1、第七章总布置设计,7 . 1 概述 7 . 2 总体布局的区划 7 . 3 浮态调整 7 4 舱室和通道的布置 7 5 主要舾装设备布置 7 . 6 外部造型与内装设计,7 . 1 概述,总布置设计是船舶总体设计的重要内容之一，它不但对船的使用效能和航行性能有十分重要的影响，而且是其他各项设计和计算的主要依据。 总布置设计是总揽全局性的一项工作，它不仅涉及到各个方面，而且贯穿了一艘新船设计的各个阶段。总布置设计不仅仅是一项具体的布置设计工作，更是一项解决各种矛盾、协调各部分设计的综合性工作。因此，总布置设计者不仅要掌握船舶总体设计的知识，还必须熟悉各相关专业的设计知识。总布置设计通常是由项目总
2、设计师亲自掌管的一项设计工作。在新船设计的初始阶段，为了便于方案构思和把握主尺度与载重量、舱容、布置地位之间的关系，以及协调主要性能之间的矛盾，就需要对船的总布置有所设想和考虑，并绘制总布置草图。,概述,总布置设计的任务，简单地说是在满足营运要求和保证船的航行性能和安全性的前提下，合理地确定船舶的整体布置，绘出详细的总布置图。总布置设计的具体工作包括以下内容。 区划船舶主体和设置上层建筑，包括确定机舱、货舱、油水舱、工作舱室、居住舱室和其他各种舱室的位置和地位。也就是设置各纵、横舱壁和各层甲板，以及外部造型等。 调整船舶的浮态，妥善合理地安排船的各部分重量沿船长方向的分布，并且注意控制重量的垂
3、向分布，协调稳性和摇摆性能对重心高度的不同要求。,概述, 布置船舶舱室和设备，包括各类居住和工作舱室的内部布置，以及舱内（除机器处所以外）和露天甲板上各种设备的布置等。 规划各部位的通道和出人梯口。 不同类型的船舶，由于其用途及航行条件的不同，总布置的特点也有所不同。在总布置设计时，在注意各类船舶布置的特殊要求的同时，都应遵循下列的基本原则。 最大限度地满足和提高船的使用效能，这是考虑问题的基本出发点。例如：运输船舶首先应合理利用舱容，提高装卸效率，确保运输质量，提高运输能力；客船则应合理分区和布置客舱，保证旅客的舒适、安全与方便。,概述, 保证船舶具有良好的航海性能。总布置设计时应采取适当的
4、措施保证船舶有适宜的浮态和稳性，良好的耐波性和驾驶视野等。 注意船体结构的合理性和工艺性。总布置中应注意重量的分布，力求减小纵总弯矩和剪力。避免主要结构的不连续性和纵向构件截面的突变，改善应力集中。各种舱壁、围壁、支柱等的设置应充分考虑它们对结构强度、振动以及施工的影响。 满足法规和规范的要求，例如消防法规对防火的要求，破舱稳性对分舱的要求，救生设备的布置要求等。 尽力搞好外部造型和内部装横。在经济、适用的前提下，充分运用建筑美学的手法于设计之中，给人以舒适和美感，要为改善船员和旅客的工作和生活质量创造条件。,概述,初步设计阶段总布置设计工作一般分以下两步进行。 第一，根据新船的使用特点和技术
5、任务书的要求，在调查研究和分析母型船资料的基础上，先拟定一个能反映总布置大体轮廓和布局的草图。在总布置草图中，主体部分只需划出各种不同用途船舱的位置；对上层建筑则根据舱室面积、驾驶视野、通道和梯道以及设备等的布置要求只确定其外形尺寸。然后，再根据总布置草图对船的某些典型载况的浮态与稳性，（对大船还包括静水力弯矩）等性能进行校核，并根据核算结果对布置作适当的调整；经过一个多次反复、逐步接近的过程，得出基本符合要求的总布置方案。在初步设计时，往往需要绘制几种具有不同特点的总布置方案，供讨论审查时选用。,概述,第二，经过上述草图设计和核算分析，解决了总体布局以后，参照有关规范和标准进行各种设备和腼装
6、的选型。最后，根据型线图的型值，具体详细地布置各类舱室和设备，绘出正式的总布置图。 在后续的设计过程中，各专业开展详细设计以后，往往会对初步设计的总布置结果提出各种修改意见，此时总布置设计的工作就是要协调和处理好各种矛盾，调整和完善总布置设计。这项工作往往要延续到完工设计阶段。,7 . 2 总体布局的区划,所谓总体布局的区划，就是根据新船的技术要求和使用特点，参考有关型船资料，并遵守法规和规范的规定，对全船空间进行合理的安排。7 . 2 . 1 主船体内船舱的划分7 . 2 . 2 上层建筑的划分,7 . 2 . 1 主船体内船舱的划分,主船体是指船的连续露天甲板（通常为上甲板）以下的部分。该
