牲畜運(yùn)輸船特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求

羅本永

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

0 引 言

近年來(lái)隨著中國(guó)以及中東等新興國(guó)家對(duì)新鮮牛羊肉類(lèi)的需求量不斷加大，國(guó)際上活體牲畜貿(mào)易量每年穩(wěn)定增長(zhǎng)，能夠大批量運(yùn)輸活體牛羊的牲畜運(yùn)輸船越來(lái)越受到市場(chǎng)的關(guān)注。但是另一方面牲畜運(yùn)輸船船隊(duì)老齡化顯著，船隊(duì)升級(jí)換代成了非常現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。由于該船型是一種非常小眾化、專(zhuān)業(yè)化的船型，相關(guān)的研究較少。目前該船型的建造基本在歐洲船廠，國(guó)內(nèi)船廠僅中遠(yuǎn)廣東廠和澄西廠有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，從設(shè)計(jì)方面來(lái)說(shuō)國(guó)內(nèi)也比較缺少經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該船型的整體設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述的文章更不多見(jiàn)。

趙志堅(jiān)以及劉華欣等從牲畜運(yùn)輸船改裝角度闡述該船型的特點(diǎn)及改裝過(guò)程中的技術(shù)難點(diǎn)，為該船型的修造船方面提供借鑒。王海結(jié)合建造項(xiàng)目介紹牲畜運(yùn)輸船貨艙通風(fēng)主要設(shè)計(jì)依據(jù)、布置原則、系統(tǒng)特點(diǎn)等，對(duì)該船型通風(fēng)設(shè)計(jì)研究有一定參考意義。李連亮等以AMSA規(guī)范的技術(shù)要求為指導(dǎo)，對(duì)牲畜運(yùn)輸船的牲畜服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行研究，包括貨艙通風(fēng)系統(tǒng)、飼料輸送系統(tǒng)、淡水供應(yīng)系統(tǒng)、糞便處理和排放系統(tǒng)以及照明系統(tǒng)等，對(duì)該船型的服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建造有一定參考價(jià)值。劉澤吉等結(jié)合建造項(xiàng)目分別從AMSA發(fā)電機(jī)的配置、牲畜供水系統(tǒng)、牲畜食料配送系統(tǒng)和牲畜污水處理系統(tǒng)等方面闡述該船型與其他貨船要求的不同之處，但就綜合性方面來(lái)說(shuō)仍不夠全面。

1 牲畜運(yùn)輸船主要特點(diǎn)

圖1為典型的封閉型牲畜運(yùn)輸船剖視圖。

圖1 封閉型牲畜運(yùn)輸船剖視圖

與陸地環(huán)境相比，海上運(yùn)輸環(huán)境惡劣很多，海上活體牲畜運(yùn)輸中曾經(jīng)發(fā)生過(guò)多起由于船上生存環(huán)境惡劣導(dǎo)致牲畜拒絕進(jìn)食甚至死亡的事件。因此在牲畜運(yùn)輸船上不僅需要提供充足的飼料和淡水以保證牲畜的生命安全，在整個(gè)牲畜圍欄區(qū)域還必須具有良好的通風(fēng)、照明等條件，盡量提高牲畜在途的舒適性。因此，現(xiàn)代牲畜運(yùn)輸船在設(shè)計(jì)中并非一味地追求牲畜圍欄面積這一指標(biāo)，領(lǐng)先的設(shè)計(jì)理念和先進(jìn)的牲畜服務(wù)設(shè)備同樣必不可少。比如良好的通風(fēng)設(shè)計(jì)、高效的牲畜裝卸通道設(shè)計(jì)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)施以及電力和設(shè)備的冗余設(shè)計(jì)等，使提高安全和效率的同時(shí)，增強(qiáng)牲畜在途的舒適性。以下主要圍繞提高牲畜舒適性、減少牲畜受損，提高裝卸效率以及保護(hù)船員和貨物安全等方面闡述該船型的特點(diǎn)。

