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替代设计方法在邮轮设计中的应用分析

新闻来源:中国船检    浏览量:1050 庄磊 2018-01-19
邮轮作为一种以旅游为目的的高端客船,集文化、体育、餐饮、购物、住宿和观光等功能于一体,人员密集、结构复杂、布局紧凑。国际海事组织IMO公约对包括邮轮在内的大型客船有严格规定,但邮轮为满足特定的功能需求和营运的成本效益,往往会有偏离公约规则规定性要求的创新设计,例如:
(1)SOLAS公约规定主竖区在任何一层甲板上的平均长度和宽度一般不超过40米,在任何一层甲板上的总面积不超过1600平方米的情况下,长度和宽度最大可延伸至48米。但邮轮通常设有影剧院、宴会厅、舞厅、购物街等大型公共处所,为避免常规设计带来更多的舱壁和脱险梯道,以及舱室和公共处所空间狭小等问题,需要设计出超过1600平方米/48米的大型主竖区。
(2)SOLAS公约规定救生艇的配备,容纳的人数应不少于总人数的37.5%,且《国际救生设备规则》(LSA)规定救生艇的成员定额不能超过150人。但由于邮轮乘客人数多,为避免常规设计带来救生艇数量多、损失客舱布置空间、减少阳台房数量等问题,需要设计出超过150人的大型救生艇。
因此,作为基于规则的低调看直播官网_NBA极速体育直播_jrs西甲直播设计的有效补充,替代设计方法在邮轮设计中得到较多应用。目前,SOLAS公约多个条款允许采用替代设计,包括SOLAS I/5条、SOLAS II-1/4.2条、SOLAS II-1/55条、SOLAS II-2/17条和SOLAS III/38条。这为替代设计方法在邮轮设计中的应用提供了法规依据。
  替代设计是指偏离公约规则的规定性要求,但以直接或间接的替代方法满足规定性要求的意图(目标和功能要求)的措施。与基于规则的低调看直播官网_NBA极速体育直播_jrs西甲直播设计不同,替代设计方法是一种基于目标的低调看直播官网_NBA极速体育直播_jrs西甲直播设计方法,它突破了规定性要求的限制,将安全视为设计目标而不是约束条件,通过定量风险分析,提供了更加灵活有效地设计选择,在与规定性要求具有同等安全水平下得到最优化的设计方案和最合理(成本效益)的安全保护。
  开展替代设计首先需要全面正确地理解公约规定性要求的意图,并进而确定设计的评估准则。以上述大型主竖区应用问题为例,评估准则的确定过程经过四个步骤:一是安全目标,减少火灾造成的生命危险。二是损失目标,起火舱室之外无人员死亡。三是设计目标,保证脱险通道处于人可承受的状况,人员逃离至安全区域,即ASET>RSET(ASET系指可用安全疏散时间,RSET系指必需安全疏散时间)。四是性能衡准,人命安全性能衡准,见MSC.1/Circ.1552。
  替代设计中,应用最多的消防安全目标是确保人员生命安全,即SOLAS公约规定的减少火灾造成的生命危险。为确定是否达到这一目标,需要引入ASET(从受到火或烟影响的处所安全疏散的可用时间)和RSET(从受到火或烟影响的处所安全疏散的所需时间)来分析评估所有人员的安全脱险情况(见图1所示),即:
  (1)如果在所有事故场景下ASET大于RSET,无需进一步分析。可提供相应的控制措施(例如烟气管理系统和设备)帮助达到这个结果。
  (2)如果撤离过程中任一项衡准(温度、热辐射、能见度、CO浓度)超过MSC.1/Circ.1552所建议的数值(ASET
图1  人员撤离安全判定准则
 
  在确定评估准则基础上,需要对低调看直播官网_NBA极速体育直播_jrs西甲直播的设计和布置情况(包括起火前状况、点火源、可燃物和人员的状况)等进行全面的危险识别,分析存在什么危险源、什么条件发生事故、以及会发生什么事故,进而以最不利的原则设定事故场景。事故场景的设定必须考虑到合理性、严重性和频发性的所有潜在危险,并且需要考虑高频率低风险、低频率高风险以及特殊情况的事故。
  在设定事故场景下,替代设计的核心任务,就是确定ASET和RSET两个值。
  (1)确定ASET:ASET就是从着火至处所区域达到人命安全性能衡准阈值的时间:
  1)对于公共处所,系指甲板以上0至2米(0~2 m);
  2)对于其他区域,系指甲板以上0至1.8米(0~1.8 m);
  3)在多个开敞甲板处所(例如天井),应同时考虑船上人员通常可进入的每个甲板层。
  ASET可以通过计算机模拟进行火灾烟气蔓延分析获得,常用的计算机模拟软件包括FDS,SMART Fire等。
  (2)确定RSET:RSET通过MSC.1/Circ.1238通函中的高级撤离分析方法,确定完全撤离处所的最大RSET,常用的计算机模拟软件包括Maritime EXODUS等。
图2  SMART Fire计算两层宴会厅的结果演示(温度分布)


图3  Maritime EXODUS的人员二维建模结果
 
  在实船替代设计中,欲使ASET>RSET成立,一般可采取的措施包括:
  (1)增大ASET的措施:控制火灾规模,加强和优化处所的烟气管理系统等;
  (2)减少RSET的措施:改善疏散条件,控制人员密度,加强火灾早期报警等。
  这些不同措施可以组合成不同的设计方案,在实现人员安全目标的基础上,对不同设计方案进行成本效益分析,从而确定最优化的最终设计。
  当然,替代设计是一种“Case by Case(就事论事)”的设计方法,不同的应用问题有不同的解决方案和思路,但基本的设计流程还是一致的。
  近几年,CCS通过自己的科研项目及工信部高技术低调看直播官网_NBA极速体育直播_jrs西甲直播科研项目的技术攻关,已经具备了独立开展替代设计评估的技术能力,包括风险评估方法、模拟计算工具等。这为我国豪华邮轮等高新技术低调看直播官网_NBA极速体育直播_jrs西甲直播发展提供有力的技术支持和保障。
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