7、部分的总布置设计主要是确定水密舱壁、甲板和平台、边舱及双层底等的设置与划分等。这是一项影响全局的工作，划分时要满足法规和规范的规定，要符合使用要求，要与适宜的船舶性能相配合，还要考虑诸如结构、强度以及建造工艺等各种因素。 1 水密舱壁 为了保证船舶的安全和结构强度上的需要，主船体内必须设置一定数量的水密舱壁。为了保证水密舱壁的完整性，除了特殊情况以外，水密舱壁上是不允许设置通道的（必要时萝水密舱壁上的开口必须用水密门关闭，如滑动式水密门），所以，水密舱壁的设置必须与主船体内不同区域,主船体内船舱的划分,的划分结合起来考虑。以一艘普通货船为例，主船体沿船长方向上，首尾两端分别是首尖舱与尾尖舱，中
8、间是若干个货舱及机舱，各舱由水密横舱壁分隔。水密横舱璧的数目与位置，根据法规和规范的要求结合总体布置要求确定，并考虑结构强度的需要。 ( 1 ）法规和规范对水密舱壁设置的规定 法规对主船体内水密舱壁的设置要求主要是从分舱与破舱稳性要求出发提出的，有关的规定详见第二章2 . 4 节的内容。除此以外，船级社的建造规范对水密横舱壁的设置也有要求。,主船体内船舱的划分,我国船级社 钢质海船人级与建造规范 （1996 ）规定海船的水密横舱壁的总数一般应不少于表7 . 2 . 1 的规定。对水密横舱壁的设置还规定：除尾尖舱壁外，其余水密舱壁均应通至舱壁甲板；当尾尖舱内设有位于水线以上的水密平台甲板时，尾尖
9、舱壁可通至水密平台甲板为止；机舱的前后端壁应为水密舱壁。由于营运上的特殊要求，且提供了足够的结构加强，经船级社同意，可适当减少舱壁的数目。但分舱与破舱稳性的要求仍应满足。,主船体内船舱的划分,任何船舶均应设置防撞舱壁（通常是首尖舱后端的舱壁）。对此，规范有以下特别的规定：防撞舱壁应位于距首垂线不小于0.05Ls或10m 处，取其小者，但不大于0.08Ls；对于客船，防撞舱壁应位于距首垂线不小于0.05Ls 且不大于3.0m+0.05Ls处；对于具有球鼻首的船，计算长度的起点为球首长度的中点，或首垂线以前0.015Ls处，或首垂线以前3m 处，取小者；防撞舱壁应通至干舷甲板，当船首有长的上层建筑
10、时，还应延伸至干舷甲板的上一层甲板，但延伸部分不必直接位于下面舱壁之上 尾尖舱的长度应考虑尾框架的情况和将尾管尽可能全包人尾尖舱内。尾尖舱长度可参照母型船选取，货船一般为 （0.040.05 ) LPP 。,主船体内船舱的划分,表7 . 2 . 1 是规范对水密横舱壁最少数目的规定，实船设计时，还应根据布置和使用以及破舱稳性的要求来决定。由于横舱壁通常必须设置在肋位上，因此具体确定舱壁位置时，应首先确定全船的肋位。 规范对水密纵舱壁的设置没有具体规定，可根据实际需要来决定。设置水密纵舱壁对破舱稳性有影响。 ( 2 ）肋骨间距 在船长的范围内划分肋位，确定肋骨间距，这是进行急布置设计前首先要做的
11、工作。我国 钢质海船人级与建造规范 （1996 ）规定：标准肋骨间距,主船体内船舱的划分,式中：Ls 结构计算船长（m ) ，即垂线间长，但不小于水线长的96%，且不必大于水线长的97 % , Ls大于200m 时，取为200m 。 首尾尖舱范围内的肋距 ；防撞舱壁至距首垂线0.2Ls。区域内 。船舶设计时，实取的肋骨间距是在上述规定的基础上，考虑布置和方便施工等因素来确定的。通常将、。圆整到某位整数。某些船为了布置紧凑，在船的不同部位（如货舱与机舱）采用不同的肋距。对集装箱船的货舱区域应按集装箱和导轨的布置来选取肋距。,主船体内船舱的划分,2 ，机舱的部位与长度 机舱的部位与长度是总布置时必
12、须认真研究的一个重要问题。因为它影响到全船不同区域的布局和上层建筑的位置，从而也影响到船的使用效能与技术经济性能。 通常，按机舱沿船长所处的不同部位可把船分为尾机型、中机型和中后机型船等。下面对机舱不同部位的优缺点作一讨论。( 1 ）尾机型 现代运输船舶广泛采用尾机型。其中液货船（如油船）从消防要求考虑，全部为尾机型，干货船绝大多数也采用尾机型。,主船体内船舱的划分,尾机型得到广泛采用，是因为它具有突出的优点。如对于干货船，机舱布置在尾部可使中部方整的船体用来设置货舱，便于货物装卸和理货及清舱，也有利于货舱口布置，这对于提高货船的使用效能和经济效益非常有利。此外，尾机型可缩短轴系长度，提高轴系
