李金寶,李玉山,明文高,王洪亮,黃軒,楊卓懿

(1.招商局金陵船舶(威海)有限公司,山東 威海 264200;2.山東交通學院 船舶與港口工程學院,山東 威海 264200)

高端客滾船上建區(qū)域的設計應兼顧美觀性、舒適性[1]、實用性,為實現這些效果,設計階段都會引入專業(yè)的藝術設計公司,負責上建區(qū)域整體的藝術效果和功能分區(qū),同時引入優(yōu)質的內裝承包公司,負責藝術設計效果的落地。藝術和內裝設計會額外增加藝術設計圖紙、內裝TK設計圖紙,這些圖紙都與生產設計緊密結合、相互影響,船廠需要溝通協(xié)調的界面增加,而且藝術設計圖紙和內裝TK設計圖紙都需要送審船東,船東審圖的意見較多,有一個協(xié)調周期,這些都會影響整個設計的進度,增加設計工時。經過多個項目設計經驗,總結出一套切實可行的設計流程,將參與各方緊密協(xié)同,通過流程管控,縮短設計周期。

1 設計階段

設計流程圖見圖1。

圖1 設計流程

高端客滾船的上建設計主要分成4個階段,輸入階段、策劃階段,模型階段及輸出階段。針對高端客滾船的內裝的復雜性,考慮建立以內裝為中心,以內裝TK圖紙為平臺的設計模式?？蜐L船的設計對比常規(guī)貨船增加了策劃協(xié)調階段,在各設計方開始建模之前,進行周密的策劃,能極大的減少模型階段協(xié)調的工作量,提高設計效率,縮短設計周期。設計啟動時,參與設計方需要成立專門的項目組,指定各個階段的負責人,負責協(xié)調各方,編制可執(zhí)行的各階段的工作計劃,持續(xù)盯緊計劃執(zhí)行情況。

1.1 輸入階段

主要目標是通過藝術設計和詳細設計的交互協(xié)同,完成藝術設計圖紙和詳細設計圖紙送退審及意見關閉。

藝術設計是后續(xù)上建設計的源頭,項目啟動后首先與船東一起討論,確定藝術設計布置方案,固化各艙室功能分區(qū)和艙室布置,此階段詳細設計方和內裝設計方參與船東的討論,從藝術效果可實現性和造船法律、從規(guī)范方面審核藝術設計的可行性。需要建立例會制度,加強藝術設計公司、船東公司、詳細設計方、內裝設計方的溝通交流,減少后續(xù)返工的可能性,盡快固化藝術設計圖紙,為詳細設計和TK設計的展開提供設計基礎。

同時利用藝術設計這段時間,進行上建區(qū)域相關的設備技術談判,確認設備廠家。待藝術設計布置固化后,將藝術設計圖紙輸入給各設備廠家展開設計,同時展開詳細設計、TK圖紙的設計,在設計過程中協(xié)同詳細設計、設備廠家、內裝大包3方,完成生產設計所需的詳細設計圖紙[2]、設備資料、內裝TK圖紙。

1.2 策劃階段

高端客滾船的上建區(qū)域設計極其復雜,天花、墻板、地面的設計根據藝術設計效果要求的不同,數量和樣式對比常規(guī)貨船工作量劇增,如果不經過有效的策劃,后續(xù)建模的周期會拖長數倍,因而上建的設計策劃是重中之重,策劃工作主要針對如下6個方面展開。

1)空調系統(tǒng)。要充分考慮客滾船通風設計的要求,提前規(guī)劃空調機室到各個區(qū)域風管路徑,綜合風管布置空間和檢修空間策劃空調機室的布置。

2)天花紅線。天花紅線用于限制背景工程,包括電纜托架、管路、通風管路的建模布置,避免后續(xù)因為無法推進整理艙室單元或者天花板碰撞無法安裝,造成返工。天花紅線的設置,要綜合考慮艙室單元的推進、空間凈高要求、結構變型偏差、地面材料的厚度、天花的厚度和安裝空間等因素。以某項目為例,房間凈高2 100 mm的整體艙室單元區(qū)域高度要求包括如下部分:整體單元高度2 180 mm、單元運輸車高30 mm、甲板變形20 mm、水霧管安裝空間70 mm,整體艙室單元的推進路線凈高要求2 300 mm。

