PIAS Handleiding  2024
Programma voor de Integrale Aanpak van het Scheepsontwerp
Hulpmiddelen voor gegevensoverzicht en (lek-)stabiliteit
Dit hoofdstuk beschrijft niet een specifieke PIAS module, maar een aantal hulpmiddelen die bij meerdere taken gebruikt worden en dus in meerdere modules opgenomen zijn, t.w.:

Gewichtsgroepen

Een gewichtsgroep is een categorie van belading, bv. ‘ballastwater’ of ‘zware olie’ en is bedoeld om wat overzicht te brengen in lijsten van compartimenten en gewichtsposten, door ze te ordenen per gewichtsgroep. Als gewichtsgroepen gebruikt worden dan wordt daar waar relevant door Loading ook de subtotalen (van gewichten en soms ook zwaartepunten) per gewichtsgroep gegeven. Realiseert u zich wel dat de gewichtgroep een handigheidje is, het gebruik ervan is niet verplicht.

Gewichtsgroepen, tot een maximum van veertig, kunnen worden opgegeven vanuit Loading en Layout, een voorbeeld van het invoervenster is in onderstaande figuur weergegeven. Bij elk compartiment en iedere gewichtspost verschijnt er met <Spatie> een popupvenstertje met de volledige gewichtsgroepnamen waar men dan een keus uit kan maken. Hier kan ook een nieuwe gewichtsgroep gedefinieerd worden.

Per gewichtsgroep kan worden ingevuld:

  • De naam, gewoon een omschrijving.
  • Het type arcering die gebruikt worden bij het arceren en inkleuren van de diverse compartimenten bij overzichtsschetsen, zoals die zijn besproken bij Schetsen van tanks, compartimenten en schadegevallen.
  • De groepskleur, dat is de kleur die deze gewichtsgroep representeert, en die gebruikt wordt in tekeningen, en eventueel ook als achtergrondkleur in tekstschermen, namelijk als de laatste kolom van deze tabel op `ja' staat.
  • De letterkleur, die, als de laatste kolom op 'ja' staat, aangeeft wat de voorgrondkleur moet zijn in tekstuele overzichtsschermen van de teksten die horen bij deze gewichtsgroep.
  • In tabel waarmee aangegeven wordt of de gewichtsgroepkleur ook gebruikt moet worden in de tabellen met overzichten van compartimenten en gewichtsposten.
  • Print gesom. waarmee aangegeven wordt of in de uitvoer alleen het subtotaal afgedrukt moet worden. De berekening is wel op basis van alle gewichtsposten.

Verder is hier nog een bijzondere functie van toepassing:

  • Met [Move] kan een gewichtsgroep in de lijst verplaatst worden.
stabtools_gewichtsgroepen.png
Opgeven van eigenschappen van gewichtsgroepen

Schetsen van tanks, compartimenten en schadegevallen

Indien deze optie is aangekocht kunnen hier aanzichten en doorsnedes worden opgegeven die worden gebruikt om bij het afdrukken van compartimentsgegevens, bij lekberekeningen en bij beladingstoestanden tekeningen te maken op grote schaal (d.w.z. in het klein) van compartimenten en rompvorm enz. tekenen. De kleur en het type arcering hiervan kan per gewichtsgroep opgegeven worden, daarvoor wordt verwezen naar Gewichtsgroepen. Als er meerdere schetsen zijn opgegeven dan worden deze onder elkaar ‘op het papier geplakt’, een uitvoervoorbeeld is opgenomen aan het einde van dit hoofdstuk.

