豪華郵輪消防系統的總體方案分析

楊均武，魯 鼎

（中船郵輪科技發展有限公司，上海 200147）

0 引言

中交協郵輪游艇分會（China Cruise ＆ Yacht Industry Association，簡稱：CCYIA）稱，近幾年我國郵輪市場都以年均40%左右的速度增長，預計中國郵輪旅客量將于2020年和2030年分別達到450萬人次和1 750萬人次，郵輪經濟將于2020年達到510億元左右。因此，2015年國務院印發的《中國制造2025》以及國家工業和信息化部等六部委聯合發布的《關于促進旅游裝備制造業發展的實施意見》中都明確加快實現豪華郵輪自主設計和建造的發展方向。

面對日益增長的郵輪市場，安全必須放在首位。近年來郵輪火災時有發生并導致嚴重后果。2015年11月30日，“Grand Princess”號郵輪配電板故障后發生火災并擴大到機艙。2016年7月1日，“Black Watch”號郵輪機艙發生火災，造成3臺輔機損壞。2016年7月16日，“Aqua Amazon”號郵輪發生火災，造成至少7名船員喪生，13名船員受傷。

為增強船舶的海上自救能力，降低因局部事故導致船舶面臨絕對危險的可能性，2000年海安會開始討論巨型郵輪的安全問題。2004年，討論范圍拓展到客船。2006年12月8日，IMO以MSC.216(82)決議通過了《1974國際海上人命安全公約》的修正案，并于2010年7月1日正式生效。海安會第80屆會議頒布了MSC.1/Circ.1214，第87屆會議頒布了MSC.1/Circ.1369。SOALS規定，2010年7月1日及以后建造、船長為120 m及以上，或具有3個及以上主豎區的客船，需具備安全返港及有序撤離的能力。因此，75 000 GT豪華郵輪的消防系統需按此要求進行設計。

1 消防系統總體方案

消防系統分為主消防系統、固定式滅火系統和其他系統，其他系統包括手提式滅火器。

1）主消防系統：SOLAS規定，主消防系統需提供2股水柱，這2股水柱不是由同1個消火栓噴出的，水柱可以射至航行時船員和乘客可以到達的任何位置，且至少1股水柱來自1節消防水帶。因此，起居處所、服務處所、控制站、機器處所和露天甲板設有主消防系統。為避免消火栓妨礙乘客在露天甲板活動，所有消火栓均布置在艙室內。

2）固定式滅火系統：根據SOLAS要求，該項目在起居處所、陽臺、服務處所、控制站、走廊、梯道、廚房煙道、洗衣間抽風管、機器處所和雙層底均設有固定式水霧滅火系統，并為主機、鍋爐、焚燒爐和分油機等提供固定式局部水霧滅火系統。同時，直升機甲板設有固定式泡沫滅火系統。

3）其他系統：起居處所、服務處所、控制站和機器處所等處所設有包括手提式滅火器在內的消防設備和消防員裝備。

2 主消防系統

主消防系統需滿足安全返港和有序撤離的要求，目前多采用隔離、雙套、冗余、保護或上述各項的組合方式來實現該設計要求。大部分船級社認為應優先使用冗余和隔離方式，在其他方式都不便于或無法實現時，再采用保護方式。因此，該系統采用冗余方案進行設計，對局部系統進行保護，通過隔離方式滿足設計要求，原理如圖1所示。

圖1 主消防系統的原理圖

SOLAS規定，4 000 GT及其以上的客船需設有3臺主消防泵。為滿足有序撤離的要求，3臺主消防泵分別布置于 3個不同的主豎區內。同時，SOLAS要求1 000 GT及以上的客船至少能從室內的任一消火栓立即噴出1股有效的水柱。因此，主消防系統為濕管系統。如果火災拓展導致船舶由安全返港狀態進入有序撤離狀態，則有序撤離前主消防泵已能提供 2股有效的水柱。且MSC.1.Circ.1369（簡稱：通函）的解釋 3條規定，評估船舶系統能力時，火災和進水事故視為不同時發生。因此，全船設置1套～2套保壓系統即可滿足設計要求。如果僅提供1套保壓系統，則該保壓系統不得和自動起動的主消防泵布置于同一個事故界限內的處所。為適當提高系統的冗余度，該項目設有2套保壓系統，為避免海水腐蝕管路，該系統采用淡水進行保壓。第1臺主消防泵布置于首部的首側推間，第2主消防泵和第1套保壓系統布置于前機艙，第3臺主消防泵和第2套保壓系統布置于后機艙。主消防泵通過隔離閥與消防總管相連，隔離閥布置在主消防泵所在處所之外，關閉隔離閥即可隔離損壞的主消防泵，保證該系統剩余部分的完整性。

