淺析基于綠色理念下的船舶制造技術(shù)

程煒

摘要：船舶制造是社會(huì)協(xié)作面廣的一項(xiàng)綜合性系統(tǒng)工程，開(kāi)展綠色造船是船舶制造未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要方向，本文從技術(shù)和材料兩個(gè)方面對(duì)船舶綠色制造技術(shù)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：綠色；船舶制造；技術(shù)

一、綠色設(shè)計(jì)理念

綠色設(shè)計(jì)是將船舶壽命周期中的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、使用維修和回收處置等各個(gè)環(huán)節(jié)作為有機(jī)整體，在保證船舶性能和經(jīng)濟(jì)成本的前提下，充分考慮各個(gè)環(huán)節(jié)能源、資源的合理利用、環(huán)境保護(hù)等問(wèn)題。綠色設(shè)計(jì)不僅要滿足客戶對(duì)船舶的需要，更重要的是從根本上實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和能源資源的優(yōu)化利用。

綠色設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容主要包括在船舶壽命周期內(nèi)，要重點(diǎn)考慮船舶的環(huán)境屬性，比如：可拆卸性、可回收性、可維護(hù)性、可重復(fù)利用性等，以減少對(duì)環(huán)境的污染，在滿足上述要求時(shí)還要保證船舶的基本性能，如機(jī)動(dòng)性能等，而且不可忽略，要保證在船舶壽命周期中能順利實(shí)現(xiàn)。其內(nèi)容主要包括：船舶的描述和建模。準(zhǔn)確全面地描述船舶產(chǎn)品，建立系統(tǒng)的船舶評(píng)價(jià)模型是綠色設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。綠色設(shè)計(jì)的材料選擇。綠色設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)人員改變傳統(tǒng)的選材程序和步驟，選材時(shí)不僅要考慮船舶的性能，還應(yīng)考慮環(huán)境約束性，同時(shí)必須了解材料對(duì)環(huán)境的影響，盡可能選擇無(wú)毒、無(wú)污染材料，選用易回收、可重用、易降解材料。面向可拆卸性設(shè)計(jì)。綠色設(shè)計(jì)要求把可拆卸性作為船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，它可以使船舶在報(bào)廢以后其零部件能夠高效地、不加破壞地拆卸，有利于零部件的重新利用和材料的循環(huán)再生，達(dá)到節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的目的?？苫厥招栽O(shè)計(jì)。船舶設(shè)計(jì)初期應(yīng)考慮其零件回收和再生的可能性，即在其他的船舶中，可以利用使用過(guò)的或廢棄船舶中的零部件及材料。合理的再生產(chǎn)方法會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。這就應(yīng)考慮船舶零部件或材料回收的可能性、回收價(jià)值大小、回收處理辦法，回收處理結(jié)構(gòu)工藝等問(wèn)題，并進(jìn)行可回收性的經(jīng)濟(jì)評(píng)估，使廢棄物減少到最低限度。綠色設(shè)計(jì)的成本核算。在船舶綠色設(shè)計(jì)的初期就需要考慮其回收、重復(fù)利用等功能，因此，在成本分析時(shí)，不能只考慮設(shè)計(jì)、制造過(guò)程中的企業(yè)內(nèi)部成本，還要考慮包括使用維修和報(bào)廢處置過(guò)程中環(huán)境承擔(dān)的成本，因此，在成本分析時(shí)，應(yīng)從下述各方面進(jìn)行估算：可污染物替代材料成本、船舶拆卸成本、船舶重復(fù)利用成本。

二、綠色生產(chǎn)措施

綠色生產(chǎn)的觀念主要強(qiáng)調(diào)三個(gè)重點(diǎn)：一是綠色能源。包括開(kāi)發(fā)節(jié)能技術(shù)，盡可能開(kāi)發(fā)利用再生能源以及合理利用常規(guī)能源。二是綠色生產(chǎn)過(guò)程。包括盡可能不用或少用有毒有害原料和中間產(chǎn)品。對(duì)原材料和中間產(chǎn)品進(jìn)行回收，改善管理、提高效率。三是綠色產(chǎn)品。包括以不危害人體健康和生態(tài)環(huán)境為主導(dǎo)因素來(lái)考慮產(chǎn)品的制造過(guò)程甚至使用之后的回收利用，減少原材料的能源使用。

