船舶照明設(shè)計(jì)中的若干注意問(wèn)題

王 進(jìn) 何 濤

（泰州口岸船舶有限公司 泰州225321）

引 言

船舶的正常運(yùn)行和船員的日常生活工作離不開(kāi)船舶自身的照明系統(tǒng)。船東以及船級(jí)社對(duì)于船舶的照明一直是比較關(guān)注。雖然照明系統(tǒng)看上去簡(jiǎn)單，實(shí)際上是比較瑣碎的。設(shè)計(jì)階段或多或少出現(xiàn)的遺漏或缺失，可能會(huì)在船舶建造過(guò)程中返工，嚴(yán)重的甚至有可能導(dǎo)致船舶運(yùn)營(yíng)過(guò)程中發(fā)生事故。

1 規(guī)范對(duì)照明系統(tǒng)的要求

1.1 救生艇/筏下水區(qū)域的照明要求

救生艇、救生筏作為旅客船員最后的逃生工具，其重要性不需多述。因此，我們?cè)诎惭b有拋落艇、救生艇、救生筏的這些處所布置了足夠多的正常照明和應(yīng)急照明，同時(shí)為增加這些區(qū)域的照明，還安裝了一定數(shù)量來(lái)自應(yīng)急電源的投光燈。

首部救生筏比較特殊，因?yàn)樗欠駥儆诩吓c登乘點(diǎn)尚認(rèn)識(shí)不一，但作為救生設(shè)備，其應(yīng)有良好的照明。所以，一般在救生筏上方（或附近）設(shè)置應(yīng)急照明燈，同時(shí)兩舷也需布置AC 220 V水面照明。首樓甲板應(yīng)急照明典型布置見(jiàn)圖1，圖中DC 24 V照明非強(qiáng)制要求。

另外需注意，根據(jù)鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范第4分冊(cè)第4篇第2章2.7.3.5要求：除駕駛室和救生艇、筏存放處舷外的應(yīng)急照明燈外，在本章2.2.2.1（1）和2.2.3.1（2）規(guī)定處所的應(yīng)急照明電路內(nèi)不應(yīng)裝設(shè)就地開(kāi)關(guān)［1］。

1.2 舵機(jī)間、CO2室應(yīng)急照明要求

“SOLAS Chapter II-1， Part D 部分 第 43 條 貨船應(yīng)急電源 2.2”對(duì)下列處所供電18 h的應(yīng)急照明要求：

（1）所有服務(wù)和居住處所的走廊、梯道和出入口、載人電梯及其圍阱；

（2）機(jī)器處所和主發(fā)電站，包括它們的控制位置；

（3）所有控制站、機(jī)器控制室和每一主配電板及應(yīng)急配電板處；

（4）儲(chǔ)藏消防員裝備的所有處所；

（5）操舵裝置處；

（6）本條2.5所指的消防泵、噴水泵（若設(shè)有）和應(yīng)急艙底泵（若設(shè)有）及其電動(dòng)機(jī)起動(dòng)位置；

（7）在2002年7月1日以后建造液貨船的所有貨泵艙內(nèi)［2］。

規(guī)范對(duì)上述處所的應(yīng)急照明作了明確的要求。照明布置和生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)未結(jié)合處所的實(shí)際布置，認(rèn)為只需在規(guī)定處所安裝應(yīng)急照明燈即可，而忽視了燈具安裝位置是否合理。本公司建造的某雜貨船在報(bào)驗(yàn)照明時(shí)曾出現(xiàn)此類問(wèn)題。

現(xiàn)場(chǎng)船檢提出：舵機(jī)間和二氧化碳室照明需要移位。理由是：控制箱操作位置沒(méi)有良好的照明。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查：操舵裝置上方的應(yīng)急照明燈偏離正上方，造成觀察舵角刻度的光線不足；CO2室控制箱附近安裝的為正常照明燈，如果正常照明電源出現(xiàn)故障，控制箱操作區(qū)域的照度將會(huì)不足。

