Outfitting design in gm-j180a wind power living platform
2022/01/29 9:21:44
详细说明
摘 要:针对在建的GM-J180A风电居住平台的内装设计,从平台的建造效率、生活舒适性等方面进行了总结。该平台的内舾装设计,在满足相关规范及要求的前提下,提高了海上工作和居住人员的工作环境,为其他生活居住平台的设计提供一个参考和借鉴。
关键词:风电居住平台;内舾装;预制模块化舱室;舒适性;色彩方案
中图分类号:U697.91 文献标识码:A
Abstract: For the accommodation outfitting design of the GM-J180A wind power living jack-up under construction. The jack-up construction efficiency, life comfort and other aspects are summarized. On the premise of meeting the relevant rules and requirements, the outfitting design of the platform improves the working and living environment of offshore personnel. The aim is to provide a reference for the accommodation outfitting design of other living jack-ups.
Key words: Wind power living jack-up; Accommodation outfitting; Prefabricated modular cabin; Comfort; Color scheme
1 前言
风能是一种无污染的清洁能源,储量丰富,具有可长期开发和利用的优点。风力发电是风能的主要利用方式,且是新能源中技术最成熟、最具有规模化发展前景的发电方式。随着风力发电技术的普及及应用,人们将会大幅减少石油、煤炭等资源的消耗,降低温室气体的排放,从而保护生态自然环境。与陆地风电相比,海上风电开发具有风能资源丰富、不使用宝贵的陆地资源等诸多优点。
海上风电开发过程中,风电安装平台和相关的辅助船舶起着演着至关重要的作用。由于安装平台和辅助船舶一般很难满足日常的维护和居住要求,而且随着生活水平的日益提高,各国对风电场运行维护人员的生活水平都作了相应的要求,如UK HSE(英国健康环保标准)、MLC-2006(《2006年海事劳工公约》)等。在这种情况下,配套使用的风电居住平台营运而生,它不仅可以配合风电安装平台和相关辅助船舶进行海上工程作业,还可以辅助不同区域、类型的作业平台和船只,提供良好的生活居住环境,保障海上工作人员的身心健康和工作效率。
2 风电居住平台的基本情况
中船黄埔文冲船舶有限公司与上海伯瀚海洋工程有限公司签订的的风电居住平台GM-J180A(见图1),满足英国劳氏船级社(LR)关于海工设施入级规范及法规、UK HSE以及挂旗国的要求。该居住平台主要为英国北海南部和丹麦海域的风电场运行维护人员提供居住服务。平台长度为68 m、宽度62 m、型深7.5 m、设计吃水4.5 m、作业水深45 m;主甲板面积500 m2;甲板可变荷载500 t;配备了3根桁架式桩腿,采用液压插销式连续升降系统,桩腿和桩靴总长95.6 m;平均抬升速度0.4 m/min,升降机构单桩最大提升能力4250 t、总提升能力为12 750 t;尾部左右舷各配备1台35 t液压折臂吊;无动力系统;续航力280人/30天;平台定员180人,可升级到280人居住。
3 预制模块化舱室的设计
GM-J180A平台定员180人+100人,共布置居住房间180间、医务室1间,还配备了厨房、餐厅、洗衣间、娱乐室、吸烟室、电影院、桑拿房等功能性房间。由于船东对该平台交期要求比较严格,并非常注重居住舱室的装饰效果和居住环境。
综合以上因素,我们在项目设计初期就提出了采用预制模块化舱室单元的方案。预制模块化舱室单元具有质量轻便、现场定位安装方便、安装效率高等优点。芬兰Kvaemer Masa-Yards等欧洲船厂,普遍采用预制模块化舱室单元建造大型豪华邮轮的居住舱室,取得了显著成效。我们与船东、船厂、设计院共同讨论了预制舱室模块化的方案,最终船东认可了在生活区采用预制模块化舱室单元的建造方案。
经过我司、船厂和上海船舶设计院三方联合设计,对预制舱室的规格尺寸及布局、重量及重心的控制、进舱后的搬运路线选择、预制舱室的吊装方案和工艺孔择取等进行了综合的考虑,最终采取了预制舱室用吊篮吊装、在每层甲板尾部的钢围壁上开工艺孔的方案,最大程度的保证了预制模块化舱室的使用,如图2所示。
在预制模块化舱室单元的吊装和进舱定位过程中,配套了许多安装器械,如舱室的搬运定位液压车,使得整个过程能顺利完成。从A甲板的第一个舱室吊装开始,到D甲板最后一个舱室吊装定位结束,一共只用了43天;而常规的散装材料现场拼装及家具安装,耗时要70~90天。由此可见,采用了预制模块化舱室的方案,节省了一半的安装周期;另外,预制模块化舱室内部的绝大部分工作在陆地(厂房、车间)上进行,可以组织零部件的流水線生产,大部分产品趋于标准化,也方便后期维修及更换相关零部件,避免由于现场工人技术水平不同导致安装质量参差不齐。