13、效率，降低造价，且不需设轴隧而损失舱容，并有利于结构的连续性和工艺性对于液货船，消防法规规定机器处所应位于液货舱、污油舱、液货泵舱和隔离空舱的后方，因此必须采用尾机型。尾机型也存在不利之处。例如浮态调整比较困难，因尾机型船货舱集中在中前，而空船重量中机电设备的重量集中在尾部，因此满载和空载的重心位置变化很大，导致空载时尾倾过大，首吃水不足。大船采用大量压载后，常导致,主船体内船舱的划分,静水弯矩过大，对结构强度不利。此外，尾机型船的振动源（主机和螺旋桨）都集中在尾部，位于机舱上部的上层建筑是船员生活和工作的处所，因此人员的舒适性较差。尾机型另一个缺点是由于尾部型线的收缩，机舱布置地位的利用率较
14、低，导致机舱长度增加，这对于方形系数很小的船更为不利。 尽管尾机型船有上述各种不利之处，但由于运输货船是以运载能力和装卸效率为设计的主要考虑因素，因此现代货船仍大多采用尾机型。对于尾机型的不足之处，还可通过其他技术措施来弥补。例如；在机舱布置方面精心设计，充分利用空间，尽量缩短机舱长度，减少舱容损失，并尽可能提高机舱自动化程度；,主船体内船舱的划分,采取避振、隔振、隔音的技术措施，改善船员生活的环境；在型线设计上尽量兼顾浮态及机舱布置地位的考虑；在油水舱的布置地位方面注意兼顾重量的均匀分布；等等。 ( 2 ）中后机型 一些双机、双桨或多机、多桨的运输船舶，由于机舱布置地位要求较多，采用尾机型导
15、致机舱过长，损失舱容太多，因此采用将机舱及上层建筑适当前移，尾部保留一个货舱，构成中后机型。例如大型集装箱船不少采用中后机型。,主船体内船舱的划分,( 3 ）中机型 中机型船的优缺点正好与尾机型船相反。通常多为客船所采用。拖船、渔船等根据舱面作业上布置的要求，并考虑到浮态调整等的方便也常有采用。 少数特殊用途的船舶（如中小型滚装船、尾滑道拖网渔船等），因其使用要求与后部布置地位的需要，也有采用中前机型的。总之，机舱的部位和长度，应根据新船的具体使用要求与特点，参照相近母型船的使用情况，权衡各方面的利弊后，分析择优选定。,主船体内船舱的划分,3 甲板与平台 甲板和平台的设置是对主船体的垂向分隔，
16、对此的考虑主要涉及到层数及层高（甲板间高）两个方面。 ( 1 ）层数 新船设几层甲板，主要从装载所需要的甲板布置地位和使用要求考虑，一般为：油船、散货船、集装箱船以及小型多用途船 单甲板； 中、大型多用途船 双层甲板； 滚装船和车客渡船 多层甲板； 客船 根据主船体内布置旅客起居处所和公共处所以及其他舱室的要求，可以有二、三层甚至多层甲板及平台。,主船体内船舱的划分,使用要求是考虑甲板层数的主要因素。对于多用途船，为了适应装载多种货物和便于理货，因此在型深较大时，常设双层甲板；车客渡船和滚装船因装载汽车或其他滚装货物，不允许堆装，为了充分利用空间，必须设多层甲板。 平台是指局部的水平分隔，例如
17、舵机舱平台、机舱平台、首尖舱平台等。平台的设置主要是出于充分利用空间的考虑，以便在有限的空间内增加布置的地位。大型船舶机舱内常设置多层平台用于布置各种机电设备以及用作备品备件的仓库。设置平台时要注意纵向水平构件的连续性，特别是位于船中处长度又较大的平台更应注意间断处过大的应力集中问题。,主船体内船舱的划分,( 2 ）甲板层高 对于货船，主体部分的甲板间高主要根据货种及作业条件等使用要求而定。例如，多用途船考虑装载集装箱时，双层甲板间的层高应符合集装箱高度的要求。有关这一问题的详细考虑在第五章5 . 1 . 1 节中己有介绍。车客渡船和滚装船装载车辆或滚装货物时，其甲板层高主要根据车辆等单元货物
18、的高度确定，应注意这一高度还必须考虑结构构件所占的空间以及车辆运行或铲车升降等所需的高度间隙。对客船的旅客起居处所净高度规范有最低限的规定，详见第四章4 . 4 . 1 节的内容。,主船体内船舱的划分,4 双层底 船舶无论从使用考虑还是从安全性考虑，一般都需设置双层底；从使用方面看，货船装载干货时，为便于装货和清舱，货舱区必须设置双层底，双层底的空间可用于装载油水和压载水。从安全性方面看，船舶触礁、搁浅等海损事故中船底是最易损坏的部位，设置双层底可大大提高船舶的抗沉能力。为此，船舶法规和建造规范对双层底设置有以下规定。 船舶应尽可能从防撞舱壁到尾尖舱壁设双层底 对于客船，船长自50m到小于60
