劉曉瓊, 黃 昊

(中船郵輪科技發(fā)展有限公司 科技開發(fā)部,上海 200137)

0 引 言

郵船上的乘客電梯是乘客在各層甲板之間移動(dòng)時(shí)所采用的主要交通工具，是交通運(yùn)轉(zhuǎn)的核心，其布置的合理性和便捷性與乘客體驗(yàn)息息相關(guān)。大型豪華郵船乘客電梯的井道一般需穿過十幾層甲板，涉及到全船的結(jié)構(gòu)和總布置，因此郵船一旦建造完成，將很難對(duì)其電梯系統(tǒng)進(jìn)行較大程度的改造。這就要求在前期郵船設(shè)計(jì)階段對(duì)其電梯規(guī)劃進(jìn)行充分的分析論證，使其電梯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)較為合理，切實(shí)提高其運(yùn)營效率和乘客體驗(yàn)。

郵船設(shè)計(jì)技術(shù)多年來一直由西方發(fā)達(dá)國家掌握，國內(nèi)關(guān)于郵船電梯系統(tǒng)的研究較少。規(guī)范方面，中國船級(jí)社2017年發(fā)布了《郵輪規(guī)范》[1]，在乘客休閑設(shè)施部分針對(duì)電梯數(shù)量給出了比較明確的建議，為乘客電梯配置提出了指導(dǎo)原則；郵船電梯研究方面，童琛等[2]結(jié)合陸地賓館建筑的電梯廳形式，對(duì)郵船上不同電梯廳形式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，并提出了優(yōu)化建議。大型豪華郵船上的乘客數(shù)量和公共區(qū)域通常較多，且一般位于郵船上不同甲板層的不同位置處，垂直交通負(fù)荷極大，因此要合理配置電梯，需對(duì)郵船內(nèi)部的交通需求和特點(diǎn)進(jìn)行深入分析，而國內(nèi)對(duì)這方面的研究尚處于空白。基于此，有必要以大型豪華郵船內(nèi)部交通需求為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)乘客電梯系統(tǒng)的布置進(jìn)行研究，為郵船設(shè)計(jì)提供參考。

1 內(nèi)部交通需求分析

郵船總布置規(guī)劃是電梯交通分析的基本約束條件，其中影響垂直交通的主要因素有乘客甲板總層數(shù)、登船通道、中庭、主餐廳、自助餐廳、劇院、客艙和醫(yī)療中心等，現(xiàn)代大型豪華郵船乘客甲板典型布置示意見圖1。針對(duì)上述區(qū)域的交通需求分析如下：

圖1 現(xiàn)代大型豪華郵船乘客甲板典型布置示意

1) 乘客甲板總層數(shù)?，F(xiàn)代大型豪華郵船上的乘客甲板一般有11～18層，從低到高依次分為海景客艙甲板、休閑甲板、陽臺(tái)客艙甲板和公共活動(dòng)甲板[3]。船舶航行期間，乘客需在上述甲板之間頻繁穿梭，因此乘客電梯的運(yùn)行路徑需盡可能地覆蓋所有乘客甲板，除非某些頂層甲板上的活動(dòng)場所非常少，例如：若僅布置高爾夫、攀巖等露天運(yùn)動(dòng)設(shè)施，可不設(shè)電梯；若局部需滿足乘坐輪椅人士活動(dòng)的需要，可使用上樓機(jī)等簡易設(shè)施替代電梯。

2) 登船通道。根據(jù)不同碼頭的登船條件，大型郵船通常在第4～7層甲板的舷側(cè)設(shè)置若干個(gè)登船通道。大量乘客集中登船之后，郵船內(nèi)部的交通壓力瞬間增大。為避免擁擠，乘客登船之后需立即將其疏散到相應(yīng)的客艙甲板上，因此應(yīng)盡可能地在登乘口附近設(shè)置乘客電梯。

