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［摘要］以實際工程為例，從設(shè)計和施工的角度進行分析，探索中央控制室平面及空間布局的合理性。中央控制室人員集中、設(shè)備昂貴，本著以人為本的原則，首先從抗爆和防毒角度考慮其安全性，應滿足總圖防護距離及單體抗爆設(shè)計。其次，應滿足使用功能，操作室作為中央控制室的核心，應滿足該房間視線、設(shè)備懸掛、聲音質(zhì)量要求。抗爆控制室防排煙系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)風管數(shù)量多，需考慮設(shè)備用房與操作室的相對位置關(guān)系，避免大量風管穿墻，影響防火。
［關(guān)鍵詞］中央控制室；抗爆；防毒
為使控制室能安全、可靠、有效地發(fā)揮作用，并保證人員的安全，中央控制室的設(shè)計很重要。本文將以新疆石河子市某化工廠區(qū)內(nèi)中央控制室為案例項目，現(xiàn)就在設(shè)計和施工中遇到的建筑方面的問題進行分析。項目單體周圍情況如下：西側(cè)和南側(cè)為廠區(qū)預留用地，北側(cè)78m處為氨制冷站（高毒氣體泄漏源，未構(gòu)成重大危險源），東側(cè)為廠區(qū)圍墻。單層抗爆建筑，長約43m，寬約27m，建筑面積1150m2，高8.6m。主要由3部分組成：（1）生產(chǎn)操作用房：操作室、機柜間、工程師站、消防控制室；（2）輔助設(shè)備用房：UPS電源室、空調(diào)機房、排煙機房、補風機房、空調(diào)控制室；（3）輔助生產(chǎn)用房：備用間、交接班室、更衣室。建筑內(nèi)固定操作崗位約30個，屬于人員集中場所。具體布置如圖1所示。該中央控制室內(nèi)固定操作崗位約30個，屬于人員集中場所（固定操作崗位上的人員工作時間為40h/d以上的場所）。根據(jù)GB50984—2014《石油化工工廠布置設(shè)計規(guī)范》相關(guān)條款：本單體在有防護措施（即建筑物為抗爆結(jié)構(gòu)）的前提下，與北側(cè)高度氣體泄漏源（未構(gòu)成重大危險源）——氨制冷站至少要有60m的防護距離。因此本控制室應設(shè)計為抗爆控制室。
1抗爆設(shè)計
安全出口設(shè)置：考慮到廠區(qū)內(nèi)其他裝置發(fā)生爆炸時安全出口有可能被爆炸產(chǎn)生的碎片阻塞，影響人員疏散，為了提高人員疏散的可靠性，本單體東側(cè)、西側(cè)和南側(cè)均設(shè)置1個安全出口。人流、物流通道外門的內(nèi)側(cè)，均設(shè)置隔離前室。有效地保持室內(nèi)的正壓（防爆措施）環(huán)境；同時，當外門在爆炸荷載的作用下?lián)p壞時，成為第2道防護體系。結(jié)構(gòu)設(shè)計：該建筑采用“現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架+鋼筋混凝土剪力墻抗爆結(jié)構(gòu)”。屋頂采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，將水平爆炸荷載傳遞至剪力墻，剪力墻將爆炸荷載傳遞至基礎(chǔ)。為防止和減輕廠區(qū)內(nèi)裝置爆炸后可能產(chǎn)生的次生破壞，本建筑未設(shè)置雨篷、挑檐等附屬結(jié)構(gòu)。控制室面向甲、乙類工藝裝置的外墻應采用抗爆實體墻，需在該墻體上開洞時，應經(jīng)過抗爆驗算。