19、m 时，至少自机舱前壁至首尖舱或尽可能接近该处之间设双层底；船长自61m 至小于76m 时，至少应在机舱以外设双层底，并延伸至,主船体内船舱的划分,首、尾尖舱壁，或尽可能接近该处；当船长大于等于76m时，应在首、尾尖舱壁之间设置双层底，或尽可能接近该处。 对于油船，从防污染考虑，MARPOL 公约规定：载重量600t 以上的油船，必须在货油舱区域设置双层底舱予以保护；当载重量在5000t 及以上时，规定双层底高度h B/15 或2.0m ，取小者，最小值为1.0m （载重量5000t以下的油船双层底高度为B / 15 ，最小值为0.76m ）。设置中高甲板时，可替代设双层底的要求（详见第二章2
20、 . 4 . 4 节）。 除油船以外，其他船舶的双层底高度没有明确规定。,主船体内船舱的划分,但是，建造规范对双层底结构的嘛材高度ho，有以下规定：ho在任何情况下应不小于700mm ，且不小于按下式计算所得之值： 式中：B 和d 分别为船宽和吃水（m ）。 实船设计中，双层底高度的确定还要考虑以下各种因素：双层底舱容；双层底高对重心高度的影响；结构钢料重量双层底结构重量较大）；施工条件；结构材料的利用率等。通常，中小型船舶的双层底高度在0.91.5m ，高度小于0.9m 的双层底施工很困难。高度接近1.5m 时，如采用1.5m宽的钢板，为考虑钢板刨边的要求，常取为1.48m 左右。此外，双层
21、底接近首尾尖舱处，由于型线尖瘦，正常高度的双层底施工困难，通常需作局部升高，,主船体内船舱的划分,为保证结构的连续性，常采用图7 . 2 . 1 所示的过渡形式。,主船体内船舱的划分,5 液舱 划分主船体船舱时，另一项任务是对燃油、滑油、污油水、淡水、压载水等舱或柜进行划分和布置。液舱的设置应与机舱布置相协调，并注意对浮态、完整稳性和破舱稳性的影响。 ( 1 ）燃料舱 通常，船上燃油装置（主、辅机等）所用的燃油分为柴油（也称轻油）和燃料油（重油）两种。因燃料油需加热后才能将其抽出，故为便于布置和减少加热管系，燃料油舱最好采用深舱。燃料油深舱可布置在机舱前端或两侧。轻油一般无需加热，故通常布置在
22、双层底内。日用油柜则需布置在较高的部位（如机舱平台上），以便利用重力使燃油直接进人主、辅机油泵。,主船体内船舱的划分,( 2 ）滑油舱 滑油舱（柜）包括滑油储藏舱、滑抽循环舱等。通常滑油循环舱布置在主机座下的双层底内。滑油舱必须用隔离空舱与燃油舱、压载水舱、淡水舱等其他舱隔开，并且与船体外板也应隔离。 ( 3 ）淡水舱 淡水舱包括锅炉水舱、饮水舱和洗涤水舱。这些水舱通常布置在双层底、深舱以及尾尖舱上方等处所。容积较小的日用水柜常设于机舱平台上及机舱棚顶或烟囱内等处。饮用水舱尽可能与其他油水舱隔离，以保证饮用水的卫生，有些国家对此已有规定。,主船体内船舱的划分,( 4 ）压载水舱 压载水舱可设在
23、双层底、首尾尖舱、边舱（底边舱、顶边舱及双壳体的边舱）等处，其数量及位置应根据压载水量及保证船舶在不同装载情况下有适宜的浮态和稳性加以确定，详见第四章4 . 2 . 2 节。 液舱布置时，如有可能，对于消耗液舱最好在首尾部各布置一些，以免船在出港和到港时浮态变化过大。 此外，在布置油、水舱时，还应同时考虑管系（包括注人管、空气管）的布置和走向。尽量使压载水管不穿过饮水舱、炉水舱及滑油舱，货油管不穿过压载舱。否则应采用加厚管等保护措施，以免因渗漏而造成污染。,主船体内船舱的划分,6 几种货船船舱划分的特殊考虑 以上讨论了首尾尖舱、机舱、甲板与平台、双层底等一般船舶主船体区划的共性问题。除此以外，
24、各类船舶根据不同的使用要求和法规、规范的规定，对主船体其余舱室的划分都有一些特殊的考虑，对此作一简要说明。 ( 1 ）散货船的货舱划分 散货船货舱数和货舱长度的选择和划分，要考虑货物的合理配载，防止船体产生过大的弯矩和剪力。装载散装谷物时要注意防止产生过大的谷物倾侧力矩。货舱数的选取应与装卸设备的数量统一考虑。货舱数多可减少装卸时间，但增加了清舱工作量。一般情况下货舱数目按船长来选取，每舱长度一般不超过3Om 。不同类型的散货船货舱数目大致如表7 . 2 . 2 所示。,主船体内船舱的划分,主船体内船舱的划分,主要用于装运谷物和煤炭的散货船，一般以均匀舱长来布置。谷物和矿砂兼运的散货船，为了不
