0 引言

对于核电站中含有气载放射性物质的厂房，需要通过通风系统使厂房内相对于室外环境保持负压，以免放射性物质向环境不可控地排放。

AP系列核电站的核岛厂房包括安全壳厂房、屏蔽厂房、辅助厂房、附属厂房、放射性废物厂房(下文简称放废厂房)、柴油发电机厂房及汽轮机厂房。其中，放废厂房设有废气处理系统、废液处理系统的冷却剂排出液的离子交换和过滤处理工艺。放废厂房是用于放射性固体和废液暂存及移动式废物处理的高大厂房。该厂房具有较高的气载放射性，室内相对于室外环境需要保持负压。负压是通过控制放废厂房的通风系统送、排风量差值实现的。表1给出了某核电站的放废厂房负压试验数据。

由表1可知：1) 高大厂房气密性较差，压差不宜取值过高。2) 负压取值过高，将导致排风量增加，送风量降低。排风量增加会导致现有风管内流速增大、噪声增大、阻力增大，或导致风管管径增大、所占空间增大等。送风量的降低会导致室内温度无法保证。但负压取值过低，又达不到控制放射性物质不外泄的目的。3) 目前，仍没有文献明确给出带有气载放射性的厂房应维持多大的负压值，工程设计缺乏理论指导。

 

表1 负压试验数据

  

试验排风量/(m3/h)试验送风量/(m3/h)送、排风量差值/(m3/h)室内外压差/Pa35452298525600-9.038967323266641-13.0403192930511014-19.5403162869811618-21.4387622500613756-30.0

本文根据规范、结合工程实例，从理论上探讨放废厂房负压取值的主要影响因素，并给出该类厂房需要维持的负压值。

1 主要影响因素

放废厂房静压差形成的根本原因在于气流流经缝隙时产生的压力损失[1]。在抵消了外界干扰后的净压力差值即为基础负压值。在通风系统设计中，外界干扰一般为外界的风压[1]和热压。对于放废厂房，因目前核电厂较多地建设在沿海地区，风压的影响较大，并且放废厂房的层高较高，热压作用明显。所以，放废厂房负压取值主要考虑基础负压值、风压和热压3个影响因素。

人员、经费、就业政策和就业场地等基础性设施是保障独立学院就业市场稳定开展的前提条件。然而据调查，安徽省大多数独立学院专职从事就业工作的人员仅2～3人，人员配备的匮乏制约了对就业市场错综复杂事宜的精雕细琢，限制了就业供需市场的维护和开拓；另外，虽然教育部对高校就业经费的支出设定了指标，但是独立学业受办学的特点的局限，没有能力完成这一指标，致使促进就业相关活动的资金存在不足；同时就业政策是就业市场规范化的标杆，多数独立学院未建立与就业市场相关的制度，再由于教学用地的紧张，独立学院甚至没有安排传统的招聘教室，现代化的视频面试教室更是无从谈起，以上都严重的影响了就业市场的现代化进程。

Cp(φ)为夹角φ下的风压系数，用式(2)计算[5]。Cp(φ)受建筑物外形的影响较大，此计算公式仅适用于低矮建筑和长边为短边3倍以内的矩形建筑[5]。低矮建筑为高度小于迎风面宽度3倍的建筑[5]。

1.1 基础负压

基础负压是指在不考虑外界风、温度等影响因素下，为保证放射性物质不外泄，厂房相对于室外环境应保证的最低静压差。文献[2]指出，控制气流进出一个房间的最小压差为0.25 Pa，但一般推荐为2.5 Pa。文献[3]中也推荐最小压差为2.5 Pa。文献[1]指出，即使压差只有1 Pa，缝隙处风速也可达到约1.06 m/s，这么大的速度足以防止来自缝隙彼端的气流渗透。但1 Pa是一个极小的数值，是很不稳定并不易测量的。而且由于压差仪表的刻度导致的精度问题，一般取2.5 Pa作为压差控制的最小值。

对于有气载放射性的房间，ASHRAE Handbook[4]给出了美国实验室设施所要保持的负压值。在忽略了外界环境影响的前提下，放废厂房可以简化成一个实验室模型。