3) 中庭。中庭位于郵船的中部，是乘客休閑購物、觀看演出的主要區(qū)域，在高度方向一般貫穿中間3層公共活動(dòng)甲板。中庭周圍布置有總服務(wù)臺(tái)、免稅店、表演廣場、咖啡廳、藝術(shù)展廳和主樓梯等大量乘客休閑場所，因此中庭的使用時(shí)間較長，交通量較大，基本上占據(jù)整個(gè)航程的所有時(shí)段。同時(shí)，中庭是廊橋登船時(shí)的主要入口，因此需就近布置乘客電梯群。

4) 主餐廳。大型豪華郵船一般設(shè)置2～4個(gè)大型餐廳，主餐廳可滿足全船30%以上的乘客同時(shí)用餐。主餐廳的客流高峰一般出現(xiàn)在中餐和晚餐的用餐時(shí)段。

5) 自助餐廳。自助餐廳是主餐廳之外另一個(gè)主要用餐場所，用餐人數(shù)和用餐時(shí)長甚至超過主餐廳，一般布置在頂層甲板上。

6) 劇院。大型豪華郵船上設(shè)置有大型標(biāo)準(zhǔn)劇院，通常能容納全船40%左右的乘客。交通高峰出現(xiàn)在觀眾入場和散場時(shí)段，瞬時(shí)交通量最大。

7) 客艙。大型郵船的客艙平均分布在上層建筑的若干層甲板上，客艙數(shù)量越多，意味著乘客人數(shù)越多，相應(yīng)的電梯數(shù)量需求也越多。由于客艙沿船長方向是均勻布置的，因此一般不構(gòu)成交通高峰。

8) 醫(yī)療中心。醫(yī)療中心通常位于較低層的甲板上，為使全船的乘客能及時(shí)就醫(yī)，通向醫(yī)療中心的電梯運(yùn)行路徑應(yīng)覆蓋所有住艙甲板，同時(shí)轎廂面積需足夠大，允許停放1臺(tái)擔(dān)架。

9) 其他公共區(qū)域。賭場、游戲廳、泳池和健身房等散布在乘客活動(dòng)甲板的不同層上，使用時(shí)間比較隨機(jī)，一般不需要為其重點(diǎn)考慮電梯布局。

主餐廳和自助餐廳是客流量非常大的區(qū)域，二者的經(jīng)營時(shí)間為中餐和晚餐時(shí)段，客流高峰高度重疊。為解決該問題，可采用在空間上反向布置的方法對(duì)交通目的地進(jìn)行拆分。通常將主餐廳布置在低層甲板上，將自助餐廳布置在高層甲板上，這樣就能使電梯下行目的地為主餐廳，上行目的地為自助餐廳，雖然2個(gè)區(qū)域的交通高峰在時(shí)間上仍然重疊，但同一方向的客流量會(huì)減半，擁堵情況能大幅改善，電梯數(shù)量并不需要增加。

劇院和主餐廳一般布置在中間層甲板上，主餐廳的用餐時(shí)間一般為18：00—21：00，劇院觀眾入場時(shí)間一般為19：00左右，二者的交通高峰在19：00左右重疊。主餐廳的客流主要來自于住艙;劇院的客流一部分來自于住艙，一部分來自于餐廳。若劇院和餐廳相鄰布置，則大量的客流會(huì)在19：00左右涌向同一個(gè)電梯廳，勢必導(dǎo)致候梯時(shí)間過長，造成交通擁堵。此時(shí)可沿船長方向?qū)δ康牡剡M(jìn)行拆分，即將劇院布置在船首，將餐廳布置在船尾，這樣可使來自于住艙的乘客分流至不同的電梯廳，而來自于餐廳的乘客只需步行便可快速到達(dá)劇院，有效地緩解電梯的交通壓力。

因此，對(duì)于客流量較大的區(qū)域而言，在總布置規(guī)劃階段，可采用沿垂向方向或船長方向反向布置的方法對(duì)目的地進(jìn)行拆分，使交通高峰在空間上錯(cuò)開，有效縮短候梯時(shí)間，提高乘客體驗(yàn)。