1.1 高航速和高舒適性

該船型航速一般為17~20 kn。航速間接決定了牲畜在海上所花費(fèi)的時(shí)間。因?yàn)榛铙w牲畜在集中運(yùn)輸過(guò)程中很容易誘發(fā)各種疾病引發(fā)規(guī)模性傳染，甚至?xí)o船員和目的港所在國(guó)家造成輸入性疫情。因此航程時(shí)間越短，牲畜患病、受傷甚至死亡的幾率就越小。此外，運(yùn)輸途中牲畜吃喝成本極高（甚至超過(guò)燃油費(fèi)用），對(duì)于大型牲畜運(yùn)輸船來(lái)說(shuō)，在海上少航行一天所節(jié)省的費(fèi)用便非?？捎^。然而，高航速通常會(huì)引起舒適性下降。如果橫搖劇烈，動(dòng)物會(huì)因暈船導(dǎo)致身體抵抗力下降，從而增加患病率和死亡率。黃崗對(duì)牲畜運(yùn)輸船的穩(wěn)性進(jìn)行研究，提出橫搖角和橫搖周期對(duì)牲畜舒適度的影響，對(duì)橫搖角進(jìn)行限制。

橫搖角對(duì)牲畜的影響大致分為3個(gè)階段：0~4°，對(duì)牲畜影響較??；4~10°，牲畜的運(yùn)動(dòng)能力明顯下降；10°以上，牲畜吃食、休息和走動(dòng)都產(chǎn)生困難。因此，牲畜運(yùn)輸船在不受惡劣天氣影響的情況下，橫搖角應(yīng)該保持在4°以?xún)?nèi)。從船舶設(shè)計(jì)的角度而言，在確保船舶安全的前提下適當(dāng)降低初穩(wěn)性和增加橫搖周期，能夠減小橫搖加速度從而使橫搖變舒緩。牲畜運(yùn)輸船的固有橫搖周期變化范圍在9~15°時(shí)，牲畜處于較舒適狀態(tài)。然而值得注意的是，該船型屬于典型的多層甲板布置型船舶，本身重心較高，降低初穩(wěn)性高的余地并不大。因此，如何在船舶安全性和舒適性之間平衡是該船型設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一。

1.2 特有的牲畜裝卸通道和牲畜圍欄

唐桂斌等介紹了該船型牲畜裝卸系統(tǒng)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，并對(duì)牲畜裝卸過(guò)程中船舶的安全問(wèn)題進(jìn)行探討，為牲畜運(yùn)輸船的設(shè)計(jì)提供有益的幫助。牲畜裝卸系統(tǒng)是牲畜運(yùn)輸船在碼頭裝卸牲畜專(zhuān)用系統(tǒng)，由外部裝卸系統(tǒng)、內(nèi)部裝卸系統(tǒng)和導(dǎo)向門(mén)等組成。外部裝卸系統(tǒng)主要指連接碼頭和船舶舷門(mén)等可移動(dòng)坡道。上下坡道一般設(shè)置防滑措施，材質(zhì)通常為鋁合金，質(zhì)量輕且便于收放。牲畜外部裝卸通道參見(jiàn)圖2。

圖2 牲畜外部裝卸通道

牲畜進(jìn)入船體之后即進(jìn)入了內(nèi)部裝卸通道，通過(guò)預(yù)先設(shè)定的裝載路線(xiàn)將牲畜驅(qū)趕至相應(yīng)的位置。內(nèi)部裝卸通道一般采用兩種設(shè)計(jì)形式：一種是專(zhuān)用裝卸通道，見(jiàn)圖3；另一種是借用牲畜圍欄區(qū)域作為裝卸通道，裝卸牲畜時(shí)打開(kāi)活動(dòng)欄桿門(mén)形成通道，見(jiàn)圖4。在內(nèi)部裝卸通道拐彎的位置需要設(shè)置導(dǎo)向門(mén)，用以引導(dǎo)和限制牲畜前進(jìn)方向，從而使牲畜按照既定路線(xiàn)完成裝卸。

