集裝箱船A-0級以上防火節(jié)點設(shè)計探討

梁涓華 梁俊民 劉正亮

摘要：集裝箱船為傳統(tǒng)的三大主力船型之一，一般為尾機(jī)型，煙囪與上建一體，因此A-60級防火分隔較多。本文根據(jù)SOLAS要求，對集裝箱船耐火完整性的實施方案進(jìn)行探討，結(jié)合隔熱延伸需求，選取完善、高效的防火節(jié)點。

關(guān)鍵字：集裝箱船;防火;隔熱延伸

中圖分類號：U214.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract： As one of the three main traditional ship types， it is generally stern-engined typechimney and superstructure are integrated， so there are many A-60 class fire divisions. In this paper， according to the requirements of SOLAS， the specific implementation scheme of fire integrity is discussed. Combined with the requirement of heat insulation elongation more perfect and efficient fire protection node is selected.

Key words： Container ship; Fire protection; Heat insulation elongation;

1 前言

船舶防火系統(tǒng)設(shè)計，主要按照《國際海上人命安全公約》（以下簡稱“公約”）及相關(guān)法規(guī)的要求進(jìn)行。在公約中對各類處所及分隔壁的耐火隔熱性和完整性的等級進(jìn)行了定義，并在考慮了各處所的失火危險性的基礎(chǔ)上，按其失火危險程度進(jìn)行了分類，以確定相鄰處所限界面所適用的相應(yīng)耐火完整性標(biāo)準(zhǔn)。

集裝箱船為傳統(tǒng)的三大主力船型之一，其結(jié)構(gòu)及布置具有下列典型特征：一般為尾機(jī)型，煙囪與上建一體，且上建位于機(jī)艙上方;機(jī)艙與貨艙之間一般設(shè)置油艙分隔;應(yīng)急發(fā)電機(jī)室、消防控制站等位于上建區(qū)域。

根據(jù)公約對艙室的定義，機(jī)艙及與其相連的煙囪為A類機(jī)器處所，與其相鄰的控制站、走廊、起居處所、梯道、服務(wù)處所等也為A-60級防火分隔;應(yīng)急發(fā)電機(jī)室、消防控制站等為控制站，與其他處所的分隔壁也基本為A級及以上的防火分隔等級。基于以上典型布置，本文對集裝箱船的防火分隔節(jié)點的實施進(jìn)行探討。

2 公約對耐火完整性的要求

根據(jù)公約要求，船舶防火分隔有A級、B級、C級等。其中，A級防火分隔，又分為A-0級、A-15級、A-30級、A-60級，A-0級一般采用鋼或其他等效的材料進(jìn)行分隔即可;對于A-0級以上的防火分隔，一般采用在分隔壁上敷設(shè)相應(yīng)等級防火絕緣或防火敷料的方式實現(xiàn)，而在實際的應(yīng)用中，一般直接采用滿足A-60級防火要求的材料進(jìn)行敷設(shè)。

此外，公約對于A級防火分隔尚有如下要求：主管機(jī)關(guān)在對結(jié)構(gòu)防火的細(xì)節(jié)進(jìn)行認(rèn)可時，應(yīng)考慮到所要求隔熱物的接頭處和終止點的熱傳遞危險。對于鋼或鋁結(jié)構(gòu)的甲板或艙壁，其隔熱應(yīng)至少延伸至超過貫穿處、接頭處或終止點450 mm。如果由A級標(biāo)準(zhǔn)的甲板或艙壁分隔的處所有不同的隔熱等級，等級高的隔熱應(yīng)在等級低的隔熱甲板或艙壁上至少延伸450 mm。

對于以上隔熱延伸要求，在SOLAS1120通函中有更為詳盡的節(jié)點要求。一般來講，在壁板上或者甲板反面的延伸同樣采用敷設(shè)絕緣材料的方式實現(xiàn)，而在甲板面上的延伸則采用敷設(shè)防火敷料的方式實現(xiàn)。

由于船上設(shè)備眾多，施工作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，上述延伸要求的實現(xiàn)是實際施工中的難點，應(yīng)在防火系統(tǒng)的設(shè)計中予以充分考慮。下面就集裝箱船的典型防火節(jié)點進(jìn)行探討。

2.1 類機(jī)械處所與其他區(qū)域的分隔

根據(jù)公約，在集裝箱船中將機(jī)艙及與其相連通的區(qū)域定義為A類機(jī)器處所，其與控制站、走廊、起居處所、梯道以及其它具有較小失火危險的服務(wù)處所的防火分隔均為A-0級以上，即與機(jī)艙相鄰的所有處所，除A類機(jī)器處所、其他機(jī)器處所、貨物處所及開敞甲板外，均需敷設(shè)額外的防火材料。下面分別對甲板和艙壁的耐火完整性的實現(xiàn)進(jìn)行探討。

