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        中國船級社發布《船舶替代設計和布置應用指南》

        2019-04-03 08:02:41
        來源:中國船檢 編輯: 國際船舶網 我有話要說

        近年來,豪華郵輪、核能發電平臺、海洋工程支持船等新穎船舶不斷出現,這些船舶的設計有些按照國際海事組織(IMO)公約和規則的規定性要求執行比較困難。因此,作為基于規則的船舶設計的有效補充,船舶替代設計和布置(以下簡稱替代設計)得到了越來越多的應用。

        替代設計是指不能直接按公約和規則的規定性要求進行設計,而是以替代方法滿足相應規定性要求的目的的措施。與基于規則的船舶設計不同,替代設計方法是一種基于目標的船舶設計方法,它突破了規定性要求的限制,將安全視為設計目標而不是約束條件,通過風險分析,提供了更加靈活的設計選擇,在與規定性要求具有同等安全水平下得到滿足功能需要的設計方案。

        替代設計給新技術應用、新船型開發提供了可操作途徑,但也給船舶的設計、審批、建造和檢驗提出了新挑戰,需要制定配套的船舶替代設計應用指南和審批程序。中國船級社(CCS)在IMO有關通函指南基礎上,研究建立了船舶替代設計的流程和方法,制定了替代設計的控制要求,包括:設計團隊的組建、替代設計的準備、定性的初步分析、定量分析、文件/報告的編制、性能衡準的制定等,在此基礎上編制了《船舶替代設計和布置應用指南》。該指南還結合郵輪常見的結構消防(大于1600m2/48m的主豎區)和救生設備(大于150人的救生艇)的替代設計,進行典型案例分析,建立了替代設計應用示例,旨在為實施IMO公約、主管機關法規和CCS規范所允許的替代設計提供技術指導和方法示例。

        替代設計的應用一般限制在公約、法規及規范允許采用替代設計的條款范圍內,就SOLAS公約而言,包括:

        (1)SOLAS公約II-1章,C和E部分:機器設備和周期性無人值班機器處所;

        (2)SOLAS公約II-1章,D部分:電氣裝置;

        (3)SOLAS公約II-2章:消防安全;

        (4)SOLAS公約III章:救生設備和裝置;

        (5)SOLAS公約XIV章:極地水域營運船舶的安全措施。

        目前,替代設計常用于解決以下幾類設計問題:

        (1)大型主豎區(>1600m2/48m)的布置;

        (2)上建防火結構的設置,包括大型防火門,輕質非鋼質構芯結構替代“A”級結構等;

        (3)單一空間的電梯圍阱;

        (4)大型救生艇(>150人)的布置;

        (5)海上撤離系統(MES)替代救生艇等。

        替代設計的開展,首先需要全面正確地理解規定性要求的意圖,確定設計的安全目標和評估準則。以上述大型主豎區應用問題為例,消防安全目標是確保人員生命安全,也即SOLAS公約規定的減少火災造成的生命危險。為確定是否達到這一目標,需要引入可用安全疏散時間(系指從受到火或煙影響的處所安全疏散的可用時間,ASET)和必需安全疏散時間(系指從受到火或煙影響的處所安全疏散的所需時間,RSET)來分析評估所有人員的安全脫險情況,即:

        (1)如果在所有事故場景下ASET大于RSET,無需進一步分析?商峁┫鄳目刂拼胧ɡ鐭煔夤芾硐到y和設備)幫助達到這個結果。

        (2)如果撤離過程中任一項衡準(溫度、熱輻射、能見度、CO濃度)超過MSC.1/Circ.1552所建議的數值(ASET<RSET),說明該設計方案無法確保人員安全目標,需要進一步修改設計方案。

        在確定上述的評估準則基礎上,需要對替代設計所涉及范圍內的船舶布置情況(包括起火前狀況、點火源、可燃物和人員分布、消防措施等)進行全面的危險識別,分析存在什么危險源、什么條件發生事故、以及會發生什么事故,進而以最不利的原則設定事故場景。

        在設定事故場景下,替代設計量化分析的核心任務,就是確定ASET和RSET兩個值。

        (1)確定ASET:ASET也就是從著火至處所區域達到人命安全性能衡準閾值的時間。ASET通常借助計算機模擬進行火災煙氣蔓延分析獲得,常用的計算機模擬軟件包括FDS,SMART Fire等。

        (2)確定RSET:RSET通過MSC.1/Circ.1533通函中的高級撤離分析方法,確定完全撤離處所的最大RSET,常用的計算機模擬軟件包括Maritime EXODUS等。

        在實船替代設計中,欲使ASET>RSET成立,一般可采取的措施包括:

        (1)增大ASET的措施:控制火災規模,降低可燃物的數量,加強和優化處所的煙氣管理系統等;

        (2)減少RSET的措施:改善疏散條件,控制人員密度,加強火災早期報警等。

        這些不同措施可以組合成不同的設計方案,在實現人員安全目標的基礎上,對不同設計方案進行成本效益分析,從而確定最優化的最終設計。

        該指南已于2019年3月1日生效。

        近幾年,CCS通過社內科研項目及工信部高技術船舶科研項目的技術攻關,已經具備獨立開展替代設計的技術能力,包括風險評估方法、數值模擬計算工具等。這為我國豪華郵輪等新穎船舶發展提供有力的技術支持和保障。

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