圖3 牲畜內(nèi)部裝卸通道型式1

圖4 牲畜內(nèi)部裝卸通道型式2

牲畜圍欄是該船型特有的設(shè)計(jì)，見(jiàn)圖5。合適的柵欄不僅可以分隔牲畜的活動(dòng)區(qū)域，減少牲畜之間爭(zhēng)斗和搶食，有助于牲畜的管理，而且能減少牲畜的移動(dòng)范圍，防止因牲畜聚集而引發(fā)船舶側(cè)傾。圍欄一般使用鋁合金材料，質(zhì)輕且便于清洗，其強(qiáng)度有明確的設(shè)計(jì)要求。牲畜裝卸通道以及圍欄區(qū)域的甲板面必須防滑。通常甲板上涂4~5 mm的防滑涂層，該涂層可耐海水和氨氣的腐蝕，同時(shí)起到保護(hù)甲板涂層的效果。

圖5 牲畜圍欄示意圖

在運(yùn)輸過(guò)程中，牲畜生病無(wú)法避免。為了防止其他牲畜感染，必須對(duì)生病或受傷的牲畜進(jìn)行隔離，因此必須設(shè)置專(zhuān)門(mén)的隔離間，與之相配套的還包括給牲畜治療的醫(yī)療設(shè)備、藥品，對(duì)牲畜牽引或者約束的工具。此外，合格的獸醫(yī)也必不可少。

1.3 牲畜區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)

貨艙區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是牲畜運(yùn)輸船最重要的牲畜生命支持系統(tǒng)之一，主要是為牲畜提供充足的氧氣，并帶走動(dòng)物散發(fā)的熱量，使貨艙維持在合適的溫度。

根據(jù)牲畜運(yùn)輸船的大小和類(lèi)型，貨艙區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般有“集中通風(fēng)”和“獨(dú)立通風(fēng)”兩種。對(duì)6層以下的封閉式貨艙一般采用集中通風(fēng)，即“垂直結(jié)構(gòu)風(fēng)道+水平PVC 管”的形式。通過(guò)大型結(jié)構(gòu)風(fēng)管連接各層甲板，沿船長(zhǎng)方向的PVC管將新風(fēng)送至各牲畜圍欄區(qū)域，如圖6 所示。

圖6 集中通風(fēng)風(fēng)管示意圖

該方案的優(yōu)點(diǎn)是風(fēng)量容易控制，對(duì)于個(gè)別死角區(qū)域可通過(guò)增加支管等方式來(lái)滿(mǎn)足要求，后期改動(dòng)相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)整體設(shè)計(jì)方案影響不大。但該方案的缺點(diǎn)是水平 PVC 管會(huì)減小牲畜區(qū)凈空高度，設(shè)計(jì)時(shí)需要更大的層高，從而產(chǎn)生一系列結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定的問(wèn)題。

對(duì)于甲板層數(shù)較多以及帶有開(kāi)敞甲板的牲畜運(yùn)輸船，通常采用獨(dú)立通風(fēng)，即“垂直結(jié)構(gòu)風(fēng)道”的形式。該方案通過(guò)數(shù)量眾多的貫穿各層甲板的結(jié)構(gòu)風(fēng)管對(duì)牲畜區(qū)進(jìn)行通風(fēng)，如圖7所示。

圖7 獨(dú)立通風(fēng)風(fēng)管示意圖

該方案的優(yōu)點(diǎn)是風(fēng)管結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，貨艙所需的層高相對(duì)較??；結(jié)構(gòu)風(fēng)管對(duì)開(kāi)敞甲板起結(jié)構(gòu)支撐作用，改善結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。但結(jié)構(gòu)風(fēng)管與甲板結(jié)構(gòu)件連接強(qiáng)度及疲勞強(qiáng)度是該設(shè)計(jì)難點(diǎn)之一。該方案的缺點(diǎn)在于對(duì)風(fēng)量和風(fēng)速調(diào)節(jié)難度大，一旦設(shè)計(jì)后期發(fā)現(xiàn)風(fēng)量或風(fēng)速不滿(mǎn)足要求，則需要增加支風(fēng)管或者增加小型風(fēng)機(jī)，改動(dòng)工作量較大。此外，結(jié)構(gòu)風(fēng)管占用牲畜圍欄面積較大。

綜合來(lái)講對(duì)于牲畜運(yùn)輸船通風(fēng)系統(tǒng)型式的選擇，不僅需要考慮通風(fēng)系統(tǒng)本身的效率，還需要結(jié)合層高、空船重心位置、船東的實(shí)際需求以及方案的總體風(fēng)險(xiǎn)等因素綜合確定。

