浅析地方船型标准化设计对绿色造船的影响

【摘 要】船舶的绿色设计是绿色造船的基础。设计人员必须要树立绿色设计观，在地方船型的标准化设计过程中，应该在节省资源、降低能耗和控制污染三方面给予重视。船型标准化设计对地方绿色造船将产生积极的、有益的影响。

【关键词】船型标准化；绿色造船

0.引言

近几年来，我国地方造船取得了空前的发展，2010年造船完工量达6560万载重吨，所造船型向中大型发展，并出现了一些技术含量和附加值较高的高新船舶，以黑龙江省地方造船为例，这几年围绕旅游业为发展方向，以建造游艇为主初步形成了一些高起点绿色造船工业园。

客观而言，尽管我国造船总量已位居世界第二，且具有一定的自主设计和建造能力，但是总体水平大致与日本的差距是15年，与韩国的差距是l0年。特别是船型的设计开发能力较差，体现在同等吨位的船体设计自重高出日、韩10％左右；完工船舶每载重吨消耗钢材0.39吨，约为日本的2.8倍，韩国的1.6倍；钢材利用率为87％，而日本韩国钢材利用率已达到92％～95％。所有这些，都与船型设计深入研究程度和绿色设计理念有关。

要改变这一状况，必须要树立设计人员的绿色设计观，同时加强船型的研究开发和储备，形成一系列技术经济性能优良的标准船型和系列船型，从源头来推动造船的绿色进程。

1.绿色造船与船舶绿色设计

所谓绿色造船，是一个综合考虑环境影响和资源利用效率的现代造船模式，其目标是使船舶从设计、制造、营运到退役的整个过程中，对环境的负面影响最小，资源耗费最少，实现企业经济效益和社会效益协调优化[1]。

绿色船舶，是指在其全寿命周期中(包括设计、制造、营运、报废拆解)，通过采用先进技术，能经济地满足使用功能和航行性能的要求，并能节省资源和能源，减少或消除环境污染，且对船员具有良好保护的船舶[2]。

绿色设计基本思想是在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳入产品设计之中，将环境性能作为产品的设计目标和出发点，力求使产品对环境的影响为最小，其核心是减少物质和能源的消耗，减少有害物质的排放，产品及零部件可方便地分类回收并再生循环利用[3]。

船舶绿色设计就是利用绿色设计基本思想，设计出资源省、能耗低、无污染、效益高的绿色船型。

2.标准船型绿色设计

标准船型是指在给定的航运环境下，通过技术经济论证而确立的技术性能和经济性能优良的船型。从设计角度讲，标准船型涉及到与船舶航海性能、结构、钢料、能耗及排放相关的主尺度、型线、结构、设备配备等。

传统的船舶设计往往是从满足船东设计任务书来考虑，技术方案的主尺度、航海性能和经济性能并不一定是最优，再加上设计过程中缺乏节约资源和环境保护的意识，常常造成船舶自重大、能耗高、污染较为严重。因此，要使标准船型绿色化，可着重注意以下几方面。

2.1节省资源

对于钢质船舶来说，最大的资源消耗莫过于钢材的消耗，因此钢材用量的控制对船舶造价有很大的影响。设计时，一要注意主尺度的合理选择，尤其是船长。因为船长对船体钢料的影响最大、最明显，同时对船舶的总纵强度也敏感；二要注意结构的合理确定，树立等强度概念，减小不必要的结构裕度；三要注意高强度钢的使用，以减轻船舶的自重；四采用标准化、模块化的设计，采用功能多样化与复合化的零件以及简单的连接方法，使整体装置的零件数减少，合理地设计产品中零件、支撑、载荷的布置，确定适当的整体尺寸，提高材料利用率；五是设计结构应符合工艺性与加工性，以减少加工过程中的材料损耗，提高结构维修的方便程度。