25、使装矿砂时重心过低，初稳性过大，可采用长短舱组合的布置方式分舱时应注意法规对破舱稳性的要求。船长大于等于150m ，装载密度1.0t / rn3 干货时，破舱稳性应满足任一货舱破损进水的要求。散货船的货舱为了便于清舱和增加压载容积，货舱的两舷一般都设有顶边舱和底边舱，有些还设有双壳体。货舱的剖面形状在第五章5.1.1节中已作了介绍。顶边舱和底边舱结构形式的一些参数如图52 . 2 所示。,主船体内船舱的划分,( 2 ）集装箱船的货舱划分 集装箱船货舱数目和长度与集装箱布置有关，一般每个货 舱布置4 行20标准箱（ICC ）或2 行40 标准箱（IAA ）。首端个别货舱也有的只布置2 行ICC
26、箱。分舱时也要考虑破舱稳性的要求（概率衡准）。集装箱船货舱长度是根据集装箱及导轨布置而定的有关集装箱的布置详见第四章4 . 4 . 2 节的介绍。集装箱船大多采用双壳结构，双壳体内主要用于布置压载水舱。 ( 3 ）油船的布置特点 油船由于防火和防污染要求较高，因此在总布置方面法规有许多规定，其主船体分舱要点如下。,主船体内船舱的划分, 防污染公约（MARPOL ）对货油舱的长度及最大容积有限制，详见法规的内容。 整个货油舱范围内设置双层底和边舱加以保护(DW5000t 的油船可仅设双层底保护）。具体要求见第二章2 . 4 . 4 节。 机器处所必须位于货油舱及污油水舱（存放洗舱后产生的污油水）
27、的后方，两者之间应以隔离舱隔开，隔离舱可以是空舱或货油泵舱或燃油舱或压载舱。 起居处所和服务处所及控制站等均应位于货油舱和污油水舱的后方。上述处所的出入门、开口均不应面向货油区域，且应距离面向货物区边界端部至少为船长的4 % ，但不小于3m ，也不必大于5m ，如图7 . 2 . 3 所示。,主船体内船舱的划分,7 . 2 . 2 上层建筑的划分,在总布置设计中，对上层建筑的区划与布置是指对其形式、尺度、层数、外部造型及内部各舱室的划分和布置等多方面的工作。 1 型式 这里所指的上层建筑是指上甲板以上各种围蔽建筑物的统称。上层建筑分船楼和甲板室两种（法规和规范中称船楼为上层建筑）。 船楼是指在
28、上甲板上伸至两舷或距舷边的距离小于4 船宽的上层建筑，如图7 . 2 . 4 ( a ）所示。船楼有首楼、尾楼及桥楼之分；首楼及尾楼又有长首（尾）楼和短首（尾）楼之分。,上层建筑的划分,因船楼与主体有同样宽度，其优点是增加了内部容积和有利于舱室布置；如果船楼的结构强度和封闭条件符合载重线公约关于封闭上层建筑的条件时，船楼作为储备浮力对稳性有一定的贡献，从而有助于提高船的安全性。 甲板室是指侧壁从船两舷向内缩进，船侧留有外走道的上层建筑，如图7 . 2 . 4 ( b ）所示。,上层建筑的划分,2 尺度 这里所说的尺度是指包括整个上层建筑的大小与高度。确定上层建筑尺度应考虑如下因素。 布置地位的
29、需要。现代船舶的起居处所大多布置在上层建筑内。此外，工作、储藏及某些机电设备等舱室也需要足够的内部甲板布置面积。这些是决定上层建筑尺度的主要因素。 重心高度。对客船等布置地位型船，其上层建筑发达，因而其上层建筑尺度对全船重心高度Zg有重要影响。Zg过大，将使船的稳性下降，对船的安全性不利。这类船舶在设计中对上层建筑层数的选取应权衡利弊，仔细考虑。,上层建筑的划分, 受风面积。上层建筑过分庞大，导致风压倾侧力矩增大，影响船的稳性；此外，船的水上侧面积与水下侧面积之比值过大，当船受横风作用时，横漂严重，对操纵不利，也增加了离靠码头的困难。因而确定上层建筑尺度时要考虑到受风面积对船各种性能的不利影响