2 客梯數(shù)量與客艙數(shù)量的關(guān)系分析

中國船級(jí)社(China Classification Society，CCS)在《郵輪規(guī)范》(2017)中建議：對(duì)于附加標(biāo)志F3的郵船，若全船乘客甲板層數(shù)大于等于4層，平均每110間客房至少應(yīng)設(shè)有1部客用電梯；對(duì)于附加標(biāo)志F4的郵船，若全船乘客甲板層數(shù)大于等于3層，平均每100間客房至少應(yīng)設(shè)有1部客用電梯；對(duì)于附加標(biāo)志F5的郵船，若全船乘客甲板層數(shù)大于等于3層，平均每70間客房至少應(yīng)設(shè)有1部客用電梯。F3、F4和F5分別對(duì)應(yīng)郵船分級(jí)中的3星和3星+、4星和4星+、5星和5星+級(jí)別的郵船。

大型豪華郵船的客艙數(shù)量是決定乘客電梯數(shù)量的關(guān)鍵因素。乘客電梯數(shù)量一般采用經(jīng)驗(yàn)歸納法和軟件計(jì)算法確定。在設(shè)計(jì)初期，若不具備精確的輸入條件，可采用經(jīng)驗(yàn)歸納法進(jìn)行初始布置。表1為大型豪華郵船乘客電梯數(shù)量與客艙數(shù)量統(tǒng)計(jì)，給出了多艘10萬～16萬總噸級(jí)大型豪華郵船的客艙數(shù)量與乘客電梯數(shù)量之間的配置比例關(guān)系。

表1 大型豪華郵船乘客電梯數(shù)量與客艙數(shù)量統(tǒng)計(jì)

統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，在役大型郵船的電梯數(shù)量配置比例基本上集中在95～130間/部，與CCS的建議基本一致。另外，由表1可知，除了艙房數(shù)量較多的“歌詩達(dá)威尼斯號(hào)”郵船以外，10萬～15萬總噸級(jí)的郵船一般配置14部乘客電梯，15萬總噸以上的郵船一般配置16部乘客電梯。

因此，在設(shè)計(jì)初始階段，電梯數(shù)量可參考船舶的噸位和載客量相近的成熟船型配置，后期選定設(shè)備廠家之后，由設(shè)備廠家根據(jù)專業(yè)軟件和電梯性能對(duì)單部電梯的額定載重量進(jìn)行精確計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果提高或降低額定載重，調(diào)整全船電梯的運(yùn)輸能力。事實(shí)上，陸地建筑多根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和規(guī)范推薦的數(shù)量配置電梯[4]。

3 乘客電梯布置分析

3.1 客梯群的典型布局

1) 艏、舯、艉等3個(gè)客梯群形式。根據(jù)內(nèi)部交通需求和主梯道規(guī)劃，大型郵船通常采用艏、舯、艉等3個(gè)客梯群的布局形式。采用這種布局的郵船主要有歌詩達(dá)Vista系列郵船、公主郵船盛世公主系列郵船、阿依達(dá)Prima系列郵船、荷美郵船Pinnacle系列郵船和“維多利亞女王號(hào)”郵船等。

“歌詩達(dá)威尼斯號(hào)”郵船屬于典型的采用艏、舯、艉等3個(gè)電梯群形式的郵船(見圖2)。艏部有8部電梯，可到達(dá)艏部劇院，兼顧中庭和總服務(wù)臺(tái)；舯部有4部電梯，服務(wù)舯部的2個(gè)餐廳和頂部的自助餐廳；艉部有4部電梯，可到達(dá)艉部的雙層主餐廳和頂部的自助餐廳。

a) 艉部電梯群

b) 舯部電梯群

c) 艏部電梯群

2) 舯前和舯后2個(gè)客梯群形式。除了常規(guī)的3個(gè)電梯群布置以外，還有不少郵船根據(jù)總體空間布局，采取舯前和舯后2個(gè)電梯群布置的形式，比如“星夢”郵船的“云頂夢號(hào)”和“世界夢號(hào)”，以及皇家加勒比郵船的“海洋量子號(hào)”和“海洋光譜號(hào)”等，其中“世界夢號(hào)”約有15萬總噸，全船共配備16部電梯，舯前和舯后各8部電梯，覆蓋主要的乘客公共區(qū)域(見圖3)。

a) 舯后部電梯群

b) 舯前部電梯群

3.2 電梯廳布置

大型郵船電梯廳的設(shè)計(jì)原則與陸地建筑相似，可參考民用建筑設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)。《民用建筑設(shè)計(jì)通則》(GB 50352—2005)規(guī)定，建筑物每個(gè)服務(wù)區(qū)內(nèi)同組群控的電梯組，單側(cè)排列的電梯不宜超過4臺(tái)，雙側(cè)排列的電梯不宜超過8臺(tái)，電梯不應(yīng)在轉(zhuǎn)角處貼鄰布置[5]。

