浅谈更贴合实际使用情况的中学教学楼的疏散通道设计

摘 要：中学教学楼的使用特点是突出的，人员在很长时间段都统一集中在教室内，且人员密度大，上下课时间，经常出现人流拥堵在走廊内或者楼梯内，疏散速度过慢的现象，如果偶然发生紧急情况，人员的疏散势必会受到影响，不能正常疏散。因此，中学教学楼中的交通联系部分的设计亟待改进。突破常规，在传统的规范做法基础上，重新进行疏散通道的设计，放宽原有的某些参数设定，都是可以尝试的，同时也需要更加细致的研究来评估新方案的实用性。本文主要讨论中学教学楼的交通联系部分在使用中可能出现的问题，并提出了一些设计思路。

关键词：中学教学楼；疏散通道

1、中学教学楼疏散设计与使用特点

一幢建筑内部的交通联系部分主要包括水平和竖向两个方面。教学楼也不例外，主要包括出入口、门厅、以及与之相联系的水平交通道一走廊、垂直交通道一楼梯。这部分面积约占教学楼建筑面积的30％一35％。因此，在设计中既能保证正常使用时的交通以及紧急状况下的疏散，同时考虑尽可能的节省交通面积，是一个重要问题。多年的设计以及使用经验表明，教学楼的交通联系部分设计应满足下列要求：（1）交通流线应当通畅、简捷、指向明确、人流分布均匀合理；（2）走廊、楼梯的宽度符合人流活动、安全疏散的要求；（3）有足够的采光、通风；（4）遇到紧急疏散时能在规定的时间内安全、迅速的将人员疏散到建筑物外部的安全区域。

中学教学楼的使用特点非常突出，学生均需要遵循铃声指示上下课，在上下课这两个时间点上人流非常集中，对于交通联系部分的空间需求达到峰值。此时，走廊宽度，楼梯梯段的宽度直接影响到人流的行进速度，对于走廊宽度以及楼梯梯段宽度这两个部分的尺度，相关的建筑设计规范中给予了明确规定。然而，在设计满足了规范要求之后，教学楼在使用时往往出现这样的问题，即在上下课时间点上走廊内以及楼梯梯段上面的人流行走速度过慢，呈现疏散的瓶颈。试想如果突遇紧急状况，考虑人员疏散时的行为特点等各方面的影响疏散的因素，可以想象，疏散速度势必受到影响。因此，疏散通道的设计可以考虑影响疏散速度的多重因素，全面优化传统的设计方法，进行更加贴合实际使用状态的设计。

2、考虑人员疏散各参数后的疏散通道设计

2.1走廊的宽度设计

对于走廊而言，对于正常使用的舒适以及紧急情况下的疏散都起着非常重要的作用，走廊的疏散畅通了，才能保障更进一步的疏散，楼梯的疏散才有意义。因此，重新认识走廊的作用，考虑影响疏散的各类影响因素，并对走廊宽度做出更加科学设计，疏散的效率才会更高。

2.1.1安全疏散的影响因素

有学者研究指出，在建筑物发生火灾等其他紧急情况时，人员疏散可分为三个阶段：察觉情况、决策反应、疏散运动。因此，实际需要的疏散时间取决于紧急情况报警的准确性，察觉情况后人员的决策反应，以及决定开始疏散后的疏散流动能力。灾害发生时，建筑物内部人员的安全疏散必须满足两项基本要求。第一，建筑物内所有人员在可利用的安全疏散时间内，均能到达避难场所；第二，疏散过程中不会由于长时间的高密度人员滞留和通道阻塞引起群集事故的发生。因此，通道的宽度直接涉及到疏散过程中是否会有人员滞留影响从而直接影响安全疏散。相关研究人员提出了以下计算公式：F=VDW，F——某一时间段内的人流量，V——人流移动速度，D——人流密度，W——走廊或者通道的宽度。由此看出，走廊的宽度与某个时间段内的疏散人流量有着直接的关联。

在中学教学楼内部，由于各名学生自身的行为特点，其行走速度以及应对紧急情况的心理素质的差异，在紧急情况发生时，会对其自身的疏散产生影响。在相关设计规范中指出：对于教学楼的走廊宽度，两侧布房时为2.1～3.0m，单面布房时应相应减小，按照每股人流所占面宽550mm计算，当两侧布房时，走廊宽度为4～6股人流，而这是按照人流占满全部走道的情况计算的。有研究指出，在实际的疏散过程中，由于人的心理影响，从而产生的行为习惯是在行走过程中，离墙面太近会与墙面相撞，不会紧贴墙面行走，与墙壁之间会有0.15m左右的“边界层”空间，也就是说，设计中的宽度并不是有效的疏散宽度，因此，我们必须综合考虑这类因素，重新确定走廊的宽度。

