船舶結(jié)構(gòu)與消防安全

船舶結(jié)構(gòu)防火主講：王炳輝寧波大學(xué)海運(yùn)學(xué)院一、概述船舶作為水上運(yùn)輸工具,承擔(dān)著大量的貨物運(yùn)輸,為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著極其重要的作用?，F(xiàn)代船舶隨著技術(shù)的發(fā)展,規(guī)模更大,功能更齊全,船舶的種類多種多樣,復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和眾多的設(shè)備也給船舶帶來了更多的火災(zāi)危險(xiǎn)。國(guó)際海上人命安全公約(SOLAS74)及其修正案設(shè)有專章(第II-2章)對(duì)船舶的結(jié)構(gòu)、消防設(shè)備及脫險(xiǎn)設(shè)施按客船、油船、一般貨船等船舶種類分門別類作出了規(guī)定。與陸地建筑物相同,船上的防火安全遵循三大基本原則?；鹁A(yù)防措施(預(yù)防)

?；鹁刂拼胧?火警探測(cè)及救火)

?；鹁Э貢r(shí)的脫險(xiǎn)措施(脫險(xiǎn))

。船舶在建造過程中,通過結(jié)構(gòu)和設(shè)備等防范措施,使船舶在航行或停泊時(shí)可以充分發(fā)揮自身的各種機(jī)能,達(dá)到安全防火目的。充分了解船舶的特殊性及船上的消防設(shè)備,對(duì)制定船舶防火安全措施十分重要,而且當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)也有助于滅火、脫險(xiǎn)工作。

普通貨船結(jié)構(gòu)有一個(gè)共同點(diǎn),就是所用材料都是熱傳導(dǎo)系數(shù)較高的鋼材。這意味著一旦發(fā)生火災(zāi),火勢(shì)很容易從一個(gè)艙室蔓延到另一個(gè)艙室,并且火災(zāi)區(qū)周邊的通道溫度會(huì)驟升,加劇滅火、脫險(xiǎn)工作的難度。船舶結(jié)構(gòu)形式不僅立體、多層,而且還屬于封閉型,通道狹窄且復(fù)雜。要靠近火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)滅火或從外部滅火,行動(dòng)會(huì)受到很大限制。救助工作的困難程度不言而喻,同時(shí)也給滅火、救助工作帶來極大的危險(xiǎn)。普通商船是從事人和物的海上運(yùn)輸工作,一般設(shè)有三種處所,動(dòng)力供給、主機(jī)機(jī)艙(機(jī)器處所),居住生活區(qū)(起居處所)和裝載貨物區(qū)(裝貨處所)。以上三種處所由于結(jié)構(gòu)不同、火災(zāi)性質(zhì)不同,因此要采取不同的防范措施。二、結(jié)構(gòu)特征

船舶各處所內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)直接影響到火警探測(cè)、煙氣流動(dòng)、滅火、救助及脫險(xiǎn)等各個(gè)方面。機(jī)器處所的特征

雖然機(jī)器處所由多層甲板構(gòu)成,但并不是用甲板按水平方向分隔成小空間,中央部位從艙底一直通到頂(船樓及甲板室)。在這個(gè)沒有隔斷的空間安裝著主機(jī)、發(fā)電機(jī)、鍋爐、配電屏、油柜、油泵等諸多極易成為起火源及容易產(chǎn)生易燃?xì)怏w的機(jī)器設(shè)備。為了幫助內(nèi)燃機(jī)燃燒,通常機(jī)艙內(nèi)配有大功率鼓風(fēng)機(jī)通風(fēng)換氣。因此,此處是船舶上最易發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域。起居處所的特征起居處所由三方面組成。起居場(chǎng)所,指旅客及船員的起居室、餐廳等公共場(chǎng)所。服務(wù)場(chǎng)所,指?jìng)}庫(kù)、廚房等服務(wù)場(chǎng)所?？刂茍?chǎng)所,指駕駛室、火警控制室等裝有駕駛設(shè)備和遇險(xiǎn)情時(shí)可以自始至終控制船舶的必要設(shè)備場(chǎng)所。各區(qū)域由甲板沿水平方向分隔為多層結(jié)構(gòu),各層甲板之間由梯道間垂直連通。每個(gè)甲板區(qū)(水平區(qū)間)又按其使用目的用艙壁、隔斷分隔成多個(gè)房間,由通道按水平方向連接每一個(gè)房間。發(fā)生火警時(shí),梯道、通道是救火、救助、脫險(xiǎn)的通路,但同時(shí)也會(huì)促使煙氣流動(dòng)與擴(kuò)散。裝貨處所的特征

