第四章船舶舱室结构防火与材料S3.pptx

第三节第三节 耐火分隔设计耐火分隔设计 一、耐火分隔设计的顺序一、耐火分隔设计的顺序 二、耐火分隔结构形式设计二、耐火分隔结构形式设计 三、三、船舶耐火分隔设计船舶耐火分隔设计*一、耐火分隔设计的顺序一、耐火分隔设计的顺序 确定耐火分隔的结构型式 选择隔热耐火材料及确定其厚度 小样模拟实验并修改设计 标准耐火试验 申请认可二、耐火分隔结构形式设计二、耐火分隔结构形式设计（一）设计原则（一）设计原则 1.从实际需要出发，逐步加以扩充。设计某一种耐火分隔的结构型式，必须是实船上能用的。2.在满足防火要求的前提下，兼顾隔热和隔声效能。3.合理的经济性能和良好的工艺性。（二）设计方法（二）设计方法1母型法2计算法（耐火分隔结构的估算）设计的要点：确定绝缘材料的厚度 组合方式 接头的联接型式三、三、船舶耐火分隔设计船舶耐火分隔设计（一）设计原则（一）设计原则 1应将船舶耐火分隔的设置与总体及结构设计统一起来考虑。（1）尽可能将起居处所区域与A类机器处所区域、装货处所区域等分隔开来。（2）尽可能使用防火内装材料。（3）在进行上层建筑或甲板室设计时，还应考虑横舱壁的设置应与主竖区设置的规定一致起来。2确定对起居处所和服务处所采用的保护方式。(a)传统式上层建筑 (b)分离式上层建筑（二）设计程序（二）设计程序 1绘制耐火分隔图。根据基本结构图，特别是上层建筑结构图，舱室布置图等，依据SOLAS公约和规范，结合已决定采用的保护方式绘制耐火分隔图。该图应采用合适的图例标明分隔各类处所的舱壁和甲板，包括防火门应达到的等级。2根据耐火分隔图及相邻处所的使用要求，确定舱壁(衬板)、甲板(天花板)和防火门等具体选用的结构型式和型号等。3绘制隔热绝缘图、敷料图和舱室布置图。4绘制防火控制图。SOLAS公约和规范规定，防火控制图应固定展示在船上,图上应包括下列内容：每层甲板的各控制站；A级、B级分隔围闭区域；探火和失火报警系统及喷水装置；灭火设备，出入通道；通风系统包括风机控制位置、挡火闸位置和风机识别号码等。（三）注意事项（三）注意事项 1遵守SOLAS公约和规范 第一第一，当某一处所因其用途特殊在进行分类存在疑问时，则此处所应按对限界面要求高的处所来对待。第二第二，要求为B15级分隔的限界面不能用A0级分隔来代替。因为从耐火性能来说，A15级高于B15级，A0级高于B0级，虽然A0级能在1h内防止烟和火焰通过，但在最初15min内限制结构背火一面温度增高方面其性能却低于B15级，因此不能代替B15级。第三第三，注意防止不适当地提高分隔的耐火等级。2防止隔热层在交接点和终止点处导热。对A级分隔的隔热层在交接点和终止点处应采取适当措施，以防止导热的危险。一般要求耐火隔热材料在结构交接点和终止点延伸450。注注：隔热材料的延伸仅适用于A60、A30、A15舱壁或甲板，对于仅作为隔热隔音用的材料没有延伸要求。3挡风板(条)的设置。挡风板(条)也叫挡风隔堵,在起居处所、服务处所、控制站、走廊和梯道内，封闭在天花板和衬板后面的空隙应以挡风板(条)加以封闭，挡风板(条)的间距不超过14m。图49隔热材料在结构交接点和终止点处的延伸（1）图49隔热材料在结构交接点和终止点处的延伸（2）图49隔热材料在结构交接点和终止点处的延伸（3）-图49隔热材料在结构交接点和终止点处的延伸（4）图49隔热材料在结构交接点和终止点处的延伸（5）图4-10 挡风板（条）的结构形式（四）三种典型船舶的防火要求（四）三种典型船舶的防火要求 1.客船的结构防火要求 2.货船的结构防火要求 3.油船的结构防火要求1.客船的结构防火要求客船的结构防火要求（1）防火区域的划分和耐火分隔 a:36人以上的国际航行客船，其船体、上层建筑和甲板室应以A-60级分隔,分成若干个主竖区，如在主竖区分隔一侧的处所为开敞甲板、卫生间及类似处所、极少或没有失火危险的舱（柜）、空舱及辅机处所或在主竖区两侧均为燃油舱，则该主竖区限界面可降低为A-0级分隔。