小型船舶的內(nèi)裝優(yōu)化設(shè)計(jì)

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(中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心，武漢 430064)

內(nèi)裝設(shè)計(jì)是船舶工程設(shè)計(jì)中的重要組成部分，也是船東對(duì)船舶設(shè)計(jì)質(zhì)量最為關(guān)注的方面之一，因?yàn)閮?nèi)裝設(shè)計(jì)的好壞直接決定了船舶的內(nèi)部美觀性和居住舒適性[1-4]。

內(nèi)裝設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括選擇確定合適內(nèi)裝板裝飾艙壁和天花頂板，使用PVC等有色面材設(shè)計(jì)艙室主體色彩，確定內(nèi)裝厚度和繪制內(nèi)裝施工理論參考線，確定貼腳板、頂槽、底槽等安裝配件的施工要求，以及決定在艙室何處使用浮雕或彩繪的藝術(shù)造型等。

內(nèi)裝設(shè)計(jì)對(duì)空間的利用要求較高，尤其是對(duì)小型船舶而言，必須十分注意布置細(xì)節(jié)，如墻角貼腳板可單獨(dú)設(shè)置，也可由地板敷料向上延伸一定高度形成，可不采用專用貼腳板；而內(nèi)裝厚度通常要考慮結(jié)構(gòu)壁板上加強(qiáng)筋高度、面板厚度、阻尼絕緣厚度以及一定的施工余量。因而，內(nèi)裝設(shè)計(jì)需要結(jié)合船舶結(jié)構(gòu)、艙室布置、防火絕緣、減振降噪、地板敷料和艙室家具布置等進(jìn)行綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)，做到因地制宜，全盤考慮。

1 基本原則

根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，在內(nèi)裝設(shè)計(jì)中，貫徹“簡(jiǎn)潔、明快、舒適、適用”的原則，充分考慮船東的要求，符合相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并盡可能做到美觀實(shí)用，盡可能為船員提供舒適愉快的環(huán)境、合適的居住場(chǎng)所和適當(dāng)?shù)纳钤O(shè)施。

2 內(nèi)裝優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

以某小型船舶為例。該船是一艘小型救助船，具有通長(zhǎng)甲板、全折角線型，4機(jī)、4槳、4舵；總長(zhǎng)60 m，型寬8 m，型深4.3 m，滿載排水量為395 t，航速30 kn；其上層建筑內(nèi)設(shè)醫(yī)療艙，對(duì)減振降噪有較高要求。該船設(shè)計(jì)所依據(jù)的規(guī)范有《國(guó)內(nèi)航行海船建造規(guī)范》(2006)和《船舶與海上設(shè)施法定檢驗(yàn)規(guī)則》(2004)。

2.1 內(nèi)裝材料選型

由于小型船舶通常有重量重心的限制要求，因而內(nèi)裝選型對(duì)于小型船舶有著重要意義。內(nèi)裝優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)重視控制和減輕內(nèi)裝總重，盡量選用較輕質(zhì)材料，如金屬蜂窩板等，可大大減輕重量，只是價(jià)格較貴；也可用鋁板、不銹鋼板、玻璃鋼等對(duì)特定處所圍壁進(jìn)行裝飾；用微孔形吊頂、鋁扣板、金屬蜂窩板等對(duì)船頂板進(jìn)行裝飾。

分析對(duì)比目前造船界可采用的主要內(nèi)裝材料，選材見表1。

由表1可見，防火型內(nèi)裝板與相對(duì)密度較輕的紙蜂窩內(nèi)裝板和鋁蜂窩內(nèi)裝板相比價(jià)格較低；與價(jià)格稍高，比重稍高的巖棉復(fù)合板相比，因其面板下可襯有3 mm硬質(zhì)防火板，具有表面剛度較好的特點(diǎn)；與TC防火板相比雖價(jià)格低廉，但TC板無獨(dú)立壁板，由于小型船舶為節(jié)約空間和重量，有時(shí)會(huì)采用獨(dú)立壁板代替有鋁隔壁的內(nèi)裝，故而TC板無法形成船舶內(nèi)裝總格局；木作膠合板內(nèi)裝同樣具有TC板的不足，加之易燃，現(xiàn)已不常采用。鋁蜂窩內(nèi)裝板可作襯板、獨(dú)立壁板及天花板等使用，而且在控制粘膠用量和提高鋁板強(qiáng)度等技術(shù)改進(jìn)下，鋁蜂窩內(nèi)裝板材強(qiáng)度較高且比重較輕，目前已在造船界獲得廣泛應(yīng)用。所述實(shí)船大部分艙室內(nèi)部裝修均采用輕質(zhì)鋁蜂窩板。