裝貨處所是為存放貨物(固態(tài)及液態(tài))而設(shè)立的區(qū)域,內(nèi)部可裝載大量貨物,結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)因船而異,冷藏貨物運(yùn)輸船由甲板分隔成多個(gè)空間,而油船、散裝貨船的貨艙從船底一直通到上甲板。汽車運(yùn)輸船、滾裝船沒有垂直艙壁分隔,所以它的裝貨處所是沿船長(zhǎng)方向長(zhǎng)長(zhǎng)的水平區(qū)間。該區(qū)域除裝卸貨、修理以外幾乎無人進(jìn)入。

三、船舶耐火分隔的定義標(biāo)準(zhǔn)燃燒曲線：

1.不燃材料，指加熱至約750℃時(shí)，既不燃燒，也不放出足量能自燃的易燃蒸汽的材料。這是按照《耐火試驗(yàn)程序規(guī)則》確定的。任何其他材料均為可燃材料。

2.標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)，指將需要試驗(yàn)的艙壁或甲板的試樣置于試驗(yàn)爐內(nèi)，加溫到大致相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間－溫度曲線的一種試驗(yàn)。試驗(yàn)應(yīng)按照《耐火試驗(yàn)程序規(guī)則》規(guī)定的方法進(jìn)行。標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間－溫度曲線指下式定義的時(shí)間－溫度曲線：

T=345lg（8t+l）+20式中T——平均爐溫，℃；

t——時(shí)間，min。

3.A級(jí)分隔，指由符合下列要求的艙壁、甲板、天花板或襯板所組成的分隔：（1）它們應(yīng)以鋼或其他等效的材料制造；（2）它們應(yīng)有適當(dāng)?shù)姆罁霞訌?qiáng)；（3）它們應(yīng)用經(jīng)認(rèn)可的不燃材料隔熱，使在下列時(shí)間內(nèi)，其背火一面的平均溫度，較原始溫度增高不超過140℃，且在包括任何接頭在內(nèi)的任何一點(diǎn)的溫度，較原始溫度增高不超過180℃：

A–60級(jí)別60minA–30級(jí)別30minA–15級(jí)別15minA–0級(jí)別0min（4）它們的構(gòu)造應(yīng)在1h的標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)至結(jié)束時(shí)能防止煙及火焰通過。A-60“防火窗”的火災(zāi)示意圖：

4.B級(jí)分隔，指由符合下列要求的艙壁、甲板、天花板或襯板所組成的分隔：（1）它們應(yīng)以認(rèn)可的不燃材料制成，制造和裝配中B級(jí)分隔所用的一切材料均為不燃材料，但是并不排除可燃裝飾鑲片的使用，只要這些材料符合有關(guān)要求。（2）它們應(yīng)具有這樣的隔熱值，使在下列時(shí)間內(nèi)，其背火一面平均溫度，較原始溫度增高不超過140℃，且在包括接頭在內(nèi)的任何一點(diǎn)溫度，較原始溫度增高不超過225℃：

B–15級(jí)別15minB–0級(jí)別0min

（3）它們的構(gòu)造應(yīng)在最初半小時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，能防止火焰通過。

5.C級(jí)分隔，指應(yīng)以認(rèn)可的不燃材料制成，它們不必滿足有關(guān)煙和火焰通過，以及限制升溫的要求，允許使用可燃裝飾鑲片，只要這些材料符合有關(guān)的要求。