通風(fēng)系統(tǒng)還包括新風(fēng)持續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)，除監(jiān)控?fù)Q氣次數(shù)、風(fēng)速等外還需要確保第一時(shí)間監(jiān)控到牲畜區(qū)域通風(fēng)系統(tǒng)事故。當(dāng)發(fā)生電力故障時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)要能夠接入備份電源系統(tǒng)以維持基本的通風(fēng)要求。通風(fēng)系統(tǒng)中通常還設(shè)計(jì)相應(yīng)的降噪措施，將通風(fēng)裝置產(chǎn)生的噪聲降到允許的限度以?xún)?nèi)。

1.4 牲畜服務(wù)系統(tǒng)

牲畜服務(wù)系統(tǒng)主要包括飼料輸送系統(tǒng)、淡水供應(yīng)系統(tǒng)以及牲畜糞便處理系統(tǒng)等。

飼料加工倉(cāng)通常設(shè)在頂層甲板，依靠機(jī)械傳送將草料從儲(chǔ)存艙輸送至不同位置的加工倉(cāng)。加工倉(cāng)通常為漏斗形，利用重力將加工后的飼料通過(guò)垂直管道分配至各層甲板的牲畜區(qū)，再通過(guò)各層甲板上的飼料支管自動(dòng)傳輸至飼料槽，或者通過(guò)飼養(yǎng)人員進(jìn)行人工分配，參見(jiàn)下頁(yè)圖8。

圖8 飼料輸送系統(tǒng)示意圖

隨船的牲畜食用草料有詳細(xì)要求，草料必須符合澳大利亞的相關(guān)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，且必須是有資質(zhì)的供應(yīng)商提供。草料需要至少分別存放在2個(gè)儲(chǔ)存?zhèn)}，還需要備份草料，防止航程延誤或者草料消耗大于預(yù)期等情況。多余的草料通常在目的地卸下，幫助牲畜適應(yīng)新環(huán)境。

牲畜的飲用水來(lái)自于海水淡化。為了確保牲畜健康安全，供水系統(tǒng)不僅要保證水量充足，還要保證飲用水的質(zhì)量符合世界衛(wèi)生組織標(biāo)準(zhǔn)。供水系統(tǒng)通常具備自動(dòng)洗滌功能，當(dāng)設(shè)備處于備用狀態(tài)時(shí)，能自動(dòng)清洗積聚在設(shè)備上的微生物、污垢等。設(shè)備的控制面板上可看到水的純度指標(biāo)，如果純度降低到標(biāo)準(zhǔn)以下，警報(bào)器將會(huì)自動(dòng)鳴響，提醒船員進(jìn)行人工干預(yù)。

牲畜糞便處理系統(tǒng)由清洗、收集和排放等部分組成。在每個(gè)牲畜圍欄內(nèi)設(shè)計(jì)特殊的排污溝和排污井，及時(shí)排泄牲畜產(chǎn)生的糞便和尿液，防止污水積存造成濕滑，同時(shí)也減小牲畜疫病的傳播幾率。貨艙內(nèi)配備高壓水清洗系統(tǒng)，定時(shí)對(duì)牲畜區(qū)域進(jìn)行沖洗。糞便污水通過(guò)泄放管路從上層甲板泄放到下層甲板，最終儲(chǔ)存在位于艙底的糞便艙。牲畜糞便污水屬于生活污水的一部分，其排放必須滿(mǎn)足MARPOL公約的要求。對(duì)于超過(guò)10天的航程（例如從澳大利亞到中東），除了定時(shí)的沖洗之外，一般還需要配備稻草、刨花或者鋸末等給牲畜當(dāng)墊子以改善休息環(huán)境。

1.5 龐大的電力需求和電力冗余設(shè)計(jì)

