整体舱室单元在客滚船上的应用_董洪佳.pdf

第 31 卷 第 1 期2023 年 1 月Vol.31 No.1Jan.,2023船 舶 物 资 与 市 场 MARINE EQUIPMENT/MATERIALS&MARKETING0 引言客滚船舱室数量较多，通常设计有 200400 个房间，如果采用传统建造模式，所有房间的舾装工作都在船上进行，将耗费大量的人力物力，延长建造周期1。同时从项目管理的角度将面临各项目关系方之间大量的协调沟通工作，比如材料何时进厂、工序如何安排、如何确保安全、如何重量控制、质量控制等2。为适应市场对客滚船建造周期短的要求，采用整体舱室单元模式，这是一种设计模式同时也是一种生产组织模式，此模式在项目合同阶段需论证并确定，所有的设计策划、设计准备、生产策划和生产准备将围绕此模式展开，此模式使内装工作工序前移，与船舶主体建造同步进行，有效缩短了内舾装施工作业周期并避免了各工种交错作业的现象，具有标准统一、高集成、高质量、施工周期短、协调界面少等优点3。但是整体舱室单元在客滚船上的应用也面临诸多难点，本文结合“新永安”和“STENA”客滚船项目设计建造的实践，从整体舱室单元的技术管理、设计和推进出发，对整体舱室单元在客滚船上的运用进行分析。1 整体舱室单元的技术管理整体舱室单元的应用在项目前期需进行充分论证和风险评估，船厂、船东、艺术设计方、设计院、内装大包商需围绕此模式进行充分沟通并在第一时间搭建技术整体舱室单元在客滚船上的应用董洪佳1，徐 谦2，欧书博1，李金宝1，孙彦刚1，于珍珍1（1.招商局金陵船舶（威海）有限公司，山东 威海 264200；2.招商局邮轮研究院（上海）有限公司，上海 200137）摘 要：客滚船根据乘客数量和乘客需求配备不同舒适度的房间，舱室房间数量多、种类多、舾装量大，通过采用整体舱室单元方案可以大幅度缩短生产建造周期。本文从整体舱室单元的技术管理、设计和推进 3 个方面出发，对整体舱室单元在客滚船上的运用进行分析。在中韩航线的“新永安”客滚船项目上，整体舱室单元预制率为80%，经过设计和工艺优化，在北欧航线的“STENA”客滚船项目上整体舱室单元预制率达到了 95%。关键词：客滚船；整体舱室单元；推进路线；样板间；重量控制中图分类号：U674.23 文献标识码：A DOI:10.19727/ki.cbwzysc.2023.01.012引用格式董洪佳,徐谦,欧书博,等.整体舱室单元在客滚船上的应用 J.船舶物资与市场,2023,31(1):35-37.收稿日期：2022-09-04基金资助：山东省重点研发计划资助项目（2021CXGC010702）作者简介：董洪佳（1976-），男，工程师，研究方向为客船设计和技术管理。管理模型，如图 1 所示。技术管理模型分为技术准备、生产准备和风险管控，其中技术准备和风险管控尤为重要。相对于非整体舱室单元的传统船舶设计建造模式，采用整体舱室单元的技术管理可以大幅度减少工人的工作时间，改善施工环境，提高工作效率，降低成本。以 25台套舱室的制作和安装为例，10 天施工周期内进行人力成本和管理成本对比，在整体舱室单元模式下所需人力为 15 人，而在非整体舱室单元模式所需人力为 30 人。通过以上数据对比，相同时间相同台套情况下，非整体舱室单元的人力成本是整体舱室单元的 2 倍。整体舱室单元技术准备生产准备生产设计艺术设计艺术效果舾装率推进路线材料选择基本设计整体布局重量控制噪音控制生产/仓储能力转运/吊装能力建造顺序技术风险管控图 1 整体舱室单元的技术管理模型船舶物资与市场第 31 卷 第 1 期 36 2 整体舱室单元设计2.1 船体结构设计船体结构形式和结构层高需满足舱室单元设计模式的需求。舱室区域结构层高通常为 28003000 mm，需要综合考虑结构强度、重量控制、单元推进高度和空调通风系统、管系等所需空间的要求4。船体结构 T 型结构的腹板设计最佳高度为 450 mm，T 型结构面板的厚度为 10 mm，总高度为 460 mm。