船舶結(jié)構(gòu)與消防安全

1、船舶結(jié)構(gòu)防火,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(lái)了更多的火災(zāi)危險(xiǎn)。國(guó)際海上人命安全 公約( SOLAS 74)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。 火警預(yù)防措施 ( 預(yù)防 ) 。 火警控制措施 ( 火警探測(cè)及救火 ) 。 火警失控時(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

2、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(lái)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

3、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

4、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。 控制場(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

5、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(wú)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）+

6、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 60 min A 30 級(jí)別 30 min A 15 級(jí)別 15 min A 0 級(jí)別 0 min （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：

7、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 15 min B 0 級(jí)別 0 min （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

8、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。 “等效材料”指任何不燃材料本身或由于設(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

9、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)采取C、 C、 C 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。,表 1-1 C、 C、 C 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)： 任一起居、服務(wù)處所內(nèi)用A級(jí)或B級(jí)分隔

10、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 ； 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C、 C、 C 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、

11、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。,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。,表 1 -3 表面具

12、有低播焰特性材料的使用,4. 梯道保護(hù)和圍壁通道 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(lái)，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)。 對(duì)于10004000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)。 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。, 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，

13、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。 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C 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

14、應(yīng)至少是C級(jí)。對(duì)于5002000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。, 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

15、的 要求見表 1 - 4、表 1 - 5。,表 1 -4 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。,表 1 -5 表面具有低播焰特性材料的使用,（3）典型油船的防火分隔等級(jí),艙壁毗鄰區(qū)域的完整防火劃分：,甲板毗鄰區(qū)域的完整防火劃分：,防火分隔圖：,六、脫險(xiǎn)通道 各處所均配置通道、梯道及防火門等脫險(xiǎn)設(shè)施。 1. 機(jī)器處所內(nèi)主要的脫險(xiǎn)設(shè)備是無(wú)防護(hù)、狹窄陡直的內(nèi)部梯道。每層甲板要求最少須設(shè)兩處梯道,但由于受其他機(jī)器安裝的限制,致使各層甲板間的梯道設(shè)置有所不同。最新建造的船舶除了內(nèi)部梯道外,還設(shè)計(jì)了可以從機(jī)艙直接通至露天甲板 的垂直圍壁梯道。機(jī)艙設(shè)在船中部的船舶,在機(jī)艙底部船尾側(cè) 通往軸隧室處安裝有水密艙壁門,危急時(shí)可從這里到達(dá)安全場(chǎng)所。,2. 起居處所的脫險(xiǎn)設(shè)施由梯道(垂直方向)和通道(水平方向) 構(gòu)成。舊的船舶上梯道很少用梯道間來(lái)防護(hù)。一般情況下,貨 船的起居處所或占據(jù)橋樓的一部分,或設(shè)在甲板室,它的脫險(xiǎn)設(shè) 施比較單一,而且很容易從各甲板直接到達(dá)露天甲板?？痛?起居處所擁有著除機(jī)艙外的大部分空間,它的脫險(xiǎn)設(shè)施是通