해양 환기 열, 연기, 습기 및 연소 가스를 배출하는 동시에 선박의 밀폐된 공간에 신선한 공기를 공급하는 기류, 덕트 및 배관으로 구성된 엔지니어링 시스템입니다. 올바르게 설계된 해양 환기 장치가 없으면 승무원 공간은 위험할 정도로 산소가 고갈되고, 기계실에는 폭발성 증기가 축적되며, 화물창에는 물품이 파손되거나 구조적 부식이 가속화되는 응결 현상이 발생합니다. 해양 환기를 올바르게 하기 — 올바른 사양 포함 해양 환기 파이프 — 선택적 엔지니어링이 아닙니다. 이는 SOLAS 장 II-2 및 IMO 화재 안전 시스템 코드에 따른 기국 및 계급 사회 요구 사항입니다.
이 가이드는 규제 요구 사항, 시스템 유형, 파이프 재질 및 크기, 방화 댐퍼, 설치 표준 및 유지 관리 관행 등 해양 환기 시스템과 이를 운반하는 파이프의 모든 실제적인 측면을 다룹니다.
해양 환경은 해안 기반 건물에는 존재하지 않는 환기 위험을 야기합니다. 선박은 기계의 높은 열 부하, 탱크의 휘발성 연료 증기, 염분을 함유한 습한 공기, 환기가 실패할 경우 몇 분 내에 치명적으로 변할 수 있는 밀폐된 공간이 있는 밀폐된 강철 구조물입니다.
상업용 선박의 해양 환기 시스템은 국제 협약, 계급 사회 규칙 및 기국 법률의 계층적 프레임워크에 의해 관리됩니다. 어떤 규칙이 적용되는지 이해하는 것이 모든 설계 또는 개조 프로젝트의 출발점입니다.
| 규제/표준 | 발행기관 | 주요 환기 요구 사항 |
|---|---|---|
| SOLAS Chapter II-2 | IMO | A/B 등급 구역의 방화댐퍼; 원격 폐쇄; 페인트 보관함 및 인화성 액체 저장소의 환기 |
| IMO FSS 코드(8장) | IMO | 방화 댐퍼 구조, 재료, 온도 등급 및 테스트 요구 사항 |
| SOLAS 규정 II-1/35 | IMO | 전기 장비 및 배터리가 포함된 공간의 환기 |
| ILO MLC 2006, 표준 A3.1 | ILO | 승무원 숙소의 적절한 환기 자연 환기가 불충분한 경우 기계적 환기 필요 |
| DNV 규칙 4장 5장 | DNV | 기계 공간 환기율, 덕트 재료 사양, 팬 이중화 요구 사항 |
| 로이드 등록 ShipRight | 로이드 레지스터 | 덕트 관통 실링, 로로선 격납고 환기, 위험지역 분류 |
24미터 미만의 레저용 및 상업용 선박의 경우 ISO 9094(화재 방지) 및 ISO 15084(가솔린 엔진 및 연료 탱크 공간의 환기)가 SOLAS 프레임워크에 대한 동등한 지침을 제공합니다.
해양 환기 시스템은 세 가지 주요 범주로 분류되며, 동일한 선박의 다양한 공간에 대한 다양한 요구 사항을 충족하기 위해 실제로 결합되는 경우가 많습니다.
자연 환기는 풍압과 열 부력에 의존하여 공기 흐름을 카울 환기 장치, 머시룸 헤드 또는 고정 루버를 통해 공간 안팎으로 유도합니다. 전력이 필요하지 않고 움직이는 부품이 없기 때문에 건화물창, 체인 보관함 및 일부 승무원 공간에서 안정적으로 사용할 수 있습니다. 그러나 그 효과는 전적으로 선박 속도, 풍향 및 주변 온도 차이에 따라 달라집니다. 기관구역, 배터리실, 가연성 증기구역의 유일한 환기 방법으로는 부적합 , SOLAS는 기계 시스템을 요구합니다.
IMO 지침에 따른 화물창의 최소 자연 환기 개방 면적은 일반적으로 다음과 같이 계산됩니다. 데크 면적의 0.5% 일반 건화물의 경우 목재 데크 화물의 경우 2% 수분관리가 중요한 곳.
기계식 환기는 원심 또는 축 팬을 사용하여 제어된 유량으로 덕트 네트워크를 통해 공기를 강제로 배출하거나 추출합니다. 기계공간, 거주공간, 병원공간, 모든 위험지역에는 필수입니다. 설계 매개변수는 다음과 같습니다.
여객선, 해군 선박 및 현대식 해양 플랫폼에서 전체 HVAC(난방, 환기 및 공조) 시스템은 신선한 공기 공급과 함께 온도 및 습도 제어를 제공합니다. 이러한 시스템은 냉수 냉각 코일, 전기 또는 증기 가열 요소, 개별 캐빈과 공용 공간에 조절된 공기를 분배하는 다중 구역 덕트 네트워크를 갖춘 중앙 공기 처리 장치(AHU)를 사용합니다. HVAC 시스템의 신선한 공기 흡입은 일반적으로 총 공급 공기 흐름의 15~20% , 나머지는 필터를 통해 재순환됩니다. 이는 극한 기후에서 해양 공기를 조절하는 데 드는 에너지 비용을 크게 줄이는 설계입니다.
