王金双 张宇 李鹏

摘要：绿色船舶是破解船舶污染的治本之策。船舶结构设计中借助绿色制造工艺能够实现资源能源的节约和环境保护。绿色船舶的设计与制造日益成为船舶行业的绿色标准，本文通过分析绿色船舶的内涵，分析了绿色工艺在船舶结构设计中的设计及应用，以期保障船舶的功能性并促进绿色船舶的发展。

关键词：绿色船舶;结构设计;应用

前言

船舶工业发展直接关系到国防安全以及国民经济的发展状况。早在党的十八大召开时，已经对海洋发展极其重视，要求建设海洋强国，努力提高海洋资源开发能力，加快发展海洋经济。经过这些年的努力发展，国家对于海洋生态环境保护的重视程度只增不减，在党的十九大报告中进一步提出要加快建设海洋强国，对海洋强国的建设速度有了更高的要求。实现“中国制造2025”需要大力发展节能环保新产品，提高资源利用效率。因此，掌握我国船舶绿色制造工艺，走绿色船舶的发展道路，对于促进船舶企业实现经济增长、推动国民经济发展有着重要作用。

1绿色船舶的内涵

绿色船舶是指在船舶设计、制造、营运的整个寿命周期内，通过应用“绿色”技术，在确保船舶质量、满足船舶的使用功能基础上，最大程度上实现低能耗、低排放、低污染;高能效、安全健康的功能目标。其基本内涵为：船舶设计选用无毒无害材料，并尽量选用较少类型、可再生材料，使设计简化;船舶制造使用性能优良的材料，先进的制造工艺，以降低加工难度和废品率，减少能源消耗，减少废料污染;船舶运营要尽量控制排放物和废气排放量，减少有毒有害气体污染环境，防止燃料油、有害液体的泄漏，严格控制舱底油的卸载，同时采取控制噪声的措施，减少噪声污染。

2绿色制造在船舶结构中的设计

2.1框架设计

针对绿色船舶结构设计来说，应该全面实现船体框架的优化，在对能源和资源应用情况进行思考的基础上，结合船舶框架以及规模加以科学设定，尽量提高船舶运行效率，保证船舶运行的平稳度，提升船舶承载能力，确保船舶运行安全。

2.2节能设计

鉴于绿色船舶节能设计，首先，应该给予新型能源开发和应用充分注重，例如全面应用风能、太阳能等，将新型能源在船舶节能设计中的效果充分激发。其次，可以选择提升促进优化的方式，例如寻找具备高效性以及节能性的优化推行形式，促进优化推动效果的提升。船舶在驰航的过程中，通常都会遇到远航动力供应不足的情况。太阳能光电系统是一种电子技术的逆变电源，可靠性高使用寿命长，不仅能够独立发电又能并网运行。相比常规的特性发电机而言，光电系统在受到外界无先兆压力时，仅产生很小的变形和断裂破坏。

此外，注重燃油材料应用效率，例如应用现代化燃油应用技术，保证燃油的高效应用，以此达到节能的目的。最后，重视能源循环应用技术，例如回收废弃再利用技术以及分离废弃物再利用技术等，从而起到绿色船舶节能设计的优化和完善。

2.3绿色材料的应用

（1）新型环保涂料。即采用低污染、省资源、低能耗的绿色涂料。船舶外板水线以下涂料，应用具有只驱赶不杀灭海洋生物的性能，既能防止海洋生物附着又不污染海洋的绿色环保涂料。新型涂料不仅具有一般保护作用，还具有减阻性能，压载舱新型涂层可实现减少喷涂次数而达到膜厚要求。

（2）焊接材料。原始焊接材料中存在大量的助焊药剂，并且助焊药剂往往需要在高温环境下进行，将会使得部分有害气体挥发到空气中，给施工人员的身体造成一定影响，并导致环境污染。而在绿色制造理念的作用下，在进行绿色船舶结构设计的过程中，选择的焊接材料应该具备低烟低毒特性，并应用现代化的焊接方式和工艺，将焊接材料自身的作用和功效充分发挥。

（3）绝缘材料。在我国船舶工作中，应用的传统绝缘材料一般以玻璃棉、矿棉等材料为主，这些传统绝缘材料在舍弃之后，无法全面处理和降解，给周围土壤以及水源等带来严重影响。因此，不可在绿色船舶设计中运用该项绝缘材料。在绿色船舶绝缘材料选择的过程中，应该注重对绝缘材料环保性以及技术性的思考，尽量选择现代化环保绝缘材料，以保证船舶工程框架满足绿色环保设计需求。

