1. 设计优化背景及介绍
国内自主三代堆型核岛厂房是当前核电市场接受度最高的三代核电机型之一，国际社会上对我国三代自主堆型的关注度愈加增强，因此对国内自主三代堆型核岛厂房的进一步设计优化，以适应未来社会发展，提升国内自主三代堆型核岛厂房的经济性，可以提升我国三代堆型在世界舞台的竞争力。而国内自主三代堆型核岛厂房的建筑设计优化作为其中一部分，也要为其贡献一定的力量。
附属厂房是进入核岛控制区的门户，是运行和大修期间工作人员进入核岛控制区的必经之路。三代堆型核岛厂房中该流线设置、规模，与以往的二代堆型机型不同。随着三代堆型核岛厂房的开始运行，附属厂房是业主运行方关注重点之一。对现有的国内自主三代堆型核岛厂房进行调研，优化其布置具有现实意义。
三代堆型核岛厂房布置优化的根本目的在于经济性，附属厂房是进入核岛控制区的门户，存在可优化空间。通过建筑专业在平面布置的经验以及与已运行厂址业主沟通实际需求，对附属厂房的人员通行部分进行优化。在力求经济性的同时，也必须保证功能性和必要的舒适性。因此建筑专业需要在这些方面考虑经济性、功能性和舒适性的平衡，从这些方面对照以往的核岛建筑设计，对其进行必要的优化。
2.设计优化分析及设计
2.1平面布置的相关因素
在建筑平面设计中，影响建筑平面布置的因素：功能需求、主次关系、内外关系、明确的流线组织、联系与分隔。
2.1.1功能需求
附属厂房通行部分是控制人员进出放射性控制区，在核岛正常运行和停堆检修期间为人员出入提供服务的。人员通行部分是核岛各厂房中人员最密集且人员使用频率最高的厂房。
人员通行部分的功能是给工作人员进入核岛提供着装准备的空间、保障工作完成后员工的的安全健康，因此人员出入口的布置势必要跨越监督区和控制区两区。男性女性员工分别由两条进入和离开的工作闭环线路组成：以入口大厅为起点，以完成防护装备进入控制区为终点；以工作完成进入人员出入口为起点，以完成相关检测，返回入口大厅为终点。两条流线是流畅的，完整闭合的。
1）男性工作人员工作流线
进入核岛控制区的工作人员，绝大部分为男性员工，因此人员出入口的功能空间建筑面积大部分为男性工作人员设计。主要功能房间有：男冷更衣间、男热更衣间、卫生间、淋浴间、去污间、剂量值班室、现场辐射防护办公室、工具间、C1门、C2门、若干流线上必须的过渡间。
2）女性工作人员工作流线
进入核岛控制区的女性工作人员，相对人数较少。与男性员工的比例一般为1:20。所布置的面积相应减少，但是流线及功能应保证完整流畅。主要功能房间有：女冷更衣间、女热更衣间、卫生间、淋浴间、C1门、C2门、若干流线上必须的过渡间。
3）快速通道
快速通道，顾名思义就是能快速通过人员出入口进入核岛的流线功能的通道。一般在有参观需求时，开启并使用的功能房间。
4）运污通道
运污通道的功能为将有染污的工作服及工具设备不再经过人员通行厂房的监督区位置，通过运污通道直接运出厂房至可以处理或清洗的厂房空间。
2.1.2主次关系
在附属厂房的人员通行部分，最主要的功能及流线为男性工作人员部分。因为核岛是特殊的工业建筑，有其特殊的运行方式。进入核岛的员工，男性员工与女性员工的比例一般为20：1，因此对于通行部分的平面布置，服务男性员工的功能房间种类和建筑面积上都是主要考虑的。男性员工的功能房间和流线布置顺畅后，其他次要部分的设计问题也会迎刃而解。
2.1.3内外关系
人员通行部分的布置跨越监督区和控制区两区。在绿区的功能房间为对内的功能区域，如热更衣室、去污间、剂量值班室、现场辐射防护办公室、工具间、C1门、C2门等。在白区的功能房间为对外的功能区域，如冷更衣室、卫生间、淋浴间、钥匙分发室等。
2.1.4流线组织分析
作为进入核岛控制区的门户，是运行和大修期间工作人员进入核岛控制区的必经之路，附属厂房的人员通行部分的流线有其特殊性、标志性及不可替代性。使人在看到核岛平面图时，一眼就能分辨出的功能性厂房布置。因此研究清楚人员通行流线是优化附属厂房人员通行部分提纲挈领的一项工作内容。