規(guī)范雖然沒(méi)有明確這些地方應(yīng)急照明燈具的具體安裝位置，但重要設(shè)備操作地方的應(yīng)急照明是PSC官員重點(diǎn)檢查的地方，船東和船檢對(duì)此往往也較為關(guān)注。所以我們?cè)谝呀?jīng)安裝完工的情況下將燈座位置進(jìn)行移位和調(diào)整。

圖1 某集裝箱船首樓甲板應(yīng)急照明布置

1.3 照明分電箱布置要求

“SOLAS Chapter II-1，Part D電氣裝置第41條 主電源和照明系統(tǒng)”中列出如下要求：

●2.2主照明系統(tǒng)的布置應(yīng)在主電源、相關(guān)的變換設(shè)備（如設(shè)有）、主配電板和主照明配電板所在處所發(fā)生火災(zāi)或其他事故時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致第42.2.1和42.2.2條或第43.2.1、43.2.2和43.2.3條所要求的應(yīng)急照明系統(tǒng)失效。

●2.3應(yīng)急照明系統(tǒng)的布置應(yīng)在應(yīng)急電源、相關(guān)的變換設(shè)備（如設(shè)有）、應(yīng)急配電板和應(yīng)急照明配電板所在處所發(fā)生火災(zāi)或其他事故時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致本條要求的主照明系統(tǒng)失效［2］。

由此可見(jiàn)，為同一區(qū)域服務(wù)的正常照明分電箱和應(yīng)急照明分電箱不能布置在同一處所內(nèi)。此問(wèn)題最容易出現(xiàn)在駕控臺(tái)內(nèi)的室外燈照明分電箱的布置，室外燈的正常照明分電箱和應(yīng)急照明分電箱要分別布置在駕控臺(tái)的兩側(cè)。

1.4 照明分路開(kāi)關(guān)容量要求

“IEC 92-201：1994”中11.2部分對(duì)照明分路開(kāi)關(guān)容量的選擇表述為：照明分電箱引出的任一分路，額定電流不能超過(guò)16 A，并且累積負(fù)載不能超過(guò)設(shè)定電流值的80%，以保護(hù)電器件；任一照明分路，除要求額定電流不能超過(guò)16 A外，照明點(diǎn)的數(shù)量不能超過(guò)24點(diǎn)。［3］

設(shè)計(jì)階段需要注意所選電燈具的啟動(dòng)電流參數(shù)。以GYZ-450熒光高壓汞燈為例，工作電流為2.2 A。而這種電燈的啟動(dòng)電流為額定工作電流的2～2.5倍。根據(jù)計(jì)算可知，單個(gè)分路同時(shí)最多能連接2盞上述汞燈。如果超過(guò)2盞，啟動(dòng)分路照明的時(shí)候開(kāi)關(guān)易跳斷。

1.5 關(guān)于燈和插座在同一分路問(wèn)題

在“IEC 92-201：1994”中提到：

●11.2.2 生活區(qū)域照明分路盡可能包括插座，每個(gè)插座等同于兩個(gè)照明點(diǎn)。

●12.1便攜式燈和室內(nèi)小電氣使用的插座，如11.2所述，可以連成單獨(dú)分路［3］。

所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：生活區(qū)內(nèi)除個(gè)別外，插座一般是由獨(dú)立分路供電。生活區(qū)以外的插座必須連接至獨(dú)立的電路。

1.6 關(guān)于照明能否有加熱器問(wèn)題

有時(shí)我們認(rèn)為功率不大的加熱器接在照明分路上，只要容量沒(méi)有超過(guò)16 A應(yīng)該沒(méi)有問(wèn)題，但是在“IEC 92-201：1994”中明確規(guī)定：

●11.2 除小型廚房設(shè)備（例如：烤箱，攪拌器，咖啡機(jī)），小型雜用電機(jī)（例如：臺(tái)扇和房間風(fēng)扇，冰箱），熨斗或類似電器外，照明分路不能向加熱器供電。

●11.3 加熱器為單獨(dú)分路。每個(gè)加熱器應(yīng)連接單獨(dú)分路，如果10個(gè)小加熱器累積電流不超過(guò)16 A，可以一起連接至同一分路［3］。

實(shí)船設(shè)計(jì)中需要設(shè)計(jì)專門有電力分電箱向加熱器饋電，同時(shí)該分電箱需帶漏電監(jiān)測(cè)用于漏電保護(hù)。

