一、船舶通风系统设计基础

（一）确定通风需求

1. 人员需求

• 根据船舶舱室的人员数量和活动情况来确定通风量。一般来说，每人每小时需要一定量的新鲜空气供应。例如，在居住舱室，每人每小时的通风量约为 20 - 30 立方米，这可以保证足够的氧气供应，同时排出人体呼出的二氧化碳和异味。对于人员密集的工作舱室，如机舱，通风量还需要考虑工作人员的劳动强度和设备散发的热量等因素，通风量可能会增加到每人每小时 30 - 50 立方米。

2. 设备需求

• 船舶上的各种设备在运行过程中会产生热量、湿气或有害气体。例如，船舶主机、发电机等动力设备在运行时会散发大量的热量，需要通过通风系统进行冷却。计算设备的散热量，根据热平衡原理确定通风量。对于发热设备，通风量计算公式为，其中是通风量（立方米 / 秒），是设备散热量（瓦特），是空气的比热容（约 1005 焦耳 /（千克・摄氏度）），是空气进出口的温差（摄氏度）。通常，设备通风量要保证设备周围的温度不超过其允许的工作温度范围。

3. 舱室环境需求

• 考虑舱室的功能和环境要求。如货舱需要通风来防止货物受潮发霉，对于一些有特殊气味或易挥发物质的货物，通风系统还需要有防止异味扩散的功能。在厨房和餐厅等区域，通风系统要能有效排除烹饪过程中产生的油烟和异味，保持空气清新。对于电子设备舱室，要控制湿度，一般要求相对湿度保持在 40% - 60% 之间，通过通风来调节湿度，防止设备受潮损坏。

二、通风系统设计要点

（一）通风方式选择

1. 自然通风

• 原理：利用船舶内外的气压差和温度差来实现空气的自然流动。例如，在船舶上层建筑的居住舱室，可以设置通风窗和通风筒，当船舶航行时，外界的新鲜空气会通过通风窗进入舱室，舱室内的污浊空气则从通风筒排出。自然通风不需要额外的动力设备，成本较低，且通风效果在适宜的气象条件下较好。

• 应用场景：适用于小型船舶或船舶的一些非关键舱室。例如，在一些小型游艇的客舱，自然通风可以满足基本的通风需求。但是，自然通风受气象条件影响较大，在无风或逆风等情况下，通风效果可能不佳。

2. 机械通风

• 原理：通过通风机提供动力，强制空气在舱室内流动。机械通风系统包括送风机和排风机，可以实现有组织的通风。例如，在船舶机舱内，设置多台大功率的送风机和排风机，送风机将外界新鲜空气送入机舱，排风机将机舱内的热空气和有害气体排出。机械通风系统可以根据需要精确控制通风量和通风方向，不受气象条件限制。

• 应用场景：适用于大型船舶的主要舱室，如机舱、货舱、人员密集的居住舱室和工作舱室等。对于一些对通风要求较高的特殊舱室，如化学品船的液货舱通风系统，不仅要保证通风量，还要满足防爆等特殊要求，必须采用机械通风。

（二）通风管道设计

1. 管径计算

• 根据通风量和风速来确定通风管道的管径。通风管道内的风速一般有一定的范围要求，例如，在主通风管道内，风速可以控制在 10 - 15 米 / 秒，支管道内的风速可以适当降低，约为 6 - 10 米 / 秒。管径计算公式为，其中是管径（米），是通风量（立方米 / 秒），是风速（米 / 秒）。在计算管径时，要考虑到通风系统的阻力损失，尽量避免管径过小导致通风阻力过大，影响通风效果。

2. 管道布局

• 通风管道应尽量布置得短直，减少弯道和分支。在管道转弯处，应采用圆滑的弯头，以减少空气流动阻力。例如，在船舶机舱的通风管道布局中，将送风管和排风管分别布置在不同的位置，避免相互干扰，并且使管道沿着机舱的结构件布置，减少占用空间。管道的安装要牢固，考虑船舶的振动和摇晃因素，采用适当的支撑和吊架，防止管道松动和损坏。

3. 材料选择

• 通风管道的材料要具有良好的耐腐蚀性和密封性。对于船舶通风系统，常用的管道材料有镀锌钢板、玻璃钢等。镀锌钢板管道强度较高，成本相对较低，且镀锌层可以防止管道生锈；玻璃钢管道具有良好的耐腐蚀性，重量轻，便于安装，适用于一些对管道材质要求较高的舱室，如化学品船的通风管道。

（三）通风口设计

1. 送风口设计

• 送风口的位置和形式要根据舱室的布局和通风需求来确定。在居住舱室，送风口一般布置在靠近人员活动区域的上方，如床铺、座椅等位置的上方，使新鲜空气能够直接送到人员呼吸区域。送风口可以采用散流器、百叶风口等形式。散流器能够使送风均匀地分布在舱室内，减少吹风感；百叶风口可以调节送风方向，根据需要将风送到特定的区域。

2. 排风口设计

• 排风口应设置在舱室的污浊空气积聚区域，如靠近污染源（如厨房炉灶、卫生间马桶等）或空气温度较高的设备附近。排风口的面积要根据通风量和排风口处的风速来确定。例如，在船舶厨房的排风口设计中，要考虑到烹饪过程中产生的大量油烟和热气，排风口面积要足够大，并且采用带有滤网的排风口，防止油污进入通风管道，同时便于清洗。

三、通风系统的控制与监测

（一）通风系统控制

1. 手动控制

• 通风系统应设置手动控制装置，方便船员在必要时手动调节通风机的启停、通风量和通风方向。例如，在船舶维修或特殊情况下，船员可以通过手动操作通风系统，满足特定的通风需求。手动控制装置一般安装在易于操作的位置，如舱室的入口处或控制台附近。

2. 自动控制

• 采用自动控制系统可以根据舱室的实际情况自动调节通风。例如，在人员居住舱室，安装二氧化碳传感器和温度传感器，当二氧化碳浓度超过设定值或温度过高时，自动控制系统会启动通风机，调节通风量，直到二氧化碳浓度和温度恢复正常。在设备舱室，根据设备的运行温度自动控制通风机的转速，实现节能和有效通风。自动控制系统可以通过可编程逻辑控制器（PLC）或船舶自动化系统来实现。

（二）通风系统监测

1. 空气质量监测

• 安装空气质量监测设备，如氧气传感器、二氧化碳传感器、有害气体传感器（如一氧化碳、硫化氢等），实时监测舱室内的空气质量。传感器的精度要满足要求，例如，二氧化碳传感器的精度一般要求在 ±50ppm 以内。监测数据可以传输到船舶的集中监控系统，当空气质量指标超过安全标准时，发出警报，提醒船员采取措施。

2. 通风系统性能监测

• 对通风系统的通风量、风速、风压等性能参数进行监测。通过在通风管道内安装流量传感器、风速仪等设备，实时掌握通风系统的运行状态。例如，在船舶机舱通风系统中，定期监测通风量和风速，当通风量下降或风速异常时，及时检查通风机、管道和风口是否堵塞或损坏，确保通风系统的正常运行。