某型庫(kù)區(qū)綜合保障船的外觀設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用

竇曉亮 胡始弘

（中國(guó)船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院 上海200011）

引 言

密云水庫(kù)綜合保障船是集執(zhí)法指揮、環(huán)境監(jiān)測(cè)、接待觀光于一身的多功能綜合性船舶。現(xiàn)役水庫(kù)內(nèi)工作船建于20世紀(jì)70年代，服務(wù)年限久遠(yuǎn)，設(shè)備陳舊，已不適用當(dāng)前水庫(kù)管理要求。新造船不僅在能效、環(huán)保、設(shè)施各方面都作了極大的提升，在外觀造型方面也提出了向精品化、高端化、個(gè)性化船舶靠攏的要求。

然而外觀造型的好壞往往建立在人們主觀感性的評(píng)價(jià)之上，難以用標(biāo)準(zhǔn)化方法來衡量，克服純感性船舶外觀設(shè)計(jì)的缺陷，尋找到符合船舶特征的外觀設(shè)計(jì)的基本方法是本研究的目的所在。

1 船型概述

密云水庫(kù)綜合保障船采用全焊接式鋼質(zhì)船體及鋁合金上層建筑、單層連續(xù)甲板、長(zhǎng)艏樓、全景駕駛室、前傾艏柱、方艉設(shè)計(jì)。船舶總長(zhǎng)35.4 m、型寬7 m、設(shè)計(jì)吃水1.3 m、排水量約160 t、最大航速18 kn、全船定員56人。主甲板設(shè)有前后甲板、執(zhí)法指揮室、會(huì)議室以及會(huì)議控制室等。艏樓甲板設(shè)有觀光區(qū)域、駕駛室和休息室。

2 全局造型設(shè)計(jì)

2.1 外觀形態(tài)構(gòu)思

本船外觀形態(tài)主要參考公務(wù)船和游艇的設(shè)計(jì)理念，分別對(duì)兩者外觀特點(diǎn)進(jìn)行分析如下：

（1）公務(wù)船作為執(zhí)法船只，必須符合國(guó)家執(zhí)法部門公正、莊嚴(yán)的形象，外形多用直線、斜折線、折角等設(shè)計(jì)元素體現(xiàn)船只的厚重、剛毅、穩(wěn)重感。上層建筑群多設(shè)置在中前部，視覺穩(wěn)定性強(qiáng)。

（2）豪華游艇［1］為體現(xiàn)其整體的快速感和動(dòng)態(tài)感，在外形設(shè)計(jì)中多采用流線、斜直線和圓弧曲線代替尖銳的折角或折線。為滿足高速航行的需要，考慮風(fēng)阻對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)的影響，通常設(shè)計(jì)超長(zhǎng)船首，視覺焦點(diǎn)設(shè)置在中后部居多。

圖1 公務(wù)船外形特點(diǎn)

圖2 游艇外形特點(diǎn)

從上述分析可以看到，雖然兩種船型的外觀設(shè)計(jì)方法不同，但從使命任務(wù)來看，相比于觀光游覽的功能，該船更側(cè)重水上執(zhí)法的屬性。因此，以公務(wù)船外觀為主體基調(diào)，把整體的視覺焦點(diǎn)放置在船中前部，并在細(xì)節(jié)處加入游艇造型常用的流線、斜直線、圓弧線等技法來體現(xiàn)韻律，是本船外觀形態(tài)的基本設(shè)計(jì)思路。

2.2 外觀造型設(shè)計(jì)

船舶外觀不能以純感性思維作為設(shè)計(jì)依據(jù)。借鑒建筑設(shè)計(jì)、藝術(shù)設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)的理論知識(shí)和設(shè)計(jì)方法，形成適用于本船造型的方法：

（1）黃金比例法

黃金比例［2］是最被人知的美學(xué)原理。其基本的定義是：把一條線段分割成為兩部分，使較長(zhǎng)部分與全長(zhǎng)的比值等于較短部分與較長(zhǎng)部分的比值。其比值的近似值為0.618。根據(jù)黃金比例原則與上述提到中前部視覺焦點(diǎn)的觀點(diǎn)可以得知，沿船長(zhǎng)方向，距船尾約21.8 m處為本船黃金分割線，是本船的視覺高點(diǎn)。