30、，注意适当控制，尤其是小型船舶。 驾驶视线。船上的驾驶室通常设在上层建筑的最高层，其高度和位置关系到驾驶视线。通常把从驾驶员眼睛到船首遮挡物（如首端舷墙顶点）所引直线与水面的交点到首柱的区域称为“盲区”。由于船型不同、用途不同、装载状态不同等因素的影响，各种船舶的盲区长度往往差别较大。一般货船的盲区在满载状态约为1.25Lpp 左右，,上层建筑的划分,压载时约为2Lpp。集装箱船因甲板上载箱的缘故，盲区较大，但IMO 要求盲区不大于2 倍船长。设计时，可参考实船资料来确定，尽量使盲区小些，以便航行和离靠码头时能发现船首附近的障碍物。 其他。上层建筑总高度有时受航线上桥梁或船闸高度限制，上层建筑
31、各层的长度还应考虑到露天甲板上设备布置及船员作业需要的地位。 总之、上层建筑尺度应考虑到多方面的因素加以确定。,上层建筑的划分,3 上层建筑的设置与内部划分 新船上层建筑的设置与划分，应根据船的使用要求和特点来确定。参考同类型船，并从对功能需要、技术性能的改进和对建筑造型的考虑三个方面进行考虑。设计适当的上层建筑将为船舶造型增色。 ( l ）首楼 首楼的设置主要是考虑船迎浪或斜迎浪航行时减少甲板上浪。甲板上浪严重将威胁到甲板上船员、设备和甲板开口封闭装置等的安全。因此，载重线法规对船首的最小高度有明确的规定。首楼甲板的宽度与长度还应满足锚泊和系泊设备及其他设备布置地位的需要。所有船舶应设置首楼
32、或增大舷弧。对干散货船、矿砂船和兼用船，其首楼在首垂线之后的长度应不小于0.07L 。,上层建筑的划分,首楼有长首楼和短首楼之别，一般运输货船通常设置短首楼。短首楼内部一般仅布置锚机控制室、灯间、油漆间、缆索与索具舱、木匠工作室等。有些船舶（如海洋拖船）为布置舱室也有将首楼加长，甚至与中部甲板室相连。少数货舱为弥补货舱舱容不足，将首楼延长至第一货舱的后端，货舱范围内的首楼空间也用于装货。 某些单甲板的小型船舶，为改善甲板淹湿，几乎无例外地设有首楼，或者为了改善驾驶视线而设半升式首楼。最小干舷船一般均设有首楼，其长度约为（8 一10 % ) L 。运木船要设不小于7 % L 的首楼。油船在过去由
33、于没有专用压载舱等项要求，多设计成最小干舷船，故均须设不小于7 % L 的首楼。现代的大型油船，因为有大量的专用压,上层建筑的划分,载舱和其他一些非载油处所，已成为富裕干舷船，故多设计成无首楼的平甲板船。 在某些海洋货船上有的将首楼延伸到第1 号货舱后壁，形成一个首楼货舱，既增加了一号货舱的容积，又能均衡装卸时问。我国的“东风”、“风光”、“岳阳”等货船均属此型。海洋拖船为了改善淹湿性，常设计成长首楼型。大型遮蔽甲板船，即在干舷甲板之上再设一层连续甲板的船。因为有较高的首干舷，通常不设首楼。客船、客货船均多属此类，如我国的“长征”、“天山”等型。 首楼甲板的宽度应顾及到首部型线的光顺，又要满足
34、布置锚泊及其他设备的要求。首楼内部用作锚机控制室、灯间、油漆间及其他储藏处所。,上层建筑的划分,内河船因航区风浪小，一般不设首楼，但有的船因干舷较低而采用首升高甲板，以利于首锚的布置并可避免锚穴进水： ( 2 ）中部与尾部上层建筑 客船及其他需要较大舱室地位的船舶，上层建筑常从中部向首尾延伸相当的长度，以满足布置地位的需要。其形式可以是甲板室，也可以是船楼。海洋调查船及海洋拖船等因其性能及布置地位的需要，常采用自船首延伸到船中后的长首楼形式。一般运输货船的上层建筑（除首楼外）通常都设在机舱上面的区域，作为布置船员生活舱室、工作舱室及储藏室之用。,上层建筑的划分,中机型船舶常设计有发达的中部上层
35、建筑，既提供了船员的居住舱室，也起到了保护机炉舱口的作用。最低一层可为甲板室或桥楼式。甲板室或者因两舷有外部走廊，交通十分方便，但不利于保持甲板干燥并减少了舱室的有效面积。大型船舶多设计成中部甲板室。小型运输船、最小干舷船以及客船等常设计成桥楼式，上层建筑常从中部向首尾延伸相当的长度，如图7-6a所示，其形式可以是甲板室，也可以是船楼。海洋调杳船及海洋拖船等，因性能及布置地位的需要，常采用自船首延伸到船中后的长首楼形式。中机型船有时为满足舱室布置上的要求也设短的尾楼（小型船）或尾甲板室（大型船），长度约为（7 一10 % ) L 。,上层建筑的划分,尾机型货船般不设中部上层建筑。而在尾部机舱上
