舰船舱室空气环境的几点思考

宋炬明

（海军驻广州地区军事代表局，广州 510260）

摘要：本文从提高舰船舱室空气品质的现实重要性出发，分析了影响舱室空气控制的三个方面因素和当前存在的问题，提出了优化气流组织、加强空气品质控制、改进舱室温度调节、改善系统噪声等四个构想和措施，为进一步优化舰船空调通风系统设计建造提供了基本思路。

关键词：舱室空气；控制；改进

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舱室空气环境是舰船居住性的一个重要方面。随着现代造船技术的进步，舰船设计建造贯彻以人为本理念不断深入，改进舰船生活保障设施，为舰员提供一个良好的舱内生活工作环境已经成为共识，舱室空气质量改进提高也得到越来越多的重视。

我们知道，现代水面舰船由于隐身性和防核生化武器等要求,多采用无舷窗的全封闭方式设计建造。由于舰员长年工作生活在船上，大部分时间在舱室里度过，舱室内空气环境对舰员的身心健康、工作效率甚至战斗力的发挥都会产生直接或间接的影响。因此，设计提供并保持一个适宜的舰船舱室空气环境是造船界面临的一个现实课题。

1舰船舱室空气环境影响因素

影响舱室空气环境一般有湿热环境、空气品质和气流环境。舱室湿热环境是指由舱室空气温度、相对湿度、空气流速及舱室平均辐射温度等因素综合作用形成的内环境；舱室空气品质包括客观参数和主观满意度两个方面，客观方面是指空气中没有已知污染物超过有害浓度标准，而主观方面指处于该空气环境中的绝大多数人（通常为80%）没有表示不满意。其影响因素包括二氧化碳、甲醛、挥发性有机物、粉尘、细菌等污染物，以及冷热、异味、声光等主观感觉；气流环境一般指舱室送风口形式和送风参数所带来的舱室内气流分布，广义上也可指舰船总体及舱室内的压力及气流分布情况。其影响因素包括外界气候环境、送风参数、送回风口位置、大小，舰船总体布局、舱室大小结构，人员位置和活动等。

在上述三个方面因素中，舱室内气流环境很大程度上影响着湿热环境的适宜性和空气品质的可接受性，合理的舱室气流环境是舒适的湿热环境和良好的空气品质的保证。从人们体感舒适度来说，一般人更喜欢较凉爽和干燥的空气，所以，通过降低舱室空气温度和湿度、优化气流送风、清洁空气可以使室内空气品质保持在一个较好的状态。

2舰船舱室空气控制现状

舰船空调通风系统经过多年来的技术进步和不断改进，总体、系统设计建造和设备性能有了很大的提高。近年来，我大型水面舰船经历亚丁湾护航等特殊任务长期恶劣工况的连续运行考验，空调通风系统基本能够满足舰员生活和工作的需要。同时，结合新型舰船研制，在舱室空调气流组织优化设计、舱室空气净化措施、舱室空气噪声控制等方面不断进行探索尝试，取得了较大进展，但与美军等发达国家相比仍有不少差距：

① 舰船空调通风系统调控性能差，舱室温湿度不能独立智能化调控。目前舰船常用的空调通风系统采用集中式定风量调控，舱室温度和风量无法单独智能化调节，易出现部分舱室过冷、过热和湿度较大等问题；

② 封闭舱室空气品质较差。部分存在二氧化碳、苯、甲醛浓度超标，厨房油烟倒灌进入住舱等现象，导致有的居住、工作舱室异味较大；

③ 舱室气流组织不合理。舱室布局不合理，系统风量配置不平衡，存在局部空气流动不畅，人员感到憋闷、嗜睡等问题；

④ 舱室噪音较大。空调通风系统产生的振动噪声较大，影响舰员的工作和休息；

⑤ 空调通风系统自动监控水平较低。系统基本依靠手动控制，这对于减少舰员的维护管理工作量不利；

⑥ 空调通风设备及附件故障率较高。装备可靠性较低，制冷机组轴承、密封等部件容易出现故障，水泵机械密封件寿命较短，热交换器易产生腐蚀泄漏。

3改进舰船舱室空气控制的几点构想

为达到优化和改进舱室空气控制效果的目的，应围绕舰船空调通风系统使用需求，强化顶层设计和总体牵引，优化舱室及功能区域布局研究，注重系统设计，以提升舱室空气品质、提高空调通风系统智能化控制、降低系统噪音为重点，借鉴陆用和民船空调通风系统成熟技术，开展关键技术攻关、试验及设计建造，进一步提高舰船空调通风系统性能。