女兒墻屬于懸臂構(gòu)造，本項目采用鋼筋混凝土女兒墻與屋面一起澆筑，并根據(jù)爆炸力的特性對其進行專門的驗算，以確保在爆炸力作用下不至于破壞或產(chǎn)生碎塊飛濺傷人。本項目將電纜進線洞口布置在室內(nèi)地面以下的外墻上，防止廠區(qū)內(nèi)其他裝置爆炸產(chǎn)生的超壓通過電纜槽盒進入室內(nèi)。對基礎(chǔ)墻體洞口應采取封堵措施，并應滿足抗爆要求。本控制室操作室內(nèi)、外地面高差為600mm，其中活動地板下地面與室外地面的高差為300mm。空氣調(diào)節(jié)設(shè)備機房室內(nèi)、外高差不應小于600mm。建筑門窗：本單體未設(shè)置外窗，室內(nèi)疏散通道兩側(cè)的玻璃隔墻應采用精密冷彎鋼框，配置雙層鋼化玻璃。控制室外門、隔離前室內(nèi)門均選用抗爆防護門，滿足人員或設(shè)備進出的要求，其耐火完整性均不低于1.00h。外門計算荷載與所在建筑墻面計算沖擊波超壓相同，為21kPa，隔離前室內(nèi)門計算沖擊波超壓為外門計算沖擊波超壓的50%。該建筑南側(cè)入口為人員通道，在計算荷載的作用下，該門應處于彈性狀態(tài)，并可正常開啟；門扇向外開啟，設(shè)置自動閉門器，配置逃生門鎖及抗爆門鏡；門框與門扇之間密封；隔離前室內(nèi)、外門應具備不同時開啟聯(lián)鎖功能。東側(cè)為設(shè)備通道，在計算荷載的作用下，該門處于彈塑性狀態(tài)；門扇應向外開啟，且不鑲嵌玻璃窗；配置抗爆門鎖。
2建筑層高與空間布置
該項目的主要使用功能空間為操作室，該房間的布置至關(guān)重要。該房間內(nèi)主要布置操作臺，且在側(cè)墻上懸掛視頻終端大屏幕。下面將從視線、層高、吸聲3個角度分析該房間的平面及空間布置。操作人員坐在操作臺前面操作，且能時刻觀察視頻終端大屏幕的情況，為滿足該功能要求，該房間內(nèi)不可設(shè)立柱以免影響視線。操作室層高由防靜電地板高度、主控制室房間凈高、吊頂內(nèi)設(shè)備高度3部分組成。防靜電地板高度為0.3m，主要布置由室外接至操作臺下面的儀表電纜。相關(guān)規(guī)范規(guī)定：控制室應設(shè)置吊頂，其距地面的凈高度不宜小于3m。視頻終端大屏幕一般下邊距防靜電地板1.4m，上面和吊頂之間留足夠的安裝空間。在設(shè)計初期階段業(yè)主確定大屏幕尺寸，操作室的設(shè)計凈高為3.300m，施工圖將要出圖時，業(yè)主確定屏幕：大屏幕高度2.8m，需房間凈高4.3m。后期通過壓縮吊頂內(nèi)風管高度、增加風管寬度及施工時盡量壓縮施工空間，提高吊頂高度，增加操作間凈高，滿足掛大屏幕的要求。本項目操作間長21m，寬13m，尺寸適中。有的操作間尺寸很大，且操作人員很多，容易產(chǎn)生回聲，內(nèi)裝修應設(shè)置吸聲墻體和吸聲吊頂。
3建筑的防排煙及空調(diào)系統(tǒng)對建筑空間的影響
該建筑設(shè)有防排煙系統(tǒng)、防排煙補風系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)。GB50779—2012《石油化工控制室抗爆設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：抗爆控制室的重要房間、一般房間的空調(diào)系統(tǒng)宜分開設(shè)置。抗爆控制室重要房間的空調(diào)系統(tǒng)要求恒溫恒濕，采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)。