如图2所示，楼梯间的净开间尺寸为3.3米，单外廊的净宽度为1.88米，如果仍然按照单股人流550mm计算，考虑人流与墙面之间的“边界层”，那么疏散时实际可以利用的宽度为1.88-0.15=1.73米，此时走廊并排能通过3股人流，楼梯梯段的净开间为3300，扣除梯井约100mm，剩下的单跑梯段宽度约为1600，理论上勉强能够通过三股人流，这从表面上看，都能满足规范要求。而考虑疏散的影响因素，计算出在走廊上的人流密度，走廊长度为18米，开间为1.88米，则走廊的面积为1.88m*18m=33.84㎡，人员密度为120/33.84=3.54人/㎡，研究证明，当人员密度大于2人/㎡时，堵塞现象会很快出现，人员密度过大也会造成人流的步行速度减慢。这就说明，单纯的走廊部分的面积已经不太能满足疏散时的速度要求了，而且这个教学楼方案中，从走廊到楼梯，宽度上面有轻微的突变，而且是变小了，那么在紧急状态下疏散，楼梯口处极有可能产生疏散的瓶颈，出现拥堵，影响正常疏散。

2.1.2走廊宽度设计新思路

传统的走廊宽度按照相关规范设计在实际使用过程中凸显出很多问题，紧急情况发生的次数不多，系统的对于疏散通道的细部尺度进行推敲研究相对较少。而已研究得出的结论指出，疏散通道按照常规的设计似乎不能满足要求了，而在正常使用的过程中，我们也确实遇到了人流高峰时疏散速度过慢的情况。因此，对于疏散通道，我们可以考虑进行局部创新设计。仍然以上述的教学楼平面作为例子，首先，加宽原有的疏散走道宽度至2.4米，同时，考虑教室两端的出入口会与行进人流相互冲突，故在教室两端的出入口处再进行通道宽度的突变，可以考虑做成矩形突变区域或者弧形突变区域，现在以矩形突变区域考虑，设定突变宽度为550mm，能够容纳一股人流的宽度，从而增加了疏散通道的面积。经过宽度扩大之后，再来计算疏散时的人员密度，宽度扩大之后的走廊面积为2.4m*18m=43.2㎡，此外，教室两端的出入口突变面积为2.59*0.55+1.52*0.55=2.26㎡，疏散时，人员密度为120人/43.2+2.26=2.6人/㎡，人员密度大大降低了，在原来的基础上可相对提高疏散效率，但人员密度仍然高于2人/㎡，还需要采取更加有效的措施保障疏散畅通。

在内廊式教学楼平面中，同样存在初始设计与使用不舒适甚至难以保障顺利疏散的情况，因此，也需要对其内走廊的宽度做适度放宽，并在教室两端的出入口做突变处理，突变深度可以考虑为550mm或者更大。图4中的教学楼平面的原始设计均为70人教室，内廊净宽度为2.5m，按照与图1相对应的计算方法，得知此平面的走道人员密度为6.2人/㎡，极易造成疏散时的堵塞，经过对原始设计进行改进之后，加宽走道宽度至3.0米，同时局部突变之后增加了部分面积，计算出来的人员密度为4.7人/㎡，降低了原始的人员密度，但密度仍然较高，因此，需要进一步研究新的举措保障疏散参数的合理从而达到疏散畅通。

2.2楼梯梯段宽度的设计

传统的楼梯梯段宽度按照人流股数确定，在公共建筑中的人员较密集的场所，宽度适当放宽，但放宽的幅度不大，有的设计甚至不能满足基本的疏散要求，在正常的使用过程中出现人员行走速度过慢，高峰时刻出现拥堵的现象，这些都需要更进一步的研究，放大原有的设计规模。同时，在设计中考虑与走廊的尺度关联因素，尽可能让梯段宽度不小于走廊的宽度，以避免出现疏散瓶颈。在满足了上述关系之后，也应当考虑疏散时人流与墙面之间的“边界层”，放宽既有规范中的尺度，保障疏散畅通。

3、结语

疏散通道是保障建筑内部人员疏散以及正常使用的重要设施，多年的经验设计更多是考虑合乎规范性，而忽略了实际使用过程中的不舒适性，中学教学楼这一人员高度密集的场所是需要重视其内的疏散通道的合理性的，不仅仅指的是满足规范要求，而更加需要满足不断变化的各种突况的需要。以往的事故原因分析更多的集中在楼梯间的尺度以及相关构造上面是否存在问题，没有更多更深入去分析事故的原因，疏散速度，疏散时的人员密度，行走速度，疏散时是否出现拥堵，都会直接影响疏散后果。因此，我们要投入更多的精力去研究使用中可能存在的问题，提出更多切实可行的思路。

除开本文提出的一些设计思路之外，我们还可以更深层次的分析楼梯尺度与走廊尺度之间的相对关系，找出二者是否存在一些相互关联因素。同时，对于某种楼梯间形式的在不同建筑内部的产生的疏散效果进行评估，找到更加合适于每种建筑形式的楼梯形式等等，都有着更宽的研究空间。

［参考文献］

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［3］.牛美玲等.基于安全人机工程学的楼梯设计［J］，安全与环境工程2010.17：P79-P80

基金项目：湖北文理学院2010年度校级科研项目部分成果，项目名称：《民用建筑中楼梯构造设计与建筑使用安全的关联性研究》，编号：2010YA012

（作者单位：湖北文理学院，湖北 襄阳 441053）