1.7 ISPS規(guī)定對(duì)照明的要求

ISPS即國(guó)際船舶和港口設(shè)施安保規(guī)定，是2002年12月在倫敦召開(kāi)的國(guó)際海事組織海上保安外交大會(huì)通過(guò)，于2004年7月1日正式生效。這項(xiàng)規(guī)則是《1978年國(guó)際海上人命安全公約》針對(duì)船舶、港口、港口國(guó)政府機(jī)構(gòu)對(duì)于最低安全一項(xiàng)的修正案。

主管機(jī)關(guān)制定并發(fā)布船舶所在區(qū)域可能發(fā)生或正在發(fā)生的保安事件的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別進(jìn)行劃分，以便船舶根據(jù)保安等級(jí)采取相應(yīng)的保安措施。保安等級(jí)分為三級(jí)。其中屬于保安最高級(jí)別的保安三級(jí)對(duì)照明的要求是：在不影響航行安全的前提下要保持有關(guān)部位的足夠照明，如有可疑船舶向本船接近時(shí)候，必要時(shí)使用探照燈進(jìn)行照射并向其發(fā)出聲光警告［4］。

目前船上現(xiàn)有的照明對(duì)甲板考慮得較多，對(duì)船舶周圍區(qū)域考慮得較少，只在救生設(shè)備入水處才有要求。而且大多數(shù)船舶首尾照明不足，船體懸伸部分造成水面較大的陰影，而這些地方恰巧有非法登船通道（如錨鏈纜繩等）和舵槳等重要設(shè)備。

所以在照明設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮在船首部錨鏈艙附近、舵槳上方船體部分增設(shè)固定燈架，在支架附近適當(dāng)位置增設(shè)開(kāi)關(guān)插座。這樣，當(dāng)安保級(jí)別上升時(shí)，便可接通移動(dòng)電源（臨時(shí)照明），增加這些處所的照明，以加強(qiáng)對(duì)船舶周圍的監(jiān)控。

1.8 燈具與風(fēng)機(jī)連鎖要求

有些船在照明設(shè)計(jì)時(shí)要求燈具與風(fēng)機(jī)連鎖。“SOLAS Chapter II-2，Part B部分 火災(zāi)和爆炸的防止”中的第4條便有相關(guān)要求：

●5.10.1在液貨船上：

除應(yīng)急照明外，液貨泵艙的照明應(yīng)與通風(fēng)連鎖，使開(kāi)啟照明時(shí)開(kāi)啟通風(fēng)。通風(fēng)系統(tǒng)失靈不應(yīng)使照明熄滅［2］。

類似的特殊規(guī)定在設(shè)計(jì)時(shí)比較容易忽視，需在后續(xù)設(shè)計(jì)工作中加以重視。

2 照明設(shè)計(jì)過(guò)程中注意事項(xiàng)

2.1 燈點(diǎn)的布置

大多數(shù)船舶的艙室布置比較規(guī)范，長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)一般艙室燈點(diǎn)的布置，往往憑借以前的經(jīng)驗(yàn)。但是，隨著科技的進(jìn)步，船東對(duì)照明的要求以及船廠的轉(zhuǎn)型升級(jí)，對(duì)照明燈點(diǎn)的布置也應(yīng)有科學(xué)依據(jù)，不能那么“隨意”處置。現(xiàn)以某雜貨船集控室照明為例，說(shuō)明燈點(diǎn)的布置設(shè)計(jì)。

2.1.1 照度計(jì)算

船舶照度計(jì)算常采用的方法有：

（1）利用系數(shù)法；

（2）比功率法；

（3）逐點(diǎn)法。

我們采用比功率法（比功率法是根據(jù)各艙室的最低照度要求，選擇其單位面積所需的功率數(shù)值，即比功率值；再根據(jù)艙室面積計(jì)算艙室所需照明燈泡的總功率；然后結(jié)合艙室的具體布置情況確定照明燈具的型式和數(shù)量及每個(gè)燈的功率的方法）計(jì)算方法［5］，見(jiàn)式（1）。