2.2降低能耗

作为航行船舶，其消耗包括燃油、淡水、物料等，其中燃油消耗的费用在整个营运成本中占有相当高的比例。即船上所配主机功率的大小、耗油设备的多少，与船舶的经济性能关系非常密切。因此，在保证航速的情况下，设计时要注意主机机型的选择，具体可从两方面来考虑，一方面选取合理的主要要素和船体线型，使船舶的阻力性能优良；另一方面尽量改善船机桨的匹配，提高船舶的推进效率。

2.3控制污染

污染控制的重点在于对船舶使用过程中和船舶报废拆解时的控制。在使用过程中，污水、污油、废气、噪声和振动对环境有污染，有时载货物还会严重污染航行水域。为此，在船舶设计时，应着重考虑以下几点，一要严格遵守“法规”和“规范”的防污染相应条款，对所载特殊货物和燃油进行结构上的物理保护，配备具有船检部门认可的相关设备(如油污水分离器、生活污水处理设备等)；二从根源上减少甚至杜绝噪声源和振动源，并采取切实可行的降噪减振措施；三控制好货物装卸时对周边环境的影响及污染，尽可能采用先进的装卸方式。

此外，设计时应注意采用绿色材料，考虑船舶产品在营运寿命终止后，报废、拆解过程不对环境造成负面影响，且部分材料、零部件和设备能够再生利用。对船舶设备进行标准化、模块化设计，有效地避免舾装件逐件装船，从而降低舱室内的污染和噪声危害。

设计人员应具有环保意识，提高船舶产品的绿色度。标准船型应做到尺度优化、工艺简化、配置优选，使原材料和能源的消耗尽量减少，降低不可再生资源和短缺资源的使用量。

3.标准船型对绿色造船的影响

任何一艘船舶都会经历设计、建造、使用、报废四个阶段。在设计和建造中，通常包含设计单位的送审设计和详细设计、审图单位审查、船厂建造(含生产设计)、船检单位现场检验等环节。每一环节都影响着造船的质量、周期和费用。

标准船型对地方绿色造船的推进有着无比的优越性，具体可从以下几方面体现。

3.1对设计单位

标准船型的采用在数量上减轻了设计单位的设计负荷，一方面可以缓解设计力量不足的矛盾，集中力量使设计更优化、更细化，提高设计质量和水平，另一方面可以开展新船型的研究和标准船型的完善、修订。

3.2对审图部门

船型的标准化和系列化，会降低审图工作的劳动强度，在时间上有利于审图人员和设计人员的充分沟通，有利于设计图纸质量的保证。

3.3对船厂

船舶的建造成本是船厂最为关注的，而标准船型有利节约成本，一是标准船型设计工作较为深入，可减小开工准备时间和费用；二是标准船型较为成熟，可避免建造过程中的反复和浪费；三是标准船型便于检验和管理，从而缩短建造周期，提高建造质量。

3.4对验船部门

标准船型完善的图纸，合理的建造工艺，给现场验船带来了便利。验船部门可以采用验船人员与船型挂钩的方式，来进一步提高检验效率，减轻劳动强度。

3.5对船东

标准船型的采用一方面可以使船东少付设计费用，同时省掉了专门的设计时间，为船舶的早日营运打下了良好的基础，另一方面，船东对所造船的技术经济性能更有数，造价更透明，管理更方便。

4.结语

船舶制造是社会化协作面广的一项综合性系统工程，所以开展绿色造船首先要求设计人员有“绿色”意识，注重原材料资源的节约，选择环保节能设备，考虑报废拆解时的再利用；其次要进行标准化船型设计，减小人力资源的浪费，降低造船过程中各环节的成本，缩短造船周期，提高造船质量。船型的标准化设计对我国地方绿色造船将形成积极的、有益的影响。

【参考文献】

［１］能源涨价“绿色造船”时不我待．中国水运报，2008，07．

［２］赵正平．船舶绿色制造技术初探．造船技术，2003．

［３］胡爱武，傅志红．产品的绿色设计的概念及其发展．机械设计与制造工程，2002．