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摘要：随着人们环节意识的不断加强，节能减排已经成为当今社会的焦点话题，各行各业都致力于研究适合自身实际情况的节能减排策略。船舶运输作为我国运输行业的重要组成部分，船舶设计中的节能减排策略，不仅关系到船舶运输行业的未来发展，更与生态环境的可持续发展密切相关。本文阐述了船舶节能减排的设计现状及影响因素，之后针对其技术策略进行了相关研究，供船舶设计人员参考借鉴。
关键词：船舶设计；节能减排；技术；策略
近些年来，我国的船舶运输业务量实现了大幅提升，随之而来的是大量的能源消耗与污染物排放，给海洋环境及自然资源的可持续发展带来了极大的压力。在这种情况下，在船舶设计中融入节能减排技术已经成为船舶制造领域最为重要的研究课题，一方面需要船舶设计人员针对当前的船舶节能减排技术现状及影响因素进行全方的了解与分析，另一方面要针对这些情况提出有效的节能减排设计策略，以此来推动我国船舶设计水平整体提升，同时为生态环境建设提供技术支持。
1.我国船舶设计节能减排技术的发展现状
当前，我国现行的与船舶设计行业相关的技术规范主要有《管理与控制船舶的压载水及船舶沉积物的国际公约》和《防止船舶污染的国际公约》这两项公约；此外，我国政府还确立了绿色航运目标，对整个船舶行业的发展规划及运营等方面做出了相应的调整与改革；与此同时，我国还针还对船舶设计中的节能减排策略进行了大量的研究与尝试。例如政府分别针对氮氧化物及燃油含硫量进行了分阶段管控，还相应提高了空气污染限制标准。无论是两项公约的出台，还是绿色航运目标的推出，还是节能减排技术的研发测试，其目都是对船舶运营过程中所造成能源消耗及污染物排放量进行控制，以此来降低对海洋环境的污染与破坏，维系整个生态环境的可持续发展。尤其在当前的市场经济环境下，既要大力支持船舶事业的健康发展，又要采取有效措施减少能源消耗，缓解生态环境的巨大压力下，这就需要船舶行业全体从业人员对节能减技术给予高度重视，长期致力于船舶设计节能减排技术的开发与应用。
2.船舶设计节能减排效果的影响因素
2.1船舶性能
船舶节能减排技术的应用的效果容易受到船舶性能的影响，例如船舶的主辅机状态、污底情况、使用时长、型号等因素都会对船舶节能减排效果造成不同程度的影响。主辅机是船舶当中最为主要的耗能设备，其运行效率直接影响着燃油的燃烧效率，其燃烧效率越高所产生的油耗越少，更有利于船舶的节能减排；船舶主机的使用时长在很大程度上决定着其磨损程度，如果主机磨损较大，直接降低了能源的使用效率；另外，船舶的抗风浪性能、甲板受风面积等因素直接关系到船舶的浸水体积，进而影响到船舶的兴波阻力，从而影响到船舶的节能减排效果。
2.2环境因素
环境因素会使船舶的能源使用效率受到一定程度的影响，进而降低了船舶的节能减排成效。这里所说的环境因素是指在船舶行驶的过程中，所处的地理位置与自然环境，例如温度、气压、天气等等，这些因素都会对船舶的耗油情况及污染物排放量产生影响。例如大风天气会增加船舶的行驶的阻力，进而加大了主机的油耗；在气压较低的环境下，由于空气中的含氧量较少，导致船舶的燃料得不到充分燃烧，为了维持船舶的正常行驶，只能加大燃料的使用量；此外，航道的弯曲度、交叉情况也会对船舶的节能减排情况造成不同程度的影响。
3.船舶设计中节能减排的技术策略
3.1降低船身阻力
降低船身阻力这一设计手段，是减少船舶运行过程中能源消耗、降低污染物排放量的重要途径。在以船舶进行设计的过程中，要想达到降低船舶阻力的目的，首先应针对船舶线型进行设计。通常情况下，可通过母型船法或者船模试验法计算出船舶阻力，再测算出船舶浮心位置、排水量等指标，为船型尺度比例的确定提供科学可靠的参考数据；其次，船舶所处的海洋环境非常复杂多变，但在对船舶进行设计时，设计人员必须对海洋流速、风浪阻力等情况做到全面了解与掌握，以此来保证设计方案的科学合理性；此外，设计人员还应该根据其运行数据，对挡风面积进行最化设计，并且合理设定船舶的浮动状态。由于船舶阻力受到诸多内外因素的影响，在船舶设计的过程中，设计人员需要对各种影响因素进行综合且全面的考虑，从而保证船舶线型的科学合理性。
3.2提高推进效率
为了提高船舶设计节能减排的实际效果，设计人员要想方设法提高船桨与船机之间的匹配度，从而保证船舶的有效马力、螺旋桨负荷量与主力功率三者之间的相互吻合；此外，在设计的过程中，还应该依据船舶主机的实际状态确定主机动力能量的调控范围，并采用新型的材料，使船舶推进效率得以提高；再者，螺旋桨整流罩是船舶节能减排技术的重要手段，其原理是通过对螺旋桨尺寸的调整，并且通过螺旋桨轴线流场平稳性能的提升，提高船舵左右两边的配合度，最终提高船舶的航行速度，摆脱高负荷的运行状态；最后，在制造船舶的过程当中，在船舵前安装整流体，可有效避免桨毂发生能量损失，使船舶推进效率得到有效提升。
3.3使用节能设备
在船舶设计的过程中，船桨、船机、船身的设计是三个最为关键的设计环节，其设计方案直接关系到船舶节能减排的实际效果。在实际设计的过程中，应将主辅机职能技术、动力节能技术、混合动力技术、变频技术等多项技术最大限度的融入到设计方案当中，确保节能减排效果的显著提高。目前，绝大多数正处于航运状态的船舶柴油机功率均在169-177g/kW·h之间，这种柴油机存在使用年限较短、投资成本较高等问题。在今后的船舶设计工作中，应着重针对柴油机设备进行改进，选用能耗小、功率大的节能设备，以此来达到减少能源消耗的目的。实践证明，节能设备可以在很大程度上优化船舶设计的结构与布局，可有效调整船舶的节能状态，从而使能源的有效利用率获得显著提升。同时，节能设备在能源转化、能源消耗、能源积累等方面也发挥出了非常积极的作用。
3.4持续开发新能源
不可再生能源不但数量有限，而且使用价值高，对生态环境影响较大。船舶行业要想实现真正意义上的节能减排，必须对新能源进行持续不断的开发与利用。目前，核能、风能、太阳能、燃料电池等新能源已经在船舶行业中得到了不同程度的应用，虽然使用范围还较为有限，但依旧实现了许多技术上的重大突破。比如在船舶热交换、热辐射等环节当中，会浪费掉大量的热能，而对这些热量进行回收，再通过一系列的技术处理，即可其转化成船舶运行提供所必要的能量。或者在船舶中安装上废气净化器，建立起废气循环系统，不但可以消耗掉对海洋环境造成污染的有害气体，还可以降低船舶减排压力，使船舶节能减排的设计需求得以实现。因此，新能源开发与利用成为船舶节能减排设计的又一重大突破口，值得相关技术人员及设计人员给予广泛关注。
结束语
节能减排技术不但是我国船舶工业健康发展的必经之路，更是我国实现社会经济与生态环境同步建设的重要手段。因此，全体船舶行业工作人员应在履行国际公约的基础上，不断推进节能减排技术策略的发展与应用，及时更新设计理念，加大科研力度，推动我国船舶事业的健康稳定发展。
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