式中：P為所需燈具總功率，W；WS為比功率值，W·m-2；S為艙室面積，m2。經(jīng)查，該集控室的面積為60 m2。

根據(jù)《有關(guān)國(guó)家照度標(biāo)準(zhǔn)參考表》選用美國(guó)照明工程學(xué)學(xué)會(huì)（ IES）推薦值，集控室照度為200 lx。

根據(jù)《不同最低照度的單位面積功率值》查得在200 lx照度下，集控室嵌入式熒光燈所需比功率值9.5 W·m-2。那么，所需總功率P=WS·S=60×9.5 = 570 W。

2.1.2 燈具選擇

該船集控室選用嵌入式熒光燈，單個(gè)燈功率為40 W，根據(jù)2.1.1結(jié)合集控室布置，我們選擇14盞燈。如果將各艙室計(jì)算結(jié)果匯總成表，就成為比功率法的照度計(jì)算書(shū)。

2.1.3 燈點(diǎn)布置

正常照明燈與應(yīng)急照明燈進(jìn)行交錯(cuò)布置，最終施工圖見(jiàn)圖2。

圖2 集控室照明布置

2.2 照明電纜長(zhǎng)度與電壓降關(guān)系

由于照明分電箱引出的任一分路，額定電流不能超過(guò)16 A，照明點(diǎn)的數(shù)量不能超過(guò)24點(diǎn)。根據(jù)交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的電流定額表，查得標(biāo)稱截面為1.5 mm2的二芯電纜最大連續(xù)工作電流為17A。故一般選用CJ85/SC 2×1.5 mm2型號(hào)的照明電纜即可滿足要求。

但是，根據(jù)中國(guó)船級(jí)社鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范的規(guī)定，當(dāng)電纜在正常工作條件下承載最大電流時(shí)從主配電板或應(yīng)急配電板的匯流排到任何安裝點(diǎn)的電壓降，應(yīng)不超過(guò)額定電壓的6%［6］。所以，我們選擇照明電纜型號(hào)時(shí)候應(yīng)將電纜的長(zhǎng)度和電壓降考慮進(jìn)去。

現(xiàn)以《江蘇遠(yuǎn)洋東澤電纜股份有限公司 IE 60092-3 系列標(biāo)準(zhǔn)船用及海工電纜》CJ85/SC 2×1.5 mm2電纜為例計(jì)算電纜長(zhǎng)度臨界值。

式中：R20℃為20℃ 時(shí)的電纜芯線電阻，ohm/km；K為 溫度系數(shù)R85℃/R20℃=1.256；P為載功率 ，kW；L為電纜長(zhǎng)度， m；U為電壓，V；為電壓降 ，%。

查表R20℃為20℃時(shí)的2×1.5 mm2電纜芯線電阻為 12.2 ohm/km［7］；P設(shè)定 1.44 kW（取單個(gè)燈60 W，24個(gè)點(diǎn)的負(fù)載為1.44 kW）；電壓U為220 V；選擇6% 。

計(jì)算得L=170 m，即設(shè)計(jì)時(shí)，如果從配電板至燈照明電纜累計(jì)長(zhǎng)度超過(guò)170 m的話，就要引起注意，單獨(dú)計(jì)算并確定電纜型號(hào)是否滿足要求。否則，容易出現(xiàn)因壓降過(guò)大導(dǎo)致的發(fā)光暗淡或燈具故障等問(wèn)題。

2.3 電纜敷設(shè)的便利性

在照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候還需要考慮電纜路徑，只有選擇最佳路徑才能少走“彎路”、提高電纜敷設(shè)的便利性，同時(shí)在設(shè)計(jì)階段控制成本。現(xiàn)以某雜貨船第一貨艙舷側(cè)投光燈為例作簡(jiǎn)要說(shuō)明，參見(jiàn)圖3。

圖3 某船第一貨艙兩舷側(cè)投光燈

圖3 中：方案1雖然也能實(shí)現(xiàn)第一貨艙投光燈的照明要求，但是查閱主干電纜走向圖可知6L7-2A，6L7-2B不能直接跨過(guò)第一貨艙，需要繞回左舷邊空艙，再向右舷邊空艙敷設(shè)。如此，電纜的長(zhǎng)度則需增加170多米，再考慮電壓降，還需要加大電纜型號(hào)。

