全范圍模擬機建筑設計要點

□馬增翠 張志偉

一、全范圍模擬機的功能關系

全范圍模擬機具有核心功能用房、輔助功能用房和全范圍模擬機配套設備用房。其中，核心功能用房包括：模擬機主控室、教員控制室和工程師工作站等用房。輔助功能用房包括培訓教室、資料室和辦公室。配套用房包含全范圍模擬機核心功能用房專用的設備用房，如恒溫恒濕機房、氣體消防室、氣消火災報警、模擬機專用配電室，還有其他通用設備用房。

(一)核心功能用房。核心功能用房的要求為：教員控制室、工程師工作站等和模擬機主控室必須相鄰布置，且盡量設置從模擬機主控室直接到達各用房的出入口。參觀走廊由于其參觀主控室的功能，決定其必須與模擬機主控室相鄰布置等。

(二)專用的設備用房。專用的設備用房均應靠近負荷中心，尤其是模擬機主控室，是面積最大功能最多的負荷中心。其余設備用房根據設計情況進行合理布置。

(三)輔助功能用房。輔助功能用房由于使用人員的不同，盡量分區布置，且應避免這些人流影響模擬機核心區域。

通過功能關系的緊密度，對主要的功能用房進行劃分，并歸納出布局設計的要求。與模擬機主控室的關系緊密度高，需要相鄰且聯通布置的用房包括：教員控制室、主機房、遠程停堆室、技術支持中心、工程師工作站；與模擬機主控室必須相鄰的用房有參觀走廊；其他用房宜相鄰。

二、全范圍模擬機的設計要素

全范圍模擬機的設計一方面要參照執行規范《電子信息系統機房設計規范》，另一方面要與核島主控制的布置方式一致，因此影響全范圍模擬機設計的要素很多。總結該子項特殊的影響因素，并進行分析，主要包含機房組成和設備布置、環境要求、建筑與結構要求和氣體消防四個部分內容。

(一)用房組成和設備布置。不同的堆型具有不同的核島主控室布置，也就有不同的全范圍模擬機布置模式，也有不同的模擬機主控室以及設備布置。

(二)環境要求。

1.恒溫恒濕。恒溫恒濕，是指除溫濕度的基數要求外，還有精度的要求。如全范圍模擬機主要用房要求：溫度22.5℃±1.5℃，相對濕度50%±10%。恒溫恒濕對建筑布局是有要求的，盡管沒有相應的國標行標，通過查閱資料及與暖通專業與恒溫恒濕廠家的溝通了解到：布局不合理，精度再高的恒溫恒濕機，也難以實現用房恒溫恒濕的要求。通過對各方資料的研究，總結出具體要求如下。

(1)建筑朝向。太陽輻射得熱會對室內溫度產生較大的影響，故北向布置最好，其次為東北向或者西北向，南向和西向最差。為了防止冬季冷風的影響，用房的縱墻，即長軸方向布置的墻體，宜與冬季主導風向平行布置。

(2)對建筑圍護結構的要求。根據室溫允許波動的范圍，對外墻、外墻朝向、最大傳熱系數有相應的規定要求。

(3)對門窗的要求。根據室溫允許波動的范圍，對能否設置外窗，以及外窗的朝向，是否設置門斗等進行了相應的規定要求。

2.空氣防塵。布局和構造方面的要求分別為：全范圍模擬機核心用房與其他用房宜分開布置，避免人流物流的交叉，設置單獨的出入口，減少外部灰塵進入模擬機機房內。地面裝修應采用防塵措施。另外，通過新風系統使機房內的空氣始終保持正壓，也有利于降低空氣含塵量。

3.噪聲。根據規范《核電廠生產廠房的噪聲控制標準》NB/T 20190-2012的規定，模擬機主控室內噪聲應控制在55dB。解決方法有以下幾種。

(1)控制噪聲源。在全范圍模擬機中，噪聲源主要有恒溫恒濕機房、暖通機房的設備及風管系統，一方面需要設備專業進行設備本身的降噪處理，二是建筑專業在設備間四周做吸聲飾面。

(2)遠離噪聲源。遠離噪聲源是通過布局來解決噪聲影響的問題。

(3)吸聲處理。吸聲處理是構造上應解決的問題，降噪8-10分貝是合理的效果。

4.防靜電處理。為了避免靜電對機房內計算機硬件和系統軟件有不良影響以及對機房內工作人員工作的影響，機房內應采用防靜電地面。

(三)建筑與結構要求。

1.一般要求。一是采用大跨度柱網滿足模擬機主控室的尺度要求。二是模擬機主控室和主機房的上方避免用水區域及用水管道。三是機房荷載較大且有設備運輸的要求，宜布置在建筑的一層。

2.人流、物流及出入口。一是不同功能區域的人流應分開組織，并布置單獨的出入口。二是根據設備的尺度來確定物流通道及出入口的寬度和高度。

3.防火和疏散。一是建筑的耐火等級不應低于二級。二是模擬機主控室等的面積超過100m2時，其安全出口數量至少為兩個。當小于100m2時，允許設置一個安全出入口，并允許開向相鄰房間進行疏散。

4.室內裝修。一是與核島主控室效果一樣，且所有裝修材料為不燃材料。二是地面應滿足防靜電、防塵、防水、保溫等要求。三是吸聲設計。

(四)氣體消防。

1.氣體消防的范圍。一般情況下，模擬機主控室、模擬機主機房、備用控制室、模擬機教員控制室、模擬機公共控制室以及模擬機專用配電間，設計均采用氣體消防。

2.氣體消防對建筑的設計要求。

(1)對布局的影響。一是氣體消防室靠近氣消用房；二是考慮氣消泄壓口的布置位置。不考慮恒溫恒濕的影響，泄壓口可以設置在外墻上，也可以設置在與走廊相鄰的墻上。該設計有恒溫恒濕要求，必須設置在與走廊相鄰的墻上。

(2)構造措施方面。考慮泄壓口的形式和和建筑門窗的要求。

(五)總結。

1.設計要素的要求總結。一是恒溫恒濕的要求：減少外墻，盡量布置在建筑內部；常開門設置門斗；控制圍護結構的傳熱系數；地面保溫措施；防止冷凝。二是空氣含塵的要求：設置門斗；空氣正壓。三是噪聲控制的要求：遠離主要噪聲源；噪聲源降噪；吸聲措施。四是防靜電的要求：設置防靜電地板。五是氣體消防的設置要求：氣消室靠近氣消用房中心；泄壓口能布置在與走廊相鄰的墻體上；泄壓口形式；門窗為丙級防火門窗且承受內壓的允許。

2.功能關系和設計要素的設計難點。功能關系和設計要素對布局上的要求，有多個矛盾之處，其中兩點為：一是恒溫恒濕機房在功能上要求臨近模擬機主控室，但防噪聲要求遠離模擬機主控室；二是恒溫恒濕用房要求圍護結構減少孔洞，降低傳熱系數，而氣體消防必須設置泄壓口。以上問題的協調解決是設計上的難點。

三、結語

綜上所述，形成適合其堆型的合理布局方式和構造措施，對同類設計提供了設計基礎和指導原則。另外，核電廠中，除全范圍模擬機系統外，還有其他的電子信息機房，上述設計總結對這些子項的設計也有一定的借鑒作用。