圖3 黃金比例法和三角形原則

（2）三角形原則

三角形最基本的藝術(shù)特性是穩(wěn)定和堅(jiān)固，在船舶等水上建筑物的運(yùn)用中更是凸顯了三角形的特性［3］。從外輪廓看，經(jīng)由船舶最高點(diǎn)、首和尾的頂點(diǎn)，以及各層甲板端點(diǎn)連接形成的正三角形造型穩(wěn)定，表現(xiàn)出極富擴(kuò)張力的體積感。

（3）空間劃分法

空間劃分分為橫向劃分和縱向劃分。本船橫向劃分以主甲板弧線、舷墻弧線、上層建筑分層線作為參考。主甲板弧線艉部平滑，艏部微微上升，明快且活潑，與上層建筑平邊線的組合，使船舶形象在感官上更為修長(zhǎng)?？v向劃分以上層建筑艏艉端壁作為參考。采用斜直線的設(shè)計(jì)，使上層建筑群艏艉端壁按一定比例傾斜，并趨向集中于黃金比例線上，使外觀造型挺拔而又力度［4］。

圖4 空間劃分法

3 局部造型設(shè)計(jì)

為給相同功能的船舶賦予不同的性格，我們需要在船舶外觀細(xì)節(jié)處進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)，

細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)時(shí)一定要注意細(xì)節(jié)與細(xì)節(jié)之間、細(xì)節(jié)與整體之間的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一［5］。密云水庫(kù)綜合保障船的透視圖與側(cè)視圖如圖5和圖6所示。

圖 5 密云水庫(kù)綜合保障船透視圖

圖 6 密云水庫(kù)綜合保障船側(cè)視圖

本船在細(xì)節(jié)處的設(shè)計(jì)有如下幾點(diǎn)考慮［6］：

（1）上層建筑前臉

船舶的外部形象與船舶所在地理環(huán)境有著密不可分的聯(lián)系。硬朗的折角型前臉顯然與該船所處柔美的自然環(huán)境不相符。為使建筑物變得柔和，本船采用圓弧型前臉設(shè)計(jì)，弧形前臉與相鄰的兩個(gè)艙壁之間形成自然過渡，在光影效果中淡化了面與面之間的反差。一方面可以實(shí)現(xiàn)空間的自然過渡和轉(zhuǎn)換，另一方面可強(qiáng)化上層建筑的視覺形象。

（2）屋頂

屋頂設(shè)計(jì)借鑒了游艇設(shè)計(jì)中流線、曲線、圓弧線的設(shè)計(jì)手法，駕駛室前部和整個(gè)羅經(jīng)甲板處都留有大面積屋頂，碩大的屋頂經(jīng)過曲面圓弧處理，使其變得輕巧、自然、富有生氣。從正面視圖看，屋頂類似于梁拱的設(shè)計(jì)能夠加快雨水在屋頂面上的流速?gòu)亩Ｗo(hù)屋頂。

（3）桅桿

桅桿相對(duì)于整船所占比例很小，但因其所處位置特殊且形態(tài)樣式多變，在造型設(shè)計(jì)中有著很重要的作用。本船采用輕巧、靈活的單桅形式，桅桿主體是由下至上逐漸變細(xì)的椎體。為在視覺上體現(xiàn)各層之間的統(tǒng)一和速度感，桅桿主體向后傾斜，且桅桿最高點(diǎn)與上層建筑各層前端邊界均在一條斜線上。

（4）斜撐

本船為單層連續(xù)甲板，長(zhǎng)艏樓設(shè)計(jì)，艏樓甲板長(zhǎng)占全船總長(zhǎng)的三分之二，且主甲板以上各層均設(shè)有外走道，上層建筑中后部應(yīng)設(shè)有舷墻作為支撐件滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求。支撐件采用前傾構(gòu)形，與后傾的艙室前端壁呼應(yīng)，彰顯力量之美。

