中央控制室建筑設計要點范文

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［摘要］以實際工程為例，從設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、設備懸掛、聲音質量要求。抗爆控制室防排煙系統和空調系統風管數量多，需考慮設備用房與操作室的相對位置關系，避免大量風管穿墻，影響防火。

［關鍵詞］中央控制室；抗爆；防毒

為使控制室能安全、可靠、有效地發揮作用，并保證人員的安全，中央控制室的設計很重要。本文將以新疆石河子市某化工廠區內中央控制室為案例項目，現就在設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：西側和南側為廠區預留用地，北側78m處為氨制冷站（高毒氣體泄漏源，未構成重大危險源），東側為廠區圍墻。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）生產操作用房：操作室、機柜間、工程師站、消防控制室；（2）輔助設備用房：UPS電源室、空調機房、排煙機房、補風機房、空調控制室；（3）輔助生產用房：備用間、交接班室、更衣室。建筑內固定操作崗位約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GB50984—2014《石油化工工廠布置設計規范》相關條款：本單體在有防護措施（即建筑物為抗爆結構）的前提下，與北側高度氣體泄漏源（未構成重大危險源）——氨制冷站至少要有60m的防護距離。因此本控制室應設計為抗爆控制室。

1抗爆設計

安全出口設置：考慮到廠區內其他裝置發生爆炸時安全出口有可能被爆炸產生的碎片阻塞，影響人員疏散，為了提高人員疏散的可靠性，本單體東側、西側和南側均設置1個安全出口。人流、物流通道外門的內側，均設置隔離前室。有效地保持室內的正壓（防爆措施）環境；同時，當外門在爆炸荷載的作用下損壞時，成為第2道防護體系。結構設計：該建筑采用“現澆鋼筋混凝土框架+鋼筋混凝土剪力墻抗爆結構”。屋頂采用現澆鋼筋混凝土板，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。為防止和減輕廠區內裝置爆炸后可能產生的次生破壞，本建筑未設置雨篷、挑檐等附屬結構。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，應經過抗爆驗算。女兒墻屬于懸臂構造，本項目采用鋼筋混凝土女兒墻與屋面一起澆筑，并根據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生碎塊飛濺傷人。本項目將電纜進線洞口布置在室內地面以下的外墻上，防止廠區內其他裝置爆炸產生的超壓通過電纜槽盒進入室內。對基礎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、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。空氣調節設備機房室內、外高差不應小于600mm。建筑門窗：本單體未設置外窗，室內疏散通道兩側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、隔離前室內門均選用抗爆防護門，滿足人員或設備進出的要求，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，并可正常開啟；門扇向外開啟，設置自動閉門器，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、外門應具備不同時開啟聯鎖功能。東側為設備通道，在計算荷載的作用下，該門處于彈塑性狀態；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，該房間的布置至關重要。該房間內主要布置操作臺，且在側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，該房間內不可設立柱以免影響視線。操作室層高由防靜電地板高度、主控制室房間凈高、吊頂內設備高度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。相關規范規定：控制室應設置吊頂，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。在設計初期階段業主確定大屏幕尺寸，操作室的設計凈高為3.300m，施工圖將要出圖時，業主確定屏幕：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，容易產生回聲，內裝修應設置吸聲墻體和吸聲吊頂。

3建筑的防排煙及空調系統對建筑空間的影響

該建筑設有防排煙系統、防排煙補風系統、空調系統。GB50779—2012《石油化工控制室抗爆設計規范》規定：抗爆控制室的重要房間、一般房間的空調系統宜分開設置。抗爆控制室重要房間的空調系統要求恒溫恒濕，采用全空氣空調系統。一般房間的空調系統雖然為舒適性空調，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，由于循環風量較小，房間的通風死角多。采用全空氣系統，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。該建筑子項有7套通風系統：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，而且均從空調設備用房、防排煙設備用房與其他房間之間的隔墻穿越出來，導致空調設備用房、防排煙設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。在設計過程中將更衣室、備用間的部分墻體由通高調整為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，設備用房布置在南側，受很大限制。因控制室的特殊性，設備用房主要為控制室服務，設備用房應盡可能接近控制室，以降低能耗和節約風管長度，從這個角度應將設備用房圍繞控制室采用周邊式布置更為合理。空調機房宜靠近空氣處理機組的服務區域。

4屋頂雨水排水設計要點

本項目所處的新疆石河子市為嚴寒C區，根據GB50345—2012《屋面工程技術規范》，該項目屋面排水應采用內排水。該項目控制室部分面積較大，均鋪設架空防靜電地板，內排雨水管須穿越該區域接到地下排水系統。項目進行過程中建筑做完屋面內排水設計后，針對儀表提出如下建議：控制室區域設有架空防靜電地板，無法直接看到防靜電地板內部的情況，且防靜電地板內鋪設大量儀表電纜。一旦雨水管在防靜電地板與地面之間漏水，無法發現，安全隱患大，且控制室內設備昂貴、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墻體包起來并用保溫材料包覆。到施工階段，業主反饋信息：可不做，廠區內其他建筑屋面排水用水簸箕代替了雨水管，且經過了實踐的檢驗，最終按業主建議將雨水管換成了水簸箕。

5建筑構造

本控制室墻體保溫采用外墻外保溫構造，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，室內裝修采用A級燃燒性能材料。在發生爆炸時混凝土結構可能產生較大的變形，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。控制室內吊頂高度大于3m，采用普通的吊桿不能滿足設計要求，可通過結構施工做轉換層來實現。

參考文獻

[1]石油化工控制室抗爆設計規范：GB50779—2012[S].

作者:王會崇 單位:天津渤化工程有限公司