（1）甲板的耐火完整性

由于集裝箱船為尾機(jī)型，上建一般設(shè)置在機(jī)艙上方，此時可以考慮在上建甲板面敷設(shè)防火敷料，或者在機(jī)艙頂部敷設(shè)防火絕緣。

（A）方案一

在甲板面上敷設(shè)防火敷料，則上建艙室壁板處均需進(jìn)行隔熱延伸。上建艙室包括：有裝飾板的潮濕區(qū)域;無裝飾板的潮濕區(qū)域;干燥區(qū)域;有攔水扁鐵的干燥區(qū)域。以上各區(qū)域的防火延伸節(jié)點各有不同，具體如圖1～4所示：

（B）方案二

在機(jī)艙頂部敷設(shè)防火絕緣，則隔熱延伸節(jié)點相對簡單，如圖5～7所示：

由上述兩個方案的對比可見，機(jī)艙頂部與住艙區(qū)域的防火分隔的實現(xiàn)方式應(yīng)結(jié)合防火延伸節(jié)點進(jìn)行選擇：

（A）對于方案一，住艙區(qū)域第一層往往存在粱拱，艙室內(nèi)高度不均，每處絕緣均需延伸450mm，測量工作量大;其次，由于功能的劃分，該層甲板通常會布置公共廁所、更衣間、消防設(shè)備間、垃圾間、儲物間等各類艙室，絕緣延伸涉及的節(jié)點多且復(fù)雜，施工難度高;另外，需延伸處開孔的封堵、設(shè)備支架的延伸包覆等較多，所以方案一并不是常規(guī)的選擇;

（B）對于方案二，選擇在機(jī)艙棚頂敷設(shè)防火絕緣，需延伸的位置一般無開孔或設(shè)備，且為同類材料的延伸，所以更為簡單易行，但由于機(jī)艙頂部管子、電纜較多，應(yīng)提早完成管子、電纜支架的焊接，在管子安裝及電纜拉設(shè)前進(jìn)行敷設(shè)，避免交叉作業(yè)，則可較為完整、順利地實現(xiàn)防火分隔節(jié)點。

（2）艙壁的耐火完整性

集裝箱船煙囪與上建往往設(shè)計成一體，煙囪作為機(jī)艙的延伸區(qū)域同樣為A類機(jī)器處所，煙囪與上建住艙會產(chǎn)生大量的A-0級以上的分隔壁;而出于集裝箱裝載需求，集裝箱船的上建往往層數(shù)較多，以保持在滿載情況下良好的視線，這樣進(jìn)一步加大了上述分隔壁的數(shù)量;此外，在機(jī)艙中為了滿足逃生需求，往往設(shè)置獨立的逃生通道，逃生通道與機(jī)艙的分隔壁同樣需要滿足A-0級以上的防火要求。

（A）機(jī)艙與逃生通道的分隔

A-0級以上的耐火完整性一般通過在壁板上敷設(shè)防火絕緣來滿足，甲板反面的防火延伸采用敷設(shè)防火絕緣的方法實現(xiàn)，甲板表面的防火延伸則采用敷設(shè)防火敷料的方法實現(xiàn)。對于機(jī)艙與逃生通道的分隔壁，一般不設(shè)置木作，且逃生通道壁板外側(cè)光滑，無骨材或管碼等舾裝件的影響，可以直接采用上述方案實現(xiàn)，其節(jié)點如圖8所示：

（B）煙囪與住艙的分隔

出于舒適性的考慮，煙囪周圍一般設(shè)置梯道、走廊、儲藏室、衛(wèi)生間等對噪音要求較低的艙室。由于煙囪側(cè)壁板為結(jié)構(gòu)及管系、電氣設(shè)備及支架密集的地方，且每層均設(shè)格柵，對絕緣及其延伸的敷設(shè)十分不利，所以對于儲藏室及衛(wèi)生間等不設(shè)置木作的艙室分隔壁，可以采用類似逃生通道的節(jié)點，直接在儲藏室及衛(wèi)生單元側(cè)敷設(shè)防火絕緣及其延伸;而對于梯道或者走廊則難以直接在地面進(jìn)行A-0級以上的防火敷料延伸，此處敷料一般為普通基層敷料，厚度僅為10～12mm，而防火敷料厚度為40mm左右，如僅敷設(shè)延伸區(qū)域，則存在厚度差;如全部敷設(shè)40mm厚的敷料，不僅造成施工成本的增加，同時也對艙室層高造成影響。因此，在煙囪內(nèi)壁敷設(shè)防火絕緣或在走廊側(cè)直接按普通節(jié)點進(jìn)行隔熱延伸，均存在較大弊端。