1） 突出舱室气流组织控制

舱室内气流组织包括从进、排气口到舱室间空气有效流动和舱内空气均匀程度两个方面，前者反应的是新鲜空气从进气口到达各个舱室的状况，以及潮湿空气从各个舱室通过排风格栅、通道，再经空调器室排出舱外的情况。后者反应的是经过处理的空气通过舱室布风器向舱内布风的均匀程度情况。为有效开展气流组织分析，方案设计阶段就要从全舰舱室规划的角度，采用数值计算和网络拓扑的方法，综合考虑影响全舰气流组织的主要因素，提出全舰压力梯度分布、气流走向，以及进排风口设置的设计要求，从而为全船和各舱室气流环境的建立奠定基础。

2） 加强舱室空气品质控制

提高空调舱室空气品质主要有三个途径，即加大新风量、空气过滤和空气净化。引入外界新风可保持舱内氧气含量，降低舱室内有害气体的浓度。加大新鲜空气量是解决室内空气品质问题的有效途径，但同时意味着空调能耗、噪音的加大，并且受到舱室空间的限制。要去除空气中的灰尘，可采用空气过滤器和静电除尘嚣的方法。通常设过滤直径大于5.0µm灰尘的粗效过滤器，而对医疗舱室等特殊要求的部位则设置过滤大于1.0µm中等粒子灰尘的中效过滤器。至于静电除尘器，它是应用电晕放电和静电场对荷电粒子的相互作用来净化空气中的灰尘，是一种高中效过滤器，由于需要经常清洁，维护较麻烦，目前只在潜艇有少量应用。

空气过滤的方法还无法清除空气中的异味和有害化学气体，如厨房油烟、厕所异味、设备运转排气和泄漏，以及船用材料等散发出的异味和有害气体。为此，近年来在个别新造舰船的空调系统送风风管和回风管路上设置了空气净化装置，可分解和消除空气中的异味及有害气体成分。对油烟问题，舰船上已较多应用油烟净化装置，利用净化液喷淋降温除油烟和活性炭吸附的原理，将炉灶上方集气罩内的排气进行净化处理后排出舱外。

3） 改进舱室空调系统的温湿度调节功能

采用分别对水量、风量进行调节的新型空调系统设计是解决舱内温度调节功能的有效途径，如风机盘管加新风系统，其特点是将风机盘管作为末端装置布置在空调舱室内，对舱室空气进行不断的再循环冷热处理，以达到维持舱室适当温、湿度要求。风机盘管为闭式循环系统，舱室的新风需求由另处的新风系统来满足。该系统可通过调节风机盘管的冷（热）煤水量和风机盘管风机转速来达调节单个舱室温度的要求。还有一种变风量系统，设置变风量间接式空调器，通过调节转速或增减风机导叶以调整系统送达舱室内的实际送风量，这种系统已在个别特种船舶上有应用，但系统送风量、送风温度、新风量、送回风匹配、末端装备等控制系统的设计和调（下转第页）（上接第页）

试技术等还有待完善。

4） 推进舱室噪声控制和治理。

舱室噪声虽然不能划入舱室空气品质范畴，但直接影响人员的体感和舒适度，与舱室空气环境密切相关。舰船舱室噪声涉及多种因素，治理起来比较复杂。从空调通风系统来看，一类是空调通风系统产生的气流噪声，另一类是舱内其他噪声源产生的噪声。在降低空调风管系统的气流噪声方面，在系统设计时，应设置合适的层高和风管直径，尽可能降低风管内空气流速。适当增加送风风管绝缘厚度，可降低穿透到风管外的噪声。要注意建造工艺，避免因对接不密封引起的漏风噪声。还有一种方法，在间接式空调器的回风管上设置消声器，同时在出风口距离空调器较近的管路设置管式消声器以阻隔设备噪声进入空调舱室内。

在控制舱内其他噪声源噪声方面，布风器作为空投通风系统的末端装置，布置在舱室内，其消声降噪效果直接影响舱室的噪声，所以应尽量选用低噪音布风器；同时要注意降低布置在空调舱室内空调设备的噪声，如对风机盘管和立柜式空调机进行减振隔噪等措施，也有助于降低舱室的噪声。