b:36人及以下的国际航行客船或500人及以上的国内航行客船，其用作起居处所、服务处所的船体上层建筑应以A级分隔分成若个主竖区。c:客人数少于500人或航行时间不超过4h且未设置卧席的国内航行客船不要求设置主竖区。d:每一主竖区在任一层甲板上的平均长度一般不超过40m，如为了使主竖区的端壁与水密分舱舱壁相一致，或者为了提供一个大型公共处所，允许将主竖区的长度和宽度放宽至48m，但任何一层甲板上主竖区的面积不得大于1600m2。e:对于为特殊用途而设计的船舶，若设置主竖区舱壁将影响船舶的预定用途时，可设置水平区作为等效措施。此种水平区限界面的耐火等级应与相应船舶主竖区耐火等级相同。规范允许每一水平区在高度不超过10m的前提下，包括多于一层甲板的若干个特种处所。对于其它滚装处所，也可以参照这一原则设置水平区。f:客船上的其它舱壁、甲板应按相应的“分隔相邻处所舱壁/甲板的耐火完整性”表确定耐火等级。（2）保持耐火分隔的完整性 门（见第七章）窗 a:A类机器处所的界限面上不能设窗，但机器处所内的控制室上可以安装玻璃窗。机舱的天窗应是钢质的，且不应有玻璃板，若装有玻璃，则应在玻璃外加装钢质盖，该钢质盖应永久地附连于天窗上，并能由一人从外部加以关闭。b:起居处所、服务处所、控制站内各舱壁上的窗，其结构应能保持所在舱壁的完整性。c:船舶外部限界面上的窗，一般不要求其具有所在舱壁的耐火完整性，但窗框应用钢或其它在高温下不易变形的材料，窗的玻璃应用金属镶边或镶角加以固定。d:对于36人以上的国际航行客船，若外部限界面上的窗面对着救生设施、登乘和集合地点、用作脱险通道的外部梯道或外部通道，则这些窗应具有所在舱壁的耐火完整性，即应经过标准耐火试验并取得认可证书。如果这些窗配有专用的自动喷水器喷头，则可用A0级窗作为代替，布置在救生艇登乘地点下方的舷窗至少应达到A0级。对于36人及以下的国际航行客船或国内航行客船，也应特别注意这些窗的耐火完整性，并将这些窗限制在最少数量。其它开口和贯穿件 a:一切A级分隔上的开口除装货处所之间、特种处所之间、储藏室之间、行李舱之间的舱口和这些处所与露天甲板的舱口外，应有永久附连于其上的关闭装置，其耐火效能至少应与其所在的分隔相等。b:住室和公共处所，包括办公室、盥洗室、餐具室等与走廊之间的B级舱壁，允许在门的下半部或门以下部位开通风口。若此通风开口是开在门的下半部，还应装有用不燃材料制成的百叶栅。c:通风导管穿过耐火分隔时保持耐火分隔的完整性要求。表416 除通风导管外的管子贯穿件图例表4-16 除通风导管外的管子贯穿件图例（1）表4-16 除通风导管外的管子贯穿件图例（2）表4-16 除通风导管外的管子贯穿件图例（3）B级分隔的终止要求 B级舱壁一般要求从甲板延伸至甲板，并延伸至船壳或其它限界面。但对不是走廊舱壁的B级舱壁，若在舱壁的两侧设有连续B级天花板或连续B级衬板，可允许其终止于连续B级天花板或衬板。对作为走廊舱壁的B级舱壁来说，能否允许其不延伸至甲板或舱壁，要视船舶类型而定：a:对于36人以上国际航行的客船，B级走廊舱壁必须延伸至甲板和舱壁等限界面。b:对于36人及以下国际航行的客船和所有国内航行客船，若B级舱壁两侧设置连续B级天花板或衬板，B级舱壁仍应延伸至甲板或舱壁，只是连续B级天花板或衬板背后的B级舱壁允许开口让各种管路、电缆穿过。若B级走廊舱壁的两侧均为自动喷淋装置保护的处所，则允许B级走廊舱壁终止于连续B级天花板或B级衬板见图411。c:一般要求耐火隔热材料在结构交接点和终止点延伸450mm。耐火分隔上扶强材等构件的隔热材料,应按标准耐火试验时采用的方法进行敷设。