大型郵輪廚房安全系統(tǒng)設計

袁 洋，孫 哲，宮 繼

（中船郵輪科技發(fā)展有限公司，上海 200137）

0 引言

隨著資本的持續(xù)流入，國內(nèi)郵輪市場高速發(fā)展，未來船舶設計行業(yè)的新熱點會從傳統(tǒng)的客貨運船舶轉(zhuǎn)向高端客船和豪華郵輪方向。與國內(nèi)郵輪運營的火熱相比，郵輪的設計目前存在大量的技術空白。大型郵輪上少則需要承載一兩千人，多則可承載六七千人。大量人員所需的餐飲需求也十分龐大和多樣化，隨之而來的是船上廚房設計的革命，從空間占據(jù)的增加，到功能區(qū)精細劃分，最后形成獨特的廚房網(wǎng)絡系統(tǒng)設計。因此，這樣一個在普通船舶上不顯著，易被忽視的場所一躍成為重點研究區(qū)域。本文基于防火規(guī)則（Fire Safety Systems Code，簡稱：FSS規(guī)則）和國際海上人命安全公約（International Convention for Safety of Life at Sea，簡稱：SOLAS公約）的要求，分析和整理大型郵輪廚房的系統(tǒng)安全和控制設計要點。

1 被動式探火設計

根據(jù)SOLAS公約第II-2章第3部分抑火相關要求，客船上大部分區(qū)域都需要運用被動式探火系統(tǒng)進行保護，廚房作為高危險失火區(qū)域，更需要布置火災探測傳感器。大型郵輪的廚房區(qū)域往往設計成多功能區(qū)域集成的場所，可能包括運用大量加熱設備的炒菜熱區(qū)、冷餐區(qū)、烘焙區(qū)、冷庫、走道、配餐間和廚師辦公室等。在FSS規(guī)則中，廚房區(qū)域的探火傳感器要求使用感溫探頭。普通客船的廚房區(qū)域功能相對單一，因此普遍的做法是依據(jù)FSS規(guī)則配置感煙探頭進行探火。

大型廚房僅僅如此設計顯然不符合實際情況?；趶N房區(qū)域的具體布置，對不同的功能區(qū)進行分析并設計適合的探火傳感器是成功設計一個廚房探火傳感器網(wǎng)絡的重要工作，優(yōu)秀的設計應能有效識別火災警報，降低和消除誤報警率，并保證在真正的火災發(fā)生時觸發(fā)報警狀態(tài)，通過快速響應，最大程度地保護人員和財產(chǎn)安全。本文提出一些傳感器選型的具體原則，但不僅限于此：

1）冷餐區(qū)域。該區(qū)是廚師制作冷盤或飲料的區(qū)域，加工材料過程不產(chǎn)生大量熱量，因此選用報警條件在57 ℃的感溫探頭可以有效起到保護作用。

2）冷庫。溫度一般低于或接近0 ℃，同樣選擇報警條件在57 ℃的感溫探頭。

3）烘焙區(qū)。該廚房區(qū)域主要運用蒸箱和烤箱等設備加工食材，溫度較高，因此可采用報警條件在78℃的感溫探頭進行保護，既起到防止正常工作時溫度較高產(chǎn)生誤報警的情況，又可以保證在真正火警發(fā)生時觸發(fā)報警。

4）廚房走道。走道區(qū)域一般不進行食物加工的工作，僅僅是船上員工走動所需，不產(chǎn)生大量煙氣?？蛇x用煙溫復合探頭，提高火災報警效率。

5）熱炒菜區(qū)。該廚房區(qū)域主要運用油炸和油炒方式烹飪的深煎鍋設備加工食材，與烘焙區(qū)類似，溫度較高，可采用報警條件在78 ℃的感溫探頭進行常規(guī)保護。同時該區(qū)域上方的廢氣煙道內(nèi)需要安裝報警條件在140 ℃的感溫探頭進行火警探測，一旦超過報警條件，將啟動一系列滅火動作進行火勢控制和消除。具體的工作步驟將在本文深煎鍋報警和保護設計一節(jié)中具體闡述。