龐大的電力需求來(lái)自于兩方面，除了要滿(mǎn)足SOLAS對(duì)電力的要求，維持船舶正常的運(yùn)營(yíng)之外，還需要滿(mǎn)足牲畜服務(wù)系統(tǒng)的電力需求，包括照明、通風(fēng)系統(tǒng)、海水淡化、牲畜食料加工和配送等。另外該船型除正常船員外，還配備牲畜飼養(yǎng)、醫(yī)療等專(zhuān)業(yè)人員對(duì)電力需求也有所增加。例如1艘船長(zhǎng)180 m（排水量約13 500 t）的牲畜運(yùn)輸船，船上人員多達(dá)70人左右，與之相匹配的需要更多的食物和飲用水儲(chǔ)備、更大的食堂、更多的住宿空間。

電力冗余設(shè)計(jì)來(lái)自MO43對(duì)備用電源的要求，如果主電源在航行過(guò)程中發(fā)生故障，備用電源除了要滿(mǎn)足全船所有船員的基本生存條件之外，還必須滿(mǎn)足包括牲畜食料、飲用水的配送以及牲畜區(qū)照明和通風(fēng)等關(guān)乎牲畜生存的基本要求。關(guān)于電力和設(shè)備的冗余設(shè)計(jì)要求在下文進(jìn)一步闡述。

2 牲畜運(yùn)輸船設(shè)計(jì)依據(jù)和技術(shù)要求

目前船舶設(shè)計(jì)需要遵循的最重要的公約有SOLAS和MARPOL等。這些公約主要針對(duì)貨船的貨物以及船員和客船的乘客等，但沒(méi)有針對(duì)活體牲畜的相關(guān)要求。貨船或者客船若遇到嚴(yán)重的緊急情況可選擇棄船等極端措施，但是如果是活體牲畜遇到類(lèi)似情況該如何處置？MO43正好填補(bǔ)了這方面的空白。因此牲畜運(yùn)輸船設(shè)計(jì)和建造除需要滿(mǎn)足常規(guī)公約和規(guī)范外，MO43是最主要的設(shè)計(jì)依據(jù)。MO43較系統(tǒng)地規(guī)定了該船型對(duì)船舶、船員、設(shè)備和牲畜健康等方面的要求。所有從澳大利亞港口進(jìn)出港的牲畜運(yùn)輸船，或者經(jīng)過(guò)澳大利亞海域的牲畜運(yùn)輸船，都必須滿(mǎn)足MO43的要求。而且MO43中很多檢驗(yàn)項(xiàng)目并沒(méi)有授權(quán)給船級(jí)社，技術(shù)圖紙審查以及建造檢驗(yàn)必須經(jīng)過(guò)AMSA的授權(quán)或者直接監(jiān)管。

MO43是經(jīng)多年經(jīng)驗(yàn)積累以及事故分析不斷完善而成。例如2002年更新的第5版增加了電力冗余設(shè)計(jì)等要求，該要求的設(shè)計(jì)理念是在電力設(shè)備故障情況下，牲畜服務(wù)系統(tǒng)不能癱瘓或者降級(jí)服務(wù)；從第6版開(kāi)始，MO43認(rèn)可風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的設(shè)計(jì)方法，不同的設(shè)計(jì)方案只要能達(dá)到MO43規(guī)定的同等效果都可以接受。評(píng)估過(guò)程主要包括識(shí)別設(shè)計(jì)方案中潛在的風(fēng)險(xiǎn)、評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)造成的后果以及改進(jìn)方案。該風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法必須采用認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)，例如Australian and New Zealand Standard AS/NZS3931：1998等。MO43自1982年發(fā)布第一版以來(lái)，截止2020年12月最新版本是第6版，于2006年發(fā)布。下文將簡(jiǎn)要介紹MO43對(duì)牲畜運(yùn)輸船特殊的設(shè)計(jì)要求，并對(duì)MO43部分要求的背景進(jìn)行解釋。但是需要強(qiáng)調(diào)的是，對(duì)背景的解釋并不代表AMSA官方解釋?zhuān)绻麑?duì)適用性方面有異議，則應(yīng)該咨詢(xún)AMSA，他們有最終的解釋權(quán)。

2.1 牲畜載運(yùn)證書(shū)