以山东省某核电站的放废厂房为例，该厂房长54.3 m，宽26.9 m，高11.2 m，四面皆与室外相接，其中一面部分与其他核岛厂房相接。外墙 4.6 m以下采用预制混凝土墙体，4.6 m以上为金属保温板，中间缝隙用密封材料填充。在厂房的四面外墙上均有不同大小的门，其金属保温板和门均需考虑由于压差作用通过缝隙的渗透。

  

图1 带放区域的划分

第一层级为包含像手套箱这样带有放射性材料的区域，需要防止放射性物质的扩散，相对于周围环境推荐的负压值为-373.4～-74.7 Pa。第二层级为通过墙体、地板、楼板和通风系统包围第一层级的区域，相对于周围环境推荐的负压值为-37.3～-7.5 Pa。第三层级是通过围护结构和通风系统包围第二层级的区域，是气载放射性物质通向室外的最后一道屏障，相对于周围环境推荐的负压值为-37.3～-2.5 Pa。支持性建筑为最外层建筑(如办公类、无放废污染的厂房等)，建议与室外环境保持微负压。

放废厂房与室外环境相通，应划分为第三层级区域。故放废厂房的基础负压值应保持在-37.3～-2.5 Pa的范围内，具体取值可根据靠近外墙的内部区域的污染水平来确定。

1.2 风压

由于建筑物的阻挡，使四周空气流动受阻，动压下降、静压升高。侧面和背面产生局部涡流，静压下降、动压升高，从而形成风压。

第一组图表显示了职业与服务提供之间的相关关系，目的是为了以图表的方式阐明：尽管经济问题必然是医院社会服务要解决的重大问题，但却并非是唯一重大的问题。这些表格同样反映在三等病人之间社会分类的范围问题。许多相似的职业和服务类型被分组列表于一般性题目之下，以便使表格简洁明了。“Steering”一词表示，探访那些由外面的社会机构或医疗机构转介的病人。通过特定诊所，而且在将他们转回最初来源机构之时，为他们撰写一份包含医生发现的问题和推荐保健护理措施的报告。

风压的大小与风向、风速、空气密度、建筑物朝向、建筑物周围环境有关。风压值可正可负，与建筑物外形、风向与建筑物外围护结构的夹角有关。在忽略由建筑物高度而导致的风速的变化、作用于建筑物外表面的压力损失后，风压可以通过式(1)[5]计算。

 

(1)

式中 pw为风压，Pa；Cp为风压系数，与围护结构表面和风向的夹角φ有关(见图2)，φ为垂直于围护结构表面的轴与风向之间的夹角；ρ为室外空气密度，kg/m3，与温度和海拔有关[6]；u为风速，m/s，取冬季和夏季室外平均风速及风向作为通风系统设计的计算风速及风向，不考虑十年不遇的极大风速[7]。

  

图2 夹角φ

司法实践中，常将《侵权责任法》《人身损害赔偿司法解释》关于雇主无过错的责任规定称为雇主责任。中山大学法学院张民安教授将雇主责任称为“替代责任”[1]15，重庆大学法学院杨署东教授，则将雇主责任称为“转承责任”。民事转承责任是一种责任人因与他人间的特定基础关系而对他人的侵权行为承担民事责任的责任形式。杨教授认为，雇主责任是一种特殊的侵权责任，从属于替代责任。[2]20笔者赞同杨教授观点，认为雇主责任是从属于替代责任的转移承担。雇主转承责任的核心内涵是“责任的转移承担”。

 

 

(2)

式中 Cp(1)为夹角为0°时的风压系数；Cp(2)为夹角为180°时的风压系数；Cp(3)为夹角为90°时的风压系数；Cp(4)为夹角为270°时的风压系数。

一般情况下，Cp(1)=0.6，Cp(2)=-0.3，Cp(3)=Cp(4)=-0.65。对于放废厂房的某外表面的风压值，可以根据当地具体的空气密度、风速及风向与建筑表面的夹角通过式(1)，(2)计算。

1.3 热压

如果室内温度高于室外温度，建筑物外表面的上部热压为负，导致室内空气渗出，下部热压为正，导致室外空气渗入。反之，上部热压为正，下部热压为负。中间空气不流动的面为中和界，中和界高度通常为建筑物高度的一半。热压可用式(3)计算[8]。

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ps=(H-h)(ρ-ρi)g

(3)