（3）限制可燃材料的使用和构造细节 a:为了实用或美术处理而用作某一处内部分隔的局部舱壁或甲板应由不燃材料制成。若起居处所或服务处所内设有认可的自动喷水器、探火和灭火报警系统，则该处所内的C分隔可采用一些可燃材料，但这些可燃材料的体积加上该处所内可燃面板、嵌条、装饰物及的总体积应不超过相当于该处所内各围壁及天花板组合面积上厚2.5mm镶片的体积。各类客船限制可燃材料使用的具体要求见表416和表417，并可参见图412和图413。b:甲板敷料构成失火危险的程度，取决于它们表面的火焰传播特性和当从下面通过钢板加热时材料是否易于燃烧。规范要求在起居处所、服务处所、控制站内使用的甲板基层敷料应为在高温时不易着火、不会产生毒性和爆炸的认可材料，并要求梯道环围的地板表面具有低播燃性。c:设置挡风条时，不仅应注意天花板后面的空隙，还应注意衬板后面的空隙，尤其是梯道和围壁通道等衬板后的空隙应在每层甲板处加以封堵。天花板后面的挡风条一般应与舱壁设置相对应，允许将B级或C级舱壁在天花板或衬板后面的部分作为挡风条。公共处所中开孔面积大于40%的天花板的背面可不设挡风条，因为那里即使发生火灾也易于发现和扑救。（4）梯道保护和围壁通道 位于起居处所、服务处所内的梯道。不论其是否用作脱险梯道，除下述两种情况外都必须用耐火分隔环围，且环围上的门应是自闭的。对于载客100人以下和航行时间不超过h且未设置卧席的国内航行客船，此环围至少应是级分隔；对于其它客船，此环围至少应是级分隔，见图414。注：可以允许起居处所、服务处所内的梯道不作环围的两种情况是：梯道仅连续两层甲板。梯道完全处于公共处所内。（5）脱险通道 a:无论是起居处所、服务处所还是机器处所、特种处所，每一限定处所（如舱壁甲板以下的水密舱,舱壁甲板以上的主竖区等）都应至少有两个脱险通道。b:作为脱险用的通道，首先应能通向救生艇筏或其它救生撤离系统的登乘地点，同时应具备快速安全地疏散人员的条件。c:电梯不得视作脱险通道。d:规范对于客船脱险通道的详细规定可查阅相关资料。图4-17 只有一个脱险通道的局部走廊和一端不通的走廊（6）载客超过36人的客船的舱壁和甲板的耐火性完整性应符合表419、表420的规定。载客不超过36人的客船的处所分类进行了必要的合并，类别上减少了三类。见表421、422。表419 作为主竖区或水平区限界面的舱壁 表420 主竖区内形成阶层的甲板或作为水平区限界面的甲板 表421 分隔相邻处所舱壁的耐火完整性 表422 分隔相邻处所甲板的耐火完整性2.货船的结构防火要求货船的结构防火要求 (1)防火区域的划分和分隔对于国际航行货船，规定要求其起居和服务处所采取IC法IIC法、IIIC法中的任何一种方法予以保护。IC法IIC法、IIIC法的主要要求见表423。对4000总吨及以上的国内航行货船,规范要求其起居和服务处所采用以下两种方法之一予以保护：任一起居和服务处所内用A级或B级分隔的处所（群）面积不得超过50，对于公共处所，该面积不得超过75。对起居处所和服务处所的内部分隔不予限制，但应装设固定探火和失火报警系统（留空处所、卫生处所除外）。除上述要求外，船上各处所之间的分隔需按相应的“分隔相邻处所舱壁/甲板的耐火完整性”表确定耐火等级。对于1000吨以下的国内航行货船只要求:走廊舱壁为钢质或不燃材料，其上的门应是不燃的；A类机器处所和厨房的限界面应为钢质，其上的门应用钢质或不燃材料制成，对于其他限界面没有要求。（2）保持耐火分隔的完整性 门 a、所有门的耐火性能应尽可能与其所在分隔的耐火性能等效。装设在A级和B级分隔上的门应有相应的耐火等级证书。水密门可代替防火门，且不必隔热。b、装设在A类机器处所限界面上的门应适当气密并能够自闭。c、CO2室、乙炔室、油漆室、蓄电池室的门应适当气密。d、对于国际航行货船和1000总吨以上国内航行货船，梯道环围上的门应是自闭的。