無(wú)論是新造船還是改裝牲畜運(yùn)輸船，其設(shè)計(jì)和建造檢驗(yàn)均需要經(jīng)過(guò)AMSA的授權(quán)檢驗(yàn)或者直接檢驗(yàn)，在評(píng)估船舶符合MO43技術(shù)要求之后將頒牲畜載運(yùn)證書(shū)（Australian certificate for the carriage of livestock，以下稱(chēng)ACCL）。無(wú)論是在澳大利亞港口從事牲畜海上運(yùn)輸?shù)拇斑€是經(jīng)過(guò)澳大利亞海域的牲畜運(yùn)輸船，均要求持有有效的ACCL證書(shū)。該證書(shū)有效性與船舶其他重要證書(shū)相關(guān)聯(lián)，例如SOLAS或者M(jìn)APOL相關(guān)的證書(shū)失效，ACCL也自動(dòng)失效，且同樣需要定期檢驗(yàn)。

2.2 電力及設(shè)備系統(tǒng)冗余設(shè)計(jì)要求

MO43從第5版開(kāi)始增加了電力及設(shè)備系統(tǒng)冗余設(shè)計(jì)要求。該要求不同于SOLAS的應(yīng)急電源的要求。冗余設(shè)計(jì)規(guī)定在主電源或者主要設(shè)備系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，其備份系統(tǒng)能夠保證牲畜服務(wù)系統(tǒng)至少3天的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。電力及設(shè)備主系統(tǒng)中的某個(gè)部件不能構(gòu)成備用系統(tǒng)的必需部件，避免因?yàn)閱吸c(diǎn)故障導(dǎo)致2套系統(tǒng)同時(shí)失效。另外MO43還要求備用系統(tǒng)能夠快速啟動(dòng)，啟動(dòng)設(shè)備能夠在30 min內(nèi)再次充電。針對(duì)快速啟動(dòng)并沒(méi)有具體要求，但是電力恢復(fù)應(yīng)越快越好，因?yàn)殡娏χ袛鄬?duì)牲畜區(qū)的通風(fēng)影響非常大。經(jīng)驗(yàn)表明，通風(fēng)即使只中斷10 min，牲畜死亡率也將大幅上升。

通風(fēng)、照明、海水淡化、牲畜飲用水和食料配送以及糞便沖洗和收集等牲畜服務(wù)系統(tǒng)同樣需要冗余設(shè)計(jì)。根據(jù)MO43的要求，通風(fēng)、照明系統(tǒng)的啟動(dòng)控制面板應(yīng)位于至少2個(gè)不同的位置，從不同的位置都能有效啟動(dòng)牲畜區(qū)域的通風(fēng)、照明設(shè)備。啟動(dòng)面板連接主電源和備用電源，并且電纜經(jīng)過(guò)所有線(xiàn)路都是并聯(lián)，目的是確保其中一個(gè)設(shè)備發(fā)生故障不會(huì)影響到一片區(qū)域，當(dāng)然這種并聯(lián)布置需要考慮并聯(lián)鎖或者故障保護(hù)，以防止主電源和備用電源同時(shí)供電。簡(jiǎn)單的冗余設(shè)計(jì)是對(duì)主電源或者設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)制，但這樣顯然并不合適，不僅造成很大的資源浪費(fèi)，建造費(fèi)用也會(huì)明顯上升。目前通常采用前面提到的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，只對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行備份設(shè)計(jì)，其他可交互使用的設(shè)備采取隔離、應(yīng)急備份或者零件備份等方法達(dá)到冗余設(shè)計(jì)的目標(biāo)。

2.3 牲畜圍欄和通道設(shè)計(jì)要求

牲畜圍欄面積是牲畜運(yùn)輸船最主要的性能指標(biāo)之一，其數(shù)值直接決定了在同樣主尺度下該船單次所能夠載運(yùn)牲畜的最大數(shù)量，進(jìn)而在一定程度上決定了該船的總體經(jīng)濟(jì)效益。

