以輸送新鮮空氣到室內(nèi)同時(shí)，將室內(nèi)的污濁空氣排出室外，如果選擇室外風(fēng)機(jī)需要配備專門的保護(hù)裝置，避免人員觸電事故出現(xiàn)。在船舶通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)后，由專門人員來測量船舶通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)速，反復(fù)調(diào)節(jié)測量記錄系統(tǒng)的風(fēng)速、風(fēng)阻力、噪音值。以達(dá)到最優(yōu)的設(shè)計(jì)[2]。

1.3 船舶通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)船舶設(shè)備的作用

船舶通風(fēng)系統(tǒng)不僅是調(diào)節(jié)船艙溫度、濕度、氣壓，創(chuàng)設(shè)便于人們生活和工作的室內(nèi)環(huán)境。對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)行也起到至關(guān)重要的作用。船舶環(huán)境狀態(tài)隨著時(shí)間地點(diǎn)推移逐步改變，船艙中的空氣量有所不同，如果機(jī)艙中溫度過高，空氣密度將隨之下降，大大增加了柴油機(jī)增壓喘振幾率，機(jī)器設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷較重，可能加劇裝置故障幾率。如果溫度過低，空氣密度反之增加，燃燒動(dòng)力隨之增加[3]。因此，溫度過高、過低都可能影響到裝置的正常運(yùn)行，將其控制有限的溫度范圍內(nèi)很有必要，而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)則需要保證船艙通風(fēng)正常。另外，由于機(jī)艙中儀器設(shè)備諸多，對(duì)于溫度要求較高，諸多儀器設(shè)備運(yùn)行中會(huì)散發(fā)熱量，如果無法及時(shí)排出熱量，可能造成裝置損壞[4]。由于不同儀器裝置靈敏度和精確度會(huì)受到環(huán)境變化所影響，超過一定條件限制，則會(huì)出現(xiàn)儀表失控情況。

2 船舶通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 衛(wèi)生間機(jī)械通風(fēng)

在天花板上開設(shè)抽風(fēng)口，衛(wèi)生間獨(dú)立進(jìn)風(fēng)或是走道門下風(fēng)柵開口進(jìn)風(fēng)，有時(shí)從空調(diào)系統(tǒng)輸送一定量空氣送風(fēng)。抽風(fēng)直接與外界大氣連接，不允許用于內(nèi)循環(huán)[5]。

2.2 醫(yī)務(wù)室

醫(yī)務(wù)室內(nèi)選擇機(jī)械抽風(fēng)、送風(fēng)方式，對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)可以選擇止回風(fēng)閘隔離，或是設(shè)置單獨(dú)系統(tǒng)。醫(yī)務(wù)室抽風(fēng)排放到外界環(huán)境，不允許重新進(jìn)入內(nèi)循環(huán)。調(diào)整抽風(fēng)量和送風(fēng)量差異，形成負(fù)壓，并給予調(diào)節(jié)風(fēng)量空氣平衡開口，排放到外界環(huán)境。

2.3 洗衣室

洗衣室同樣選擇機(jī)械抽風(fēng)方式，送風(fēng)方式可以選擇自然進(jìn)風(fēng)或空調(diào)送風(fēng)方式。由于洗衣室通風(fēng)系統(tǒng)多為低壓系統(tǒng)，將空氣加熱到13℃，使用布風(fēng)器合理分配送風(fēng)。在散熱上方開設(shè)抽風(fēng)口，安裝空氣過濾器保證室內(nèi)空氣清爽度，污濁空氣排出到外界，不允許用于內(nèi)循環(huán)[6]。

2.4 餐廳或休息室

此類區(qū)域通風(fēng)系統(tǒng)以低壓通風(fēng)系統(tǒng)為主，小餐廳房間選擇高壓通風(fēng)系統(tǒng)，由于空間較大所有風(fēng)口盡量均布。

2.5 廚房

廚房抽風(fēng)和送風(fēng)均為機(jī)械通風(fēng)方式，與所處通風(fēng)系統(tǒng)分離設(shè)置，安裝風(fēng)閘可以起到平衡送風(fēng)、抽風(fēng)的風(fēng)量。特別注意廚房集氣罩進(jìn)風(fēng)口與灶臺(tái)要對(duì)齊，保證冷熱空氣形成對(duì)流，達(dá)到高效排風(fēng)的效果。

2.6 蓄電池室

該區(qū)域熱量較高，需要設(shè)置有效通風(fēng)，可以在房間底部開設(shè)進(jìn)風(fēng)口，頂部開設(shè)吸風(fēng)口，通過此種布設(shè)促使新風(fēng)流經(jīng)所有蓄電池組，最大程度上規(guī)避易燃易爆氣體混合[7]。

3 船舶通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化

以下通過對(duì)我司設(shè)計(jì)的某型千噸級(jí)海洋巡視船的通風(fēng)系統(tǒng)所做優(yōu)化做一介紹。

3.1 進(jìn)風(fēng)口位置優(yōu)化

船舶通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)口位置設(shè)計(jì)是否合理，關(guān)乎到通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行效應(yīng)，而氣流位置和線路直接決定了進(jìn)風(fēng)口位置，因此需要做好進(jìn)風(fēng)口位置的選擇。通過計(jì)算可以了解到，機(jī)艙內(nèi)部空間較小，喇叭風(fēng)口可以達(dá)到機(jī)艙壁即可，這就節(jié)省了大量的風(fēng)管及占據(jù)的空間，通過適當(dāng)?shù)脑黾油L(fēng)管直徑，提升風(fēng)流量，減小風(fēng)阻。

