孫曉波
(泰州職業(yè)技術學院,江蘇 泰州 225300)
羅馬建筑師維特魯威的著作《建筑十書》中提出了至今被建筑界繼承和尊崇的建筑設計的基本原則:適用、堅固和美觀?!斑m用”是建筑的本質,建筑在滿足使用功能的基礎上,滿足人體活動尺度、人的生理和心理的要求,為人們創(chuàng)造一個舒適的環(huán)境,滿足人們的物質需要?!皥怨獭笔墙ㄖ母?,通過科學、材料、結構、規(guī)范和標準等物質技術手段,滿足人們的安全需要;“美觀”是建筑的形象,一般通過建筑空間、建筑實體、建筑材料的色彩和質感、光線和陰影等手段表現(xiàn)出來,滿足人們的精神需求。一個優(yōu)秀的建筑設計,正是這三者的有機結合。
學校建筑是公共建筑中具有代表性的一類建筑,設計的好壞是影響學校全面培養(yǎng)人才質量的重要因素。因此,在設計中,不僅要遵循國家強制性規(guī)范和標準、注重平面功能與空間組合形式,更要處理好功能、技術和形象三者的關系。中小學校建筑設計要結合青少年好奇、好動的特點,充分考慮安全因素在建筑設計中的重要性。
《城市普通中小學校校舍建設標準》規(guī)定,九年制學校小學階段每班人數(shù)為45人,中學階段每班50人,普通教室使用面積均不得小于67m2。實際上,目前我國中小學校普遍存在規(guī)模和班級容量遠遠超過標準的現(xiàn)象,這種超負荷的使用狀況給交通安全疏散帶來極大的隱患。
首先,在上下課、學生集中活動以及不可預測的緊急情況發(fā)生時,由于建筑內部的實際疏散寬度滿足不了超標準人員的疏散要求,極易出現(xiàn)擁堵、踩踏等現(xiàn)象。其次,中小學校上學、放學時間比較集中,而家長接送學生的現(xiàn)象非常普遍,因此在上學和放學時段,校門口擁堵的人車混雜現(xiàn)象存在顯而易見的不安全因素[1]。同時也造成學校出入口交通秩序混亂,給交通造成極大壓力。
建筑的適用性,不僅是空間構成、功能分區(qū)的合理性,還包含建筑的安全性。由于操作不當?shù)娜藶橐蛩鼗蛘卟豢煽咕艿淖匀灰蛩囟斐扇藛T傷亡和財產損失的案例時有發(fā)生,所以,商場、學校用其他人口密集的建筑都必須重視建筑的安全設計。
為了使學校建筑布點均勻,便于中小學生上學時間控制在10~20分鐘之間,《中小學校設計規(guī)范》中規(guī)定,城鎮(zhèn)小學的服務半徑宜為500米,初級中學的服務半徑宜為1000米。為了保障中小學生家校途中的安全,學校的規(guī)劃布局應充分考慮與周邊交通的協(xié)調。然而對于交通復雜、道路狹小的老城區(qū)和居住密度比較大的鬧市區(qū)的中小學校,在上學和放學的時間段,集中進出學校的學生和接送學生的車輛極易造成學校門口交通擁堵的局面,給城市交通造成極大的壓力,也存在中小學生出行的安全隱患。因此中小學校出入口設計時應盡量避免進出校園的人流和車流的交叉造成的不安全因素,遵循學校主出入口不設置在城市主干道上的原則,場地條件不允許時,應在學校出入口外設置緩沖場地,以便于人員、車輛的臨時??浚苊庠斐沙鞘薪煌ǖ陌c瘓。
教學樓是學校中最重要,使用頻率最高,使用人數(shù)最多的建筑物,因此教學樓的安全疏散十分重要[2]。中小學校的使用對象主要是自救能力較差的未成年人,房屋的4層高度是小學生的疲勞感轉折點,5層高度是中學生的疲勞感轉折點。因此,為了便于中小學生在發(fā)生突發(fā)意外事件時的安全疏散,教學樓建筑的層數(shù)小學不應設在4層以上,中學不應設在5層以上。建筑的安全出口和疏散門的位置和數(shù)量、寬度及疏散樓梯間的形式,都應滿足使用人員安全疏散的要求。教學樓的安全出口在滿足了功能需要、疏散長度要求的基礎上,不應少于2個,安全出口的位置要能使教學樓上的疏散人流均勻分散,避免人流集中之下的踩踏事件發(fā)生。具體到每個教室的疏散門的數(shù)量不應少于2個,且教室門寬不應小于1000mm。
教學樓建筑的安全疏散,對于已建中小學校教學樓建筑工程,須從完善和改進基礎設施和設備方面考慮,在建筑中配備必要的安全消防設備、逃生自救器具、應急照明燈和應急廣播系統(tǒng)等;在緊急疏散通道、安全出口、應急避難場所等地,設置明顯的指示標志。
對于擬建的中小學校建筑,設計者應對學校所屬社區(qū)進行前期調研,核準學校近期和遠期的生源數(shù)量,設計中提高建筑安全的標準,采取有效的防御措施,以避免生均面積和疏散寬度不足造成交通擁堵和疏散隱患。同時加強平災結合,以提高教學樓建筑的安全性。