綠色生產(chǎn)是事實(shí)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。根據(jù)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展對(duì)資源和環(huán)境的要求，綠色生產(chǎn)謀求達(dá)到兩個(gè)目標(biāo)：一是通過(guò)資源的額總和利用，短缺資源的代用，二次能源的利用，以及節(jié)能、降耗、節(jié)水，合理利用自然資源，減緩資源的耗竭，達(dá)到自然資源和能源利用的最合理化。二是廢物和污染物的排放，促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)消耗過(guò)程與環(huán)境相融，降低工業(yè)活動(dòng)對(duì)人類和環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到對(duì)人類和環(huán)境危害最小化以及經(jīng)濟(jì)效益最大化。

綠色生產(chǎn)的具體措施包括：不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)；使用綠色的能源和原料；采用先進(jìn)的工藝技術(shù)與設(shè)備；改善管理；綜合利用；從源頭削減污染，提高資源利用效率；減少或者避免生產(chǎn)、服務(wù)和產(chǎn)品使用過(guò)程中污染物的產(chǎn)生和排放。綠色生產(chǎn)不包括末端治理技術(shù)，如空氣污染控制、廢水處理、固體廢棄物焚燒或填埋，綠色生產(chǎn)通過(guò)應(yīng)用專門(mén)技術(shù)，改進(jìn)工藝技術(shù)和改變管理態(tài)度來(lái)實(shí)現(xiàn)。

三、綠色材料選用

一是超導(dǎo)材料在船舶上的應(yīng)用。船舶的高速機(jī)動(dòng)與安全隱蔽日益受到各國(guó)的關(guān)注，各國(guó)競(jìng)相開(kāi)發(fā)隱形艦和高速艇。但按現(xiàn)在的技術(shù)，高速與隱身卻不可兼得。高速總伴隨著噪聲，而隱身卻不得不低速。如果裝上超導(dǎo)推進(jìn)系統(tǒng)，二者的矛盾便不復(fù)存在了。因而從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，俄、英、美、日等國(guó)已開(kāi)展超導(dǎo)技術(shù)在船舶方面的應(yīng)用研究，隨著新型超導(dǎo)材料的出現(xiàn)，實(shí)際應(yīng)用將成為可能。另外，超導(dǎo)檢測(cè)器具有很高的靈敏度。超導(dǎo)輻射探測(cè)器具有非常寬的響應(yīng)波段，它可以探測(cè)0.2um—1000um的電磁輻射，還可以探測(cè)微波、毫米波和亞毫米波等。在超導(dǎo)通信方面。超導(dǎo)傳輸線可以載送10-15ps電脈沖，一根超導(dǎo)線每秒可送1Tb信息，其載送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)比光纖多100多倍。超導(dǎo)通信可大大提高信息傳輸能力，在通信的工作中很有發(fā)展前途。超導(dǎo)技術(shù)的船舶應(yīng)用前景十分誘人，但是由于低溫設(shè)備大，復(fù)雜且昂貴，使許多超導(dǎo)技術(shù)在戰(zhàn)爭(zhēng)中難以使用。并且許多超導(dǎo)技術(shù)尚未達(dá)到實(shí)用水平，因此對(duì)超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用還任重道遠(yuǎn)。二是納米材料在船舶上的應(yīng)用。納米材料在船舶上應(yīng)用，既節(jié)省了其船舶的重量，符合材料輕質(zhì)化方向，減少了推進(jìn)器的燃料消耗，實(shí)現(xiàn)了船舶綠色發(fā)展，同時(shí)也可以節(jié)省大量了研制費(fèi)用。三是陶瓷復(fù)合材料在船舶上的應(yīng)用。據(jù)美國(guó)的相關(guān)專家估計(jì)，采用高性能陶瓷材料制造的發(fā)動(dòng)機(jī)，會(huì)降低汽缸的熱損耗約40%、節(jié)油約6%，減少?gòu)U氣約50%，并能使用多種燃料，在滿足船舶對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)高功率密度、低燃油損耗、小尺寸、輕重量、高可靠性、高耐久性和可維護(hù)性的需求方面起著重要的作用。

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