主豎區1至主豎區3的消防總管采用環形的冗余總管，穿過主豎區艙壁的消防總管在兩側均設有隔離閥。消防總管左右兩側分別布置于走廊兩外側，其前后兩端均設有隔離閥。主豎區4的左舷消防總管和主豎區3的消防總管相連，主豎區4的右舷消防總管穿過主豎區3與主豎區2的消防總管相連。各主豎區左右舷分別設有1根主豎區消防總管，主豎區消防總管分別與臨近的消防總管相連。

走廊壁為A級限界的圍壁，且走廊設有固定式滅火系統。任一發生在4甲板的事故界限之內的火災都無法導致受影響主豎區內的消防總管的左右兩側同時損壞。關閉消防總管上的隔離閥即可隔離損壞的總管，保證消防總管剩余部分的完整性。當主豎區3的4甲板的左舷發生火災并導致該處所的消防總管損壞，可關閉主豎區4左舷、主豎區2左舷、主豎區3右舷走廊壁上的隔離閥，保證消防總管剩余部分的完整性。

為保證同一主豎區的2根主豎區消防總管不會同時被1個未突破事故界限的火災損壞，可將2根主豎區消防總管分別布置于2個A級限界的圍壁內的處所，且這2個處所不在同1個事故界限內，例如主豎區2的5甲板的主豎區消防總管布置方案，或對其中至少1根進行保護，例如主豎區3的5甲板的主豎區消防總管布置方案。

通函解釋28條規定：相鄰水密艙室或區域的消火栓可以通過2根消防水帶為主豎區中受事故影響甲板的剩余部分提供消防水。有船級社認為受事故影響的主豎區的所有甲板都適用于該條解釋。因此，安全返港過程中，受事故影響的主豎區的消防水可以來自于該主豎區未損壞的主豎區消防總管所服務的消火栓和相鄰主豎區的消火栓。

隔離消防泵所在主豎區之間的任一主豎區，都不會影響剩余消防泵為剩余主豎區提供消防水，但隔離此范圍之外的主豎區，可能導致隔離主豎區首部或尾部的主豎區也被隔離，例如隔離主豎區3時，主豎區4有可能也被隔離。因此，主豎區4的右舷消防總管采用旁通管的形式連至主豎區2的消防總管。穿過主豎區3的旁通管并不服務于主豎區3，且對該段管路進行保護。通函解釋12條認為：該管路在火災中保持運行。因此，當主豎區3的消防總管被隔離時，旁通管仍可為主豎區4提供消防水。

消防總管一般為海水泳池和噴射泵提供海水，這些接口應能在滅火時立即關閉。

3 固定式滅火系統

船用固定式滅火系統主要有固定式泡沫滅火系統、固定式二氧化碳滅火系統、固定式水噴淋滅火系統和固定式水霧滅火系統。固定式泡沫滅火系統的泡沫液具有腐蝕性，且噴出后不易清除，因此基本不用于起居處所、服務處所、控制站，多用于大型船舶的機艙、液貨船的貨艙、雙層底和貨艙區甲板的滅火。固定式二氧化碳滅火系統屬于窒息式滅火，不得用于人員無法短時間全部撤出或者人員較多的處所，因此，多用于機器處所和廚房煙道的滅火。固定式水噴淋滅火系統多用于滾裝船和客船的起居處所和服務處所，由于無法撲滅油火，所以無法用于機器處所的滅火。固定式水霧滅火系統的噴水量小于固定式水噴淋滅火系統，噴出的水霧遇火后吸收燃燒物的熱量汽化，并隔離火源周圍的空氣，因此可以撲滅油火，且對艙內設施的二次損壞較小。

固定式滅火系統也采用冗余方案進行設計，對局部系統進行保護，通過隔離方式滿足安全返港的要求。該項目的起居處所、陽臺、服務處所、控制站、走廊和梯道采用冗余的固定式水霧滅火系統進行保護。廚房煙道、洗衣間抽風風道、機器處所和雙層底的固定式滅火系統有3種方案，分別為冗余的固定式二氧化碳滅火系統、固定式水霧滅火系統與固定式二氧化碳滅火系統互為備份的冗余系統、冗余的固定式水霧滅火系統。