式中 ps为热压，Pa；H为中和界高度，m；h为计算点高度，m；ρi为室内空气密度，kg/m3；g为自由落体加速度，取9.8 m/s2。

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1.4 负压值

2) 忽略了室外风速在高度方向的变化、建筑物外形及周围建筑物的影响等室外因素，并且不考虑室内送排风口的分布、由内热源等造成的室内压力分布等室内因素的影响。后续也可通过实验或模拟的方法得到更精准的负压取值。

p=p0+pw+ps

(4)

式中 p0为基础负压，Pa。

2 工程实例

根据功能将带有气载放射性的区域(简称带放区域)进行划分[4]，如图1所示。暖通空调(HVAC)系统需要保证气流从低放射性区域流向高放射性区域，并且相对于大气环境保持负压。

1) 对考虑了基础负压值、风压和热压作用下放废厂房的负压取值进行了探讨，并给出了计算方法，为通风系统设计提供了依据。

由式(4)可得：放废厂房冬季负压值应不大于-12.1 Pa：夏季应不大于-6.9 Pa。取最小值，故该放废厂房负压值不大于-12.1 Pa。

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2.1 基础负压取值分析

该放废厂房因其靠近外墙区域的污染物水平不高，其基础负压可取较大值，即-2.5 Pa。

2.2 风压值的计算

该放废厂房的四周皆与室外相接，且均有缝隙，若存在向外的正压，气载放射性粒子可通过缝隙向外泄漏，所以需要考虑放废厂房围护结构四周的风向影响，按最不利风向取φ值为180°。由式(1)，(2)可得：冬季风压pw为-6.8 Pa；夏季风压pw为-1.7 Pa。

2.3 热压值的计算

冬季室外空气密度为1.299 kg/m3，室内空气密度为1.248 kg/m3；夏季室外空气密度为1.177 kg/m3，室内空气密度为1.128 kg/m3[6]。中和界高度为5.6 m。上部为金属保温板，由于其顶端存在缝隙，故计算最高点的热压值。由式(3)可得：冬季最小热压值ps为-2.8 Pa；夏季最小热压值ps为-2.7 Pa。

2.4 负压值的计算

室内设计温度：冬季为10 ℃，夏季为40 ℃。室外计算温度：冬季为-1.1 ℃，夏季为26.9 ℃。冬季室外平均风速为5.9 m/s，风向多为北向。夏季室外平均风速为3.1 m/s，风向多为西南向[7]。

3 结论

厂房进行核岛内固体废物暂存、移动式废物处理设备的处理和废液监测箱的设置。其废物贮存和监测箱存放的区域内部60 a累积辐照剂量水平较高，而靠近外墙处的水平较低，小于10 Gy。

为了维持放废厂房放射性物质不外泄，在克服风压、热压的影响下，仍然可以保证放废厂房相对于周围环境有基础负压。负压p可以通过式(4)计算。

3) 若厂房仅有一侧外墙上有泄漏点，则应该根据有泄漏点的一侧的具体风向和夹角来计算风压，从而避免一味地加大对负压的要求。

参考文献：

[1] 许钟麟.空气洁净技术原理[M].3版.北京：科学出版社，2003：273-275

[2] Department of Health and Human Services Centers. Guidelines for preventing the transmission of mycobacterium tuberculosis in health-care settings[M].Atlanta: Centers for Disease Control and Prevention(CDC), 2005:63

[3] Victorian Advisory Committee. Guidelines for the classification and design of isolation rooms in health care facilities[M].Melbourne: Victorian Government Department of Human Sevices,2007:5-6

[4] ASHRAE.ASHRAE handbook—HVAC applications[M].Atlanta:ASHRAE,2007:7.3，26.3-26.4

[5] ASHRAE.ASHRAE handbook—fundamentals[M].Atlanta: ASHRAE,2009:16.7，24.3-24.5

[6] 赵荣义.空气调节[M]. 4版.北京：中国建筑工业出版社，2009：271-272

[7] 中国有色工程有限公司，中国恩菲工程技术有限公司.工业建筑供暖通风与空气调节设计规范：GB 50019—2015[S].北京：中国计划出版社，2015：149

[8] 柴慧娟.高层建筑空调设计[M].北京：中国建筑工业出版社，1996：22