《中小學校設計規(guī)范》中規(guī)定,在中小學校建筑內,水平交通疏散的寬度最少應設計為2股人流,每股人流的疏散通行寬度按0.6m計算,并應按0.6m的整倍數(shù)增加水平疏散通道寬度。同時,教學樓的內走道寬度不應小于2.4m,單側走道及外廊的凈寬度不應小于1.8m。按標準規(guī)定,教學樓宜采用外廊或單內廊,廊凈寬不應小于2.1m,中內廊凈寬不應小于3.0m。這些尺度對于班級標準人數(shù)而言,能夠滿足緊急情況時的安全疏散。若班級人員超出標準數(shù)量,這些尺度的大小是中小學生能否安全疏散的關鍵。設計者應該根據(jù)建筑物的等級和建筑所在的層數(shù),按照每百人的疏散指標進行合理推算,盡量提高安全標準(如圖1所示)。
圖1 教學樓走廊寬度設計
樓梯是教學樓建筑中的垂直交通設施之一。從安全的角度出發(fā),中小學教學樓中的樓梯設計主要考慮以下幾點。
(1)樓梯的尺度。中小學教學樓中的樓梯寬度應為人流股數(shù)的整倍數(shù),且樓梯梯段的寬度不應小于2股人流,即1.2m,并應按0.6m的整倍數(shù)增加梯段寬度,每個梯段可增加不超過0.15m的擺幅寬度。踏步的寬度,小學建筑中的樓梯不得小于0.26m,中學建筑中的樓梯不得小于0.28m;樓梯踏步的高度,小學建筑中的樓梯不得大于0.15m,中學建筑中的樓梯不得大于0.16m,樓梯的坡度不大于30°,是在安全設計范圍之內(如圖2所示)。
圖2 教學樓樓梯尺度設計
(2)樓梯的形式。在多層教學樓建筑的單體設計中,作為垂直交通的樓梯與室外的聯(lián)系方式有三種:直接聯(lián)系、間接聯(lián)系和無聯(lián)系。
直接聯(lián)系是樓梯在建筑底層設置對外出口,二樓以上的人員通過樓梯直接到達室外,這種聯(lián)系方式大大縮短了室內外的交通距離,有利于安全疏散。間接聯(lián)系是樓梯設置在建筑底層出入口的附近,中間以交通門廳作為聯(lián)系。這種聯(lián)系方式,二樓以上的人員必須經過門廳才能疏散到室外,設計中必須充分考慮一樓交通門廳的空間大小,以提高疏散效率。無聯(lián)系是樓梯與建筑底層通往室外的出入口之間要經過建筑內部的交通走道及門廳,這種方式的安全疏散距離長,緊急情況下若無安全有效的疏散引導,極易造成擁堵。
因此在中小學校建筑設計中,建筑垂直交通與室外場地的聯(lián)系方式盡量采用直接或間接聯(lián)系,盡可能避免無聯(lián)系的方式。
(3)樓梯的數(shù)量?!督ㄖO計防火規(guī)范》中規(guī)定,民用建筑的安全出口和疏散門的數(shù)量應根據(jù)建筑高度、規(guī)模、使用功能和耐火等級等因素設置,從而滿足人員安全疏散的要求。安全出口就是供人員安全疏散用的樓梯的出入口。從公共建筑內房間的疏散門到安全出口之間的直線距離稱為安全疏散距離。安全疏散距離是控制安全疏散設計的基本要素,疏散距離越短,人員的疏散過程越安全。設計者必須根據(jù)中小學校教學樓安全疏散距離的要求,在適合的平面位置中設置滿足安全疏散要求的樓梯。
中小學校的使用對象是青少年,在進行建筑單體設計的時候,要充分考慮青少年好奇、愛動、喜歡爬高和追逐打鬧的特點,注意欄桿、樓梯踏步、門窗等建筑細節(jié)的安全設計。
首先,中小學校教學樓的欄桿必須采用防止其攀登的構造和花式,盡量采用垂直桿件做欄桿,并且桿件凈距不應大于0.11米。欄桿的材料和構造及安裝必須牢固耐用,以防人多擁擠時欄桿變形毀壞而發(fā)生意外。
其次,中小學校教學樓的門窗設計要安全。教室門上一定要安裝觀察窗口,以避免進出教室的同學之間的碰撞傷害。門窗玻璃要采用安全玻璃,避免破碎之后對學生的傷害。臨空窗臺高度最小為0.9米,低于此高度的窗臺處要加設滿足安全需求的防護欄桿。
最后,中小學校教學樓的樓梯踏步必須做防滑處理。現(xiàn)階段常規(guī)踏步防滑做法有在踏步板的前沿打磨凹槽和在踏步前沿鑲嵌銅條兩種。這兩種做法都存在弊端,使用久了之后凹槽會變淺,銅條會磨損甚至更光滑,必將影響防滑效果。相信隨著新材料新技術的出現(xiàn),會有更好的防滑措施。
學校是培養(yǎng)人才的特定環(huán)境,學校建筑設計的好壞,是影響全面培養(yǎng)人才質量的重要因素。在總體環(huán)境的規(guī)劃布置,教學樓的平面與空間組合形式,以及材料、結構、構造、施工技術和設備的選用等方面,要恰當?shù)靥幚砗眠m用、堅固與美觀三者的關系。同時注重中小學校建筑的主要使用對象青少年的心理和生理特點,設計中始終貫穿“以人為本”的理念,以保障青少年的人身安全為準則,為他們的健康成長創(chuàng)造一個安全舒適的空間。