36、方设置较为发达的上层建筑。如图7-6b所示。它用于布置工作舱室、船员生活舱室及某些储藏室等。这样布置容易解决内部通道及电缆、管路的设置问题，节省地位与造价，方便船员工作与生活也有利于机舱棚的布置和进出通道的安全。,上层建筑的划分,上层建筑设在机舱上面的布置容易解决内部通道及电缆、管路的设置能节省地位和造价，也对船员的工作与生活带来方便。个别尾机型船或水上固定建筑高度受限制的船，为改善驾驶视线，也有在中部或首部另设置短的上层建筑，用于布置驾驶室及船员生活舱室 ( 3 ）层数与层高 上层建筑的层数、层高及各层长度是根据布置所需地位、驾驶视线、重心高度、受风面积等多种因素而定的。 层数。小船的上层建
37、筑为l 一2 层；中型船的上层建筑为3 一4 层；大型船（如尾机型远洋货船）的上层建筑为5 层或更多。,上层建筑的划分,层高应满足人员活动对舱室净高度的要求。一般情况下，净高度应在2m 以上 客船净高度不足1.9m 的舱室不能用于布置客舱），考虑到结构构件（甲板纵析、通风管等）和内装（天花板及灯具等）的需要，通常上层建筑的层高在2.5m 左右（小船可适当小些，2.1m 左右）。设计时可参考同类型船选取。 长度与宽度。上层建筑各层的长度，一般是自下而上递减，使整体呈流线型外观；上层建筑各层的宽度，一般也自下而上逐层内缩50 一100mm ，以免靠夏船或与船邻靠时碰撞，损坏轻型上层建筑。,上层建筑
38、的划分,( 4 ）舱室划分 上层建筑各层舱室的划分与布置，应根据各舱室的使用要求和特点来考虑。对于客船，舱室划分还应结合防火主竖区划分的考虑，尽量使主竖区限界面的横舱壁上下对齐，这样既可节省防火材料，又便于施工建造。有关结构防火的要求详见第二章2 . 6 节的内容。 ( 5 ）外观造型 船舶作为浮动在水上的建筑物，其建筑的形象很大程度上取决于外观造型，因此造型设计也是总布置设计的一项重要内容。上层建筑的大小和层数对船的造型外观有直接的,上层建筑的划分,影响。总体布局时，除按前述的使用要求去考虑外，还必须根据船的用途、尺度和航速，把主体、上层建筑以及烟囱、桅杆、救生艇等单元体，从总体外观的协调上
39、进行研究，使不同用途的船舶在造型上有各自的特性和风格。例如，大型运输货船可表现出高大雄壮的气概，高速船体现出快捷和灵巧，观光旅游船应给人优美、舒畅的感觉。 总之，造型设计时，应使船舶主体轮廓鲜明、完整，主次分明并具有稳定向前的动感。各个单体之间要表现出平衡、协调、紧凑。做到整体与局部、局部与局部、主体与单体之间，由首至尾、自下而上的尺度比例匀称，有韵律性和节奏感。此外，外观造型设计还应体现时代精神，在追求外观造型时还应考虑简化造船工艺、降低造价等因素。,7 . 3 浮态调整,浮态调整（也称为纵倾调整）的目的是保证船舶在各种载况下均有适宜的浮态。船的浮态是以首、尾吃水来表示的，首、尾垂线处的吃水
40、差称为船的纵倾值。 浮态调整工作首先要计算出船在各种装载情况下的浮态，然后根据计算结果分析各载况的浮态是否符合要求，如不满意，则需调整总布置，即改变各部分重量的纵向分布，进行浮态调整，直至满意为止。当然，总布置的设计，浮态仅是许多考虑因素中的一个，为调整浮态而修改总布置时必须注意对其他各方面因素的影响。也就是说，这种调整是在可能的范围内进行的。必要时也可以通过修改型线，即改变浮心纵向位置的方法来满足浮态的要求。,浮态调整,7 . 3 . 1 浮态核算 7 . 3 . 2 浮态调整的方法,7 . 3 . 1 浮态核算,浮态核算是在型线和总布置设计的基础上进行的，根据型线图计算出各舱舱容和形心位置
41、，并已知空船重量重心后，就可以进行各种装载情况下的重量重心计算和浮态核算。 1 装载情况的重量及重心计算 计算船在某一装载情况下的重量及重心可按表7 . 3 , 1 进行。,浮态核算,浮态核算,2 ，载况浮态及初稳性计算 根据表7 , 3 , 1 求得全船在某一装载情况下的总重量和重心位置后，即可进行载况浮态及初稳性计算。计算列表进行，计算表格见表7 . 3 . 2 。表中各静水力参数取自静水力曲线计算结果，各计算公式详见妾船舶原理 静力学部分）。 根据表7 , 3 , 2 的计算结果，就可知道该载况的浮态，如不符合要求，则应进行调整，使之达到适宜的浮态。,7 . 3 . 2 浮态调整的方法,