T 型结构上均布开孔，开孔尺寸为420 mm220 mm（椭圆孔），为空调风管、管路、电器主干布置留出空间。结构 T 型结构的高度是决定整体舱室单元方案实施的决定性因素。中韩航线“新永安”项目母型船上，舱室区域的T型结构设计高度为320 mm，其腹板上的开孔受到很多限制，不利于空调风管的布置。在项目初期通过论证后不能满足整体舱室单元的要求，通过CCS船级社专家评审会讨论后，最终改变了原方案，把 T 型结构设计高度改为 450 mm。甲板支柱的设计需考虑最大化的利用空间和尽量减少对整体舱室模块单元推进路线的影响，通常采用圆柱形支柱，较少采用片体支柱，支柱的布置需与房间单元布置相对应，通常布置在 2 个房间共用的维修区域（卫生单元背后的三角区）。房间区域甲板的结构形式和甲板支柱的布置是舱室模块单元设计模式的基础，起到了决定性作用。2.2 高舾装率设计整体舱室单元进行高舾装率设计，除地面材料外所有房间部件都在车间内安装到位，部件包含房间回风风道、接线箱、HVAC布风器、水雾喷头、管路、壁装式桌子、沙发、壁装式床、开关插座、卫生单元、门等。而高舾装率也增加了设计难度，因为加强梁等结构的影响，单元推进后，工人将无法进入房间单元上方的空间，没有施工空间，所以在设计阶段需要完成与背景工程所有界面接口协调，在房间技术区域（卫生单元背后的三角区）留有相应的管系和电气接口。整体舱室单元制作完成后在上船前，需完成船上背景工程的管系密性和电气完整性的核查工作，在单元精确定位后，第一时间完成与背景工程所有界面接口的连接工作。整体舱室单元和背景工程的连接界面需要充分考虑安装的困难，尽量布置在整体舱室单元完成安装后依旧是工人易于到达的位置，且需要在生产设计阶段精确定位。2.3 轻量化设计重量和成本是客滚船内装设计的核心指标，需要尽量让二者达到最佳平衡点，重量控制是过程控制，从设计初期开始监控并建立重量控制目标曲线，时刻关注重量对船舶初稳性高度的影响，一旦发现风险需立即进行调整。为进行有效的重量控制，在设计初始阶段需对重要重量进行预估，并根据不同的材料和设备采用不同的风险管控系数。内装的重量控制按照不同的区域可以分为舱室区域、公共区域和梯道，根据“新永安”和“STENA”这 2 个项目的经验，3个部分的实测值分别为1.350.15 t/单元房间、1.020.01 t/m2、0.680.05 t/m2，如果预估值超出以上数据，需根据内装材料的单位重量值进行逐项计算。内装重量的基本计算公式为：材料单位重量 面积 风险系数（经验取值为：2%）。在设计过程中统计汇总所有部件的重量并对样品进行称重，最后对比重量预算,如超出重量预算将采取减重措施，例如采用轻质材料，轻质材料包含但并不限于如下内容：铝制壁板、轻量化绝缘材料、铝制壁板龙骨、铝蜂窝板家具、轻质敷料、轻质管材和托架等。2.4 整体舱室单元的材料整体舱室单元为批量化生产，所用材料必需满足 2010 年国际耐火试验程序应用规则（FTP 规则）的要求和船级社对材料证书的要求，需在第一时间完成所有材料持证清单列表并获得船级社的书面认可。根据 SOLAS Ch.2-II Reg.5.3、6.2 和 MSC/Circ.1120等章节对不燃材料的使用、可燃材料的使用和潜在的烟气产生及毒性要求，对舱室单元材料进行选取并提交计算报告，提交船级社认可。2.5 噪音控制根据 SOLAS II-1/3-12 的噪声防护要求和船舶选用的舒适度符号，在设计阶段前期需进行振动噪声计算，根据计算结果选取整体舱室单元天花板和壁板板材的隔音值，并在样板间阶段完成以上材料静态噪声的测试。如单元上方为公共区域需根据振动噪声计算结果进行隔音处理，对临界区域需对单元上方的甲板进行隔音隔振处理，所采取的措施通常为甲板上表面铺设隔音辅料和在甲板下表面增加隔音棉厚度和在甲板和单元之间增设高隔音毯，靠近船舶尾部区域和机舱棚区域的房间需要增加空气隔音层，如在尾部壁板布置有门和窗，需采购高隔音的门和窗。