MO43對(duì)圍欄設(shè)計(jì)規(guī)定較為詳細(xì)，其中裝運(yùn)羊的圍欄寬度為2~4.5 m，長(zhǎng)度為寬度的1~2倍，面積不超過(guò)40.5 m；裝運(yùn)牛的圍欄寬度2.1~4.5 m，長(zhǎng)度不小于2.3 m，面積不超過(guò)21 m。限制圍欄面積的目的是減少牲畜聚集在一起產(chǎn)生對(duì)船舶強(qiáng)度和穩(wěn)性的不利情況，同時(shí)也保證每頭牲畜都能得到適當(dāng)?shù)氖澄锖惋嬘盟?。因惡劣天氣船舶發(fā)生較大橫搖或其他事故時(shí)，牲畜很容易聚集在一起或者發(fā)生踩踏事故等。限制圍欄面積也就限制了圍欄內(nèi)牲畜的數(shù)量和質(zhì)量，這樣既能防止動(dòng)物過(guò)度聚集，同時(shí)也有利于確保結(jié)構(gòu)安全。

甲板的強(qiáng)度設(shè)計(jì)需要考慮承受動(dòng)物發(fā)生聚集時(shí)的極端載荷，然而設(shè)計(jì)時(shí)如果把這種極端載荷作用于整個(gè)甲板平面又過(guò)于保守。MO43規(guī)定了甲板設(shè)計(jì)載荷的最小要求值，該要求值并沒(méi)有考慮動(dòng)物聚集產(chǎn)生的極端載荷。通常是甲板板架按照MO43的要求值設(shè)計(jì)，骨材設(shè)計(jì)載荷取1.5倍的甲板面載荷，這樣既保證結(jié)構(gòu)尺寸滿(mǎn)足MO43要求，同時(shí)也確保極端載荷下的結(jié)構(gòu)安全。圍欄本身的強(qiáng)度要求每片圍欄能承受牲畜擠壓造成的載荷，這就要求圍欄上的鉸鏈、插銷(xiāo)等有足夠的強(qiáng)度。另外，因?yàn)椴煌蠓N類(lèi)圍欄面積有不同要求，為了提高裝載的靈活性，通常把部分圍欄設(shè)計(jì)成可拆卸式。

羊等小型牲畜的通道寬度要求為550 mm，而牛的通道要求則寬很多。如果通道兩邊都是牛欄，則要求不小于1 000 mm；如果只有一側(cè)牛欄，則要求不小于750 mm。較寬的通道是防止牛透過(guò)圍欄襲擊飼養(yǎng)員。通道的寬度要求是MO43的最小要求，為了提高牲畜的裝卸效率，很多船東會(huì)主動(dòng)要求加寬通道。

2.4 通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和噪聲控制

MO43對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)要求主要包括三方面：通風(fēng)量、氣流速度和空氣循環(huán)路線(xiàn)。

（1）通風(fēng)量

通風(fēng)量對(duì)營(yíng)運(yùn)船和新造船有不同要求。對(duì)于營(yíng)運(yùn)船，如果船寬小于20 m且是開(kāi)敞甲板則不強(qiáng)制要求機(jī)械通風(fēng)；如果寬度大于20 m或者有部分的封閉布置，則要求機(jī)械通風(fēng)量應(yīng)達(dá)到對(duì)封閉空間要求的75%。MO43從第5版開(kāi)始，對(duì)新造船開(kāi)敞甲板上的通風(fēng)要求跟封閉空間的要求一樣。該要求的提高是因?yàn)锳MSA相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果表明：即使在開(kāi)敞甲板上、在港口或者高溫的情況下，如果空氣不流通也可能造成很高的牲畜死亡率。通風(fēng)交換次數(shù)對(duì)營(yíng)運(yùn)船和新造船要求相同。最小凈層高是交換次數(shù)要求的計(jì)算指標(biāo)，越狹窄的空間空氣交換次數(shù)要求越高。最小凈高取決于該空間中阻礙空氣流動(dòng)的障礙物，包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件、管路、水平通風(fēng)管和牲畜食料/飲水管路等。船東對(duì)通風(fēng)次數(shù)的要求一般會(huì)比MO43要求值更高，因?yàn)橥L(fēng)次數(shù)的增加不僅能提高牲畜區(qū)含氧量并帶走熱量，還能夠防止渾濁空氣聚集，同時(shí)彌補(bǔ)由于氣流小或者空氣循環(huán)線(xiàn)路不合理等造成的缺陷。通風(fēng)交換次數(shù)要求適用于任何模式，即在備用電源的情況下也適用。

