问题

为什么多数货船的居住舱室设计在柴油机附近?

回答
很多经验丰富的船员,无论是新来的还是老海狗,都会注意到一个挺普遍的设计现象:货船上的居住舱室,尤其是一些船员的生活区域,往往会安插在靠近柴油机的位置。这可不是什么巧合,也不是纯粹的“就近原则”,而是基于一系列非常实在、甚至有些“粗暴”的工程和运营考量。要说清楚这事儿,得从几个维度掰扯开来。

首先,咱们得从“热”说起。 柴油机,尤其是在大型货船上那些庞然大物,运行时产生的热量简直是惊人的。想想看,几十吨甚至上百吨的金属,在高温高压下持续燃烧,那股热浪可不是开玩笑的。在过去,尤其是在建造成本和能源效率还没有那么被极致追求的时代,船厂的设计师们就把这种“副产品”——大量的废热,看作是一种可以被利用的资源。

把居住舱室安在柴油机附近,最直接的好处就是可以利用柴油机散发出来的热量来供暖。在寒冷的海域航行时,船上的温度控制是至关重要的。柴油机附近,特别是那些靠近机舱顶部或者排气管区域的舱室,会自然而然地接收到大量的热量。这就能大大减少船上其他供暖系统的负担,比如说电加热或者单独的锅炉系统。在长途航行中,这可是能省下一笔不小的能源开销,尤其是在过去,能源价格相对没有现在这么透明和敏感的时候,这种“免费”的热源就显得尤为诱人。

其次,是“稳定性”和“结构”的考量。 货船的船体结构是很复杂的,需要考虑到各种载荷和应力。柴油机,作为船上最重的设备之一,通常会安装在船体的中部靠后的位置,并且有非常坚固的基座。围绕着这个庞然大物,船体的结构设计会相对更厚重、更坚固。居住舱室设计在附近,也能更好地利用这种结构上的优势,减少额外的结构支撑需求,同时也能更好地平衡船体的重量分布。

而且,你想想,机舱区域相对来说是船体结构最“实在”的部分,很少会有大面积的开孔或者脆弱的结构。把生活区放在这个相对“硬核”的地带,从整体结构的稳固性上来说,也是一种比较稳妥的做法。

再者,就是“管线”和“系统”的集中部署。 船上的设备,特别是动力系统,牵扯到大量的管线、电缆、进排气系统等等。柴油机需要燃油、润滑油、冷却水,它产生的废气也需要排出。如果把居住舱室设计在远离柴油机的位置,那么这些管线就需要穿过很长的距离。这不仅增加了安装的复杂性和成本,也增加了发生泄漏或者故障的风险。

将居住舱室靠近柴油机,意味着这些必要的管线可以更短、更直接,也更容易进行维护和检修。一些常用的设备,比如水泵、过滤系统等,也可能为了方便操作和检修,而被布置在机舱附近,进而影响到居住舱室的选址。

当然,我们也不能忽略“噪音”和“振动”的问题。 这一点听起来似乎和“方便”有些矛盾,但实际上,在早期设计中,船员们往往也需要适应船上的环境。柴油机运行时产生的噪音和振动是巨大的,几乎是不可避免的。把居住舱室安排在附近,虽然会受到噪音和振动的影响,但在某种程度上,这种“持续的、可预测的”噪音反而可能比偶尔出现的、突发的、未知的噪音更容易让人适应。

而且,对于一些老旧的设计,或者经济型货船来说,隔音和减振的技术可能还没有达到现在的水平。在这种情况下,即使把居住舱室放在远离机舱的地方,也一样会受到影响。既然如此,不如就近安排,至少能省下一些管线和结构的成本。

最后,还有一些“实用主义”的考量。 比如,在柴油机附近,通常有更多的通道和平台,方便船员在必要时快速到达机舱进行操作或者故障处理。虽然不是直接住在那里,但这种“便于通行”的设计,在很多情况下也是一个考虑因素。

不过,随着技术的发展和对船员工作生活环境的重视,现在的货船在设计上,尤其是新造船,已经越来越注重将居住舱室与机舱进行物理上的隔离,通过更好的隔音材料、隔振技术来减少噪音和振动对船员的影响。毕竟,船员是船上最重要的“资产”,他们的舒适度和健康状况,直接关系到航行的安全和效率。