42、船舶在不同装载情况下有不同的浮态。对于一般运输货船，设计中最主要考虑的典型装载情况是：满载出港、满载到港、压载出港和压载到港四种载况。其中满载情况的浮态应基本平浮或适当尾倾，一般不允许首倾。对于采用尾机型的船舶，为减少管系，油水等消耗品大多也位于尾部，这种布置情况下满载出港时如正好平浮，则到港时尾部重量减少，船会产生首倾。为克服首倾，通常将满载出港的浮态调整为适当尾倾，使船到港时接近平浮。压载状态船的平均吃水较小，为保证螺旋桨浸没于水中，必须有一定的尾倾，但也要保证船首有一定的吃水（具体要求详见第四章4 . 2 . 2 节）。,浮态调整的方法,一般情况下浮态的调整以满载出港状态作为基本情况，并
43、兼顾到港情况。压载状态通过调整压载水的数量和位置来保证浮态的要求。下面介绍一些有关浮态调整的方法。 1 改变燃油舱、淡水舱的布局 油水舱沿船舶纵向位置的移动，可调整船的纵倾。例如，船有首倾时，可将油水舱后移。设移动重量为p ，后移距离为l ，则移动力矩 ，从而使全船的重心后移。用调整油水舱纵向位置来调整满载出港的浮态是有效的，但到港时由于油水已消耗掉，因此必须注意对到港浮态的影响。,浮态调整的方法,对于主机功率大、航程远的船，由于油水储存量大，因此要注意出港和到港浮态变化太大的情况。此时如将油水舱分别布置在首尾可较好地兼顾出港和到港情况。例如燃油舱布置在尾机舱的前部，淡水舱布置在首部。当然淡水
44、舱布置在首部增加了管系的长度。解决到港浮态的另一个办法是用压载水来调整浮态，因油水消耗后船的载重量有调整的余地。这也是实践中常用的方法,浮态调整的方法,2 调整机舱位置 调整机舱位置（包括长度）对改变浮态是十分显著的。这是因为一方面由于机舱重量较大，改变其位置对空船重心x 。影响大；另一方面调整机舱位置也必然改变了货舱的位置，货物重心也改变了。尾机型船调整机舱位置的最大不利因素是影响到货舱容积因此，对于机舱长度已缩短到最小尺度、尾尖舱也已为最短长度而货舱容积又偏紧的情况，调整机舱位置就几乎没有可能性。除此以外的情况可考虑用改变机舱位置来调整浮态。 对于中尾机型或中机型船，用改变机舱位置来调整浮
45、态是最有效和方便的。,浮态调整的方法,3 改变浮心纵向位置 前面的几种调整办法都在不同程度上影响原来总布置的合理性，因此只能在一定范围内使用。为不影响总布置的合理性，另一种有效的调整措施是改变浮心纵向位置XB 。也就是说，放弃所谓快速性方面的最佳浮心纵向位置，适当牺牲快速性方面的考虑来换得总布置上的合理性。由于XB在最佳浮心纵向位置附近适量移动对快速性影响很小，所以牺牲是不大的。因此，当在总布置方面由于种种因素的限制和考虑，难以合理地解决浮态问题时，最直接有效的方法是修改浮心纵向位置，使之满足浮态要求，这也是实践中常用的方法。移动XB解决浮态问题通常是针对满载状态。,浮态调整的方法,4 压载状
46、态的浮态调整 压载状态的浮态调整主要依靠改变压载水舱的位置和数量。通常货船的首尾尖舱、双层底、散货船的顶边舱和底边舱、双壳体船的舷边舱等处所，除了用作油水舱以外，都可用作压载舱。对于单壳体又无顶边舱和底边舱的干货船，如压载舱容不足，也可考虑在船的适当部位设压载深舱。但是这种做法对于货船要栖牲货舱容积。如果压载舱容积足够多可通过改变压载水分布的方法来调整压载状态的浮态。调整压载浮态时，对于压载量较大的大船（如散货船）应特别注意对静水弯矩的影响。因为这类船最大的静水弯矩往往出现在压载状态。此外，调整压载水分布时，一般不允许压载舱使用部分压载，因压载舱不灌满会,浮态调整的方法,产生自由液面，对稳性不
47、利。必要时可将大的压载舱划分成小舱，不利影响是增加了压载管系和结构重量。船舶在实际营运中载况是多种多样的，在调整好满载和压载状态的浮态后，其他装载情况的浮态一般不会有问题，例如半载情况很容易用不同的配载来调整浮态。 最后要说明的是，船在航行时有适当的纵倾并非坏事（除非航道水深对船的最大吃水有严格的限制）。这是因为大量的船模和实船试验表明；在一定的排水量和航速下，快速性最佳的浮态不一定是平浮，也就是说船在某一纵倾情况下的快速性更好。因此有人建议，新船设计时，对船模进行扩充试验，即进行变排水量、变航速、变纵倾的试验，寻找一定排水量和航速情况下的最佳纵倾条件，以便通过改变装载条件来提高船舶营运的经济性。,