3)電纜、風管、管路主干綜合布置。 策劃時充分考慮通風、電纜和管系的主干路徑布置,墻板后留出適當的空間,防止后期因空間不足造成背景工程的返工。天花上的主干盡量避免交叉,不能避免的位置一般要求電纜和管系避開風管,如風管彎過多,可能導致壓降計算無法通過,增加風機等措施對噪音控制不利,而且會造成大量的返工和成本浪費,灰水系統(tǒng)等無壓力的管的提前策劃和布置的斜度要求。

4)內裝界面上的設備安裝標準。上建區(qū)域設計理念是以內裝為中心、以TK圖紙為平臺,展開各專業(yè)的設計協(xié)調,而通常由于船東的審美不同、喜好不同,對內裝天花和墻板上設備按照的要求也不一致,這些設備主要包括:開關、插座、燈具、水霧、火警、廣播、布風器、煙感、無線網等。通常情況需要在TK圖紙送審階段,船東才會提出布置意見,為避免出現這種情況,策劃時就組織各設計方按照公共區(qū)域、走廊、艙室區(qū)域,編制墻面和天花設備的典型布置原則,提前與船東達成一致,用于指導建模階段設備的布置。

5)檢修門。對于上建區(qū)域的消防箱、接線盒、閥門、風閘、風機等,為了方便檢修和日常操作,要設置檢修門,但是檢修門過多,會影響整個藝術設計的效果。前期的檢修門布置原則策劃也是至關重要,要與船東確認哪些設備需要設置檢修門,哪些設備可以設置可拆天花,既保證檢修操作的方便,也要滿足藝術設計效果的美觀性的需求。一般的設置原則,需要操作、檢修的部件,盡量布置到非裝修處所。如電氣設備間、儲藏室、被服間等,確實需要在裝修區(qū)域設置檢修門的,盡量設置在天花上,并且盡量集中布置,減少檢修門的數量,經常操作的使用鉸鏈式檢修門,不經常操作只是損壞后維修用,設置可拆天花即可。

6)結構開孔原則。為了保持穩(wěn)性要求,客滾船上建區(qū)域的采用薄板設計,結構強度受管系、電氣、通風開孔的影響較大,但舾裝工程師對結構強度認識不充分,不清楚哪里結構是不允許開孔,開孔的允許尺寸,路徑規(guī)劃時如不考慮開孔對結構強度的影響,會造成強度有限元計算無法通過,需要其他專業(yè)路徑修改或者結構局部補強,增加重量。對于以上問題,需要參照規(guī)范和結構有限元計算結果,編制結構開孔原則,明確不允許開孔的位置,開孔的尺寸、開孔的距離等,為管系、電氣、通風提供開孔指導,減少后續(xù)修改量[3]。

1.3 建模階段

建模分為背景工程建模、內裝工程建模、界面工程建模。背景工程主要是指設備、電氣、管系、通風、絕緣等;內裝工程主要是指天花、墻板、地面、家具等;界面工程是指在內裝工程上安裝的水霧、火警、WiFi、燈具等設備及各種標識、廣告牌等,這部分界面工程,根據各項目分工不同,又可能分屬不同的設計方。

高端客滾船上建區(qū)域的燈具一般由藝術設計公司完成設計,出于美觀方面考慮,燈具選型豐富。高端客滾船天花板的設計,因功能分區(qū)不同,藝術效果不同,天花的型式樣式很多,設計過程中協(xié)調量最大,而天花的設計很大程度受到燈具選型和布置的制約,所以燈具設計在需要特別關注,需要盡早與船東展開討論。

內裝工程建模時一般按照墻板、天花、地面的順序建模,內裝工程建完后,背景工程根據詳設圖紙和設備資料開始建模,重點做到:不與內裝工程模型干涉,不超出天花紅線。界面工程建模時,嚴格按照策劃的標準原則進行建模布置,保證設備布置的美觀性。

出于美觀方面的考慮,公共區(qū)域的空調末端的設計一般采用雨降式設計,通過天花板之前縫隙,實現空調進風和回風,盡量不用布風器,保持天花板藝術設計的完整性,需要與通風專業(yè)和內裝專業(yè)提前確認天花的型式和縫隙布置。

客滾船設計周期長,可采用一體化設計的模式,在詳細設計階段建立船舶結構模型,用于制作詳細設計圖紙。該模型直接過渡到生產設計階段,為其他專業(yè)的設計提供結構背景,可以縮短設計建模周期。