4 冬日花园的设计
考虑到GM-J180A平台是在英国北海南部和丹麦海域工作,环境比较恶劣,温度较低。为提高风电场运行维护人员的生活舒适度,船东考虑在平台的休息区增加一个冬日花园,以便工作人员可在冬日花园内进行良好的休整,保证工作效率和生活质量。
在了解到船东的需求后,船厂、上海船舶设计院和我司一起考虑了冬日花园的使用环境,最终在A甲板顶部设置了长40 m、宽10 m、高6.6 m的冬日花园。该花园的顶部采用双层夹胶的安全钢化玻璃加钢结构的弧形形式,最大程度地保证了房间的采光和排水;在B甲板的底部,采用了天井和玻璃栈桥的形式,既保证了花园的完整性,也兼顾了A甲板居住舱室的自然采光;地面采用防腐木甲板,保障了房间内部的长期使用要求;花园内部布置了休息区和娱乐区,并特别增加了遮阳伞和躺椅,满足风电场运行维护人员日光浴的需求。图3为冬日花园效果图。
在布置房间时,尽量将功能性舱室如电影院、咖啡间和娱乐室布置在冬日花园的底部,使得相同类型的功能性区域都相对集中在一起,减少对其他居住舱室的影响。
5 厨房、餐厅的设计
4.1 厨房
厨房的设计,从食材的获取路径、初步清洗加工的便利、烹饪的形式和烹饪顺序等众多方面考虑,确定了现有的厨房布置方案。该方案将厨房分隔为五个区域:备菜区、烹饪区、烘焙区、配餐区、回收及清洗区。
另外,在考虑餐具的回收清洗时,规格书仅考虑了普通的揭盖式洗碗机的应用。而实际使用时,280人的餐具用普通的揭盖式洗碗机需要配备7~8台,不仅占用有限的厨房空间,且对相关的配管、配电都是一个非常大的压力。为此,我们通过与厨房设备厂家的沟通,引进了长龙式洗碗机,在价格相差不多的情况下节约了近4.2 m2的面积,也相应的减少了现场管线的布置和安装,并大大地提高了餐具的回收清洗效率,原来需要4个人进行的回收清洗工作,现在只需要2个人即可完成。
4.2 餐厅
餐厅的布置,通过使用圆形餐桌、方形餐桌和条形餐桌,配备不同款式的餐椅,灵活运用地板的颜色对空间进行分割,避免了使用一个款型的家具和地板;将大餐厅设计成三大区域,在有限的空间内创造出一个良好的用餐环境,在视觉上形成良好的美学效果,提高了餐厅的舒适性。
6 隔音、降噪、减振设计
在项目设计初期,为了确保该项目的声学设计能够满足UKHSE和相关规范的要求,获得较为科学的隔音降噪减振方案,避免后期因噪音检测超标而引起的一些不必要的返工和损失,船厂邀请了第三方权威机构对该项目进行专业的振动噪音分析,结合UK HSE,LR,ISO 6954和MSC.337(91)的相关要求,最终得出的振动噪音分析报告显示:该平台的集控室、洗衣间、公共厕所、餐厅、吸烟室、居住舱室等房间的噪音均超标,不满足要求。为此,采取了以下降噪措施:
(1)降低噪声
采取的处理方式:吸声、隔声、消声。在上建内,用双层吸音衬板的结构(25 mm的冲孔吸音衬板+空气层+25 mm的冲孔吸音衬板)代替常规的一层50 mm厚的独立围壁板,在噪音的传播路径上进行有效的隔离;预制模块化舱室的门均是采用高隔声门,该高隔声门在检测的实验室隔声指数单值评价结果为Rw =42 dB;在HVAC的通风管路中部增加消音器;在舱室内部的出风口上方增加静压箱等吸音措施。
(2)降低结构噪声
采取的处理方式:减振、隔振、吸振。在选择发电机等动、辅机械设备时,考虑相對较小振源能量和频率的设备;在大型动、辅机械设备底座的下方,增加隔振辅助系统,使振动源与钢结构之间的近刚性连接成为弹性连接,以隔离或减少震动的能量传递,达到减振降噪的目的;对甲板布置了浮动地板结构。在集控室和机舱的工作舱室,采用了阻尼层+约束层(钢板)+矿物棉(90 mm厚)+约束层(钢板)+阻尼层+约束层(钢板)的浮动地板形式;往上的主甲板区域浮动地板的形式为:阻尼层+约束层(钢板)+矿物棉(50 mm厚)+约束层(基层敷料);再往上的居住甲板浮动地板的形式为:阻尼层+约束层(钢板)+约束层(基层敷料)。这种布置符合噪声的传播特性,由噪声源往边界传播的过程中是不断衰减的。
7 色彩的应用
色彩的心理效应对人的日常行为产生潜移默化的影响。由于风电场运行维护人员平时工作和生活都在海上,活动范围狭小,色彩环境对他们影响更加明显。因此,在船上营造一个适宜的色彩环境,对各个不同舱室施以适当的色彩装饰,能使长期在海上工作的人员感到舒适、愉快、安全。
在色彩方案设计中,对房间内部的色彩搭配进行了重点考虑。天花板采用白色,以扩大视觉空间效果,消除压抑感;壁板采用较明亮的白色和浅黄色两种颜色;地面采用浅灰、深米色等较深的PVC地板和地毯;家具、布艺的颜色在考虑整个舱室的色彩基调下,选用了黑胡桃和白色进行套色,这样使得房间内的整体视觉效果显得比较温馨舒适。
8 结束语
我们在内舾装设计过程中,结合规范要求、船东需求和实际布局情况,重点考虑了以上设计要点,在舱室的安全性、稳定性、经济性、舒适性等方面都取得了较好的效果。本项目联合设计的方案,多次获得了船东的好评和高度认可,保障了项目的建造进度和成本控制,为项目的稳步推进和及时交付打下了坚实的基础。