1 前言
交通空间的设计优化是国产三代堆型建筑设计优化中不可缺少的一部分，不论是设备运输及检修，还是人员日常通行及应急疏散，都必须通过交通空间来实现。建筑的布置是否合理，除了主要使用房间和辅助使用房间本身及其布置位置是否恰当之外，还取决于功能房间之间的交通空间布置是否合理、通达及便捷。
高效便捷又节约的交通空间设计是需要进行研究的，核岛厂房的交通空间包括通道、过渡间、前室和楼梯间，除了这些明确定义的交通空间，还包括相互嵌套房间内部之间的连通通道。交通空间的设置位置是否合理，交通空间的数量是否适宜，均影响着交通空间的设置原则和使用效率。哪些交通空间是必须的，哪些是可以与使用空间进行结合的，交通空间内是否可以设置其他物项等都需要去梳理和研究，从而分析出核岛中必要设置的交通空间的量，达到经济与实用的平衡点。
2 国产三代堆型交通空间的类型
2.1 交通空间的定义及功能
交通意为交相通达，广义上指人、物的运输与语言、文字符号、图像等视听信息的传递，通常多指人和物在管理空间上的移动；空间是物体存在、运动的场所，即三维区域，由长度、宽度、高度表现出来。在建筑科学中空间是满足人类生产或生活所需要，运用各种建筑主要要素与形式所构成的内部空间与外部空间的统称。交通空间在建筑中即指提供人与物移动通达的空间。
交通空间为建筑中人的活动、物的移动提供了流通场所，它既是行为发生的场所，也为行为发生提供了引导路线。通过交通空间，可以将建筑内的各个单一空间联系在一起，是各个部分的功能得以发挥作用的保证。合理的交通空间除了满足最基本的连通要求，它也影响着建筑内的空间品质感，更进一步可以影响指导各功能空间的组合形式。
2.2 交通空间的分类
交通空间分为水平交通空间、垂直交通空间及交通枢纽空间等。水平交通空间主要包括通道、前室、过渡间等；垂直交通空间主要包括楼梯、电梯等；交通枢纽空间主要包括大厅、门厅等。
2.2.1 水平交通空间
核岛厂房中的水平交通空间主要包括通道、前室、过渡间等。在完整的生产交通流线中，建筑入口是交通流线的始端，而各个可达房间则是交通流线的尽端。人员通过建筑入口及前室等过渡空间进入建筑通道，再通过建筑通道进入各个功能空间在其内进行生产活动。而疏散流线与之相反，人员从功能用房进入与之直接连接的通道中，从通道进入前室通过走疏散楼梯去到室外，或者从通道直接去到室外。前室及过渡间作为通道和疏散楼梯之间的缓冲空间，可以进一步增加疏散楼梯的安全性。
2.2.2 垂直交通空间
核岛厂房中的垂直交通空间主要包括楼梯、电梯等。楼梯布置在楼梯间内，是建筑楼层间竖向交通的连接构件。除首层之外的其他楼层，在安全疏散时只通过楼梯来实现竖向疏散，是意外发生时的一道必要安全防线。电梯布置在电梯间内，便于高楼层的人员日常工作使用，不用于紧急情况下的疏散使用。
2.2.3交通枢纽空间
交通枢纽空间主要包括大厅、门厅。各个核岛厂房在首层均有各自直接对外的出入口，在人员聚集、需要分流等较大的出入口处，设置有作为交通枢纽的门厅，它既可以作为人流分流之用，也可以作为展示空间供前来参观的人员使用。
3 国产三代堆型交通空间的布置原则
3.1 水平交通空间的布置原则
水平交通空间中通道的布置原则有布置形式、空间尺度、安全疏散等几方面的要求。在布置形式上根据核岛各厂房的功能布局，宜采用内走道的形式，在通道两侧均布置房间，且结合疏散及辐射防护分区允许有少量房间串通布置。在空间尺度方面，主要疏散通道净宽度不应小于1.20m，净高度不应低于2.20m。当满足上述要求确有困难时，其净宽度不应小于0.90m，净高度不应低于1.80m，如兼顾设备通道, 则根据设备运输、操作、检修等需求确定主要疏散通道净宽度不可以降低。在疏散距离方面，人员工作地点到室外安全出口、安全疏散通道的距离不应大于40m。疏散通道不应设置超过15m的袋形走道。
3.2 垂直交通空间的布置原则