Dit menu, waar de parameters van deze schetsen kunnen worden opgegeven, kan worden aangeroepen vanuit vele plaatsen, zoals uit Loading of Layout, maar ook via de algemene instellingen met Config of equivalent. In elk van deze gevallen komt men in een invulvenster waarin per regel de kenmerken van één schets worden opgegeven, met daarin per kolom:

  • De eerste drie kolommen, t.w. compart, intakt en lek, geven aan of deze schets gebruikt moet worden bij het afdrukken van resp. compartimentsdefinitieuitvoer uit Layout, intakte stabiliteitsberekeningen en lekstabiliteitsberekeningen. Bij de uitvoer van beladingstoestanden wordt elke tank die enigszins gevuld is wordt volledig gearceerd, m.a.w. er wordt geen onderscheid gemaakt tussen volledig en gedeeltelijk gevulde tanks.
  • De vierde kolom geeft het type schets, waarbij gekozen kan worden uit:
    • Verticale doorsnede.
    • Horizontale doorsnede.
    • Dwarsdoorsnede.
    • Zijaanzicht.
    • Bovenaanzicht.
    • Compartimentenlijst. Dit is een alfanumerieke lijst met de compartimenten die relevant zijn bij deze schets.
    • Windcontour, die alleen gebruikt wordt bij de uitvoer van de intakte stabiliteit.
    • Kansdriehoek, die alleen gebruikt wordt bij de uitvoer van probabilitische lekstabiliteit.
    • Hopperdoorsnedes, alleen van toepassing als er een hopper is en bij de uitvoer van de intakte stabiliteit.
    • Hopperlangsdoorsnede, alleen van toepassing als er een hopper is en bij de uitvoer van de intakte stabiliteit.
  • Plaats, de plaats van de schets, indien van toepassing.
  • Lek midden, zorgt ervoor dat de schets altijd door het midden van het schadegeval genomen wordt. Is alleen maar van toepassing op schetsen die geselecteerd zijn voor lek.
  • De verkleiningsfactor op de tekeninggrootte. Een factor X maakt de tekening X maal zo klein.
  • As & schaal, geeft aan of er een horizontale as en schaal getekend moet worden.
  • Horizontale as, hier kan gekozen worden tussen meters of spanten op de horizontale as.
  • Identificatie compartiment, hier kan gekozen worden hoe een compartiment in een plaatje geindentificeerd wordt. De keuze is uit:
    • Een automatisch gegenereerd nummer
    • De naam van het compartiment
    • De tweede naam van het compartiment
    • De afkorting
    • Geen identificatie Als er een legenda wordt afgedrukt, wordt er in ieder geval een nummer bij de tank afgedrukt, evt. aangevuld met naam of afkorting.
  • Waterlijn, die aangeeft of de waterlijn ook getekend moet worden bij de intacte stabiliteit en de deterministische lekstabiliteit.
  • Vulniveau, of in de compartimenten het vullingsniveau gearceerd moet worden, alleen geldig voor intacte stabiliteit.
stabtools_tanksketch.png
Een pagina met tankschetsen bevattende 4 doorsnedes en een compartimentenlijst

Invoeren en bewerken van schadegevallen

Dit gereedschap, waarmee schadegevallen worden worden aangemaakt en bewerkt, kan worden aangeroepen uit alle modules die lekstabiliteitsberekeningen uit kunnen voeren, zowel de deterministische als de probabilistische. In essentie is dit gereedschap vrij simpel, er zijn immers al compartimenten (zoals vastgelegd met Layout), en hier kan men deze aanklikken om ze ‘lek’ of ‘niet-lek’ te verklaren. Dit gereedschap bevat links een tekstvenster, en grafische windows met drie doorsneden, zie onderstaand voorbeeld.
stabtools_damage_cases800.png
Schadegevallen

In de vensters met compartimentsaanzichten zijn lekke comparimenten aangeduid met een blauwige kleur, en niet-lekke met een groengelige kleur. Met de muis kan men de cursor in zo'n venster plaatsen of verschuiven. De doorsnedes in de overige vensters worden dan op die plaatsen getoond.

Attentie
Voor december 2021 hadden de modules Loading, Hydrotables (maximaal toelaatbare KG in lekke toestand) en Probdam een eigen lijst met schadegevallen en was er een Import optie om schadegevallen van de ene lijst naar de andere lijst over te brengen. Vanaf bovengenoemde datum staan alle schadegevallen in 1 lijst en kan elk schadegeval voor elke type berekening van een module aan- of uitgezet worden. Alle bestaande schadegevallen zijn samengevoegd in deze lijst. Default zijn alleen de schadegevallen zichtbaar die voor de bereffende module geselecteerd zijn, maar met de optie ‘View’ kan de hele lijst zichtbaar gemaakt worden.

