Курсовая, контрольная работа. Примеры выполнения

АРХИТЕКТУРА АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Главный корпус Ленинградской АЭС

     Архитектура атомной энергетики имеет почти полувековую историю. В 1954 г. в г. Обнинске под Москвой дала промышленный ток первая в мире атомная электростанция электрической мощностью 5 МВт. В Советском Союзе с 70-х годов была реализована широкая программа строительства атомных электростанций с реакторами различных типов. Промышленное освоение атомного энергетического строительства в отечественной практике получили главным образом два типа энергетических реакторов: канальные большой мощности (РБМК) и водо-водяные (ВВЭР). Атомная электростанция - многофункциональный комплекс зданий и сооружений, представляет собой новый тип энергетического объекта. Главным и наиболее характерным компонентом атомной электростанции, отличающим ее как тип сооружения от тепловых и гидротехнических установок, является здание ядерного реактора. В функционально-технологическом отношении это самое важное сооружение АЭС, ее суть и основа. Поэтому одной из ведущих творческих задач, стоявших перед архитекторами, проектирующими атомные электростанции, был поиск образной выразительности архитектуры АЭС на основе формы здания реакторного отделения. На первом этапе развития атомной энергетики появление новой технологии с новым видом топлива не послужило основой для создания индивидуальной и своеобразной темы в отечественной промышленной архитектуре. Архитектурные решения первых АЭС повторяли традиционные решения тепловых электростанций с той лишь разницей, что место здания котельного отделения заняло такое же прямоугольное здание реакторного отделения. Одной из важных особенностей физики элементарных частиц на начальном этапе было различие между различными типами взаимодействий. Наиболее тяжелыми стабильными ядрами являются изотопы свинца (Z = 82) и висмут (Z = 83).
     Архитектурно-композиционное решение АЭС с реакторами РБМК основано на выделении в комплексе зданий и сооружений объема главного корпуса. Однако в архитектуре главного корпуса слабо решены вопросы архитектурнохудожественной выразительности объекта новой технологии, так как здания реакторных отделений, примыкающие к объему машинного зала, имеют одинаковые прямоугольные формы, что придает композиции однообразие и вялость.
     Активным элементом архитектурной композиции АЭС с реакторами РБМК являются не характерные для атомных электростанций вентиляционные трубы большого диаметра, поставленные на кровлю реакторных отделений и доминирующие над всем комплексом сооружений АЭС. По проектам АЭС с реакторами РБМК мощностью 1000 и 1500 МВт в Советском Союзе построены Ленинградская, Смоленская, Курская, Чернобыльская и Игналинская атомные электростанции.

     Наибольшее развитие в СССР получили атомные электростанции с водо-водяными реакторами (ВВЭР). Атомные станции типа ВВЭР по хронологии их пуска и техническим характеристикам подразделяются на серийные АЭС с реакторами средней мощности (ВВЭР-440) и серийные АЭС с реакторами большой мощности (ВВЭР-1000).
     Ряд атомных электростанций с водо-водяными реакторами ВВЭР-440 был построен в СССР и при техническом содействии Советского Союза в Болгарии, ГДР, Венгрии, Финляндии и других странах.
     Главный корпус АЭС с реакторами ВВЭР-440 выполнен для двух энергоблоков и представляет собой объединенные в одном сооружении объемы реакторного отделения и машинного зала. Объемно-планировочное решение главного корпуса выполнено с учетом архитектурного выявления объема реакторного отделения. С этой целью вспомогательные электротехнические и вентиляционные системы реакторных установок размещены в зданиях относительно небольшой высоты вокруг здания реакторного отделения. Однако в ар хитектуре атомных станций с реакторами ВВЭР-440 еще не был найден образ АЭС как объекта новейшей технологии.
     Примером другой компоновки сооружений АЭС с реакторами ВВЭР-440 является АЭС Ловииза в Финляндии, построенная при техническом содействии Советского Союза. Компоновка ее основных зданий и их взаимное расположение определились в значительной степени применением герметичной оболочки для реакторной установки и оборудования первого контура. Каждый реактор имеет отдельное здание цилиндрической формы, обособленное от здания машинного зала, общего для двух энергоблоков.
     Возросшие требования к охране окружающей среды и безопасной работе ядерной установки определили объемно-планировочное и конструктивное решение АЭС с реакторами большой мощности. Впервые в практике отечественного строительства на пятом энергоблоке Нововоронежской АЭС оборудование реактора ВВЭР-1000 было размещено в герметичной оболочке, которая стала основным формообразующим признаком здания главного корпуса АЭС.
     Архитектурное решение пятого энергоблока Нововоронежской АЭС подчинено выявлению в объеме главного корпуса отдельностоящей цилиндрической оболочки, пластические формы и конструкция которой лежат в основе общего впечатления и являются средствами архитектурной выразительности комплекса.
     Начиная с пятого энергоблока Нововоронежской АЭС в архитектуре атомных станций появляется образ атомной станции как нового типа энергетического строительства. По этому типу были запроектированы и построены первые очереди Южно-Украинской и Калининской атомных электростанций.
     Объемы планируемого строительства атомных электростанций потребовали нового подхода к решению архитектурно-строительных задач на основе создания унифицированных проектов, рассчитанных на поточное строительство. Запроектировать в сжатые сроки такой сложный многофункциональный комплекс зданий и сооружений, каким яв ляется современная АЭС, включая жилой поселок и строительную базу, можно было только на основе специализации выполнения проектных работ. С этой целью унифицированный проект АЭС с реакторами ВВЭР-1000 было решено разработать силами "Атомэнергопроекта". Принципиальная схема генерального плана и архитектурно-планировочные решения основных зданий и сооружений разработал головной институт, архитектурные решения зданий контролируемого доступа - Нижегородское отделение, зданий свободного доступа - Уральское и Ленинградское отделения института.
     Такой проект АЭС с реакторами в практике отечественного проектирования энергетических объектов был разработан по принципу моноблочной компоновки главных корпусов. Реакторная установка мощностью 1000 МВт и турбогенератор той же мощности размещены в блок-модулях соответственно реакторного отделения и машинного зала, образующих автономный главный корпус АЭС. Концепция формирования генерального плана унифицированной АЭС предусматривала блочную структуру планировки и застройки промплощадки пусковыми комплексами с шагом, позволяющим обеспечить нормативные разрывы между сооружениями для организации поточного строительства и независимого ввода мощностей. В результате комплекс зданий и сооружений АЭС имел определенную архитектурную завершенность на каждом этапе строительства. Смысловым и композиционным центром комплекса сооружений является метрический ритм главных корпусов, обозначенный кубическими объемами зданий реакторных отделений. При формировании генерального плана важно было подчеркнуть и выявить главный стержень композиции с учетом визуального восприятия объекта: въезд на промплощадку организован со стороны реакторных отделений, кубические объемы которых доминируют над всем комплексом, являясь главными элементами архитектурно-пространственной композиции. Простые, кубической формы здания реакторных отделений с цилиндрическими оболочками в центре символизируют надежность сооружения, создают образ большой архитектурной значимости.
      Архитектурный облик главных корпусов приобрел естественную монументальность, соответствующую современной крупной и точной форме, обладающей художественной простотой.
     В серийном проекте архитекторы сознательно разместили защитную оболочку в центре здания кубической формы таким образом, чтобы независимые системы безопасности оказались защищены телом железобетонной оболочки от внешних воздействий, включая падение самолета. Особое значение для повышения выразительности архитектуры реакторных отделений имеют фактура и цвет сборно-монолитных железобетонных панелей стен. Для этой цели применена специальная технология производства наружных панелей, при которой после бетонирования обнажается с помощью смыва фактура инертного наполнителя.