垂直交通空间中楼梯与电梯的布置原则有空间尺度、安全疏散等几方面的要求。楼梯间的每层楼梯最小净宽度不应小于1.10m，对于确有困难且很少有人进入的厂房其楼梯最小净宽度不应小于0.90m，楼梯踏步基本尺寸为宽度W=0.28m，高度H=0.16m，宽度可根据具体情况在0.26m到0.28m之间调整，高度可根据具体情况在0.16m到0.18m之间调整，楼梯间作为安全疏散的竖向通道，应保证与可达房间的最大距离不应大于40m。电梯间电梯门的开启方式一般为中分门对开式；乘客电梯的层门净尺寸一般为1100mmx2100mm，乘客电梯的轿厢尺寸一般为1600mmx1400mmx2300mm，乘客电梯的井道尺寸一般为2400mmx2200mm；载货电梯和客货两用梯的尺寸需根据运输货物的尺寸要求确定。
3.3 交通空间内电缆的布置原则
通道内在不影响疏散宽度及高度时，可以适当布置电缆，不同系列的主电缆通道网络设计，应严格遵守主电缆通道的隔离原则，非安全级与安全级电缆之间应采取实体隔离或空间隔离措施，并尽量设置在不同的防火区或防火小区内，避免一场火灾引起的共模失效。而安全疏散通道不应作为电缆敷设通道且不得存放其他可燃物，该区域也不应有影响疏散的凸出物或其他障碍物。
3.4 交通空间满足辐射防护分区要求的布置原则
对有辐射防护需求的区域，要给清洁区域和污染区域之间提供隔离的路径作为人员通道，人员通道路径规划和通道尺寸应满足正常通行和应急疏散要求。在辐射控制区内应尽量分开人员通道和物流通道，尽可能缩短穿过辐射区和污染区的通行路线，以减少人员在这些区域的穿行时间。
4 国产三代堆型交通空间布置优化
4.1 交通空间布置优化与核岛整体布局
基于上文总结原则进行厂房内交通空间的优化，在核岛整体布局层面，厂房轮廓应尽可能布置紧凑，各厂房平面形状力求规整，各厂房在设计时应尽量减少不规则房间数量。而分析国产三代堆型的建筑平面布局可以看出，该堆型建筑布局较为分散，各个功能之间相对独立，没有融合在一起，因此每个厂房内部都有大量的独立交通空间，需要连通的厂房之间也设置了单独的交通空间。此外没有合理利用反应堆厂房周边的异形空间，而是将它闲置作为大片的交通连接空间，这都是对空间使用的一种浪费。
在此基础上进行国产三代堆型布置优化，优化后的核岛厂房各功能分区的布局较为集中，将原反应堆厂房两侧分别设置的安全厂房合并为一，集中布置在右侧，仍保持与上侧电气厂房集中在一起。下部是燃料厂房、辅助厂房等，相比原堆型的布局，优化后的整体布局较为完整集中，避免了很多突出及凹进的零碎异形空间，更凸显了以反应堆厂房为核心的环绕布局形体，从功能使用、空间效率、建筑形体和工程造价等各方面都有优化作用。
4.2 交通空间布置优化与通道
从人的使用和疏散角度出发，交通空间的设置目的是连通各个功能用房，使人员通过通道可以到达每一个用房，满足使用需求；在发生意外时也可通过通道从各个房间到达安全疏散出口，满足安全疏散需求。从设备运输角度出发，交通空间的设置也可使设备通过该空间运输至各个用房，满足设备运输及检修需求。融合这两方面需求，规划设计均可以满足人及设备使用需求的通道，这就需要通道合理布置可以连通各个用房，可达性较好，尽量避免使用效率较低的尽端通道。共用通道宽度应该以较大的设备运输尺寸为准，单独的人员使用通道满足人的通行需求就可，不需要过宽。在不影响疏散宽度及高度的前提下，在通道内可以适当布置一些设备及管线。
在有些部位设置独立的通道是必要的，而在有些部位虽然也有人员和设备的通行需求，却可以借助房间内部设备的布置间隔来实现空间的交通需求，以此减少不必要的通道布置。对功能相似或相同的空间，例如配电间、电缆间及仪控设备间等，不需要单独设置独立通道把每个房间都串联起来，而是把多个房间划分区域进行空间梳理，将两个及以上的用房进行组合，同时结合防火分区的边界划分，在房间之间非防火边界处设置门洞，通过门洞将两个空间连通，将交通空间功能与房间使用功能结合，利用设备布置之间的间隔通道，把使用空间和交通空间相结合，进一步节省整体建筑空间。