De kolommen in het tekstvenster hebben de volgende betekenis:

  • Slct, geselecteerd, ja of nee, voor de module waarin men zich bevindt.
  • Lock, een schadegeval kan geblokkeerd worden voor wijzigingen.
  • Naam, de naam van het schadegeval.
  • Achter en Voor, de achterste respectievelijk voorste begrenzing van de schade. Deze zijn nodig voor het lekstabiliteitscriterium ‘deklijn niet te water buiten lek gebied’, en voor een berekening volgens STAB90+50, omdat daar het vrijboord in rekening gebracht wordt. Bedenk dat het vrijboord berekend wordt vanuit de deklijn, waarvan de manier van definiëren aan bod komt bij Deklijn. Als deze criteria niet van toepassing zijn, hoeven de grenzen niet opgegeven te worden.
  • Boven, Abinnen en Vbinnen, boven-, achter binnen- en voor binnengrens van een gegenereerd schadegeval bij de probabilistische lekstabiliteit.
  • Crit.eind en Crit.tussen, men kan een afwijkende set van stabiliteitseisen voor dit schadegeval selecteren.
  • Niveau tus., men kan een afwijkende instelling voor het waterniveau tijdens een tussenstadium van vervulling instellen.
  • Complex tus., hier wordt aangegeven of er voor dit schadegeval een complex tussenstadium — een concept waarvoor wordt verwezen naar Complexe tussenstadia van vervulling (voor 2023) — is gedefinieerd.
  • Hogere subs., hier wordt aangegeven of er voor dit schadegeval hogere subschades berekend moeten worden. De hogere subschade bestaat ter invulling van een lesser extent of damage als omschreven in SOLAS deel B-1 artikel 7.6: “The assumed vertical extent of damage is to extend from the baseline upwards to any watertight horizontal subdivision above the waterline or higher. However, if a lesser extent of damage will give a more severe result, such extent is to be assumed”. Met deze optie aangeschakeld zullen extra lekstabiliteitberekeningen worden uitgevoerd met tanks of compartimenten onder een systematische reeks van horizontale grenzen niet vervuld gelaten.
  • Geldig Loading/Hydrot./Probdam, hier wordt aangegeven voor welke berekening het schadegeval meegenomen moet worden, mits het schadegeval ook geselecteerd is.

Verder zijn hier nog een aantal bijzondere functies van toepassing:

  • Met [Flooding stages] kunnen niet-standaard tussenstadia van vervulling gespecificeerd worden, dit wordt verder besproken in Complexe tussenstadia van vervulling (voor 2023).
  • Met [damage Box] kan men een interactief een rechthoek ‘trekken’, waarbij de compartimenten die daarbinnen vallen lek gemaakt worden. Dit is een hele handige manier om snel en consistent een grote hoeveelheid compartimenten lek te verklaren.
    • Met [Edit damage boxes] kunnen meerdere schade boxen worden aangemaakt waartussen snel geschakeld kan worden doormiddel van de ‘Geselecteerd’ kolom. De overige kolommen zullen voor zich spreken.
    • Bij het activeren van de optie [start selected damage Box] verschijnen witte rechthoeken in de drie doorsnedevensters, dit zijn projecties van een driedimensionale rechthoekige schade. De hoekpunten van deze rechthoeken kunnen versleept worden, waarmee de schadegrootte en -plaats dus aangepast wordt. Als de muisknop losgelaten worden dan ziet met de volgestroomde compartimenten blauwig ingekleurd worden, zie onderstaand voorbeeld. Door met de rechter muisknop op de rechthoekige schade te drukkken kunnen de grootte en plaats ook getalsmatig worden aangepast. De ‘Vaste’ aspecten van een schadebox zijn grafisch zichtbaar door de lijnen en pijlen eventueel rood te kleuren. Let op, dat het selecteren van een ander schadegeval ervoor zorgt dat aanpassingen aan het vorige schadegeval niet meer te undo'en zijn.
    • Met [Create new damage case with selected compartments] wordt het huidige schadegeval toegevoegd aan de lijst van schadegevallen en wordt een nieuw schadegeval aangemaakt wat dan weer aangepast kan worden.
    • Met [quit damage box]→[ do Not save damaged compartments] stopt men de de schade box en worden de wijzigingen aan het schadegeval niet bewaard.
    • Met [quit damage box]→[ Save damaged compartments] stopt men de schade box en wordt de laatste wijziging aan het schadegeval bewaard.
  • Met [iMport] kunnen er schadegevallen uit een XML-file ingelezen worden (indien aangeschaft).
  • Met [View] kan er gekozen worden om alleen de schadegevallen die voor de betreffende module bestemd zijn zichtbaar te maken, of alle schadegevallen.
  • Met [Unit longitudinal axis] kan het eenhedenstelsel van de langsscheepse as gekozen worden, waarbij gekozen kan worden tussen meters of spanten.
  • Met [Output] kunnen de geselecteerde schadegevallen afgedrukt en getekend worden, subopties:
    • [Print input data of selected damage cases] : Van ieder geselecteerd schadegeval worden de namen van de bijbehorende lekke compartimenten afgedrukt.
    • [Definition of sections for sketches of damage cases] : Nut en werking van deze optie worden besproken in Schetsen van tanks, compartimenten en schadegevallen.
    • [pLot of selected damage cases] : Met deze optie worden schetsen van de geselecteerde lekgevallen afgedrukt volgens de specificatie zoals gegeven bij de vorige optie.
    • [pRint permeabilities of all compartments] : Deze menuoptie verschijnt alleen bij de probabilistische lekstabiliteit. Er wordt een lijst van aan soorten ruimtes toegekende permeabiliteiten op papier afgedrukt.
    • [plot of Zonal boundaries] : Deze menuoptie verschijnt alleen bij de probabilistische lekstabiliteit en als de zonemethode gekozen is. Er wordt één tekening gegenereerd die op de bij Schetsen van tanks, compartimenten en schadegevallen vastgelegde plaatsen de compartimenten weergeeft, en de zonegrenzen. Zie het voorbeeld hieronder.
probdam_preview_zonal_boundaries.png
Preview zonegrenzen
stabtools_damage_box.png
Interactieve damage box

Tenslotte komt men met <Enter> komt men in een subvenster, zoals getoond in onderstaande figuur, waarin van elk compartiment in de eerste kolom is aangegeven of dit lek is. De laatste twee kolommen, waar het intakte gewicht en soortelijk gewicht ingevuld kunnen worden is trouwens alleen maar zichtbaar bij het opgeven van schadegevallen t.b.v. de berekening van maximaal toelaatbare KG' in lekke toestand, want daar spelen deze parameters een rol omdat dit de intakte inhoud is die er bij lekraken uitstroomt (bij de deterministische lekstabiliteit van een bepaalde beladingstoestand, zoals die met Loading berekend kan worden, stroomt de intacte inhoud er natuurlijk ook uit, maar hoeft niet apart opgegeven te worden omdat deze al bekend is uit die beladingstoestand).

stabtools_compartments_320.png
Lekke compartimenten per schadegeval, met hun intakte inhoud

Genereer schadegevallen a.d.h.v. schadeafmetingen

Schadegevallen worden i.h.a. niet vrijelijk gekozen, ze worden afgeleid uit schadeafmetingen zoals die in regels en voorschriften zijn vastgelegd. Daar kan bv. staan dat het schip bij een schade van 10% van de scheepslengte, 1/5 van de breedte en onbeperkte hoogte aan bepaalde lekstabiliteitseisen moet voldoen. En vervolgens is het aan de ontwerper om de alle bij deze afmetingen horende schadegevallen te identificeren en in te voeren. Dat klusje kan echter ook door deze PIAS optie gedaan worden.