해양 환기 파이프와 덕트는 환기 기류가 분산되는 물리적 기반 시설을 형성합니다. 파이프 재료, 벽 두께 및 연결 방법의 선택은 제공되는 공간, 필요한 화재 등급 및 부식성 해양 환경을 반영해야 합니다.
상업용 선박의 기계 공간 및 화물 구역의 환기 덕트에 대한 기본 재료입니다. 계급 사회 규칙(DNV, Lloyd's Register, BV)은 덕트 직경을 기준으로 최소 벽 두께를 지정합니다.
| 덕트 직경(mm) | 최소 벽 두께 - 일반 공간(mm) | 최소 벽 두께 - A급 화재 구역(mm) |
|---|---|---|
| 최대 200 | 0.8 | 1.0 |
| 201~400 | 1.0 | 1.2 |
| 401~750 | 1.2 | 1.5 |
| 750 이상 | 1.5 | 2.0 |
아연 도금 강철(ISO 1461에 따라 용융 아연 코팅)은 숙박 시설 및 일반 서비스 덕트의 표준으로, 비염분 기류에서 적절한 내식성을 제공합니다. 내부 에폭시 페인트가 포함된 연강은 온도가 아연 코팅을 손상시킬 수 있는 기계 공간에 사용됩니다. 스테인레스 스틸 316L 덕트 그리스가 함유된 공기를 처리하는 조리실 추출 시스템과 같은 가스 위험 공간 및 습한 지역의 배기 덕트용으로 지정되었습니다.
알루미늄 합금 5052 또는 6061 덕트는 중량 절감이 우선시되는 여객선 및 슈퍼요트의 숙박 구역에 광범위하게 사용됩니다. 알루미늄 덕트의 무게는 대략 동등한 강철 단면보다 35% 적음 추가적인 코팅 없이도 염공기 부식에 강한 천연 산화물 층을 형성합니다. 중요한 제한은 화재 등급입니다. 알루미늄은 대략적으로 녹습니다. 660℃ A급 방화 구역 관통부에는 허용되지 않습니다. 구획 관통부에는 방화 단열재 또는 팽창성 칼라가 있는 강철 덕트를 사용해야 합니다.
유연한 덕트 연결(일반적으로 와이어 강화 PVC, 알루미늄 호일 라미네이트 또는 스테인레스 스틸 벨로우즈)은 팬 입구 및 출구 연결에 사용되어 진동을 차단하고 열 팽창을 수용하며 견고한 덕트 섹션 사이의 약간의 오정렬을 허용합니다. 유연한 섹션에 허용되는 최대 길이는 다음과 같습니다. 대부분의 클래스 규칙에서 600mm 흐름 저항과 처짐을 방지합니다. PVC 플렉서블 덕트는 기계 공간이나 기타 화재 위험 구역에서는 허용되지 않습니다. 금속 코어 플렉서블 섹션만 허용됩니다.
GRP 환기 파이프 및 덕트는 공격적인 화학 환경에 대한 저항이 요구되는 해양 설비 및 화학물질 운반선에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다. GRP는 본질적으로 내부식성, 열 비전도성이며 최대 직경으로 제조 가능합니다. 1,500mm 대용량 화물창 환기용. 화재 성능이 주요 관심사입니다. GRP는 IMO 결의안 A.753(18) 화재 테스트 요구 사항을 충족하여 화재 구역 또는 그 부근에서 사용하도록 승인되어야 하며, 특정 수지 및 라미네이트 구조는 선급 협회 승인 문서에 대해 검증되어야 합니다.
| 소재 | 부식 저항 | 화재 등급 | 상대 가중치 | 일반적인 응용 |
|---|---|---|---|---|
| 온화한/아연 도금된 강철 | 보통(코팅에 따라 다름) | A급 가능(절연) | 높음 | 기계실, 화물창, 화재 구역 |
| 스테인레스 스틸 316L | 우수 | A급 가능(절연) | 높음 | 갤리 추출물, 가스 위험 공간 |
| 알루미늄 5052/6061 | 좋음(바닷바람) | A등급 아님 | 낮음 | 여객숙소, 슈퍼요트 |
| GRP(승인된 수지) | 우수 (chemical) | IMO A.753(18)(형식 승인) | 낮음–Medium | 케미컬 탱커, 해양, 대형 화물창 |
| 유연성(금속 코어) | 좋음 | 제한됨(연결 사용에만 해당) | 매우 낮음 | 팬 연결, 진동 차단 |
올바른 덕트 크기 조정은 해양 환기 설계의 엔지니어링 핵심입니다. 크기가 작은 덕트는 과도한 속도, 소음 및 팬 배압을 생성합니다. 대형 덕트는 공간을 낭비하고 무게를 추가하며 수평 배관에서 습기 응결을 방지하기 위한 적절한 유속을 유지하지 못할 수 있습니다.