電梯廳的尺寸可參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7025.1—2008選取。多臺(tái)電梯并排布置時(shí)，電梯廳的寬度不小于電梯轎廂深度的1.5倍；多臺(tái)電梯面對(duì)面布置時(shí)，電梯廳的寬度不小于面對(duì)面布置的轎廂深度之和，但不必大于4 500 mm[6]。

3.3 電梯機(jī)房布置

電梯分為有機(jī)房電梯和無機(jī)房電梯2種。由于郵船電梯的井道貫穿所有乘客住艙甲板，無機(jī)房電梯的機(jī)械設(shè)備通常全部置于圍井內(nèi)，噪聲和振動(dòng)較大，不可避免地會(huì)影響乘客休息，因此在空間允許的情況下，優(yōu)先選擇有機(jī)房電梯。

有機(jī)房電梯的機(jī)房布置主要有頂置式、頂旁置式和旁置式等3種，機(jī)房的布置要充分考慮圍井結(jié)構(gòu)、對(duì)重、層門和圍井逃生直梯的位置等因素[7]。由于郵船的內(nèi)部空間主要用于滿足乘客休閑活動(dòng)的需求，因此為留出更多的乘客空間，同時(shí)降低噪聲，郵船電梯機(jī)房一般選擇頂旁置式，布置在最頂部的2層甲板上。

此外，郵船電梯的機(jī)房布置要考慮客艙的空間布置和郵船的外形藝術(shù)效果。同時(shí)，需充分考慮井道頂層的高度，避免甲板頂部無序凸起，保證郵船的俯視藝術(shù)效果。

3.4 乘客電梯與主梯道組合布置

大型豪華郵船的長度一般在300 m以上，主豎區(qū)數(shù)量較多，相鄰主豎區(qū)共用1個(gè)主逃生梯道的情況很普遍，這些主梯道也是在上下甲板間步行的主要梯道，因此通?？紤]將電梯廳與主梯道組合布置(見圖4)。組合布置的優(yōu)點(diǎn)如下：

1) 樓梯的中轉(zhuǎn)平臺(tái)可兼做電梯廳，提高空間利用率。

2) 便于乘客就近選擇樓梯乘坐，減輕交通高峰時(shí)段的電梯壓力。

3) 利于消防和結(jié)構(gòu)布置。在《海上人命安全公約》(SOLAS公約)中，電梯和主梯道的處所定義均屬于梯道類別，因此當(dāng)電梯的層門開向主梯道時(shí)，層門不必為防火門。

4) 簡化日常交通和應(yīng)急逃生路線。電梯是乘客最熟悉的交通路線之一，在應(yīng)急逃生時(shí)，只需沿日常路線逃生，便可走向逃生梯道，緩解人群對(duì)沖引起的混亂現(xiàn)象。

圖4 乘客電梯與主梯道組合布置示意

4 目標(biāo)郵船的乘客電梯布置

現(xiàn)以一艘13萬總噸級(jí)大型豪華郵船的電梯系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例進(jìn)行實(shí)船應(yīng)用分析，該郵船的主要參數(shù)見表2。

表2 目標(biāo)郵船的主要參數(shù)

交通分析和電梯布置如下：

1) 服務(wù)層數(shù)。目標(biāo)郵船乘客甲板共有14層，乘客從第4層甲板登船之后，最高可到達(dá)第18層甲板，因此乘客電梯的最大行程定為從第4層甲板到第18層甲板。