表1 內(nèi)裝材料選型對(duì)比表

2.2 艙室的布置設(shè)計(jì)

將功能艙室、居住艙室、主要工作艙布置在上甲板，遠(yuǎn)離噪音、振動(dòng)比較大的區(qū)域。

小型船舶各居住艙室的分布應(yīng)相對(duì)集中，并盡量靠近本船各功能系統(tǒng)，使船員到達(dá)各自站位有比較合理的流通路線。艙室設(shè)備與設(shè)備相互協(xié)調(diào)，合理布置以形成悅目的外觀和寬敞的感覺，同時(shí)艙室設(shè)備的布置考慮到方便船員或乘客通行。

2.3 艙室圍壁的內(nèi)裝設(shè)計(jì)

1)為減輕重量，保證凈空高度，某些船舶的主甲板以下艙室可不作硬質(zhì)內(nèi)裝，只在必要處作減振、防火及隔熱處理。如果重量及空間大小較富裕，可采用玻璃鋼板、木作膠合板、鋁質(zhì)蜂窩板、防火型內(nèi)裝板等材料進(jìn)行內(nèi)裝設(shè)計(jì)。

2)主甲板以上主要工作艙、生活艙、醫(yī)療艙等圍壁可采用鋁質(zhì)蜂窩板、木作膠合板等，天花板可采用鋁質(zhì)微孔板、鋁質(zhì)蜂窩板或鋁板等作為裝飾材料。

3)廚房可采用不銹鋼薄板或含防火型內(nèi)裝板等作為裝飾材料。

4)對(duì)于衛(wèi)生間、浴室、洗衣間等潮濕艙室可采用防潮玻璃鋼板、不銹鋼板等作為裝飾材料；對(duì)于復(fù)溫室、桑拿室等特殊潮濕艙室還可采用防潮實(shí)木板進(jìn)行裝修。

2.4 天花板設(shè)計(jì)

天花板可以采用不同的設(shè)計(jì)形式，以保證生活居住艙室有足夠的層高。下面以該救助船醫(yī)療艙的天花設(shè)計(jì)為例。由于其醫(yī)療艙管系復(fù)雜，空調(diào)多，新風(fēng)機(jī)多，因此對(duì)本艙層高影響較大，如果不采用特殊設(shè)計(jì)方法，層高將在1.80 m以下，不利于工作與通行。該船有兩種方案。

方案一，天花板采用的是階梯形式，即中間高兩側(cè)低。兩側(cè)的層高在1.82 m左右，中間與主走道的層高在1.95 m左右，空調(diào)的出風(fēng)口在臺(tái)階側(cè)面。

方案二，天花板采用的是平整形式，整個(gè)醫(yī)療艙的層高保持在1.85 m以上，空調(diào)出風(fēng)口向下，為了阻止冷風(fēng)直接吹向傷病人員，在空調(diào)出風(fēng)口下端設(shè)有擋風(fēng)板以改變風(fēng)的方向。

對(duì)兩種方案進(jìn)行比較，方案一形式更好，因?yàn)?①整體布局實(shí)用、主要空間層高較高；②有效避免了冷風(fēng)直接吹向傷病人員，且空調(diào)效果較好；③空間有層次感，視覺效果較好。

因此實(shí)船的醫(yī)療艙天花板采用了中間高兩邊低的臺(tái)階形式，保證了主要功能區(qū)及通道的層高在1.95 m以上，管路及空調(diào)在兩邊較低區(qū)域通過，空調(diào)出風(fēng)口位于臺(tái)階側(cè)面，避免冷風(fēng)直接吹向傷病人員。見圖1。

圖1 天花板設(shè)計(jì)示意

2.5 隔熱、防火絕緣布置

為了控制絕緣裝飾材料的總重，通常有些小型船舶的部分艙室如主甲板以下艙室等不設(shè)內(nèi)裝，只在重要艙室如主甲板以下住室及機(jī)艙等工作艙室作隔熱及防火處理，在艙壁和結(jié)構(gòu)構(gòu)架上敷貼絕緣材料，外貼絕緣布，同時(shí)起到防火隔熱和裝飾的作用。