3.2 排風(fēng)口位置優(yōu)化

除了引入新風(fēng)進(jìn)入艙室，還要將艙室內(nèi)部污濁空氣排出到外界，所以排風(fēng)口應(yīng)該設(shè)置在與進(jìn)風(fēng)口水平線的位置，促使通風(fēng)口水平氣流在內(nèi)部循環(huán)一定時(shí)間后上升排出。但是由于機(jī)艙的特殊性，內(nèi)部機(jī)器繁多，死角多，送風(fēng)管路多且復(fù)雜，并且內(nèi)部空間狹小，故一般不設(shè)置回風(fēng)管，只在機(jī)艙棚頂設(shè)置一臺(tái)抽風(fēng)機(jī)，采用分支送風(fēng)、主干回風(fēng)的方式。并且所有機(jī)艙通風(fēng)機(jī)為可逆轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)。船舶中鍋爐燒制不可避免的產(chǎn)生熱量，散熱量過大，需要單獨(dú)增設(shè)排風(fēng)口，動(dòng)態(tài)調(diào)整通風(fēng)出口角度，相較于其他機(jī)艙適當(dāng)?shù)难娱L空氣流通路線，促使散熱率大大提升，創(chuàng)設(shè)舒適的內(nèi)部環(huán)境[8]。

3.3 空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)裝置優(yōu)化

由于該船熱濕負(fù)荷較大，且空調(diào)分區(qū)較多（熱濕比不同），我們采用間接冷卻式中央空調(diào)系統(tǒng)，即用制冷劑冷卻冷媒水，再用冷媒水在空氣冷卻器中冷卻空氣，最后由空調(diào)風(fēng)機(jī)送往各個(gè)艙室。對(duì)于空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)裝置優(yōu)化，空調(diào)器的風(fēng)機(jī)采用的是變頻風(fēng)機(jī)，可以根據(jù)船舶本身的特征，在不同工況、不同季節(jié)，以不同的風(fēng)量送風(fēng)，達(dá)到節(jié)能減排的作用，在所有的空調(diào)風(fēng)管首端安裝了消音器和調(diào)風(fēng)門，盡量避免采用容易漏風(fēng)的扁圓風(fēng)管，減少彎頭的使用量，減少風(fēng)阻，還有一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是對(duì)風(fēng)口末端優(yōu)化，為避免空調(diào)裝置運(yùn)行期間產(chǎn)生過大的噪音，使所有的艙室達(dá)到最適宜的人居環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，在末端安裝消聲布風(fēng)器風(fēng)口和變風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置。并且采用分區(qū)空調(diào)，每個(gè)房間都可以獨(dú)立調(diào)控。

3.4 全新風(fēng)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

全新風(fēng)通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，需要保證總風(fēng)量可以滿足機(jī)艙內(nèi)部熱負(fù)荷排出需要，以及換氣次數(shù)需要。設(shè)計(jì)機(jī)艙進(jìn)風(fēng)高于排風(fēng)屬于正壓設(shè)計(jì)，通常適用在內(nèi)部熱氣有要求的機(jī)艙。全新風(fēng)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，引入新風(fēng)到機(jī)艙同時(shí)，將機(jī)艙中設(shè)備散發(fā)的熱量充分排出，保證室內(nèi)新風(fēng)量用于設(shè)備散熱，保證設(shè)備正常運(yùn)行。為保證循環(huán)可以單獨(dú)設(shè)置進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)風(fēng)機(jī)室，以前部分船舶設(shè)計(jì)中并未設(shè)置進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)管，只有進(jìn)排風(fēng)室，這樣新風(fēng)引入到機(jī)艙后聚集在某個(gè)位置，另一端通過排風(fēng)風(fēng)機(jī)排出機(jī)艙內(nèi)部污濁熱空氣，此種設(shè)計(jì)局限性較大，無法保證機(jī)艙內(nèi)部溫度均勻性。

需要注意的是，海水比熱容大于空氣比熱容，所以可以基于海水來帶走機(jī)艙內(nèi)部的熱量，這樣可以節(jié)能降耗，減少風(fēng)管大小、風(fēng)速和噪音。因此，推行循環(huán)冷卻加新風(fēng)系統(tǒng)，盡管相較于全新風(fēng)設(shè)計(jì)換氣次數(shù)要少一些，但是換氣次數(shù)可以維持在15次/h左右，滿足機(jī)艙對(duì)新鮮空氣和污濁空氣排出的需求。

4 結(jié)語

綜上所述，船舶通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理，很大程度上影響到船舶內(nèi)部裝置設(shè)備正常運(yùn)行，以及工作人員的舒適度。因此，應(yīng)結(jié)合不同船型和規(guī)劃要求，綜合考量進(jìn)排氣道設(shè)置，合理規(guī)劃，設(shè)計(jì)能耗更低的通風(fēng)系統(tǒng)。