6.連續(xù)B級(jí)天花板或襯板，指只終止于A級(jí)或B級(jí)分隔處的B級(jí)天花板或襯板。

7.鋼或其他等效材料，指遇有“鋼或其他等效材料”字樣的材料?！暗刃Р牧稀敝溉魏尾蝗疾牧媳旧砘蛴捎谠O(shè)置隔熱保護(hù)，經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)規(guī)范的相應(yīng)爆火時(shí)間后，在結(jié)構(gòu)性和完整性上與鋼具有等效性能的材料，例如設(shè)有適當(dāng)隔熱材料的鋁合金。

8.低播焰性，指所述表面能有效地限制火焰的蔓延，這是按照《耐火試驗(yàn)程序規(guī)則》規(guī)定確定。

9.不可燃的材料主要有：玻璃，混凝土，陶瓷制品，天然石塊，石制物品，普通金屬，合金物品。10.對(duì)石棉的使用的要求SOLAS公約II-1章3-5條規(guī)定：對(duì)于所有船舶，新加材料（結(jié)構(gòu)，機(jī)器，電氣和設(shè)備）中嚴(yán)禁包含石棉。以下幾項(xiàng)例外：葉輪式壓縮機(jī)和葉輪式軸孔泵的葉片；有火災(zāi)，腐蝕，毒性等危害，溫度大于350度或壓力大于70bar的水密接頭和襯套。溫度大于1000度的柔性保溫絕緣裝置。四、貨船的結(jié)構(gòu)防火

1.防火區(qū)域的劃分和分隔對(duì)于500噸以上的國(guó)際貨船，其起居處所和服務(wù)處所應(yīng)采?、馛、ⅡC、ⅢC法中的任何一種方法予以保護(hù)。三種方法的主要要求見表1-1。

類別項(xiàng)目ⅠCⅡCⅢC耐火分隔在起居和服務(wù)處所內(nèi)以不燃的B級(jí)或C級(jí)分隔作為內(nèi)部的分隔艙壁；未要求為A級(jí)或B級(jí)的艙壁，至少應(yīng)為C級(jí)除個(gè)別情況規(guī)定為C級(jí)艙壁外，其余不予限制除個(gè)別情況為C級(jí)艙壁外，其余不予限制，但是在任何情況下，用A級(jí)或B級(jí)分隔的任何起居處所群的面積不得大于50㎡，對(duì)公共處所面積可放寬至75㎡不燃材料在起居、服務(wù)處所和控制站內(nèi)所有的襯板、風(fēng)擋、天花板、襯擋，均應(yīng)為不燃材料供起居處所、服務(wù)處所和控制處所的走廊和梯道環(huán)圍中天花板、襯板、風(fēng)擋、襯擋，均應(yīng)為不燃材料供起居處所、服務(wù)處所和控制站使用的走廊和梯道環(huán)圍中的天花板、襯板、風(fēng)擋、襯擋均應(yīng)為不燃材料自動(dòng)噴水器、探火和失火報(bào)警系統(tǒng)一般不設(shè)除空艙和衛(wèi)生處所等實(shí)際無火災(zāi)危險(xiǎn)者外，在起居處所和服務(wù)處所均需設(shè)置一般不設(shè)認(rèn)可型的固定式探火和失火報(bào)警系統(tǒng)在起居處所的所有的走廊、梯道和脫險(xiǎn)通道設(shè)置，且必須為感煙式和手動(dòng)報(bào)警按鈕在起居處所的所有的走廊、梯道和脫險(xiǎn)通道設(shè)置，且應(yīng)為感煙式和手動(dòng)報(bào)警按鈕在可能發(fā)生火警的所有起居及服務(wù)處所設(shè)置表1-1ⅠC、ⅡC、ⅢC法的主要要求對(duì)于4000噸及以上的國(guó)內(nèi)貨船，要求其起居處所和服務(wù)處所采用以下兩種之一予以保護(hù)：⑴任一起居、服務(wù)處所內(nèi)用A級(jí)或B級(jí)分隔的處所總面積不得超過50㎡，對(duì)于公共處所該面積不得超過75㎡；⑵對(duì)起居處所和服務(wù)處所的內(nèi)部分隔不予限制，但應(yīng)裝設(shè)固定探火和失火報(bào)警系統(tǒng)（留空處所、衛(wèi)生處所除外）。對(duì)于4000噸以下的國(guó)內(nèi)貨船，沒有類似ⅠC、ⅡC、ⅢC法的要求。除上述要求外，船上各處所之間的分隔尚需按相應(yīng)的“分隔相鄰處所艙壁/甲板的耐火完整性表”確定耐火等級(jí)。對(duì)于500噸以下的國(guó)際貨船及1000噸以下的國(guó)內(nèi)貨船，只要求走廊艙壁為鋼質(zhì)或不燃材料，其上的門應(yīng)是不燃的；A類機(jī)器處所和廚房的限界面應(yīng)為鋼質(zhì)，其上的門應(yīng)用鋼質(zhì)或不燃材料制成，對(duì)于其他限界面沒有提出要求。