各工作、生活及服務(wù)艙室敷設(shè)MBP型硬質(zhì)泡沫或KPB型礦物棉等隔熱材料。在機(jī)艙及通風(fēng)道的四壁相應(yīng)位置敷設(shè)陶瓷棉或硅酸鋁等防火材料。而隔熱、防火絕緣材料表面通常敷設(shè)鋁箔或敷設(shè)絕緣白布并涂以絕緣白漆，防止油、水、汽的侵蝕，以延長(zhǎng)絕緣材料的使用壽命，提高絕緣裝飾的美觀度。

2.6 減振降噪設(shè)計(jì)

1)隔音層設(shè)計(jì)。單獨(dú)設(shè)計(jì)布置隔音絕緣或阻尼敷料等材料是能起到隔音降噪作用的，但在艙室分隔時(shí)若能加以考慮，如選用夾層板或隔音板等作為艙室分隔壁，隔音效果會(huì)顯著加強(qiáng)。在機(jī)艙等噪音區(qū)與生活艙室相鄰隔壁處，若設(shè)置一定厚度的雙層中空夾壁，可極大降低機(jī)艙噪音對(duì)周圍艙室的影響。各重要艙室的頂板若采用輕質(zhì)鋁合金微孔天花板作為裝飾材料，該材料設(shè)計(jì)隔音效果為25 dB，重量為7 kg/m2，面材為0.8 mm鋁板貼PVC膜，芯材為紙蜂窩，可起到良好的吸音效果。在使用蜂窩板等做隔壁板時(shí)，通常上下邊框與船體之間皆留有縫隙，若用鋼板或鋁板等將壁板上下邊框與相應(yīng)位置處的船體筋板焊接封閉，也可提高隔音效果。

2)結(jié)構(gòu)阻尼隔振。在機(jī)艙、螺旋槳工作區(qū)及相關(guān)艙室敷設(shè)T54/T60等阻尼涂料，從聲源上有效控制振動(dòng)和噪聲。

T54/T60阻尼涂料已廣泛應(yīng)用于各類船舶，T54和T60型兩者在阻尼層上是相同的，均為無溶劑雙組份聚氨酯涂料，區(qū)別在于約束層。其中T54型約束層中含有鋼絲網(wǎng)，適合于地板等平整部位施工；T60型無鋼絲網(wǎng)，適合于復(fù)雜曲面施工。T54型阻尼性能略優(yōu)于T60型。該兩型阻尼涂料與多種面漆有很好的配套性，具有阻尼溫域?qū)?，損耗因子高，阻燃無毒，施工方便，可以厚涂，常溫固化和不污染環(huán)境等特點(diǎn)。適合各類薄壁結(jié)構(gòu)，可降噪5～7 dB(A)，減振25%～60%。

對(duì)于一些小型船舶，出于減重優(yōu)化目的，對(duì)于駕駛室、會(huì)議室等部分有減振降噪要求的重要艙室，可將阻尼設(shè)計(jì)與地板敷料設(shè)計(jì)結(jié)合起來進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，如用阻尼材料代替部分甲板敷料，其上鋪設(shè)橡膠地板。

2.7 地板敷料設(shè)計(jì)

船舶生活艙室及主通道通常采用防滑橡膠地板、PVC地板、實(shí)木地板等地板敷料。對(duì)于潮濕艙室可采用環(huán)氧地坪或水泥地磚，其中水泥地磚較重。露天甲板通道可敷設(shè)防滑防腐木地板，也可直接刷涂專用防滑甲板漆。