（2）氣流速度

MO43對(duì)氣流速度要求通過(guò)圍欄區(qū)域時(shí)不小于0.5 m/s。該要求來(lái)源于AMSA的獨(dú)立論證，證據(jù)表明不小于0.5 m/s噴射氣流穿過(guò)牲畜區(qū)圍欄區(qū)域時(shí)，在溫度濕度條件惡劣的情況下能大幅提高牲畜生存率。該實(shí)驗(yàn)論證來(lái)自于對(duì)羊群的實(shí)驗(yàn)，但是目前已經(jīng)推廣到所有類(lèi)型的牲畜運(yùn)輸船。

（3）空氣循環(huán)路線(xiàn)

空氣循環(huán)路線(xiàn)設(shè)計(jì)是另一項(xiàng)重要要求，避免污染空氣再循環(huán)到其他牲畜區(qū)，因此要有效隔離進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。進(jìn)風(fēng)口必須遠(yuǎn)離牲畜區(qū)域的出風(fēng)口和其他機(jī)艙油柜的空氣管口，確保進(jìn)風(fēng)盡可能干凈和新鮮。盡可能地為每個(gè)圍欄區(qū)域提供出風(fēng)口，盡量避免出風(fēng)口處發(fā)生阻擋、死角等情況。設(shè)計(jì)中需要根據(jù)結(jié)構(gòu)風(fēng)道位置、牲畜喂食槽、飲水槽等艙室布置綜合評(píng)估空氣循環(huán)路線(xiàn)，通常由專(zhuān)業(yè)公司采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（computed fluid dynamics，CFD）等仿真計(jì)算進(jìn)行評(píng)估設(shè)計(jì)。

雖然MO43對(duì)噪聲并沒(méi)有明確的要求，但是每位船東都會(huì)對(duì)該船型的噪聲提出要求。貨艙通風(fēng)系統(tǒng)是牲畜運(yùn)輸船貨艙區(qū)域最主要的噪聲來(lái)源之一。解決噪聲問(wèn)題一般采用以下3種方法：選擇噪聲級(jí)別較小的風(fēng)機(jī)設(shè)備；優(yōu)化的風(fēng)管設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)型式；在目標(biāo)位置使用降噪阻尼材料。但是，牲畜運(yùn)輸船的風(fēng)機(jī)選型在很大程度上需要綜合考慮貨艙空間、船舶電站以及貨艙風(fēng)管型式等因素。同樣貨艙風(fēng)管的型式與布置需要綜合考慮全船結(jié)構(gòu)型式、層高、穩(wěn)性以及舾裝和電纜布置等因素，對(duì)噪聲的考慮只是其中的因素之一。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，牲畜運(yùn)輸船貨艙區(qū)噪聲控制可選擇的手段并不太多，而在設(shè)計(jì)早期階段，準(zhǔn)確的噪聲預(yù)報(bào)對(duì)該船型非常重要。

3 結(jié) 語(yǔ)

牲畜運(yùn)輸船船隊(duì)面臨升級(jí)換代的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，為國(guó)內(nèi)船廠創(chuàng)造了良好的市場(chǎng)機(jī)遇。本文介紹了牲畜運(yùn)輸船的牲畜裝卸通道和圍欄、牲畜區(qū)域通風(fēng)系統(tǒng)、牲畜服務(wù)系統(tǒng)和電力冗余等特點(diǎn)，并且對(duì)該船型的設(shè)計(jì)依據(jù)——MO43及其背景作了簡(jiǎn)要闡述，為該船型的設(shè)計(jì)和建造（尤其在船舶總體型式確定、設(shè)備選型以及建造成本控制等方面）提供借鑒。不過(guò)限于篇幅等原因，文中未對(duì)該船型設(shè)計(jì)和建造的具體解決方案、船型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中船體橫向強(qiáng)度設(shè)計(jì)以及眾多結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度評(píng)估等內(nèi)容作詳細(xì)闡述。展望未來(lái)，隨著智能化設(shè)備的快速普及，牲畜運(yùn)輸船的牲畜服務(wù)系統(tǒng)、通風(fēng)和電力冗余設(shè)計(jì)等方面必將產(chǎn)生較大變化，這也將會(huì)對(duì)該船型的設(shè)計(jì)和建造帶來(lái)更大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。