2.保持耐分隔的完整性在耐火分隔上開孔安裝門、窗、各種管路、電纜和其他結(jié)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)采取措施保持耐火分隔的完整性。

B級(jí)艙壁一般要求從甲板延伸至甲板，并延伸至船體外板或其他限界面。但如果在B級(jí)艙壁的兩側(cè)設(shè)有連續(xù)B級(jí)天花板或襯板，則此艙壁可終止于連續(xù)天花板或襯板。

3.限制可燃材料的使用國(guó)際貨船按其采用的保護(hù)方法，國(guó)內(nèi)貨船按其噸位決定可燃材料的限制使用，詳見表1-2、1-3。貨船要求國(guó)際貨船ⅠC法在起居處所、服務(wù)處所和控制站內(nèi)所有的天花板、襯板、襯擋、風(fēng)擋均為不燃材料ⅡC法供在起居處所、服務(wù)處所和控制站使用的走廊、梯道環(huán)圍內(nèi)的襯擋、天花板、襯板、風(fēng)擋均應(yīng)為不燃材料ⅢC法同ⅡC法國(guó)內(nèi)貨船4000噸及以上供在起居處所、服務(wù)處所和控制站使用的走廊、梯道環(huán)圍內(nèi)的襯擋、天花板、襯板、風(fēng)擋均應(yīng)為不燃材料，但經(jīng)同意也可以使用具有低播焰性的其他材料4000噸以下對(duì)天花板、襯板、襯擋、風(fēng)擋不作要求表1-2不燃材料的使用除裝貨處所、服務(wù)處所的冷藏室外，隔熱物應(yīng)為不燃材料。用于冷卻設(shè)備的隔熱物連同防潮層和黏合劑，以及管系裝置的隔熱物不必為不燃材料，但其外露表面應(yīng)具有低播焰性。對(duì)1000噸以下的國(guó)內(nèi)客船使用的隔熱物不作要求。貨船要求國(guó)際貨船走廊及梯道環(huán)圍內(nèi)的所有外露表面、起居處所、服務(wù)處所、控制站內(nèi)隱藏或不能到達(dá)之外的表面，及其天花板外露表面具有低播焰性國(guó)內(nèi)貨船1000噸及以上盡量滿足上述要求1000噸以下不作要求表1-3表面具有低播焰特性材料的使用

4.梯道保護(hù)和圍壁通道⑴對(duì)于國(guó)際貨船和4000噸及以上的國(guó)內(nèi)貨船，僅穿過一層甲板的梯道應(yīng)至少在梯子的上端或下端用B–0級(jí)分隔將該梯道與所在處所分割開來，并用自閉門保護(hù)；穿過多于一層甲板的梯道，應(yīng)至少用A–0級(jí)分隔環(huán)圍，并用自閉門保護(hù)；對(duì)于4000噸及以上的國(guó)內(nèi)貨船，若起居處所的居住人員等于或小于12人，則該環(huán)圍可降低為B–0級(jí)。⑵對(duì)于1000～4000噸的國(guó)內(nèi)貨船，穿過多于一層甲板的梯道，應(yīng)至少用B–0級(jí)分隔環(huán)圍，并用自閉門保護(hù)。⑶對(duì)于1000噸以下的國(guó)內(nèi)貨船，這些處所內(nèi)的航行梯道沒有環(huán)圍或分隔要求。