附属厂房的人员通行部分的流线一般有男性工作人员工作流线、女性工作人员工作流线、快速通道、运污通道4条。
1）男性工作人员工作流线
男性工作人员进入控制区的流线为：入口大厅→男冷更衣间→男热更衣间→核岛控制区；
男性工作人员离开控制区的流线为：核岛控制区→C1门检测（污染工作服收集间）→C2门检测（去污间）→男冷更衣间→入口大厅。
在进入和离开核岛的流线中，都要经过剂量值班室、现场辐射防护办公室、工具间3个功能房间。因此这三个功能房间成为了男性工作人员进出两条路径的“中心岛”，使两条路径围绕这3个功能房间，连续有序的排开。
2）女性工作人员工作流线
女性工作人员进入控制区的流线为：入口大厅→女冷更衣间→女热更衣间→核岛控制区；
女性工作人员离开控制区的流线为：核岛控制区→C1门检测（污染工作服收集）→C2门检测（去污间）→女冷更衣间→入口大厅。
与男性工作人员不同的是，女性员工较少，因此每个功能空间所占的面积也相应减少。并且没有作为“中心岛”的3个功能房间的功能需求，因此一进一出两条路径需并列设置。
3）快速通道
快速通道的设置用于运行后的参观和使用，更好的满足业主的需求。因为只用于参观，快速通道仅设置了简单的更衣区，满足参观时快速更换衣物的需求。
4）运污通道
运污通道的设置，有利于运行后的管理和使用。可以将染污的工作服或其他染污工具尽快运出人员出入口，对其进行后续的清洗或销毁处理。避免染污物品运出时经过人员出入口监督区，造成交叉污染。带来不必要的检测和清洗工作，减少工作量，避免工作人员的辐射污染。
2.1.5联系与分隔
附属厂房人员通行部分的4条流线之间在功能上看起来是相互分隔的，但每条主流线及主流线中的次要流线又是清晰和相互关联的。如男性员工的工作流线就明确有一个“中心岛”的存在。“中心岛”位置的正确选择和确定，是解决其他3条流线是否合理顺畅的最主要的切入点。
2.2建筑方案优化分析对比
在分析清楚人员通行部分本身的功能特点及需求、流线的走向和串联内容后，再做一下以往各项目中的相关内容的比较。
2.2.1设计输入数据对比
在分析清楚人员通行部分本身的功能特点及需求、流线的走向和串联内容后，再做一下以往各项目中的相关内容的比较。
某二代核岛厂房附属厂房的人员出入口部分使用人员的峰值是800人，男女比例为20:1；某三代核岛厂房的人员出入口部分使用人员的峰值是800人，运行通道300人；大修通道500人；快速通道20-30人；某示范堆因为是示范工程，因此堆型规模较小，设备和工作人员数较少，峰值使用人数是400人。
2.2.2平面布置对比
根据各厂址业主提供的设计输入，包括使用峰值人数、使用最大班人数、男女比例等数据，以及上游布置专业对附属厂房的初步面积规模的上游提资，对附属厂房的人员通行部分进行不同平面布置。
1)某二代堆型人员通行部分
某二代堆型核岛厂房是双机组运行模式，一个停堆，另一个运行。因当时的仪器设备相对简单，在流线上少了一些设备的布置，且女性员工分配的功能面积更加简洁，但总的流线还是遵循上述对流线的研究总结。进入人员出入口的走廊冗长，浪费了一部分交通面积。这部分有待优化。大修期间的人员出入口（ET）分别布置在两个堆型的侧面，只负责对应堆型的人员出入。增加了一部分的建筑面积。人员出入口在平面布置上较为分散，对于人员通行和物资存储方面有不方便的地方。
2)某国内自主三代堆型核岛厂房人员通行部分
从国内自主三代堆型核岛厂房开始，核岛的运行模式改为了单机组运行。人员通行部分的设置分为两层，将运行期间和大修期间分开布置。但运行期间位于地下一层，且没有电梯。工人因为有固定的进入核岛的着装程序和要求，在有去另外一层空间的需求时，通过楼梯通行时的着装较为尴尬。交通不方便的同时也不便于管理，需要配备两班管理人员。两层人员通行部分也分别需要一套服务空间，如卫生间、淋浴间、交通空间等。平面布置上也就有了优化的空间和方向。
3)某示范堆人员通行部分