值得一提的是，目前已出現(xiàn) SPUA噴涂彈性體涂料的“萬能”涂裝技術(shù)。這是能夠用于船上的一種優(yōu)良的輕質(zhì)環(huán)保防腐防滑鋪地材料，能夠起到防水、防滑、防腐以及平整甲板面的作用。此外，這種材料有著其它地敷材料所不具備的眾多優(yōu)點(diǎn)，如固化快、100%固含量且無揮發(fā)性有機(jī)物、施工受環(huán)境條件(溫度濕度)影響不明顯、防腐防護(hù)功能強(qiáng)、對(duì)鋼鋁等各類底材均具有優(yōu)良的附著力及耐候性好使用持久等。但其價(jià)格較貴，為了控制整船造價(jià)，同時(shí)避免過多使用新技術(shù)(某些船會(huì)有此要求)，實(shí)船設(shè)計(jì)通常敷設(shè)橡膠地板。因甲板上有縱橫焊縫，且甲板存在一定高度梁拱，所以地板敷設(shè)之前通常需對(duì)甲板面進(jìn)行基礎(chǔ)處理，一般可以先敷設(shè)輕質(zhì)甲板敷料如CF-800等使甲板面平整，不僅有利于橡膠地板敷設(shè)，也可以提高人員踩踏地板時(shí)的舒適度。由于某些船舶重量控制極為嚴(yán)格，若采用輕質(zhì)甲板敷料+(2.0～2.5)mm厚橡膠地板的方案，地板敷料總重可能仍會(huì)超過預(yù)計(jì)重量，因此，可選擇只敷設(shè)3 mm厚的橡膠地板而不敷設(shè)輕質(zhì)甲板敷料的方案，保證在地板敷料總重量允許的情況下盡量提高地板的舒適度。

2.8 家具布置設(shè)計(jì)

廚房等膳食區(qū)域通常采用不銹鋼家具，衛(wèi)生間或浴室等潮濕艙室可用不銹鋼或陶瓷器具，而生活艙室則采用鋁板、輕質(zhì)蜂窩板或經(jīng)防腐防火處理的木作等材質(zhì)家具。鋁質(zhì)家具重量較輕、防火耐蝕、不易受潮，可定做拼裝，但其金屬板材與艙壁配合較差；木質(zhì)家具雖容易受潮、易腐蝕，且重量較重，但是在空間較緊張的艙室，木作可現(xiàn)場(chǎng)加工制作，使家具與艙壁配合較好，木板接縫吻合度高，從而提高空間利用率。

2.9 內(nèi)裝三維設(shè)計(jì)

目前市面上的AVIVA(TRIBON)、CATIA、FORAN、CADDS5等大型船舶三維設(shè)計(jì)軟件均可用于船舶內(nèi)裝三維設(shè)計(jì)[5-7]，可制作三維模型，并可利用三維漫游等功能進(jìn)行船舶內(nèi)部干涉檢查及實(shí)際裝潢效果展示。有的軟件如AVIVA等甚至擁有專業(yè)內(nèi)裝設(shè)計(jì)模塊，可進(jìn)行艙室圍壁內(nèi)裝設(shè)計(jì)、天花設(shè)計(jì)、內(nèi)裝板排版設(shè)計(jì)、絕緣設(shè)計(jì)等。這些先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件及設(shè)計(jì)手段可在較大程度上減少設(shè)計(jì)失誤，并使設(shè)計(jì)師與客戶間的交互溝通更為便利有效，使內(nèi)裝設(shè)計(jì)結(jié)果更加優(yōu)化可信，極大地促進(jìn)船舶內(nèi)裝設(shè)計(jì)水平的提高。

3 結(jié)論

船舶設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)工程，內(nèi)裝優(yōu)化設(shè)計(jì)必須與其它專業(yè)設(shè)計(jì)相匹配，依據(jù)船舶設(shè)計(jì)的具體情況靈活采取相應(yīng)的實(shí)施方法和措施。在滿足船舶相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，滿足船舶總體設(shè)計(jì)的具體要求的前提下，小型船舶的內(nèi)部裝修若能充分遵循現(xiàn)代化建材及室內(nèi)布置概念，選擇合適的降噪隔熱措施，采用質(zhì)輕且易清理的裝潢材料，配以用戶喜愛的色系，并有效地分析和利用艙室空間結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，通過精致的室內(nèi)家具布置設(shè)計(jì)，保證較高的艙室凈空高度，可以締造出一個(gè)明亮、安靜且寬敞的宜居環(huán)境，使得艙室的內(nèi)裝優(yōu)化設(shè)計(jì)在實(shí)用及視覺上達(dá)到最佳效果。并且隨著現(xiàn)代船舶設(shè)計(jì)理念和手段的不斷更新和完善，船舶內(nèi)裝優(yōu)化設(shè)計(jì)水平也會(huì)逐步提高。

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