以某分析檢測中心為例淺析核化工科學實驗建筑流線設計

摘要:筆者通過對核化工的某分析檢測中心方案設計及案例研究，發現此類建筑由于使用中存在的放射性，出于輻射防護和安全疏散的目的產生了復雜的人員、物料流線，本文工程項目對這類核化工科學實驗建筑的復雜流線進行了探索，在設計中以建筑方案的分區設置、房間布置、細節處理和構造手法來滿足此類建筑復雜的工藝使用流線要求和防火疏散流線要求。

關鍵詞:核化工；科學實驗建筑；流線設計

研究背景

隨著核電市場前景看好，相應的核化工后處理領域也會隨之產生大量需求，很多科研課題尤其是實驗性的科研課題有待開展，因此，對核化工類的科學實驗建筑的需求必然會逐步增多、求好、趨精。

由于核工業體系的功能特殊性，核化工建筑一般都要滿足輻射防護、消防疏散、安全保衛等基本要求，由此帶來的防護分區和衛生出入口問題再加上特殊的功能需求導致了復雜的流線問題，往往因這類建筑的流線問題成為工程項目設計的難點、重點、焦點，所以應當給予細致的研究并采取相應的對策。

設計研究

工藝布置的基本條件和需求是建筑方案設計的出發點，由這些出發點可以歸納出人員、物料的基本流線需求，此外由于核工業對輻射防護方面的要求和防火疏散的要求，我們可以發現這類科學實驗建筑設計的難點和主要矛盾就在于怎樣組織各個不同的類型的流線需求，以達到人員、實驗物料流線清晰、不交叉影響且滿足輻射防護和疏散的要求。

本案例的研究就是基于上面的這一思考流程展開的，下面就加以詳細分析。

1、工藝布置的基本條件和需求

工藝工種根據實驗用房的需求和以往的布置經驗提出了布置條件圖和相應的一些要求，從中可以歸納出各個不同功能類型的用房及需求特點。

1.1 功能構成及各部分功能的房間的需求特點

由圖分析可以歸納出如下幾類用房，結合工藝需求可以簡要分析出其相應的一些需求特點。

1）實驗用房部分（主要是綠區用房）：

a各實驗用房：即此次設計任務的主要需求，各個用房相對獨立、相互之間基本無影響，共同點是均為綠區用房，多數房間需要通過專用的集中管線排放廢物，從這個特點出發，這些房間宜相對集中布置，故從建筑設計的角度宜沿用工藝布置的思路采用單內廊的形式布置。

b實驗樣品入口、樣品預處理：由于實驗樣品具有放射性，其入口應當單獨設置，不能與主要人員出入口共用，宜靠建筑物一側布置，并布置專用電梯通至每層，樣品預處理間宜靠近每層電梯、疏散口。

c相應的辦公室、資料室：實驗用房的輔助房間，宜安排在相對安靜的位置集中布置。

2）衛生出入口（實驗人員由白區進入綠區的過渡用房）：

主要有家庭服更換、劑量檢測、淋浴、工作服更換、綠區值班（劑量儀收發）。這些房間需要按照輻射防護的要求以一定的次序組織起來。使實驗人員的進、出流線具有明確的次序、檢查流程，從而達到控制放射性污染物外泄的目的。

3）輔助用房及管理用房（主要是白區用房）：

包括水、暖、電、信等管線設備的引入用房，和白區的值班、辦公、會議等用房。

4）廢物收集、運出和排放用房（主要是綠區用房）：

化工類試驗用房可能會產生一定的廢料、廢液，而且過程中產生的廢水廢氣由于可能存在放射性也需要處理。所以用房有兩類一是實驗廢料廢液的最終收集運出用房，二是實驗產生的廢氣廢水的收集排放用房。

1.2 輻射防護的要求

對于這類分析檢測中心的實驗樓放射性程度不高，本方案輻射防護分區只有白區、綠區兩個分區，核工業建筑在輻射防護分區方面有以下要求：

白區和綠區之間要有衛生出入口

每個防護分區至少要有一個疏散口和疏散樓梯

2、各個基本流線的歸納和分析

2.1 實驗工作人員流線

1）實驗工作人員流線

可示意為：主入口白區——衛生出入口——實驗區，其設計難點主要在衛生出入口的處理。

2）衛生出入口流線

流線具有次序性，即房間的排布要具有一定的次序，實驗人員進入實驗區和離開實驗區都要按照一定的次序經過這些安排好的房間，完成進、出的輻射防護管理程序。這也是本設計的重點和難點之一。

從輻射防護檢測監控的角度講，綠區值班室（兼劑量儀收發室）應能夠對實驗人員進、出實驗區的流線直接監控，以杜絕放射性污染物的外泄。以此出發，本方案設計了如下流線簡圖（圖1），在此基礎上經多方案比較后，確定了最終的布置方案。

2.2 實驗材料進入流線（見圖2）

可示意為：

實驗材料入口——電梯——各層樣品預處理間——各實驗用房

2.3 配套輔助流線（見圖2）

可示意為：主入口白區門廳——白區配套輔助用房——次入口

2.4 廢物收集排放流線（見圖2）

可示意為：

實驗殘余廢料廢液——管線、電梯——一層廢物、殘液收集——廢物轉運

實驗廢水廢氣——管線、風管（風道）——廢水、排風處理

3、防火疏散流線設計

按防火規范的要求，本方案須設兩部樓梯，結合輻射防護的要求考慮，防護分區不宜跨越防火分區，分區內至少一個疏散口和疏散樓梯，以上述流線布置方案來看，用方案布置的手段很難同時滿足各方面要求，故最終采用構造的手法，在不同防護分區之間以應急門（平時不開啟）或固定窗（平時不開啟）分隔，置太平斧，發生火災急需疏散時，可砸破玻璃作為備用疏散口（樓梯）。從而滿足防火疏散口數量的要求。

相關經驗總結

核化工類科學實驗建筑設計難點在于其流線設計，宜從歸納其人員、物料的基本流線需求入手進行考慮，結合輻射防護的要求，我們可以總結出其四種基本流線：實驗工作人員流線、實驗材料進入流線、配套輔助流線、廢物收集排放流線，這四種流線結合輻射防護要求可以運用方案布置的手段予以合理解決。

對于此類建筑中的防火疏散流線可以用構造手法，采用應急門或固定窗布置在不同防護分區間，以備用疏散口的形式同時滿足輻射防護要求和防火疏散口數量的要求。

參考文獻

[1]《科學實驗建筑設計規范》JGJ91-93

[2]《建筑設計防火規范》GB50016-2006

[3]《核化工廠房輻射防護建筑設計初析》，王巍，《核工程研究與設計》2011.03