6）廚師辦公室。大型廚房的工作人員與常規(guī)船廚房相比，人數(shù)眾多，一般設有廚房管理員如廚師長來進行人員管理，廚師辦公室的設置就是廚房管理者日常工作的辦公區(qū)域，該房間作為日常有人工作的區(qū)域應考慮房間嵌套的相關設計原則。在廚房辦公室選擇帶蜂鳴器的復合防火探頭，并實現(xiàn)當廚房區(qū)域任意火警探測器發(fā)出報警信號時，廚房辦公室的蜂鳴器能夠激活并提示辦公室內(nèi)的人員及時反應，有效保護人員安全。

7）洗碗?yún)^(qū)。該區(qū)域作為清潔廚具的區(qū)域，配備的洗碗機產(chǎn)生大量高溫水汽，因此可采用報警條件在78 ℃的感溫探頭進行保護。

8）配餐間。配餐間作為廚房的補充區(qū)域，其中所配置的設備比較靈活，基于船東的要求，可能有咖啡機、啤酒機和小冰箱等設備，一些功能多樣的配餐間也可能配有洗碗機和小型加熱設備。該區(qū)域的火警傳感器原則上使用煙溫復合探頭，但應根據(jù)實際情況綜合考慮是否需要選用其他類型的傳感器，提高報警效率。

廚房探火傳感器布置圖見圖1。

圖1 廚房探火傳感器布置圖

2 深煎鍋報警和保護設計

如前文所述，大型郵輪的廚房配置大量可供油炸和油炒方式烹飪的深煎鍋設備，其在使用中會運用和產(chǎn)生大量油水油氣，顯著增加失火風險，因此對于深煎鍋設備的報警和保護需要進行重點設計。

根據(jù)SOLAS公約第II-2章第3部分抑火要求，深煎鍋設備需要固定式滅火系統(tǒng)的保護，如高壓水霧噴淋、深煎鍋專用插座、高溫報警探測和聲光報警設備。所有保護設備的操作控制和狀態(tài)指示需要布置在廚房之外的船員處所且易于到達和識別。深煎鍋設備實現(xiàn)的保護功能包括：

1）高壓水霧或等效的固定式滅火設備，配專用的監(jiān)測單元和控制閥布置在廚房外。

2）在固定式滅火設備激活后自動切斷深煎鍋及專用插座供電。

3）滅火系統(tǒng)動作的發(fā)生需要有就地聲光報警指示提醒廚房人員。

4）固定式滅火系統(tǒng)的動作狀態(tài)指示需要同時在火警系統(tǒng)或安全管理系統(tǒng)中顯示。

5）深煎鍋就地安全切斷箱需要布置于廚房外，可與廚房安全控制箱集成設計。

另外，深煎鍋設備或單獨或與其他廚房設備共用的集氣罩設備需根據(jù)實際的廚房布局進行配置。集氣罩設備與煙氣管道相連，形成廚房通風設計的一部分。這一系統(tǒng)的安全設計將在廚房通風設計一節(jié)中論述。

3 通風切斷及管道風閘控制設計

在廚房發(fā)生失火事故的第一時間，需要切斷廚房的通風以保證火災故障邊界的控制，防止火勢蔓延，包括廚房抽風機、送風機、廣泛布置于大型廚房上方的廢氣管道內(nèi)的防火上風閘、廚房集氣罩設備內(nèi)的防火下風閘。