与单元连接的所有部件都需采用软连接的连接形式。当舒适度符号为最高级时，需高度重视，需在项目前期完成振动噪声前期计算，高风险区域需采用浮动地板技术方案进行减振降噪，为适应此种方案，单元推进路线和安装方式将做出全新调整。2.6 样板间设计样板间是模块单元的设计标准和施工标准，在整个内装板块中起到了非常重要的作用，是整个内装设计的第 1 期 37 董洪佳，等：整体舱室单元在客滚船上的应用起始点。在设计阶段，首先和船东、艺术设计大师完成材料、样式、色卡、标识、节点、品质、品牌、数量、功能、定位、安装方式、安装阶段等的确定。在此阶段需明确各相关方的输入界面，相关方包括船东、艺术大师、船厂、内装大包商。明确样板所要展示的工作内容和材料设备，明确样板间建造计划和最终认可时间，明确样品的认可方式和认可阶段。样板间设计基础为艺术大师图纸，在设计前期必需统一各方所用色卡标准的版本号。3 整体舱室单元的推进3.1 推进路线和推进顺序整体舱室单元的推进路线需进行精心策划5，路线不同，单元的进舱顺序不同，通常舱室单元进舱有 2 条路线：从尾部进舱和从侧面进舱，无论采用哪种进舱模式，都需对路线上的外板或舱壁进行预开孔，需对结构支柱的安装阶段进行明确，消除路线中凸出甲板面和低于推进高度的舾装件对单元推进过程中的影响，必要时需改变影响单元推进舾装件的安装阶段和安装顺序6。同时对单元从车间到舾装码头、从舾装码头到船上房间区域、从船上房间区域到单元最终位置的运输托盘和吊装托盘进行策划和准备。单元的吊装上船主要有 2种方法：1）用吊车吊装单元托盘至中转平台，这种方法每天可吊装完成 2530 个单元，此方法可适用以上 2 种进舱方案，但缺点是占用 1 台吊车；2）采用升降平台的上船方式，升降托盘至中转平台，此方法适用与侧面进舱方案，效率高，初始投入较大。为提高吊装效率和单元精确定位效率，整体舱室模块吊装上船前，需制作 1 1 的单元外形尺寸的假体并完成路线的校对工作，消除所有问题。3.2 舱室模块单元数量和尺寸根据推进路线和推进顺序，确定单元的最终数量。整体舱室模块单元的数量设计需涵盖 90%95%的舱室数量，这样可以使投入最经济，利益最大化，为防止单元在运输吊装过程中的结构变形，通常单元的尺寸控制在 4500 mm3000 mm 左右，此尺寸基本可涵盖客滚船舱室单元尺寸。同时也要考虑推进路线上的壁板临时开孔，当单元推进到位后，此临时开孔将封闭，通常靠近此开孔的舱室不做整体单元。如 12 个满足条件的房间要穿过多个壁板，这种房间也不做整体单元，单元数量确定后，需提交布置图至详细设计和工艺部门，由其展开与之对应的设计。3.3 单元推进空间整体舱室单元推进高度需通过精确计算，考虑各种可能，以房间净高 2100 mm 的整体舱室单元为例，所需的推进高度是 2240 mm，推进高度示意图如图 2 所示，主要包含以下部分：1）房间净高为 2100 mm；2）天花板厚度为 30 mm；3）天花吊梁厚度为 50 mm（25 mm+25 mm）；4）甲板变形按照项目经验值为 20 mm；5）单元运输车所需高度空间为 8 mm；6）在理论高度的基础上增加 3050 mm。为了满足 8 mm 的运输高度，推进路线上的所有通舱件不能凸出甲板面 5 mm，需要特别注意的是通舱件必需满足 SOLAS II-2-9.3 的要求。推进高度2240 mm推进高度2240 mm(10 甲板)(11 甲板)(12 甲板)4504506060210021002240224028003000303088图 2 推进高度示意图4 结语客滚船整体舱室单元设计建造模式是一种模块化、标准化的模式，这种设计模式的采用可以减少 56 个月的船舶建造周期，同时也提高内装的施工质量和背景工程舾装的完整性，非常值得应用和推广。在“新永安”客滚船项目上，在整体舱室单元预制率为 80%，经过设计和工艺优化，在“STENA”客滚船项目上预制率达到了 95%，进一步提高了生产效率。参