所以,虽然在过去,将居住舱室安插在柴油机附近,是一种出于经济、结构、系统便利性等多种因素综合考量的“普遍做法”,但我们也不能忽视它带来的负面影响,比如噪音、振动和潜在的安全隐患。正是因为这些不足,才促使了设计理念的不断进步和技术手段的更新换代。

网友意见

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先默认题干中的“舱室”,是指以船员生活处所为主并包括烟囱、驾驶室的上层建筑,也就是俗称的“生活楼”。

现有答案都是从使用角度解释的。再从船型设计阶段的总布置角度说说我自己的理解吧。

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先说机舱布置。

对于各种常见大型货船(油船、散货船、集装箱船)而言,主流机舱布置是“尾机型”。

如果把机舱向船艏方向移动,采用“中尾机型”甚至“中机型”呢?

不是不可以,但随之而来的问题有:

1, 机舱占用了船舯部型线规则处的空间、反而把艉部型线不规则处的空间甩给了货舱。假设“中机型”机舱和“尾机型”机舱长度相同,显然“中机型”机舱比“尾机型”机舱占用舱内容积更大。在船舶排水体积不变的前提下,机舱容积越大,意味着货舱容积越小。

2, 目前主流仍然是柴油机通过轴系驱动螺旋桨的推进方式。如果机舱不在艉部,则需设置轴隧,而轴隧需占用独立空间,进一步压缩这条船的货舱容积。

3, 增加少则几十米、多则上百米的轴系。增加成本的同时,还会降低轴系效率。

货船的重要指标是经济性。或者说得更通俗点,货船追求的是多拉货、多赚钱。

但不巧,上述三条,通常都会降低货船的经济性。

所以对于各种常见的大型货船,“尾机型”才是主流布置。

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回到问题本身,如果把生活楼和机舱分开布置行不行?

画个最简单的布置图,大型货船最常见的分舱模式如下:

主甲板以下,从艉到艏,依次是“艉尖舱”、“机舱”、“货舱(实际上不是1个而是N个,图中从略)”、“艏尖舱”。

那么本题可等价为:如果生活楼如果不布置在机舱上方,还能布置在哪?

如果把生活楼布置在“艏尖舱”上方?

也就是位于或部分位于“防撞舱壁”之前,规范不允许。

如果把生活楼布置在“艉尖舱”上方?

也就是位于“艉尖舱舱壁”之后,由于机舱上方空间已足够,改动没有意义。

如果把生活楼布置在“货舱”上方?

对于油船,这里属于危险区,不允许。对于散货船或集装箱船,如果把生活楼直接压在舱口盖上,影响装卸货,当然也不行。

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除非如下图所示,在船舯增加一个机器处所(柴油机和烟囱仍位于艉部机舱,且受制于柴油机长度,艉部机舱并不会缩短多少),把生活楼也相应拆成前后两个。

这样从道理上是可行的,但船舯会损失一部分货舱容积。

对于油船或散货船,仍然从经济性角度考虑,不划算。

除非是对于集装箱船,由于在主甲板以上也装货,这种双生活楼的布置,才是有利可图的。

究其原因,和题干所说让生活楼远离振动噪声源的关系还不大,而更多是出于改善驾驶盲区的考虑

画个图一对比就明白了(从驾驶室到船艏的黄色虚线即为盲区限界线。背景图偷懒沿用上图,明眼人都能看出来,这不是集装箱船的中纵剖面):

下图比上图,减少了黄色这么多箱,但增加了绿色这么多箱,总的看来还是有利可图的。

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至于渔船、拖船、工程船、消防船、海警船等,通常把上层建筑布置在船艏。

一者,这类船主要考虑功能性,不存在如前文所述的货舱布置问题。

二者,这类船通常操纵性要求高,驾驶室越靠前,视野越好。

三者,这类船尺度较小、且通常采用电推,即便机舱距离船艉远一点,也无所谓。

四者,这类船通常需要在艉部布置有比较大的开敞甲板,以实现其具体功能。

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