FPSO 生活區通風系統設計

呂 娜

（大連中遠海運重工有限公司，遼寧大連 116113）

0 引言

隨著經濟的發展、社會的進步和人類生活水平的不斷提高，船員對居住環境的要求也不斷提高。雖然對于船舶來說居住的空間非常有限，但是在有限的空間內也要追求更高品質的居住環境，即在居住室內創造一個對身體健康有益、工作及生活舒適的環境，使居室環境滿足溫度、濕度及噪聲的要求。浮式生產儲存卸貨裝置（Floating Production Storage and Offloading，FPSO）。本文介紹了FPSO生活區的通風系統設計的方法及要點，為進一步改善FPSO居住環境提供參考。

1 生活區艙室通風方式

通風可以理解為空氣的流動，這種空氣的流動一般通過2種手段實現：1）機械強制；2）自然流動。FPSO生活區大都采用機械通風的方式，這樣可以保證空氣的流向。生活區以外的某些區域會考慮采用自然通風的方式。見圖1。

圖1 通風系統的主要設備

作者簡介：呂 娜（1986—），女，工程師。研究方向：船舶管系及通風設計。

1.1 機械通風

機械通風就是利用風機所產生的抽力或壓力，并借助于通風管網進行室內外空氣交換的通風方式。其不像自然通風那樣受到自然條件的限制，可以通過管道把空氣送到室內需要的地點，也可以從任意地點按要求的吸風速度排除被污染的空氣，適當的組織室內氣流的方向，并根據需要對進風或排風進行各種處理。風機運轉時消耗電能，風機和風道等設備要占用一定的建筑面積和空間，因而工程設備費和運行維護費較大，安裝和管理都較為復雜。機械通風分為機械排風和機械送風，機械通風不受外界自然條件的影響，可以人工調節通風量，并能夠合理對空氣進行分配并輸送到指定的場所。

1.2 自然通風

自然通風的突出優點是利用船舶本身的開孔（門、窗、艙口、通風帽）和自然通風管道組成，結構簡單不需要動力設備，因此比較經濟，使用、管理也比較簡單。但其缺點是：自然進入的室外空氣一般不能預先進行處理，對空氣的溫度、濕度要求較高的房間就難以滿足要求。受自然條件影響，風力不大或溫差較小時，通風量就減少，導致通風效果不理想。

2 艙室通風量的確定

艙室通風設計首先需確定通風量，可采用如下計算方法。

2.1 按每小時換氣次數計算通風量

通風量計算見式（1）[1]：

式中：W為通風量，m3/h；V為通風艙室容積，m3；n為換氣次數，次/小時。

一般艙室要求的換氣次數詳見表1。

表1 一般艙室要求的換氣次數（單位：次/小時）

2.2 按熱量計算通風量

通風量計算見式（2）：

式中：qv2為帶走散熱量所需的風量，m3/s；Q2為散熱量，kW；ρa為空氣的密度，取1.2 kg/m3；Ca為空氣的質量熱容，取1.005 kJ/(kg·K)；ΔT2為送風溫度與艙室溫度之差，K。

3 艙室通風布置

3.1 洗衣室、烘衣室和燙衣室

一般認為洗衣室有比較高的火災風險，因此，連接走廊的門一般選用氣密型的（通常有一個小格柵用于平衡內外氣壓），干衣機不僅要起干燥的作用，還要連接風管進行排氣。洗衣室、烘衣室需采用機械排風的方式，送風可選擇空調送風也可以選擇自然進風。洗衣室的排風分為兩部分，一部分是房間內排風，一部分是干衣機排風。為了節省材料和減小布置空間可將兩部分排風匯合到一起，共用一臺風機將污濁的空氣排出。通風設計時需注意，排風管上要布置濾器，用于過濾從干衣機內排出的衣服線頭、棉絮等。風機工作時產生的噪聲較大，需在風機兩側布置適合大小的消音器，以降低噪聲。房間的排風口需布置在有散熱及散濕的上方，排出的氣體需直接排至室外大氣中，不可以循環利用[2]。

3.2 醫院

醫院應布置機械送風和排風。如果是用空調系統送過來的風，為防止病房中的污濁空氣倒流，污染其它空調艙室，需在送風管進入房間之前，設一止回風閥。醫院布置單獨的送風系統最佳，但必須為全新風。排風系統應直接排至外界大氣中，不能用于再循環，并且需要距離進風口一定的距離，避免排除的污濁空氣再進入房間。房間的排風量需大于送風量，進而保持房間內負壓，保持房間內空氣的新鮮度。另外，還應設一可調節風量的空氣平衡開口并通至外界大氣中，此開口不能裝在門上和內走道墻壁上。