一般房間的空調(diào)系統(tǒng)雖然為舒適性空調(diào)，但由于房間無外窗，空氣無法通過外窗縫隙對流；如采用風機盤管、VRV等系統(tǒng)，由于循環(huán)風量較小，房間的通風死角多。采用全空氣系統(tǒng)，在新風量不變的情況下，可明顯提高舒適度，因此本項目一般房間也采用全空氣系統(tǒng)。該建筑子項有7套通風系統(tǒng)：排煙風管；補風風管；重要房間送風風管；重要房間回風風管；一般房間進風風管；一般房間回風風管；排風風管。以上風管截面積很大，而且均從空調(diào)設(shè)備用房、防排煙設(shè)備用房與其他房間之間的隔墻穿越出來，導致空調(diào)設(shè)備用房、防排煙設(shè)備用房與其他房間之間的隔墻被風管穿了很多管道孔洞，且管道的截面積均很大，以至于某些墻體從中間被穿斷，而且這些墻體均為防火隔墻，穿孔多，這些墻體就失去了防火隔斷的作用。在設(shè)計過程中將更衣室、備用間的部分墻體由通高調(diào)整為4m高，將這幾個房間頂面板、走廊吊頂與屋頂之間的空間形成一個風管夾層來解決風管穿墻問題。該項目受占地面積寬度限制無法加大，進線口在西北角，控制室只能布置在北側(cè)，設(shè)備用房布置在南側(cè)，受很大限制。因控制室的特殊性，設(shè)備用房主要為控制室服務，設(shè)備用房應盡可能接近控制室，以降低能耗和節(jié)約風管長度，從這個角度應將設(shè)備用房圍繞控制室采用周邊式布置更為合理。空調(diào)機房宜靠近空氣處理機組的服務區(qū)域。
4屋頂雨水排水設(shè)計要點
本項目所處的新疆石河子市為嚴寒C區(qū)，根據(jù)GB50345—2012《屋面工程技術(shù)規(guī)范》，該項目屋面排水應采用內(nèi)排水。該項目控制室部分面積較大，均鋪設(shè)架空防靜電地板，內(nèi)排雨水管須穿越該區(qū)域接到地下排水系統(tǒng)。項目進行過程中建筑做完屋面內(nèi)排水設(shè)計后，針對儀表提出如下建議：控制室區(qū)域設(shè)有架空防靜電地板，無法直接看到防靜電地板內(nèi)部的情況，且防靜電地板內(nèi)鋪設(shè)大量儀表電纜。一旦雨水管在防靜電地板與地面之間漏水，無法發(fā)現(xiàn)，安全隱患大，且控制室內(nèi)設(shè)備昂貴、怕潮濕。將雨水管移至室外，因怕雨水管冰凍，導致屋面的融化水無法排出，在雨水管外面用輕質(zhì)墻體包起來并用保溫材料包覆。到施工階段，業(yè)主反饋信息：可不做，廠區(qū)內(nèi)其他建筑屋面排水用水簸箕代替了雨水管，且經(jīng)過了實踐的檢驗，最終按業(yè)主建議將雨水管換成了水簸箕。
5建筑構(gòu)造
本控制室墻體保溫采用外墻外保溫構(gòu)造，采用100mm厚保溫材料燃燒性能等級為A1級的巖棉，外層裝飾面采用涂料整體造型，室內(nèi)裝修采用A級燃燒性能材料。在發(fā)生爆炸時混凝土結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生較大的變形，為減少吊頂由于受到水平力的沖擊而使得面板脫落傷人，吊頂采取以下措施：周邊與建筑外墻之間應設(shè)置50mm寬變形縫；鋼制主龍骨材料厚度大于1.0mm，布置間距為1.2m，表面應鍍鋅；采用紙面石膏板輕質(zhì)材料；自重大于1kg的燈具應采用鋼筋吊桿直接固定在混凝土屋面板上，吊桿直徑不小于6mm。控制室內(nèi)吊頂高度大于3m，采用普通的吊桿不能滿足設(shè)計要求，可通過結(jié)構(gòu)施工做轉(zhuǎn)換層來實現(xiàn)。
參考文獻
[1]石油化工控制室抗爆設(shè)計規(guī)范：GB50779—2012[S].
作者:王會崇 單位:天津渤化工程有限公司