（5）欄桿

本船首部區(qū)域的欄桿并非采用傳統(tǒng)的垂直式欄桿而設(shè)計(jì)成外飄形式，與艏柱的傾斜角保持一致。從感官上看，欄桿是艏柱的自然延伸，整體感覺更佳。

4 色彩造型設(shè)計(jì)

色彩搭配在船舶的外觀造型設(shè)計(jì)中有著至關(guān)重要的作用，合理的色彩搭配能夠增加船舶的協(xié)調(diào)性與美感，給人以親切、安全的感受。為在色彩搭配的過程中，使整體畫面呈現(xiàn)出穩(wěn)定的感覺，視覺設(shè)計(jì)師們對(duì)色彩進(jìn)行了角色的分類，即主角色、配角色、背景色和點(diǎn)綴色。［7］

另外，考慮該船本身主要特點(diǎn)和用途、系列船型的色彩風(fēng)格、所處區(qū)域人文地理環(huán)境［8］以及船東企業(yè)文化宣傳四個(gè)方面，最終形成本船的色彩造型：

（1）密云水庫(kù)素以山靈水秀、湖面遼闊而著稱，湖藍(lán)色的水面與天藍(lán)色的天空是襯托水庫(kù)中船舶的天然背景色。

（2）主體色是本船整體的基調(diào)色，整個(gè)環(huán)境的視覺中心。上建與船舷是完全裸露在湖面之上的建筑物，明亮的大面積白色色塊作為本船的基調(diào)色，既保延續(xù)了前置船的整體風(fēng)格，又能夠瞬間抓住觀察者眼球。純白色有著純凈、潔白、明亮的寓意，象征著公正與嚴(yán)明，是執(zhí)法公務(wù)船型常用的主要顏色。

（3）船東元素是色彩設(shè)計(jì)中的重要考量依據(jù)。我們發(fā)現(xiàn)藍(lán)色在船東的宣傳文件、企業(yè)文化、注冊(cè)商標(biāo)上，均有大面積的利用。因此，我們選用正藍(lán)色作為配角色的色彩元素。配角色常設(shè)置在主體近旁，能夠襯托和突出主體。為使大面積白色色塊不顯單調(diào)，本船在船舷留白處加入文字和色帶的設(shè)計(jì)，使外形修長(zhǎng)、靈動(dòng)且富有生氣。另外，主甲板與駕駛甲板的建筑上，布置大開口整齊排列的方窗，在晴空萬里的湖面上呈現(xiàn)淡藍(lán)色也是配角色的重要組成部分。

（4）點(diǎn)綴色是小范圍內(nèi)強(qiáng)烈的顏色，能夠使畫面整體更加鮮明生動(dòng)。通常，船舶中的防撞輪胎、救生圈、救生艇、舷燈、銘牌燈都可作為點(diǎn)綴色。本船配備的救生圈正是作為整體畫面的點(diǎn)綴色來使用。橙色既是規(guī)范規(guī)定的安全設(shè)備警示色，又掛于白色外墻之上，與之鮮明對(duì)比，使船舶整體更為生動(dòng)、協(xié)調(diào)。

主要色彩的聯(lián)想形參見下頁(yè)表1，最終形成渲染效果圖如下頁(yè)圖7所示。

表 1 主要色彩的聯(lián)想形

圖 7 密云水庫(kù)綜合保障船渲染效果圖

5 結(jié) 語

本文以密云水庫(kù)綜合保障船為對(duì)象，運(yùn)用建筑設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、藝術(shù)設(shè)計(jì)等多學(xué)科的理論知識(shí)和設(shè)計(jì)方法，提出了船舶外觀設(shè)計(jì)的基本方法，避免了以純感性方法進(jìn)行船舶外觀設(shè)計(jì)所帶來的缺點(diǎn)。對(duì)同類型船舶的外觀設(shè)計(jì)，具有一定的參考意義。