若采用冗余的固定式二氧化碳滅火系統，則根據通函解釋 29條的規定，保護前后機艙共需 154個55 kg的二氧化碳瓶。儲存二氧化碳瓶的儲存室不得由于相鄰處所失火而無法使用，否則需設置 2個不在同一事故界限內的儲存室。有船級社要求，當儲存二氧化碳瓶的儲存室的溫度超過規定值時，需為二氧化碳瓶設置通向大氣的泄放管。該泄放管的布置位置務必避開人員密集或經常有人員停留的處所。

若采用固定式水霧滅火系統與固定式二氧化碳滅火系統互為備份的冗余系統，則需在風道和雙層底等狹小的空間布置1套水霧噴嘴及其管系和1套二氧化碳噴嘴及其管系。同時，水霧釋放時，不要求人員立即撤離，且門窗可以打開；而二氧化碳釋放時，要求人員在規定時間內撤離，并關閉會造成二氧化碳泄漏或者空氣進入的門窗。因此，需采用不同的釋放警報，告知船員釋放的是何種滅火介質。

綜上所述，保護廚房煙道、洗衣間抽風風道、機器處所和雙層底的固定式滅火系統選擇冗余的固定式水霧滅火系統。全船的固定式水霧滅火系統主要包括保護起居處所、陽臺、服務處所、控制站、走廊和梯道的高壓水霧滅火系統，保護廚房煙道和洗衣間抽風風道的低壓水霧滅火系統，保護機器處所和雙層底的全淹沒滅火系統。固定式水霧滅火系統采用設備冗余、總管共用的方式搭建冗余系統，且固定式局部水霧滅火系統和固定式水霧滅火系統共用同1套設備。各系統通過隔離閥與水霧總管相連，關閉隔離閥即可隔離損壞的系統，保證剩余系統的有效性，原理如圖2所示。

圖2 固定式水霧滅火系統原理圖

該系統采用2套水霧泵組供水，每套水霧泵組可提供最大處所的噴水量，分別布置在前輔助設備間和后輔助設備間。泵組的水源有淡水艙的淡水、海水箱的海水和來自消防總管的消防水，淡水作為主要水源，海水和消防水作為應急水源，淡水艙的淡水保有量滿足水霧泵組30 min的排量。高壓水霧滅火系統為濕管系統，使用淡水保壓，桑拿房的水霧管為干管式，冷庫和陽臺的固定式水霧滅火系統可為干管系統或充注防凍液的預作用系統。

水霧總管采用雙總管形式的冗余總管，上總管布置于5甲板，下總管布置于4甲板，且2根總管所在處所不屬于同一事故界限之內。水霧總管和主豎區水霧總管相連處的兩側均設有隔離閥（除首尾主豎區），區域水霧支管通過區域閥與主豎區水霧總管相連，如圖3所示。

圖3 水霧管系布置示意圖

主豎區水霧總管、隔離閥、區域閥屬于關鍵系統，大部分布置于A級限界的管弄內。管弄外的主豎區水霧總管需按通函解釋 12條要求的方式進行保護，例如主豎區3的6甲板的主豎區水霧總管。管弄外的隔離閥、區域閥按通函解釋31條的要求，采用A級限界的專用圍壁進行保護，例如主豎區4的4甲板的隔離閥和主豎區3的6甲板的區域閥。通函解釋30條規定：處所之外的火災不能導致該處所的固定式滅火系統失效。因此，需對管弄和服務處所外的區域水霧支管進行保護，例如主豎區2梯道中的區域水霧支管。

為保證區域閥的操作位置易于到達，該位置一般位于該閥服務甲板的上一層或下一層的管弄或梯道中。如果不通過區域閥的服務處所，就可到達該閥的操作位置，則該位置可位于該閥的服務甲板，例如主豎區1的7甲板和主豎區2的8甲板的區域閥。也可將多個區域閥的操作位置集中布置在一起，例如主豎區3的6甲板的梯道集中布置了2個區域閥。關閉隔離閥和區域閥即可隔離損壞的管路，保證剩余管路的完整性。

按SOLAS要求，直升機甲板設有固定式泡沫滅火系統，該系統的海水來自主消防系統。

4 結論

本文搭建了設備冗余、具有環形冗余總管的主消防系統，并在比較各型船用固定式滅火系統后，選用固定式水霧滅火系統作為固定式滅火系統，搭建設備冗余、總管共用、具有雙總管形式的冗余總管的固定式滅火系統。

本文對豪華郵輪消防系統的搭建進行了一定的研究，但對該系統的操作簡便性等方面的研究還顯不足，需進一步探索。