凡要求自闭的门，一般不应装门背钩，若装设门背钩，应是故障安全型的，且能遥控释放。e、对于外部限界面上的门，规范没有明确的要求。但为了船员的生命安全，位于脱险通道上的门和面向救生设备及其登乘地点的门应用不燃材料制成，至少其表面应具有低播焰性。窗 a、A类机器处所的限界面上不设窗，但机器处所内的控制室可设玻璃窗。b、对机舱天窗的要求与客船相同。对其他部位的窗，规范没有要求。其他的开口和贯穿件 a、走廊舱壁的门上开设通风口的要求与客船的要求相同。b、通风导管、电缆和其他管路穿过耐火分隔时的要求与客船相同。B级分隔的终止要求 B级舱壁一般要求从甲板延伸至甲板，并延伸至船壳或其他限界面。但如在B级舱壁的两侧设有连续B级天花板或衬板，则此舱壁可终止于连续天花板或衬板。隔热材料在结构交接点和终止点的延伸要求与客船要求相同。（3）限制可燃材料的使用和构造细节 对于国际航行货船要视其起居处所采用的保护方法，对国内航行货船要视其吨位大小，决定哪些舱室应限制可燃材料的使用，具体见表424和表425。对起居处所、服务处所和控制站内使用的甲板基层敷料的要求与客船的要求相同，即应为在高温时不易着火、不易产生毒性和爆炸的认可材料。货船上设置挡风条的要求与客船的要求相同。表表424 不燃材料的使用不燃材料的使用 表表425 表面具有低播焰特性材料的使用表面具有低播焰特性材料的使用 （4）梯道保护和围壁通道 对起居处所、服务处所、控制站内的梯道有下述要求：对于国际航行的货船和4000总吨及以上国内航行的货船，仅穿过一层甲板的梯道应至少在梯的上端或下端用B-0级分隔将该梯道与所在处所分隔开来,并用自闭门保护，穿过多于一层甲板的梯道,应至少用A-0级分隔环围,并用自闭门保护；对于4000总吨及以上的国内航行货船,若起居处所的居住人员少于或等于12人,则该环围可以降低为B-0级标准。对于1000总吨及以上但小于4000总吨的国内航行货船,穿过多于一层甲板的梯道，应至少用B-0级分隔环围,并用自闭门保护。对于1000总吨以下的国内航行货船,这些处所内的梯道没有环围或分隔要求。对于连接两层或数层甲板的直梯和踏步,一般不要求环围，但如果他们作为某处所的脱险通道，并被要求加以环围形成围壁通道,例如在最低开敞甲板以下的起居处所,非主脱险通道可以是梯道,也可以是围壁通道,此时,围壁通道应按梯道处理，围壁上的门也应是自闭门。（5）脱险通道 对于国际航行货船和1000总吨及以上的国内航行货船：每一起居处所和船员经常使用的处所（机器处所除外）应有两个脱险通道，对于不在开敞甲板平面的处所而言，其中之一应是通道而不是直梯或踏步，对个别处所，在考虑了其位置、性质和使用人数后，可免除一个脱险通道。每一滚装处所应至少有两个远离的脱险通道。每一A类机器处所应有两个远离的脱险通道。其中之一必须是从该处所下部通往上部一扇门的钢梯，走出该门应有通往开敞甲板继而通往登乘甲板的通道;另一个必须是能从该处所下部起提供连续防火遮蔽的通道，它可以是从该处所下部延伸至上部出口处的梯道环围，也可以是通过该处所下部一扇可以两面操作的钢质门进入其他处所，利用这些处所作为有连续防火遮蔽的脱险通道。对于1000总吨以下的货船，在考虑了该处所的性质、位置和使用人数后，可免除一个脱险通道。对于1000总吨以下的国内航行货船，允许每一处所设置一个脱险通道，但应注意，脱险用的梯子必须是钢质的。对于所有货船，脱险通道的宽度应与使用该通道脱险的人数相适应。只有一个脱险通道的走廊或走廊的一部分，一端不通的长度一般不得超过7m。所谓一端不通的走廊，是指从这一端无法通向脱险通道。若在走廊的末端有一扇可随时打开的门，通过该门能通向该处所（群）的脱险通道，这样的走廊就不应作为一端不通的走廊处理。反之，若通过该门须经过与撤向登乘甲板相反的梯道才能进入脱险通道，则这样的走道仍应是视作一端不通的走廊。