2) 乘客電梯數(shù)量。目標(biāo)郵船從艉部向艏部劃分為6個(gè)主豎區(qū)，客艙總數(shù)為2 050間。與同噸位的郵船相比，目標(biāo)郵船的客艙數(shù)量相對(duì)較多，因此乘客電梯數(shù)量選取為16部，平均每128間客艙配置1部，與表1中的統(tǒng)計(jì)結(jié)果一致。

3) 乘客電梯群布局。目標(biāo)郵船艏部為大型劇院，舯部為餐廳和中庭，艉部為主餐廳和自助餐廳，大客流區(qū)域沿船長均有分布，為最大限度地將客流拆分至不同目的地，綜合考慮登船、自助餐廳、主餐廳、中庭和劇院等區(qū)域的交通高峰，將16部電梯分為艏、舯、艉等3個(gè)電梯群。

(1) 艏部電梯群從下至上分別連接登船口、醫(yī)療中心、劇院、客艙和健身房等區(qū)域，由于艏部客艙數(shù)量最多，交通量最大，因此設(shè)置8部電梯。

(2) 舯部電梯群從下至上分別連接登船口、中庭、餐廳、客艙和泳池等區(qū)域，由于舯部甲板層數(shù)較少，客流量較少，因此設(shè)置4部電梯。

(3) 艉部電梯群從下至上分別連接雙層主餐廳、休閑、客艙、自助餐廳和陽光甲板等，由于艉部的交通量與舯部相當(dāng)，因此設(shè)置4部電梯。主餐廳和自助餐廳的交通高峰時(shí)段重疊，為緩解電梯的交通壓力，將自助餐廳布置在第14層甲板，就餐區(qū)覆蓋2個(gè)電梯廳，使客流分布更加合理。

4) 電梯廳設(shè)計(jì)。目標(biāo)郵船采用多臺(tái)電梯并排布置方式，根據(jù)GB/T 7025.1—2008的推薦，電梯廳寬度取面對(duì)面兩轎廂深度之和，為4 000 mm。

5) 特殊需求考慮?？紤]到醫(yī)療中心的交通需求，選取艏部8部電梯中的2部作為醫(yī)療電梯，行程覆蓋醫(yī)療中心和各層乘客甲板，轎廂面積滿足1部擔(dān)架停放需求。

6) 全船乘客電梯為有機(jī)房形式，在頂層逐漸減少電梯的數(shù)量，留出足夠的空間設(shè)置機(jī)房。

根據(jù)目標(biāo)郵船的無障礙路線規(guī)劃，所有乘客電梯均滿足乘坐輪椅人士的使用需求。

目標(biāo)郵船乘客電梯布置示意見圖5。

圖5 目標(biāo)郵船客梯布置示意

5 結(jié) 語

1) 交通需求分析是大型豪華郵船乘客電梯布置的前提。在設(shè)計(jì)初期，應(yīng)詳細(xì)分析船上各區(qū)域的交通量和交通特點(diǎn)，特別是需綜合平衡中庭、客艙、登船通道、主餐廳、自助餐廳、劇院、客艙和醫(yī)療中心等關(guān)鍵區(qū)域的交通需求和位置關(guān)系。在總布置規(guī)劃階段，若2個(gè)區(qū)域的交通高峰在時(shí)間上重疊，可采用將其沿垂向或船長方向互為反向布置的方法拆分交通目的地，使交通高峰在空間上錯(cuò)開，有效緩解電梯的交通壓力。

2) 乘客電梯的數(shù)量主要取決于客艙的數(shù)量。經(jīng)實(shí)船數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，大型豪華郵船的乘客電梯配備方案為每95～130間客艙配備1部客梯，與CCS《郵輪規(guī)范》的建議基本一致。因此，在設(shè)計(jì)初期，可參考載客量相近的成熟船型配置電梯。

3) 在布置乘客電梯系統(tǒng)過程中，需考慮郵船的外觀、噪聲控制和空間利用率等內(nèi)容。根據(jù)郵船內(nèi)部交通需求和主梯道規(guī)劃情況，可選擇艏、舯、艉等3個(gè)電梯群形式，或舯前、舯后2個(gè)電梯群形式，并與主梯道組合布置，以提高郵船的空間利用率，優(yōu)化其內(nèi)部交通路線。