요구되는 기계공간의 경우 50,000m³/h 8m/s의 설계 속도에서 주 공급 덕트를 통한 환기 공기:
팬 작동 지점을 선택하려면 전체 시스템 압력 손실(모든 직선 덕트의 마찰 손실과 굽은 부분, 분기 및 터미널 그릴의 동적 손실의 합)을 계산해야 합니다. 일반적인 기계실 환기 시스템의 총 시스템 저항은 다음과 같습니다. 200~500Pa , 숙박 시설 HVAC 시스템은 다음에서 실행될 수 있습니다. 100~300Pa .
A급 또는 B급 소방 구역을 관통하는 모든 환기 덕트는 방화 댐퍼를 장착해야 합니다. 이는 협상할 수 없는 SOLAS 요구 사항입니다. 방화 댐퍼는 전체 해양 환기 파이프 네트워크에서 가장 안전에 중요한 구성 요소이며, 사양, 설치 및 유지 관리에는 엄격한 선급 사회 조사 요구 사항이 적용됩니다.
선박의 특정 공간에는 해당 기능과 관련된 특정 위험으로 인해 일반 규칙을 넘어서는 환기 요구 사항이 있습니다.
Ro-ro(롤온/롤오프) 밀폐형 차량 데크는 해양 설계에서 가장 높은 환기 문제 중 하나를 제시합니다. 승하차 중 차량 배기가스에서 나오는 일산화탄소와 탄화수소 증기는 안전한 수준으로 빠르게 희석되어야 합니다. IMO 결의안 MSC.1/Circ.1515 및 SOLAS II-2/20에서는 최소 시간당 10회 공기 교환 차량 운행 중 및 시간당 6회 공기 교환 지속적인 배경 속도로. 팬은 각 데크 섹션에 대해 독립적으로 작동할 수 있어야 하며 항해 선교에서 원격 시동 기능이 있어야 합니다.
유류, 화학제품, LPG 유조선의 화물 펌프실은 Zone 1 위험 구역으로 분류됩니다. 기계적 배기 환기는 증기 이동을 방지하기 위해 주변 공간에 비해 약간의 부압으로 공간을 유지해야 하며 최소한 시간당 20회 공기 교환 . 팬, 모터, 시동기 및 계측기를 포함하여 펌프실을 제공하는 환기 시스템 내의 모든 전기 장비는 적절한 ATEX 또는 IECEx 위험 지역 인증을 받아야 합니다.
완전히 밀폐된 구명정과 구조정은 연기나 유독성 대기에서 사용될 수 있으므로 덕트식 환기보다는 자급식 압축 공기 호흡 시스템이 필요합니다. 그러나 대빗 하우스 및 승선 스테이션 구명정 보관소 근처에는 깨끗하고 방해받지 않는 자연 환기구가 필요합니다. 일반적으로 루버는 다음과 같습니다. 자유면적은 공간 바닥 면적의 10% 이상 — 비상 소집 중에 해당 지역이 거주 가능한지 확인합니다.
IGF 코드(가스 또는 기타 저인화점 연료를 사용하는 선박에 대한 국제 안전 코드)는 LNG 연료 시스템이 포함된 공간에 대한 추가 환기 요구 사항을 부과합니다. ESD로 보호된 기계 공간은 다음과 같이 환기되어야 합니다. 시간당 30회 공기 교환 지속적인 가스 감지와 환기 경보가 연동되어 있으며, 신뢰할 수 있는 연료 누출 시나리오 중에도 폭발성 대기가 형성되지 않도록 환기 시스템을 설계해야 합니다.
올바르게 설계된 해양 환기 장치는 파이프가 제대로 설치되지 않으면 효율성이 많이 떨어집니다. 일반적인 설치 오류는 등급 조사 및 항만국 통제 검사 중에 확인된 환기 시스템 고장의 상당 부분을 차지합니다.
선급 사회 규칙에서는 문서화된 검사 및 테스트 간격과 함께 선박의 계획된 유지 관리 시스템(PMS)에 해양 환기 시스템을 포함하도록 요구합니다. 적절한 기록을 유지하지 못하는 것은 도쿄 MOU 및 파리 MOU에 따른 항만국 통제(PSC) 검사에서 흔히 나타나는 결함입니다.
조리실 배기 덕트는 다음과 같은 비율로 그리스 침전물을 축적합니다. 월 2~5mm 일반적인 상업용 선박 케이터링 작업에서. 기름 축적은 직접적인 화재 위험입니다. 기름이 가득 찬 조리실 덕트 화재는 크루즈 및 페리 선박에서 선박 손상 및 인명 손실의 가장 흔한 원인 중 하나입니다. 계급 사회와 많은 기국에서는 다음을 초과하지 않는 간격으로 조리실 추출 덕트 청소를 요구합니다. 사용량이 많은 갤리의 경우 3개월 사용 빈도가 낮은 선박의 경우 6개월이며, 화재 안전 관리 시스템의 일부로 청소 기록이 유지됩니다.
해양 환기 시스템의 설계는 탈탄소화 목표, 새로운 연료 유형, 센서 및 제어 기술의 발전에 따라 빠르게 발전하고 있습니다.
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