对于走廊的局部延伸或扩大而形成的壁,若其深度超过了走廊的宽度,也应视作一端不通的走廊.电梯不应视作脱险的通道。图图417 只有一个脱险通道的局部走廊和一端不通的走廊只有一个脱险通道的局部走廊和一端不通的走廊说明：IIIC法较C法设计，更能降低造船的成本我国建造出口的货船和国内的货船在签订合同时都应积极向船东推荐采用IIIC法设计制造。表表426 分隔相邻处所舱壁的耐火完整性分隔相邻处所舱壁的耐火完整性表表427 分隔相邻处所甲板的耐火完整性分隔相邻处所甲板的耐火完整性 3.油船的结构防火油船的结构防火 由于油船所运输的油类货物具有高度的失火危险，所以其结构防火有特殊性,主要内容如下:(1)关于处所的位置和分隔 油船的处所大致可分为起居处所、A类机器处所、货油泵舱和货油舱等，这些处所的位置对结构防火影响甚大，因此，关于处所的位置应符合如下的要求：A类机器处所，均应位于货油舱和污水舱的后方，并应位于货油泵舱和隔离空舱的后方，但不必位于燃油舱的后方。所有A类机器处所应用隔离空舱、货油泵舱或燃油舱与货油和污油水舱隔开。起居处所、货油主控制站及服务处所均应位于所有货油舱、污油水舱、货油泵舱和用以隔开货油舱、污油水舱与A类机器处所的隔离空舱后方。分隔货油泵舱（包括货油舱的入口）与起居处所、服务处所和控制站的任何公共舱壁，其构造应为“A60”级。如确有必要将驾驶室布置在货油舱区域的上方，则此处只能用于驾驶目的，并且必须用一个高度至少为2m的开敞空间使之与货油舱甲板隔开。此外，这种驾驶室的防火应符合表428和表429中对控制处所的要求。环围起居处所和服务处所的上层建筑和甲板室的外部限界面，包括支撑这些起居处所的悬架甲板,其面向货油舱的全部限界面及前限界面之后3m之内的侧面，应隔热至“A-60”级标准。对于2000总吨以下的国内航行油船,可降低为A-15级。(2)结构、起居和服务处所内的舱壁及构造细节 油船只能采用本节所述货船防火法中的IC法设计建造。货油泵舱的天窗应用钢制成，不应镶有玻璃，并能在泵舱外部予以关闭。舱壁和甲板的耐火完整性应符合表428和表429的要求，为了对相邻处所之间的分隔确定其适用的耐火完整性标准，将这些处所按失火危险程度分为下列至类：表表428 分隔相邻处所舱壁的耐火完整性分隔相邻处所舱壁的耐火完整性 表表429 分隔相邻处所甲板的耐火完整性分隔相邻处所甲板的耐火完整性 (4)构造要求 船体、上层建筑、结构性舱壁、甲板及甲板室应以钢材或其他等效材料制造。包括围壁通道的各个货油泵舱与A类机器处所之间的舱壁应为“A”级，且不得低于“A-0”级或者在各方面与其等效的贯穿装置，但货油泵轴压盖及类似压盖的贯穿装置除外。形成把A类机器处所和包括围壁通道的货油泵舱分别与起居处所和服务处所分隔的舱壁和甲板，应为“A-60”级。这种舱壁和甲板以及A类机器处所和货油泵舱的任何限界面上，不得设窗和舷窗。A类机器处所舱棚上的门应为自闭式，A类机器处所内部限界面上的隔热表面，应不渗油和油气。在起居处所、服务处所及控制站内，走廊的舱壁（包括门、窗），应为“A级或B级分隔”,且从甲板延伸到甲板。如在舱壁的两侧都设有连续“B”级天花板和（或）衬板时，则该舱壁可终止于连续的天花板或衬板。天花板、衬板、舱壁及隔热物，均应为不燃材料；构架包括舱壁的基板和其连接件，以及衬板、天花板及挡风条（如装有时），均应为不燃材料。油船的防火实例:图418为某60000吨油轮船长甲板的耐火分隔图，图上仅表明了舱壁、衬板和门的耐火分隔等级及基本组成，未标明甲板和天花板。该船船长甲板上出现了这样几种处所：第类控制站：蓄电池室，应急配电板间；第类走廊；第类起居处所：船长室、船东室、事务长室、领航室、其他高级船员室等；第类：梯道；第类：其他机电处所:电缆处。图图418 60000吨油轮船吨油轮船长甲板耐火分隔图长甲板耐火分隔图