反觀方案2，不僅減少使用電纜170多米，同時(shí)還避免改用更大電纜，減少使用1個(gè)接線盒。所以最終優(yōu)先選用方案2。

2.4 危險(xiǎn)處所擴(kuò)展區(qū)域燈具的選擇

根據(jù)常規(guī)設(shè)計(jì)，船舶內(nèi)都有危險(xiǎn)處所。這些地方的燈具對(duì)防爆等級(jí)是有具體的要求，我們普遍會(huì)按照高要求配置。但是，有些特殊地方往往容易被我們忽視或遺漏，如下文描述部分：

裝載危險(xiǎn)貨物的貨艙露天甲板上，自然通風(fēng)開(kāi)口（進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口）周圍1 m之內(nèi)（2區(qū)），或強(qiáng)制通風(fēng)出風(fēng)口周圍3 m之內(nèi)（2區(qū)），必須符合2區(qū)的要求。且必須注意其溫度等級(jí)不得超過(guò)T3或200℃。這些地方規(guī)定的電氣設(shè)備和2區(qū)一樣使用防爆安全型設(shè)備。特別是如下幾點(diǎn)：

（1）裝載危險(xiǎn)品的貨艙的艙蓋百葉窗周圍1 m之內(nèi)；

（2）裝載危險(xiǎn)品的貨艙煙霧探測(cè)系統(tǒng)的抽風(fēng)機(jī)出口3 m 之內(nèi)；

（3）安裝有電解式壓載水處理裝置系統(tǒng)的出風(fēng)口3 m之內(nèi)。

2.5 機(jī)艙視流鏡旁的照明特殊要求

在對(duì)某散貨船在報(bào)檢照明過(guò)程中，船東提出在機(jī)艙視流鏡后面增加照明燈。公司便在視流鏡的上方安裝1盞白熾燈進(jìn)行照明。規(guī)范中表述為“溢流管上應(yīng)裝設(shè)具有良好照明的觀察器”，我們認(rèn)為現(xiàn)場(chǎng)布置是滿足要求的。船東堅(jiān)持要求整改并給出如下解釋：在實(shí)踐中，視流鏡一般用于油路，長(zhǎng)時(shí)間使用透明鏡內(nèi)壁容易形成黑膜，如果不在視流鏡后面加燈，以后將不容易觀察。

雖然以前未遇到類似問(wèn)題，但是船東的解釋還是引起了我們的重視和反省。最后，船廠采取如下修改方案：在視流鏡上方用卡箍引出1盞白熾燈，使燈平行于視流鏡，用于視流鏡后的照明。

因?yàn)槭窃谑┕ず笃谛薷模首畲蟮睦щy還是電纜的重新敷設(shè)。由此也提醒大家在前期設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)考慮船東的實(shí)際情況，進(jìn)行合理布置。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文對(duì)本公司常規(guī)船舶設(shè)計(jì)和建造過(guò)程中出現(xiàn)具有代表性的照明問(wèn)題進(jìn)行逐條分析和介紹，歸納以下主要結(jié)論：

（1）照明設(shè)計(jì)過(guò)程中，要能盡量從船東、船員生活的舒適性和工作的安全性方面多考慮，做到人性化設(shè)計(jì)。

（2）船舶規(guī)范較多，但是對(duì)于單體船舶所適用的規(guī)范基本在規(guī)格書(shū)中都有明確要求，對(duì)于照明系統(tǒng)相關(guān)要求需進(jìn)行充分了解，不能盲目相信經(jīng)驗(yàn)。

（3）船舶的照明設(shè)計(jì)離不開(kāi)規(guī)格書(shū)的框架，規(guī)格書(shū)中對(duì)于系統(tǒng)的要求需先進(jìn)行梳理，并在設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量滿足。對(duì)于規(guī)格書(shū)中的特殊要求，若發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)努力仍然難以滿足的，需與船東敞開(kāi)溝通，尋求理解，簽得備忘。

（4）在目前的造船形勢(shì)下，努力節(jié)約造船成本也是設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮的事項(xiàng)，應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到，照明系統(tǒng)是大有可為的。