2.4船舶标准及模块化设计

（1）船舶标准化设计。采用这一设计模式可以实现船体结构的优化设计。在选用船舶工程构件上，根据规范标准进行严格选择，能够防止由于不科学采用而产生的浪费和消极影响，而且标准化采用零部件及材料能够最大程度发挥其自身特性，对于材料相互衔接运用有着积极作用，从而促进船体结构的优化设计，最大化资源利用率，符合节能环保的设计理念。

（2）船舶模块化设计。绿色设计过程中采用模块化设计对于提高工作效率和质量有着很大的作用。由于逐一进行分装的过程中会消耗大量的人力、物力，影响设计成本，而模块化设计能够有效解决这一问题，促进人尽其能、物尽其用，同时能够缓解噪音污染现象，有助于设备实现及时更新，实现资源优化整合，最终达到船舶设计绿色化发展的目的。

2.5实现绿色船舶要以绿色船舶制造工艺为基础，绿色船舶制造工艺和绿色船舶制造有着较大的关系。由于CSR（国际船级社协会的共同结构规范）和HCSR（散货船、油船协调共同结构规范）等对结构的要求较高，会增加制造船舶的经济成本和原材料的浪费，需要利用绿色船舶设计工艺，也就是轻量化设计技术。例如在各个区域大力使用高强度钢来减轻船舶结构重量，且要优化船体结构中的肋距或纵骨距，对各个疲劳节点进行有效地轻量化创新来降低船体结构的重量，且能保证船舶结构的安全性，该工艺既可以满足对船舶结构性能高的要求，还做到了节能环保。

3绿色制造工艺的应用

3.1工艺模拟制造

在制造绿色船舶的过程中，工艺模拟制造一般用于水火弯板等加热加工过程中。而在传统的船舶制造工艺中，采用先实验后模拟的做法，而在绿色船舶制造中利用工艺模拟可以在制造前获得各个机构的参数，从而确定船舶的生产参数，既可以提高生产效率，还可以节约材料的浪费，同时还可以提前发现生产中的不足，及时进行补救，从而提高船舶的质量。通过三维模拟图，可以更为清楚地找到工艺设计参数，进行详细模拟与设计，不仅增强了设计精度，也降低了多次设计制造造成的环境污染与影响。

3.2绿色焊接技术

在船舶制作过程中起到关键作用的是焊接，焊接技术的好坏直接关系到船舶的质量。在绿色船舶制造技术中使用绿色焊机技术也可以较大程度地改善船舶制造业中存在的问题。目前在船舶制造业中，绿色焊接技术是指利用绿色環保焊接的方式去焊接和制造绿色的船舶，从而实现在绿色船舶领域内节能环保的目标。绿色焊接技术的高效焊接工艺利用熔化极气体保护焊，在焊接过程中有效地降低了烟尘的排放，也是一种易掌握、高效率、节能的机械焊接工艺。此外，在绿色焊接技术中还有较多的焊接工艺既可以提高焊接质量，也可以达到环保节能的效果。同时，利用机械化的焊接方式可以较大程度提高工作效率，从而提高焊接自动化程度。这样的焊接方式较大程度地提高了焊接效率和焊接质量，也为实现绿色船舶制造提供了保障。

3.3精度造船技术

当下，在绿色船舶制造的过程中，采用精度造船技术可以较大程度地做到节能和环保。精度造船技术可以使船体的建造参数更加标准，以先进的技术和工艺为船体各个部件进行精度制造，降低返工和后期修改的工作，一定程度上可以降低制作船体材料浪费，从而实现以绿色环保来发展船舶制作业。

结语

在进行船舶设计制造的过程中，会消耗大量能源，同时会给周围环境带来严重污染。为了给人们营造良好的生态环境，就要把绿色制造理念运用到船舶设计中，在减少能源消耗的基础上，提升制造效率和水平。

参考文献

[1]刘时进.綠色制造工艺在船舶结构中的应用[J].绿色科技，2018（16）：271-272.

（作者单位：1.大连中远海运重工有限公司;2.大连大山结晶器有限公司;3.展翔海事（大连）有限责任公司船业分公司）