Daarvoor dient deze functionaliteit, waarmee men schadeafmetingen invoeren, en wel meerdere verzamelingen daarvan, omdat er verschillende gebieden kunnen zijn waar verschillende afmetingen gelden (bv. bij over de voorste 30% van de lengte een bodemschade van 5 meter breed, terwijl over de overige 70% slechts met een breedte van 3 meter gerekend hoeft te worden). Per zo'n schadeafmeting geeft men op:

  • Omschrijving. Deze is ter herkenning, en wordt ook toegekend aan de schadegevallen die generereerd worden.
  • Soort. Er zijn drie soorten, nl. zijschade SB, zijschade BB en bodemschade.
  • Lengte. De schadelengte.
  • Indringing. Bij zijschade wordt hier de zijwaartse schadeindringing (gemeten uit de CWL) bedoeld, ook wel genoemd de dwarsscheepse schadeomvang. Bij bodemschade is dit de verticale indringing, gemeten uit het vlak.
  • Afmeting. Bij zijschade is dit de schadehoogte (die overigens in de meeste voorschriften onbeperkt is). Bij bodemschade de schadebreedte.
  • Achtergrens en voorgrens. Dit zijn de grenzen het gebied waar deze schadeafmeting van toepassing is. Bij genoemd voorbeeld waar over de voorste 30% een andere schadebreedte geldt dan over de rest moeten dus twee gebieden worden gedefinieerd, elk met hun eigen schadebreedte, en het ene met als grenzen resp. de achterkant en 70%L, en het andere met als grenzen 70%L en voorkant.

Vervolgens zijn er nog twee functies beschikbaar in dit menu:

  • [Standard]. Dit is een klein handigheidje, waarmee makkelijk een standaardafmeting berekend kan worden. Zo is er bv. een voorschrift met een schadelengte van 1/3L2/3. Met deze functie, [Standard], kan dit formuletje worden opgeroepen en wordt het getal uitgerekend. Omdat per dimensie (L, B en H) andere standaardafmetingen gelden werkt deze functie per menucel.
  • [Generate]. Met deze functie worden de schadegevallen gegenereerd. Daarvoor komt er een schermpje waar de generatievoorkeuren kunnen worden opgegeven:
    • De keuze tussen ‘in aanvulling op’ en ‘ter vervanging van’ bestaande schades zal duidelijk zijn.
    • Met ‘kleinere schades voorkomen’ worden de zg. minor damages — schades waarvan de compartimenten een deelverzameling vormen van een andere, meer omvangrijke, schade — niet gegenereerd. Als zulke minor damages overigens wel aangemaakt dienen te worden, dan worden systematisch schades gegenereerd met een kleinere dan de maximale indringing uit de zij, maar de verticale en langsscheepse richtingen worden daarvoor niet systematisch afgezocht. De reden is dat daarmee vrij grote hoeveelheden minor damage schadegevallen gevonden zouden worden die in de regel toch minder kritisch dan de ‘hoofdschade’ zullen zijn. Hoewel honderden minor damages best met PIAS verwerkt kunnen worden verliezen mensen met zulke aantallen een beetje het overzicht.
    • Of ‘onderling identieke schades’ voorkomen moeten worden. In de regel zal dat gewenst zijn, wat is immers het nut van meermalen voorkomen van dezelfde schadegevallen die vanuit verschillende richtingen (bv. zij en bodem) veroorzaakt worden?
    Overigens kunnen de regels voorschrijven dat schade aan de MK, of aan MK-schotten niet in rekening gebracht hoeft te worden, maar deze worden door deze [Generate] functie toch gewoon gegenereerd. Zulke overtollige schadegevallen kunnen door de gebruiker dan moeten worden verwijderd, onder het motto “weggooien is makkelijk dan toevoegen”. Een wellicht handiger alternatief is verschillende gebieden van schadeafmetingen te gebruiken, gebruikmakend van de achter- en voorgrens daarvan. Men moet die gebieden dan wel een fractie vóór of achter het MK-schot laten beginnen of eindigen, want anders wordt dat schot nog net lek, en dat is niet de bedoeling.