如何提高船舶船员的居住舒适性

陈明君

摘    要：深入剖析了影响船舶舒适度的主要因素，以及在设计和建造过程中如何消除不良因素对船舶舒适度的影响。通过对我司建造的入籍美国船级社HAB船籍符号的300m饱和潜水支持船，分析了影响船舶舒适度的要素，以及如何在设计和建造过程中满足相关要求。

关键词：舒适度;噪声;振动;温湿度;照度

中图分类号：U667.2                                文献标识码：A

Abstract： This paper analyzes the main factors affecting ship comfort and how to eliminate the influence of bad factors on ship comfort in the process of design and construction . By taking the 300 m saturated diving support vessel with the ABS classification symbol "HAB" as an example， the factors affecting ship comfort and how to meet the relevant requirements in the design and construction process are analyzed.

Key words： Comfort; Noise; Vibration; Temperature and humidity; Illumination

1     前言

船舶的舒适性直接影响着船员的身心健康和工作效率。美军是最早提出船员舒适度的要求，美国船级社《国际军用舰艇建造和入籍规范》明确规定了军用船舶舒适度入籍规范参考美国船级社《船员在船上可居住性要求指南》来执行。该指南主要列出了振动、噪声、室内环境、照度对船员舒适度的影响和要求。良好的舒适度有助于船员的身心健康，减少船员的疲劳，提高工作效率，从而有助于舰船操作安全性。

本文通过我司建造的300 m饱和潜水支持船，对影响船员舒适度的要素进行分析，介绍如何在设计和建造过程中满足相关要求。

2    300 m饱和潜水支持船简介

我司在2016年交付的300 m饱和潜水支持船是高附加值、高技术性能、营运性及经济性良好的电力推进潜水支持船。该船总长105 m、型宽24m、结构吃水7 m、航速12 kn、载重量4 466 t;采用电力推进系统，并设置有三个机舱和三个配电板间;动力方面由四台2500 ekW主发电机组和一台1100 ekW辅助发电机为全船提供动力及电力保障，由两台2 500 kW VOITH推进器、两台1 200 kW超静音的首侧推、一台1000 kW的伸缩推为全船提供推进和定位动力;动力定位能力为DP3级;该船核心设备配备了一套满足15人作业的300 m水深饱和潜水系统和一套50 m海水深的空气潜水系统，同时还配合了2个深水遥控潜水器（ROV）和一台150 t的AHC深水主动补偿甲板吊。该船入籍美国船级社且有舒适度HAB船籍符号，在设计和建造上优化布局、采用新工艺和材料，提高船员居住舒适性。

2    船舶舱室振动分析及控制

船舶振动的主要来源是主机和辅机运行过程中产生的振动，一般船舶振动辐射的方向为上下（z）、前后（x）、左右（y）。

船舶振动会导致船员与乘客的不适，引起疲劳甚损害健康。人员长期处于振动环境中会影响神经系统的正常工作机能，导致肌肉松弛、血压升高、视觉迟钝等;过大的船体振动会导致高应力区域的船体结构出现裂纹，或使得船体结构产生疲劳破坏，从而影响船舶安全性和正常使用;过度振动会使得计算机、自动控制的仪表设备失灵或损坏，影响航行安全;由振动及其产生的辐射噪声也会严重削弱舰船的隐身性能。

船舶在设计和建造过程中，防振减振措施主要有两点：首先，通过改变结构固有频率、激励频率、激励源的作用位置，防止共振;其次，减少激励幅值、激励传递，以及合理设计船体结构来控制其他振动源。

在300 m饱和潜水支持船上，我们在设计选材上避免了共振的发生;在针对本船的推进装置、主机和辅机这些振动源，通过加强基座增强阻抗外，还对这些设备采用单层隔振弹性安装，对推进装置、柴油机、柴油发电机组等基座双面粘贴阻尼材料等，并对这些设备进出口管路采用挠性接管，有效避免了振动的传递。

3    船舶舱室噪声的分析及控制

船舶舱室主要噪声的来源是：机械设备噪声、推进系统噪声和通风管路系统噪声。

舱室噪声传递途径，主要是通过船体结构、空气、水来传播。船舶各舱室噪声等级分为：直接辐射处所（声源舱）和间接辐射处所（非声源舱）。

声源舱噪声取决于声源的辐射声功率、舱室吸声系数与舱容;非声源舱噪声与舱壁振速、面积和辐射效率成正比。因此，要降低各舱室的噪声分贝，在设计时调整声源舱和非声源舱内噪声传播影响因素，从而降低船舶艙室噪声。我司在设计300 m饱和潜水支持船上，通过降低声源舱室动力设备噪声和控制非声源舱室舾装材料来减少噪声。在声源舱的降噪上，采用电力推进系统，大大降低推进系统产生噪声;在发电机组的安装上，采用弹性垫块连接基座降低因振动产生的噪声;在柴油机排烟管及管弄间内，大量采用吸噪材料的岩棉隔离其他舱室;在设计阶段详细规定了风机选型噪声的范围值，并且在风道内处增加消器，降低风机及风速的噪声。