結(jié)合SOLAS1120通函中關(guān)于節(jié)點3的要求，可知在甲板處增加扁鐵及木作，同樣可以作為有效的終止熱傳遞的處理方式?？紤]到梯道及走廊處本身設(shè)有襯板，可以采用在原有襯板處增加扁鐵的方式替代甲板面作450mm隔熱材料延伸，以終止熱傳遞。上述方法既能較好地實現(xiàn)艙壁的的耐火完整性，同時又施工簡便，且不對艙室產(chǎn)生任何影響，具體結(jié)構(gòu)如圖9所示：

3 控制站與其他區(qū)域的分隔

集裝箱船的典型布置的另一個特點是：應(yīng)急發(fā)電機(jī)室、消防控制站等控制站也布置在上建居住區(qū)域。與A類機(jī)器處所類似，控制站在公約中的耐火完整性要求也很高，除走廊、梯道及開敞甲板外，其余相鄰處所的艙壁和甲板均要求A-0級以上的分隔。

控制站的布置特點在于：甲板一般布置有控制臺、發(fā)電機(jī)等大型設(shè)備。根據(jù)SOLAS1120通函中節(jié)點1要求，壁板或甲板面不足450mm的結(jié)構(gòu)需完全作防火材料包覆，如圖10所示：

而控制站處設(shè)備基座往往不足450mm，如在甲板面上作防火材料敷設(shè)，隔熱延伸勢必會要求延伸至基座表面，從而影響設(shè)備安裝。鑒于此，一般考慮在甲板反面敷設(shè)防火絕緣，并作相應(yīng)隔熱延伸。

4 其他防火節(jié)點

（1）門的防火等級

如圖11所示，艙壁防火等級為B-0級，而此處為隔熱延伸區(qū)域，故應(yīng)盡量避免在此處安裝防火門，以免破壞此處隔熱延伸或避免此門升級為A-60級防火要求。

同樣，對于甲板面的隔熱延伸，如機(jī)艙與上建區(qū)域的甲板分隔，若采用在甲板面上敷設(shè)防火敷料的形式，則上建與機(jī)艙交界區(qū)域的防火門及鋼質(zhì)門均需滿足A-60防火等級。為避免上述不必要的成本增加，應(yīng)采用上述方案二實現(xiàn)甲板耐火完整性;如必須采用方案一，則可考慮將此層鋼質(zhì)門門檻抬高，避免與450mm延伸區(qū)域交叉。

（2）居住艙室與走廊間的耐火完整性

SOLAS917通函，對居住艙室與走廊間的耐火完整性的實現(xiàn)進(jìn)行了較為詳細(xì)的節(jié)點描述：對于使用IC法劃分防火區(qū)域的貨船，面積超過50㎡的艙室應(yīng)保證封閉區(qū)域的防火等級為B-0級以上;此外，對于貨船窗斗處最好使用不可燃材料進(jìn)行制作，如采用可燃性材料，則需采用低播焰的表面材料，否則對于駕駛室等窗斗面積較大的艙室，將面臨可燃材料的總體積為各圍壁和天花板襯板合計面積乘2.5mm厚裝飾板的體積的風(fēng)險。

5 結(jié)束語

集裝箱船作為主流商貨船型，具有典型的結(jié)構(gòu)及布置特點，A類機(jī)械處所及控制站與其他區(qū)域交界較多，耐火完整性要求較高，防火絕緣及防火敷料的敷設(shè)工作量是相當(dāng)大的。為選取更優(yōu)的防火節(jié)點，需更多地結(jié)合隔熱延伸節(jié)點的實施進(jìn)行考慮，盡量減少隔熱延伸，降低隔熱延伸的施工難度，減少因滿足隔熱延伸產(chǎn)生的成本。此外，應(yīng)盡量避免管線穿艙、門窗開孔多的區(qū)域，以免因此破壞耐火完整性。

參考文獻(xiàn)

[1] 國際海事組織. 國際海上人命安全公約. 人民交通出版社，2015年

[2] 國際勞工大會. 2006年海事勞工公約. 中國人民解放軍海軍司令部航海保證部，2011年，45-56.

[3] 海上安全委員會917通函

[4] 海上安全委員會1120通函