Ритм линий и объемов Балаковской АЭС

     Таким образом, атомные станции, построенные по одному унифицированному проекту,- Запорожская, Балаковская, Южно-Украинская, Калининская, Ростовская и другие - отличаются друг от друга фактурой и цветом отделки ограждающих конструкций стен реакторных отделений. Например, в отделке панелей зданий Балаковской АЭС использованы местные материалы - доломит и красная галька, добытая из устья р. Камы.
     В отделке фасадов реакторных отделений Запорожской АЭС, расположенной в районе, где много солнечных дней, применены панели с использованием мрамора местных карьеров на белом цементе, подчеркивающие светотенью пластику объемов реакторных отделений.
     Таким образом, здания реакторных отделений средствами архитектурной пластики, фактурой и цветом ограждающих конструкций создают цветовой и композиционный акцент в окружении панельных зданий вспомогательного назначения.
     Одна из особенностей эксплуатации технологического оборудования атомных электростанций связана с дистанционным управлением системами и оборудованием, размещенными в необслуживаемых и полуобслуживаемых помещениях с ограниченным доступом персонала.
     Все технологические процессы АЭС контролируются операторами с блочного щита управления (БЩУ). Интерьер БЩУ разрабатывается с точки зрения его эксплуатационных и эргономических характеристик и опробуется на тренажерах учебно-тренировочных центров. Для удобства дистанционного управления в интерьере аппаратного зала цветом выделяется оборудование крана, перегрузочной машины, системы управления и защиты.

Щит управления Билибинской АТЭЦ

     Главным композиционным элементом машинного зала является турбогенератор. Особое значение для повышения выразительности интерьера машинного зала имеет цветовая отделка оборудования и строительных конструкций. Имеется в виду целенаправленное использование цвета для усиления доминирующей роли турбогенератора в общей композиции интерьера машинного зала. Для окраски турбогенератора используются, как правило, яркие, локальные цвета, способные усилить выразительность геометрической формы защитного кожуха турбины и генератора. Концепция цветового климата интерьера машинного зала построена на контрасте чистых, открытых цветов оборудования и мостовых кранов на фоне спокойных нейтральных тонов ограждающих конструкций стен. Насыщенным цветом выделяются несущие кон струкции колонны и фермы покрытия машинного зала. В ряде случаев на одной станции, имеющей от четырех до шести энергоблоков, каждый интерьер машинного зала имеет свое цветовое решение.
     Дальнейшее развитие и совершенствование архитектура АЭС с реакторами ВВЭР-1000 получила в проекте атомной электростанции повышенной безопасности с полностью автономными энергоблоками в отличие от унифицированного проекта АЭС с общим зданием спецводоочистки, требующим устройства протяженных транспортно-технологических эстакад. В целях усиления конкурентоспособности новой серии в конструкцию здания реакторной установки внесен ряд технических новшеств. Основным нововведением, которое оказало существенное влияние на архитектуру АЭС, стала двойная железобетонная оболочка цилиндрической формы с полусферическим куполом и верхней загрузкой оборудования и топлива через шлюз на отметку аппаратного зала.
     Серийная АЭС с водо-водяным реактором мощностью 1000 МВт повышенной безопасности является последним достижением отечественной атомно-энергетической программы.
     Два энергоблока этой серии предусмотрено построить на площадке Нововоронежской АЭС. В настоящее время по проекту института "Атомэнергопроект" начато строительство АЭС Куланкулам в Индии.
     Комплексы построенных в СССР и за рубежом атомных станций, отражая специфику новейшей технологии и достижения строительной техники, своеобразием архитектурной формы и абсолютными размерами своих зданий и сооружений внесли значительный вклад в промышленную архитектуру ХХ столетия.

Автор - В. Г. Шейнкма