全范围模拟机建筑设计要点

□马增翠 张志伟

一、全范围模拟机的功能关系

全范围模拟机具有核心功能用房、辅助功能用房和全范围模拟机配套设备用房。其中，核心功能用房包括：模拟机主控室、教员控制室和工程师工作站等用房。辅助功能用房包括培训教室、资料室和办公室。配套用房包含全范围模拟机核心功能用房专用的设备用房，如恒温恒湿机房、气体消防室、气消火灾报警、模拟机专用配电室，还有其他通用设备用房。

(一)核心功能用房。核心功能用房的要求为：教员控制室、工程师工作站等和模拟机主控室必须相邻布置，且尽量设置从模拟机主控室直接到达各用房的出入口。参观走廊由于其参观主控室的功能，决定其必须与模拟机主控室相邻布置等。

(二)专用的设备用房。专用的设备用房均应靠近负荷中心，尤其是模拟机主控室，是面积最大功能最多的负荷中心。其余设备用房根据设计情况进行合理布置。

(三)辅助功能用房。辅助功能用房由于使用人员的不同，尽量分区布置，且应避免这些人流影响模拟机核心区域。

通过功能关系的紧密度，对主要的功能用房进行划分，并归纳出布局设计的要求。与模拟机主控室的关系紧密度高，需要相邻且联通布置的用房包括：教员控制室、主机房、远程停堆室、技术支持中心、工程师工作站；与模拟机主控室必须相邻的用房有参观走廊；其他用房宜相邻。

二、全范围模拟机的设计要素

全范围模拟机的设计一方面要参照执行规范《电子信息系统机房设计规范》，另一方面要与核岛主控制的布置方式一致，因此影响全范围模拟机设计的要素很多。总结该子项特殊的影响因素，并进行分析，主要包含机房组成和设备布置、环境要求、建筑与结构要求和气体消防四个部分内容。

(一)用房组成和设备布置。不同的堆型具有不同的核岛主控室布置，也就有不同的全范围模拟机布置模式，也有不同的模拟机主控室以及设备布置。

(二)环境要求。

1.恒温恒湿。恒温恒湿，是指除温湿度的基数要求外，还有精度的要求。如全范围模拟机主要用房要求：温度22.5℃±1.5℃，相对湿度50%±10%。恒温恒湿对建筑布局是有要求的，尽管没有相应的国标行标，通过查阅资料及与暖通专业与恒温恒湿厂家的沟通了解到：布局不合理，精度再高的恒温恒湿机，也难以实现用房恒温恒湿的要求。通过对各方资料的研究，总结出具体要求如下。

(1)建筑朝向。太阳辐射得热会对室内温度产生较大的影响，故北向布置最好，其次为东北向或者西北向，南向和西向最差。为了防止冬季冷风的影响，用房的纵墙，即长轴方向布置的墙体，宜与冬季主导风向平行布置。

(2)对建筑围护结构的要求。根据室温允许波动的范围，对外墙、外墙朝向、最大传热系数有相应的规定要求。

(3)对门窗的要求。根据室温允许波动的范围，对能否设置外窗，以及外窗的朝向，是否设置门斗等进行了相应的规定要求。

2.空气防尘。布局和构造方面的要求分别为：全范围模拟机核心用房与其他用房宜分开布置，避免人流物流的交叉，设置单独的出入口，减少外部灰尘进入模拟机机房内。地面装修应采用防尘措施。另外，通过新风系统使机房内的空气始终保持正压，也有利于降低空气含尘量。

3.噪声。根据规范《核电厂生产厂房的噪声控制标准》NB/T 20190-2012的规定，模拟机主控室内噪声应控制在55dB。解决方法有以下几种。

(1)控制噪声源。在全范围模拟机中，噪声源主要有恒温恒湿机房、暖通机房的设备及风管系统，一方面需要设备专业进行设备本身的降噪处理，二是建筑专业在设备间四周做吸声饰面。

(2)远离噪声源。远离噪声源是通过布局来解决噪声影响的问题。

(3)吸声处理。吸声处理是构造上应解决的问题，降噪8-10分贝是合理的效果。

4.防静电处理。为了避免静电对机房内计算机硬件和系统软件有不良影响以及对机房内工作人员工作的影响，机房内应采用防静电地面。

(三)建筑与结构要求。

1.一般要求。一是采用大跨度柱网满足模拟机主控室的尺度要求。二是模拟机主控室和主机房的上方避免用水区域及用水管道。三是机房荷载较大且有设备运输的要求，宜布置在建筑的一层。

2.人流、物流及出入口。一是不同功能区域的人流应分开组织，并布置单独的出入口。二是根据设备的尺度来确定物流通道及出入口的宽度和高度。

3.防火和疏散。一是建筑的耐火等级不应低于二级。二是模拟机主控室等的面积超过100m2时，其安全出口数量至少为两个。当小于100m2时，允许设置一个安全出入口，并允许开向相邻房间进行疏散。

4.室内装修。一是与核岛主控室效果一样，且所有装修材料为不燃材料。二是地面应满足防静电、防尘、防水、保温等要求。三是吸声设计。

(四)气体消防。

1.气体消防的范围。一般情况下，模拟机主控室、模拟机主机房、备用控制室、模拟机教员控制室、模拟机公共控制室以及模拟机专用配电间，设计均采用气体消防。

2.气体消防对建筑的设计要求。

(1)对布局的影响。一是气体消防室靠近气消用房；二是考虑气消泄压口的布置位置。不考虑恒温恒湿的影响，泄压口可以设置在外墙上，也可以设置在与走廊相邻的墙上。该设计有恒温恒湿要求，必须设置在与走廊相邻的墙上。

(2)构造措施方面。考虑泄压口的形式和和建筑门窗的要求。

(五)总结。

1.设计要素的要求总结。一是恒温恒湿的要求：减少外墙，尽量布置在建筑内部；常开门设置门斗；控制围护结构的传热系数；地面保温措施；防止冷凝。二是空气含尘的要求：设置门斗；空气正压。三是噪声控制的要求：远离主要噪声源；噪声源降噪；吸声措施。四是防静电的要求：设置防静电地板。五是气体消防的设置要求：气消室靠近气消用房中心；泄压口能布置在与走廊相邻的墙体上；泄压口形式；门窗为丙级防火门窗且承受内压的允许。

2.功能关系和设计要素的设计难点。功能关系和设计要素对布局上的要求，有多个矛盾之处，其中两点为：一是恒温恒湿机房在功能上要求临近模拟机主控室，但防噪声要求远离模拟机主控室；二是恒温恒湿用房要求围护结构减少孔洞，降低传热系数，而气体消防必须设置泄压口。以上问题的协调解决是设计上的难点。

三、结语

综上所述，形成适合其堆型的合理布局方式和构造措施，对同类设计提供了设计基础和指导原则。另外，核电厂中，除全范围模拟机系统外，还有其他的电子信息机房，上述设计总结对这些子项的设计也有一定的借鉴作用。