某示范堆的人员通行部分，开始有了较大的改变。由于规模较小，因此控制区内的设备数量较少，工作人员较少。业主考虑同时进入400人，男女比例20:1。建筑专业在布置时考虑同层布置，优化了交通空间和服务空间。系统化的研究各功能流线，各功能面积，根据功能和流线上各种限定的要求和条件，解决问题，形成了初步定型的大修和运行期间在同层的人员出入口平面布置。
2.2.3与已投入使用业主沟通需求
时值国内自主三代堆型核岛厂房布置优化，通过某示范堆附属厂房人员通行部分的设计经验，同时借鉴已经运行核岛厂房的运行经验，继续对人员通行部分进行优化设计。
通过与运行项目业主的沟通目前的运行需求情况，加上与之前项目的对比优化，得到以下信息：
1）厂房截止目前，现场检修工作较少，最多一天日常进出人数292人，女性员工进出人数23人，后续使用人数会逐步增加；目前国内自主三代堆型核岛厂房尚未经历大修，某二代堆型机组大修峰值人员大约450人，考虑一定的裕量设计至少满足600人使用要求。
2）国内自主三代堆型核岛厂房机组，经使用调研和分析，快速通道仅适用于现场参观检查，使用频次不是很高，且不方便工作人员的管理。优化后的出入口流线清晰，出入便捷，能够满足少量人的参观需求，故取消了快速通道的布置。
3）目前国内自主三代堆型核岛厂房机组卫生出入口淋浴间数量设计过多，二代堆型机组及某自主三代堆型核岛厂房机组现场投用至今，几乎无人使用淋浴房，因此减少淋浴房配置量是可行的。
根据业主的反馈经验，与之前项目布置设计的宝贵经验，发挥建筑专业在平面布置的优势，总结优化后在国内自主三代堆型核岛厂房布置优化的布置设计上我们一一研究落实。
1）将人员通行部分继续统一规划到一层，保持人员使用的简洁方便程度；
2）考虑机组大修工况，满足600人的使用要求；
3）平面布局优化后，出入口流线清晰，出入便捷，没有迂回的动线和繁复的手续，可以从正常的流线快速的进入核岛控制区，能够满足少量人的参观需求，没因此取代了快速通道的功能；经相关专业评价后，染污的工作服可以通过同是控制区的辅助厂房直接运出至清洗或处理的厂房。因此快速通道和运污通道融合进了新的平面布局中，优化了平面流线类别，缩小了建筑面积。
4）酌情减少淋浴间数量的配置。
布置过程：考虑男员工使用面积比女员工使用面积大很多，因此将入口大厅和钥匙分发布置在中间偏左，以方便将绝大部分建筑面积分配给男性员工。“中心岛”功能的三个功能房间，布置在中部。引导男性员工进出两条线的布置。冷更衣室的功能是在这里更换工装，因此是进入控制区和离开控制区的必经的功能房间。男冷更衣室是男员工流线的起点也是终点，也要满足600个员工的柜子摆放的面积要求，这个功能房间的面积也就要求是最大的，而且分别连接男热更衣室和经过C1、C2门回来的路线。布置在右下方，有足够的建筑面积和铺开面来布置流线。左边小面积作为女性员工来回并列流线的位置。
2.2.4固化功能用房及规模
通过一代一代的迭代研究优化及经验积累、数据整理，将人员通行部分的功能用房固化，各功能房间的建筑面积也相应有了合理的范围。
固化的功能用房：
入口大厅、钥匙分发室、男冷更衣间、男热更衣间、剂量值班室、现场辐射防护办公室、工具间、卫生间、淋浴间、女冷更衣间、女热更衣间、去污间、污染工作服收集间、C1门、C2门、必要的过渡间。
3.设计优化项目取得的成效
3.1 建筑面积优化对比
3.2 总图方面优化对比
从最开始的不规则形状不利于使用的用房优化为规整方便使用的用房。并且厂房的外轮廓也得到了优化，使整个核岛的外立面形状更加规整挺拔。
4．设计优化在后续项目上的应用前景
4.1应用方向
本设计优化项目的成果可全部直接应用在国内自主三代堆型核岛厂房机组项目中，可配合支撑核岛各厂房的总体布置，优化核岛厂房建筑作业图。
本项目所制定设计优化方法可直接在其他工程项目中予以实施和应用，核电机组的设计均可以此设计优化的成果作为参考和基础，能够提升设计质量和降低建造成本。