图 串联空间兼做交通空间（图片来源：作者自绘）
4.3 交通空间布置优化与前室、过渡间等
交通空间除了通道之外，还包含过渡间、前室和楼梯间。楼梯间是将平面内通道进行竖向连接的交通空间，也是意外事故发生之后满足安全疏散的空间，该空间内通风专业会设置正压送风，以此保证在意外事故发生后楼梯间空间内无危险气流进入，是安全的疏散通道。一般由通道进入楼梯间时，需要设置前室作为这两个空间的缓冲，这也是对安全疏散通道的二次保护。因此在楼梯和前室内是不可以设置任何设备及管线的，以防止对安全疏散空间产生危害。
过渡间是连接不同空间的过渡性空间，其灵活性较高，它可以作为连接通道和楼梯间之间的缓冲空间，也可以作为两个功能空间在使用及辐射影响等方面有干扰时分隔它们的分隔空间。一般在过渡间内可以适当设置一些设备及管线。因为过渡间灵活的空间属性，从布置初期到后面的方案深化，前期作为过渡间的空间后期可以作为其他功能空间例如消防设备间等来使用，为整体功能空间增加一定的灵活性，不会面临空间局促的困境。
5 国产三代堆型交通空间布置优化成果
结合以往工程案例，对AP1000、M310及国产三代堆型这三种堆型的具体交通面积及面积占比进行数据分析。M310核岛建筑面积为29996㎡，交通空间建筑面积约为1783㎡，交通空间面积占总建筑面积比例为5.94%。AP1000核岛建筑面积为62342㎡，交通空间建筑面积约为5296㎡，交通空间面积占总建筑面积比例为8.49%。M310为双堆，两个堆共用一条主通道，故交通空间的占比略低。AP1000的基底面积小，几乎无宽大的设备运输通道，故交通空间占比低。华龙一号核岛建筑面积为104961㎡（含QF厂房建筑面积为114218㎡），交通空间建筑面积约为22000㎡（含QF厂房建筑面积约为25000㎡），交通空间面积占总建筑面积比例为20.96%（含QF厂房比例为21.89%）。由以上数据可以看出，国产三代堆型的交通空间面积过大，相对整体建筑面积占比也偏高，有一定的优化空间。
基于上述对国产三代堆型核岛交通空间的布置优化原则，相比原分散布置的功能空间，优化设计后功能布局都集中在一起，交通空间也随之集中布置在一起，且相对完整的建筑轮廓减少了很多不必要的异形空间，也相应减少了一些使用效率低的尽端通道和异形通道。对原国产三代堆型的交通空间进行合理优化后，分析优化后核岛总建筑面积与交通建筑面积占比，优化后堆型核岛建筑面积为78995㎡（含QF厂房建筑面积为84792㎡），交通空间建筑面积约为7665㎡（含QF厂房建筑面积约为9565㎡），交通空间面积占总建筑面积比例为9.70%。由上可知，国产三代堆型优化后大大减少了建筑面积，节省了核岛土建方面的投资。此外相比原堆型优化后整个核岛建筑面积减少了约25966㎡，含QF厂房核岛建筑面积减少了约29426㎡。核岛交通空间建筑面积减少了14335㎡，含QF厂房的核岛交通空间建筑面积减少了约15435㎡。可以看出核岛优化后减少的面积中交通空间面积占比有一半以上，土建面积的减少和整个工程的造价是直接相关的，由此可知对核岛交通空间的优化是非常具有经济意义的。
6 总结
在此次优化的研究中，对交通空间进行多个方面的研究和分析，从人员疏散路径、设备运输及检修路径及房间使用功能等方面，对厂房内交通空间进行梳理，优化交通空间的布置模式，减少不必要的交通空间面积，得出国产三代堆型厂房交通空间的设计原则和方式，用于指导后续核岛项目。国产三代堆型布置优化的根本目的在于提高经济性，根据经济专业的反馈，核岛厂房的建筑面积是核岛土建方面投资较大的内容，因此缩减交通空间的建筑面积，非常有利于工程经济性的提高。通过本设计优化研究，对交通空间布置模式有个定性和定量的分析，也形成了一种基于建筑设计相关领域的优化方法，可以用于国产三代堆型的优化，也可用于其他堆型的优化和研发，希望为后续核电领域的建筑设计提供良好的优化启发。