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CCS《邮轮规范》在邮轮设计中的应用要点(一)

新闻来源:中国船检    浏览量:837 上海规范研究所 2018-01-16
    邮轮设计的重点是实现三大目标,即豪华型客船的安全设计、乘客休闲体验的功能设计和乘客健康安全的保障设计。已于2017年1月1日生效的CCS《邮轮规范》精准把握这三个目标,设置了邮轮附加标志-Cruise,重点明确了邮轮设计的安全要求;设置了休闲体验设计指数附加标志-CEDI(Cruising Experience Design Index),明确了包括乘客空间、舒适度和乘客休闲设施等三个方面的要求,每一部分分别制定了不同等级的具体要求;设置了健康安保设计指数附加标志-SEDI(Sanitation Ensurance Design Index),明确了保障乘客健康和安全的不同等级要求。

邮轮安全要求
   
    一是结构安全。邮轮最显著、最直观的特点便是甲板层数多、上层建筑跨度长、舷侧开口大且数量众多;同时,邮轮往往具有纵向的大跨度空间、垂向的高大空间;邮轮的上层建筑因为追求独特的艺术效果而设计成新颖的、奇特的造型;在材料的使用上,邮轮也经常大面积使用玻璃材料等。如此一来,上层建筑参与总纵强度的有效度就成了不确定因素,如果对有效度的估计不足,将会因上层建筑自身强度不够而造成结构损坏;如果对有效度的估计过于保守,又会导致上层建筑结构太强从而造成全船重心上移,这对于邮轮设计造成的不利影响也是巨大的。这其中的尺度该如何把握呢?邮轮的结构设计实践中,如何合理地评估上层建筑参与总纵强度有效性,真实地反映船体各个部分的受力情况,是邮轮结构设计成败的关键。我们采取的技术措施是:通过整船直接计算,分析上层建筑在船体梁总纵弯曲时的结构响应,评估上层建筑的屈服与屈曲强度,从而确定上层建筑参与总强度的有效度,这样既有效地避免了上层建筑强度由于要求过低造成的结构损坏,又避免了上层建筑强度由于过度的要求造成空船重量增加重心升高,从而导致的船舶稳性性能降低甚至出现危险。

    同时,围绕邮轮安全这个永恒主题,《邮轮规范》在客船结构强度要求的基础上,补充了剩余强度的要求,保证船体在遇到碰撞或搁浅等事故损伤后,即使发生局部舱室进水,也还具有防止船体梁发生断裂的能力,从而进一步增强了船体结构的安全性。

    二是消防安全。几乎每一艘邮轮都拥有高大的空间,如中庭、主题餐厅内、影剧院等。在高大空间中,一旦发生火灾,烟气将上升。在烟气上升过程中,温度逐渐冷却,故而上升到一定高度后,最终达到热平衡,此时烟气不再继续上升,而是向水平方向蔓延。因此,这些高大空间的结构防火和布置、火灾探测、火灾控制,都是邮轮设计中消防安全的关键及重点。为了确保对火灾的有效探测,在高大空间中,应慎重考虑火灾探测系统的选型、安装及布置,避免由于热烟气上升过程中温度下降、浓度降低而无法触发火灾探测器。针对邮轮上的特殊功能处所,《邮轮规范》对火灾的防、探、灭均明确了相关要求。例如,《邮轮规范》规定在邮轮的高大空间和扁平大空间,需采取有效的烟气控制措施(如设置挡烟垂壁等)防止热烟气上升过程中由于温度下降导致烟气不能到达处所顶部而无法排出。

    三是安全返港要求。SOLAS公约规定船长超过120m或设有3个或以上主竖区的客船应满足安全返港(SRTP)要求。安全返港包括3个方面的要求:一是浸水后重要系统的可用性(SOLAS公约第Ⅱ-1/8-1条);二是当船舶发生未超出事故界限的事故时,能依靠自身动力安全返港,因为再好的救生艇都比不过船舶自身更安全(第Ⅱ-2/21条);三是当船舶一旦发生超出事故界限的事故时,要求系统能保持运行以支持船上人员有序撤离和弃船(第Ⅱ-2/22条)。当船舶发生未超出事故界限的事故时,重要系统应能维持运行,以支持客船利用自身动力安全返港。重要系统包括推进系统、舵机和操舵-控制系统、航行系统、燃油供应系统、内外部通信系统、消防总管、固定式灭火系统、火灾和烟气探测系统、舱底水和舱底泵系统、动力操作的水密和半水密门、进水探测系统以及安全区域服务系统。当任何一个主竖区因失火而无法使用时,包括消防总管、内外部通信系统、舱底泵系统、脱险通道、集合站和救生设备登乘站的照明系统,以及撤离引导系统5大重要系统的布置与分隔应能确保维持运行至少3小时。

    安全返港要求很大程度上对设计冗余提出了很高的要求。以推进系统为例,设计目标是确保船舶依靠自身动力安全返港。机舱以相应的“A”级防火分隔设多个机舱,每台主机(轴发,如有时)、齿轮箱分设于各机舱内。集控室也分设于各机舱内,由机舱内设置的固定式灭火系统覆盖保护,但可略有侧重,如一个侧重于日常对主推进、主电站的控制、监测和报警用,另一个则侧重于安全返港用。除此以外,船上应设置安全区域。安全区域能为所有乘员提供包括卫生设施、水、食物、医疗替代处所、风雨遮蔽、防暑降温措施、照明、通风等的基本服务, 以确保乘客和船员的健康得以维持。

    《邮轮规范》补充对于小于120m载重线船长,且设有三个以下主竖区的邮轮,应设有满足CCS《钢规》附加标志为PR-2的冗余推进系统的要求。

    四是突破公约限制的特殊设计。邮轮设计在很多方面受到公约的限制。比如,SOLAS公约对邮轮主竖区长度进行了规定,这样的规定限制了舱室和公共处所的长度和面积;又比如,SOLAS公约对救生设备的配备和登乘时间进行了规定,邮轮上数量众多的救生艇导致客舱布置空间的损失、阳台房数量的骤减。这时,替代设计成为解决问题的有效途径。对超出SOLAS公约要求的消防和救生设计,《邮轮规范》明确规定可采用替代设计与布置的方法。采用替代设计方法,能够帮助设计者实现有别于公约规则要求的更加灵活的设计方案,同时达到不低于现行公约规则的安全风险水平。CCS建立了详细的替代设计流程和审批程序、编写了等效和替代设计的认可指南,并且掌握了计算机数值模拟手段模拟火灾烟气蔓延和人员撤离行为。然而,在采用计算机数值模拟手段模拟火灾烟气蔓延的方法时,必须建立一个关于各种材料燃烧特性、烟毒性的基础数据库。在这一点上,CCS正和业界展开合作,共同来完成这一基础数据库的建立,使先进的设计手段能够用到国产邮轮的设计中,使设计者拥有更广阔的设计空间。

    五是邮轮的内装材料。对于国产邮轮而言,内装材料也是邮轮设计中的关键因素之一。其中,内装材料的防火能力是首要关注的方面,CCS将在产品试验、检验和发证中为相关配套厂商提供绿色通道,使一批满足公约要求的内装产品能够上邮轮。同时,一定要严格控制内装材料的重量,因为内装材料在邮轮上层建筑重量中占据了相当大的比重,稍有疏忽就会导致空船重量重心高度是失控,从而导致邮轮的另一个重大安全问题——稳性的隐患。此外,CCS还关注到了内装材料导致的室内空气污染物对游客健康的不利影响,对5类空气污染物的释放量规定了限值。
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