廚房的廢氣管道由船上的二氧化碳滅火系統(tǒng)進行保護，行動順序上應設計為以下步驟：

1）廢氣管道內(nèi)固定式探火設備進入報警狀態(tài)，信號由火災探測系統(tǒng)傳輸至船舶安全管理系統(tǒng)。

2）安全管理系統(tǒng)觸發(fā)二氧化碳釋放順序啟動，集氣罩防火下風閘關閉。

3）通過全船冷通風系統(tǒng)停止抽風機運行。

4）二氧化碳由控制站釋放滅火。

5）同時通過全船冷通風系統(tǒng)停止煙道防火上風閘。

郵輪上乘客和船員數(shù)量眾多，廚房所占空間也比一般客船大，其出入口也往往設計為多路進出，方便物料和廚房人員的進出。根據(jù)SOLAS公約相關要求，通風切斷的手動按鈕開關應布置于廚房的所有出口處。在有布置廚房就地切斷箱的出口，可將通風切斷的按鈕開關集成于該切斷箱內(nèi)。

4 電力切斷設計

郵輪的廚房相對普通客船的電站容量大許多倍，通常配有專用的配電站。船用廚房設備的電制包括440 V AC、230 V AC和120 V AC等。配電站也設計為由對應電制的配電板組成。事故發(fā)生時，電力的切斷設計也需要逐個切斷所有的廚房設備，并對廚房電力狀態(tài)進行就地和遠程監(jiān)控。本文提供了一種可實現(xiàn)的單個廚房電力切斷的系統(tǒng)設計。具體如圖2所示。

圖2 廚房電源切斷連接圖

電力的切斷按鈕布置于各個廚房的出入口，其中一個出入口的切斷按鈕可集成于廚房就地切斷箱內(nèi)，這部分功能的設計與廚房通風切斷的設計相似。廚房就地切斷箱作為一個信號交換界面，通過圖中電纜1接受切斷信號并發(fā)送至廚房電力配電站完成切斷動作。當切斷動作完成，其廚房電力狀態(tài)反饋需要在遠程工作站和就地切斷箱處指示，如圖中反饋信號電纜 2。除了就地切斷功能外，在郵輪的安全控制中心，應設計有遠程的遙控切斷廚房的裝置來增加操控的安全性和冗余性。如圖中電纜 3，設計為集切斷動作和狀態(tài)反饋信號集成的切斷通信網(wǎng)絡電纜。同時，在硬件的布置上把遠程控制站、就地切斷箱和廚房配電站分開安裝在不同的A級防火區(qū)，從而增加物理上的安全性和冗余性。

5 滿足安全返港要求的廚房電氣系統(tǒng)布置

大型客船要滿足安全返港設計（Safe Return to Port，簡稱：SRtP）的基本要求，其中廚房布置需要滿足任意單一防火主豎區(qū)因火災、進水等事故失效以后，船上事故邊界以外依然工作的廚房區(qū)域仍可以保證船上其他人員的基本食物需求，直至安全返回港口?；驹瓌t是將船上所有廚房分為2組，在船上布置的位置應盡量遠離組外廚房。對這2組廚房分別設計2個布置于不同防火主豎區(qū)的配電站。配電站由船上2組互相獨立的發(fā)電機組供電，供電電纜分開敷設。關于廚房安全管理的狀態(tài)監(jiān)測和緊急切斷的工作站也應該設計在2個不同的控制站，如靠近船首的駕駛室（安全中心）以及靠近船尾機艙的集控室。最終，滿足廚房配電和控制系統(tǒng)的獨立設計，使得船舶觸發(fā)安全返港工況時，其中任意1組廚房系統(tǒng)可以正常使用、監(jiān)控并滿足船上人員的最低用餐需求。

6 結(jié)論

外國大型郵輪的設計能力已相對成熟，相應的配套廠商也形成壟斷。對于多數(shù)量、大面積的船舶廚房設計的技術突破，需要國內(nèi)設計人員更多時間的研究和積累。通過對于規(guī)范的研究和廠商產(chǎn)品的分析，提供解決郵輪廚房安全系統(tǒng)的設計方案，為今后大型客船或者郵輪的廚房設計提供參考。