3.3 廚房和配餐間

廚房是我們需要考慮問題最多的一個房間。廚房被認為是生活區中最容易出現火災的艙室。因此，我們必須嚴格按照相關規范來處理。對于4 000總噸以上的船舶，必須設置專門的風機及空調系統。廚房需要設置單獨的機械送排風系統，以避免廚房內油煙等污濁空氣及氣味進入到其他房間。廚房的排風量需大于送風量，以保持房間內負壓的狀態。送風管和排風管上需布置調風門來調節風量大小，平衡房間內風量。在爐灶上方需設置集氣罩，方便將做菜時產生的油煙排出，集氣罩的排風管上還需安裝便于清潔的油脂濾器。廚房排出的風需直接排出室外大氣中，不可循環利用。如果排風管中有滅火系統，則應該在廚房集氣罩與排風管之間加防火風閘，風管穿過生活區，服務區及控制站時需采用A-60等級的風管，鋼制風管穿過其它艙室時須使用防火材料，風管應能夠從遠端進行關閉，可以使用手動的防火風閘實現，廚房集氣罩須把做飯時的空氣全部罩住。

3.4 衛生間

衛生間需采用機械抽風的方式，浴室的抽風口應布置在天花板上或靠近天花板的墻壁上，布置在天花板中心位置最佳。廁所的抽風口應布置在天花板上或靠近天花板的墻壁上，布置在馬桶正上方位置最佳。排出的污濁空氣應直接通到外界大氣，不能用于再循環，且需要與其他處所的通風系統分開。風機不能安裝在浴室和廁所內，浴室和廁所的進風通常是從相鄰房間經門下風柵或墻壁上開口進入。

3.5 蓄電池室

蓄電池室應設置有效的通風，排風口的位置需位于房間的頂部，進風口的位置需要設置在房間的底部，進排風口要成對角的方式布置，這樣有助于風流經房間內所有的蓄電池組，避免易燃易爆氣體積聚而產生危險。蓄電池室采用自然通風還是機械通風需要根據蓄電池的充電功率、房間所處的位置及相關規范的要求而定。

4 噪聲控制

4.1 噪聲的危害

噪聲可對人體產生多種危害，如造成睡眠障礙、聽覺障礙及精神障礙等，通常暴露于噪聲環境的時間越長，對人體的危害越大。根據世界衛生組織（World Health Organization，WHO）規定的噪聲標準，處于休息狀態或在病房環境中，較理想的噪聲強度應在35 dB～40 dB左右。

睡眠障礙：通常噪聲在50 dB～60 dB時，會使人感覺吵鬧，影響休息和睡眠，使人難以入睡或在睡眠中覺醒。對于需要休息的人群，尤其是對各類疾病患者影響較大，易導致人體乏力、易疲及困倦。

1）聽覺障礙。長時間暴露在90 dB以上的噪聲環境中，可引起耳鳴。

2）精神障礙。長時間暴露在90 dB以上的噪聲環境中，還可使人焦躁、易怒，甚至發展為焦慮癥等精神疾病。

3）其他危害。長期暴露于噪聲環境可引起頭暈、頭痛等神經系統不適癥狀，噪聲還可引起人體的應激反應，導致胃腸系統功能紊亂以及腎上腺分泌增加，引起血管收縮及血壓升高，甚至發展為高血壓，對人體造成明顯危害。

4.2 生活區噪聲的來源

噪聲按照發生機理可分為機械噪聲和空氣噪聲，生活區的噪聲來源主要是空調箱和風機工作室產生的噪聲，以及進排風管內風速過大而產生的噪聲。

4.3 生活區噪聲的控制措施

通過對船上噪聲源及空調箱和風機設備的深入研究，并結合現有的技術，研究出如下一些常用的降低噪聲的方法[3]。

1）吸聲。在空調箱附近大尺寸的風管內敷設一定厚度的消音絕緣，以此來降低空調箱工作時產生的噪聲。例如與空調箱直接連接的新風管和供風管內部應敷設此絕緣。

2）隔震和阻尼。在設備和設備基座之間安裝彈性支座或者可以減小震動的橡膠類軟墊，阻擋震動的傳遞，達到隔震降噪的目的。例如風機吊架上設置彈性支座，可以減小風機工作時的震動幅度，從而降低噪聲。

3）消聲器。一種可以減弱聲音繼續傳播，且氣流可以正常通過的降噪或消聲的設備。此設備用于空氣動力性噪聲的控制。例如供排風道上一些易產生噪聲的位置，可以安裝此設備來降低噪聲的傳播。

生活區相關通風布置圖見圖2。

圖2 生活區相關通風布置圖

5 結論

本文以FPSO生活區的通風系統設計為研究對象，深入的研究了FPSO生活區通風系統設計的方法及要點，對該系統的設計進行了歸納和總結。通過理論研究和實踐的驗證，本文研究的FPSO生活區通風系統設計的方法簡單實用、可操作性強，對于FPSO生活區通風系統設計具有一定的參考價值。