1.4 輸出階段

上建區(qū)域的圖紙,以TK圖紙為協(xié)調平臺,各專業(yè)需要把界面工程都輸入到TK圖紙上進行協(xié)調,流程見圖2。

圖2 TK圖紙協(xié)調流程

根據藝術設計圖紙及上建結構圖,內裝大包公司負責出協(xié)調版的TK圖紙,此版圖紙用于界面工程的輸入和協(xié)調。協(xié)調過程中發(fā)現與策劃階段的原則不符的,修改背景工程的模型,更新界面工程輸入,內裝大包公司負責更新TK圖紙形成送審版,發(fā)船東認可。

TK圖紙的輸入和送審計劃務必制定緊密的計劃,按照策劃階段的標準原則,協(xié)調各方盡快確認形成送審船東認可。

TK圖紙的協(xié)調直接影響整個上建區(qū)域的生產設計發(fā)圖速度,所以此階段需分層或者分區(qū)域指定總協(xié)調負責人,用于溝通各設計方的信息,綜合平衡完成TK的協(xié)調,提高協(xié)調效率。

2 設計要點

1)結構開孔。廚房、配餐間、廁所區(qū)域的管系和電氣不提交結構開孔,在施工階段根據內裝大包方的實際劃線位置開孔。如果提前開孔,由于船體結構搭載的建造誤差,會造成孔與設備底座、墻板等干涉。

2)水霧噴淋系統(tǒng)布置。水霧噴頭的位置在天花板上是固定的,為了防止施工偏差,留出適當的調節(jié)余量,水霧管到噴頭使用軟管連接。高壓水霧系統(tǒng),廠家對軟管彎曲半徑有嚴格的要求,為避免后續(xù)軟件安裝不符合廠家要求,軟管也必須建模,以免造成軟管長度不足或太長、彎曲半徑不滿足廠家要求,影響軟管吸收往復運動、震動、熱位移的性能,影響軟管的壽命。

水霧噴頭的布置要符合規(guī)范和廠家要求,建模時要將水霧的覆蓋范圍建好,并注意水霧噴頭型式的選擇,不同的噴頭樣式覆蓋范圍不同,需要按照廠家資料選擇。上建區(qū)域布置水霧噴頭時也要考慮玻璃門、裝飾墻、屏風、大型燈具等障礙物,并嚴格按照廠家的布置標準建模。

3)黑、灰水系統(tǒng)布置。黑、灰水管的疏通口布置時,要考慮后期的檢修和方便清理,應結合內裝墻板、天花的的布置,合理規(guī)劃疏通口的位置。黑水系統(tǒng)的管路布置,要嚴格按照廠家的標準要求,以免造成真空系統(tǒng)抽吸不順暢。

4)地漏布置。上建區(qū)域地漏的布置要考慮美觀性,特別是公廁、浴室等濕區(qū),所有地漏的布置要與墻板距離保持一致,并布置在角落里,注意斜度變化,使水向地漏處流。

5)空調系統(tǒng)計算。上建的空調系統(tǒng)風管建模固化后,需要將路徑模型導出,發(fā)給空調進行噪音和壓降計算,此工作務必在生產設計發(fā)圖前完成,以免后期增加消音器等修改,造成圖紙修改返工[4]。

6)重量控制?？蜐L船空船重量占比大,重心變化敏感,穩(wěn)性安全要求[5],需要在訂貨、設計、建造各階段進行重量管控和預警,生產設計很重要,主要措施如下。

①鋼板正公差控制,特別是上建區(qū)域,對重心的影響較大,鋼板訂貨是要求廠家嚴控鋼板正公差在0～0.2 mm范圍內。

②上建區(qū)域結構墻壁,盡量使用槽型艙壁。

③電纜堵料采用輕質電纜堵料。

④電纜托架采用輕質打孔托架。

⑤絕緣鍍鋅鐵皮減薄至0.5 mm。

⑥采用輕質低容重的甲板輔料和絕緣材料。

⑦工具柜、貨物架等采用輕質設計。

⑧管支架采用打孔角鋼并適當的減少支架的規(guī)格。

⑨上建結構和舾裝采用鋁合金材質。

3 結論

高端客滾船的上建區(qū)域的設計,協(xié)調方多、協(xié)調內容廣、協(xié)調周期長,通過設計流程的優(yōu)化,設計流程和設計要點的管控,可以有效提高設計效率,從而縮短設計周期。高端客滾船設計對比普通貨船,增加了設計策劃階段,為設計展開提供標準和原則,減少協(xié)調的工作量,進過實船測試可以縮短設計周期2個月。高端客滾船因為航線和定位的不同,船東個性化的要求多,如何更好的提高策劃的準確性和可執(zhí)行性,是進一步研究的方向。