⑷對(duì)于連續(xù)兩層或數(shù)層甲板的直梯或踏步，一般不要求環(huán)圍，但如果它們作為某處所的脫險(xiǎn)通道，并被要求加以環(huán)圍形成圍壁通道，例如在最低開敞甲板以下的起居處所，非主脫險(xiǎn)通道可以是梯道，也可以是圍壁通道，此時(shí)圍壁通道應(yīng)按梯道處理，圍壁上的門也應(yīng)是自閉門。五、液貨船的結(jié)構(gòu)防火液貨船應(yīng)按其所運(yùn)載的原油和石油產(chǎn)品的種類確定結(jié)構(gòu)防火的要求。對(duì)于運(yùn)載閃點(diǎn)超過60℃的石油產(chǎn)品的液貨船，其結(jié)構(gòu)防火要符合貨船的要求。對(duì)于運(yùn)載閃點(diǎn)不超過60℃，且蒸汽壓低于大氣的原油和石油產(chǎn)品液貨船，則應(yīng)符合以下要求。⑴防火區(qū)域的劃分和耐火分隔對(duì)于500噸及以上國(guó)際油船，其起居處所和服務(wù)處所應(yīng)采用ⅠC法予以保護(hù)。對(duì)于2000噸及以上的國(guó)內(nèi)油船，其起居處所和服務(wù)處所內(nèi)的分隔應(yīng)至少是C級(jí)。對(duì)于500～2000噸的國(guó)內(nèi)油船，其起居處所內(nèi)用A級(jí)或B級(jí)分隔的處所面積不得超過50㎡。其他艙壁、甲板應(yīng)按照相應(yīng)的“分隔相鄰處所的艙壁、甲板的耐火完整性”確定耐火等級(jí)。環(huán)圍起居處所的上層建筑和甲板室，其面向貨物區(qū)域的限界面及距此限界面3m范圍內(nèi)的側(cè)面，應(yīng)隔熱到A–60級(jí)，對(duì)于2000噸以下的國(guó)內(nèi)油船，可降低到A–15級(jí)。

500噸以下的油船僅要求走廊艙壁和梯道環(huán)圍應(yīng)為鋼質(zhì)或不燃材料，其上的門亦為鋼質(zhì)或不燃材料制成；A類機(jī)器處所和廚房的限界面應(yīng)為鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)，其上的門亦為鋼質(zhì)或不燃材料制成。⑵限制可燃材料的使用和構(gòu)造細(xì)節(jié)對(duì)于國(guó)際油船的要求與國(guó)際貨船要求相同。國(guó)內(nèi)油船的要求見表1-4、表1-5。油船要求2000噸及以上起居處所、服務(wù)處所和控制站（包括走廊和梯道環(huán)圍）內(nèi)所有的天花板、襯板、襯擋均應(yīng)為不燃材料500～2000噸供在起居處所、服務(wù)處所和控制站使用的走廊、梯道環(huán)圍內(nèi)的天花板、襯板、風(fēng)擋、襯擋均應(yīng)為不燃材料，也可使用具有低播焰性的其他材料表1-4不燃材料的使用

油船要求2000噸及以上走廊及梯道環(huán)圍內(nèi)的所有外露表面、起居處所、服務(wù)處所和控制站內(nèi)艙壁、圍壁、天花板、襯板的外露表面，及其隱藏貨不能達(dá)到之外的表面應(yīng)具有低播焰性2000噸以下除表1-4中允許用具有低播焰特性的材料代替不燃材料外，對(duì)其他表面物要求除裝貨處所、服務(wù)處所的冷藏室外，隔熱物應(yīng)為不燃材料。用于冷卻設(shè)備的隔熱物連同防潮層和黏合劑，以及管系裝置的隔熱物不必為不燃材料，但其外露表面應(yīng)