在非声源舱的降噪上，首先对舱室面积进行合理分割;居住舱室地板采用吸噪和阻燃材料;壁板和天花板也大量采用吸噪材料，同时在施工中对壁板进行充分紧固，避免因松动产生额外噪声;其次，舱室生活处所的空调布风器出风口也是影响噪声的一个因素，出风口风速过大产生额外的噪声源，解决的措施有：通过增加空调的变频功能，让空调根据风道里面的压力大小自动调节风量，以及增加调风门从而达到空调风量的平衡性要求;设计风道布置走向时，尽可能确保风道走向通畅;在施工时对空调管路用吸声和隔热材料进行包裹，对通风管支架使用弹性连接，减少振动带来的噪音。

4    船舶室内环境舒适度的分析及控制

船舶舱室内环境舒适度主要是人的主观感觉，存在明显的个体差异，因此环境舒适通常被定义为至少80%的人认为可以接受室内的环境。船上的采暖、通风和空调系统，应该设计有效地控制室内环境参数，使之在可接受的范围内促进居住者的舒适性。美国船级社对于船舶入籍不同舒适度等级的要求，包括影响温度、相对湿度、垂直方向温差、室内空调风速、室内水平方向温差、室内新风供风量要求等，如表3所示。

我司建造的300 m饱和潜水支持船入籍舒适度为HAB，在设计和建造过程中对如下影响因素进行控制：

4.1   室内环境温度

地板、天花板、壁板等选材上大量使用隔热、降噪、阻燃的材料;对内装供应商提出额外技术要求，对隔热材料表面喷涂隔热耐腐涂料，有效控制室外温度传递;在每个房间内设置自动调风和调温装置，使每个房间的温度都能满足规范要求：室内温度冬季在20 ℃～25 ℃，夏季为22 ℃～27 ℃。

4.2   室内湿度

对空调供应商提出在空调风机出口处增设加湿器，并要求其使用参数能满足技术规格书的要求;在每个房间布风口布置加热器和调湿装置，确保每个房间相对湿度在30%～70%范围内。

4.3   室内垂直温差

规范要求室内甲板以上100 mm～1 700 mm的温差，超过这个范围人体会感觉轻微不适。影响垂直温差的主要因素是地板因热量散发或吸热不均衡导致。为此对室内地板辅料选型以及比热容进（下转第页）（上接第页）

行了充分的计算，使之满足使用规范要求。

4.4   空调风速

规范要求每个房间空调风量在满足制冷量的同时，风速不能>0.5 m/s。在设计时选用变频空调，保证供风量及减少运行噪音，在保证住够空调风量的情况下通过布风器调节室内风速在规范范围内。

4.5   室内水平方向温度差

规范要求舱室区域内靠近床头的所有墙壁表面，每隔1 100 mm进行表面温度测量，所测量点与房间内平均温差应<10 ℃。因此对室内水平梯度温差的影响因素主要是室内布风器的位置和室内壁板的材料。因此通过计算每个房间空调布风口的有效散布区间，合理布置每个房间的布风口的位置;同时室内壁板采用高效隔热材质，并在壁板上喷涂隔热涂料，有效控制室内水平面温差，使之满足要求。

4.6   新风供风量

根据规范要求，新风或室外空气供应的数量应不少于供应给该房间总空气量的40%，同时在室内空间内按每个人计算，新鲜空气或室外空气供给量不得少于8 L/s。因此，我们在空调系统设计时，要精准计算室内房间体积、供风速度、空调布风器数量、房间居住人数等;在施工中除了上述供风机的选型、通风管路的合理优化、布风器的合理布置等，还要考虑卫生单元抽风机的功率和型号，既要满足室内换气要求又还要考虑合理布置管路使抽风噪声降低。

相对而言，军用水面舰艇官兵居住房间不受民船规范约束，可以根据居住人数合理分割各房间居住面积和布风口的数量;与民船相比军用水面舰艇取消了窗户，减少了外部热辐射，对室内水平温差控制更为有效。

参考文献

[1] 王彧，张勃，胡希贵. 全力打造现代造船模式[N]. 中国水运报，2010-07-14.

[2] 王承文. 现代造船模式研究[D]. 哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2006.

[3] 陸俊.船舶建造质量检验[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，1996.

[4] 中国船级社. 钢制海船入级规范[M]. 北京：人民交通出版社， 2012.

[5] 美国船级社. GAID FOR CREW HABITABILITY ON SHIP.