李国忠

身份证号：430522198306150055

摘要：教学楼的安全设计是建筑设计较为特殊的部分。中小学教学楼的设计，更要满足孩子的身心发展要求，也要满足学生们的安全问题，因此，中小学的教学楼设计要本着以人为本的设计理念，同时为学生营造一个安全良好的学习环境。文章针对当前中小学教学楼的在安全方面设计进行分析探讨。

关键词：中小学教学楼；疏散；设计；安全

一、当前中小学教学楼安全面临的问题现状

中小学的教学楼是一个人员集中的公共场所。在这种专用教学空间中，学生人流密度较大，如果动线分区功能不合理，若发生火灾、地震，就容易造成严重的人员伤亡。所以有必要对教学使用空间的人流密度、建筑构件的尺寸和疏散人群的速度进行调查研究，制配出合理的动线功能分区。

二、安全尺寸问题的提出

如何解决在一定的时间范围内人群达到最大峰值时的疏散问题是关键。中小学学校建筑应当优先遵循中小学学生的人体工程学尺寸来建设，因此文章的关注点应当放在尺寸问题上。

1.身体尺寸分析

从国家人类工程学研究中心制成的尺寸数据库得出，中小学生的身高、臂长等尺寸与成人尺寸完全不同。并且，就算是同龄的学生，尺寸还是有浮动的。

2.楼梯尺寸解析

楼梯事故一般來讲分两种，一种是坠落，结合楼梯的结构就是楼梯的栏杆被推倒。另一种是滚落楼梯，引发的原因是不小心的绊倒、踩空、跌倒等。综上归纳的楼梯事故基本上都是在下楼梯的时候发生的，着眼于下楼梯的动作，我们可以得出从人眼对楼梯下部的可视度、下楼梯时的内边死角，到鞋的必要接触地面的长度等因素决定了楼梯的尺寸。

三、教学楼安全问题解决对策

首先为了防止踩空，鞋长（或者足长）的80%必须为踏面尺寸。若考虑到踏面内边的死角，踏面尺寸还应该在此基础上有所增加。其次人们视角的可视度有一定的范围限制。对中小学生进行心理分析的话，我们会发觉，7岁到17岁的学生心理活动起伏比较大，在课堂45分钟的授课后，学生对于肢体活动的渴望更加强烈，也由此学生在下课期间的奔跑活动会比较多，对于视角可触及的部位并不会多加注意，所以会引发一部分的肢体碰撞行为。再者，建筑物台阶坡陡的话，那么脚尖容易绊在台阶上从而引发事故。因此，一般建筑物的台阶坡度为30～35度。也就是说，踏步上下两级所形成的平面角度应当不超过10 度。那么，为了减少台阶事故的发生，有必要充分考虑以下几个方面：台阶类型、坡度、台阶的高度、台阶表面的平整度、台阶扶手的设置等。

首先，我们来了解下台阶的踏面尺寸。上下楼梯时所需要的代谢量试验的结果显示，超出踏面尺寸T=29cm、阶高R=17cm 的范围时，人体活动时对身体的负担就不断加重。另一方面，针对在上下楼梯时所感到的“行走困难度”的官能检查中所得到的结果表明，超出踏面尺寸T=30cm、阶高R=15.5cm 的范围时，行走困难度也随之增加。因此，如果超过正常的组合值，上下楼梯对身体负担和行走困难度都有增加的倾向。由此分析，结合中小学生的身体尺寸，小学生教学楼的踏步尺寸应当在26cm、阶高在15cm 比较合适。中学生教学楼的踏步尺寸应当在28cm、阶高在16cm 比较合适。除了踏步的尺寸对于学生日常行走行为有关联外，扶手的设置也有着不可小觑的作用。为了避免人倚靠在栏杆时身体越过栏杆的上段，栏杆的高度应当高于110cm。对于像栏杆的宽度等问题，我们了解到粗大的金属丝网或者格棱形状的栏杆不适于放置在学校的公共场所，这样的设计便于学生攀爬。那么栏杆之间的缝隙间距也应当在11cm 以下。再者，栏杆倒塌跌倒挤压问题的产生，跟栏杆的强度有着密不可分的关联，我们在设计栏杆的时候，必须考虑其能否充分地承受人所使出的力量。一般来讲，达到建筑标准的数据是每1m的宽度可承受的力为300kg。

补充说明一点，学生在拥挤偶发事件的状态下，按照人的本能驱使，会胡乱地抓住身边的支撑物来稳定自己的身形。那么对于楼梯来讲，扶手是第一选择。就抓握的手的尺寸大小来讲，中小学学生的尺寸与成人的尺寸不同。因此在满足栏杆高度与强度的同时，扶手的直径尺寸应该也在考虑范围之内。楼梯扶手设计应当考虑抓握的三种不同扶手类型的尺寸依据，这也是对事故安全问题的一个细点支持。另外，步行的节奏被打乱也是引发跌倒事件的导火索。在楼梯步行时，由于必须使步幅符合踏面尺寸，所以在楼梯的入口处就有必要调整步行的节奏。这个时候如果注意力放在其他方面，就容易出现踩空现象，从而引发事故。更要注意的一点是，螺旋式楼梯与扇形台阶是不适合在教学公共场合使用的建筑构件。

四、教学楼群集问题分析

对于偶发事故的发生，是人群在同一时间内达到了最大峰值，疏散空间解决不了这么高密度的流通量。踩踏事件应该是群集事故中“群集雪崩”类型，也就是说，不到10人/m2以上的程度是不会发生的事件，也可以说每平方米的容积率非常之高。另一个角度也说明人员密度增大，步行速度相应减慢。当人流密度较小时，疏散速度是由距离控制的。当人流密度增大时，疏散速度变为受步幅限制。当人群拥挤到一定程度时，人将无法开步走，步行速度为零。人的步行速度受步行目的、步行者属性、地域、环境条件等各种因素的影响。一般，自由步行速度为1.2～1.5m/s。步行的速度随着年龄的不同有不同的峰值。

五、群体安全问题的解决对策

学校的群集动线会因为学生的步行速度以及学生在同一时间内出现的人数而产生滞留问题，从而引发疏通不畅。也就是说，教学楼每层的教室人员容积率应当作为安全疏散问题的考虑之一。对于动线的滞留问题一般滞留的地段多属于中间段，基本上滞留段区域步行速度为零，人均占有面积较小，所承受力也过大。一般情况来讲，10人/m2左右开始产生压力，在12～13人/m2的状态下，1m 左右排列着3.5～3.6人，挤压墙壁的力达到了200～450kg/m2的程度。建筑防灾计划指南中规定，作为密度的极限，走廊等最大群集密度应为3.3人/m2（0.3人/m2）。由此可见，在学校教学楼通道的设计上应当考虑宽度是否满足人数的需要。根据国家标准，学校的教学楼通道宽度应在1.8～2.2m。走廊中群集密度高低决定人与人之间的碰撞次数。我们通过调查发现，在校园的走廊中，63%的学生都有过在拐角处与人碰撞的经历。如果提高可视性条件，则可事先察觉人流动向。那么，为了确保速度接近步行速度最大限度3m/s的儿童相互之间能够实现避开所需要的距离，将建筑拐角由直角改为半径2.6m的圆角是十分有必要的。其次，有一种情况一般在楼梯口或出口处都会出现，当过多的人员纷纷涌向出口的时候，就会形成半圆形的群集形态，在形态分崩离析的过程中人员得以涌出。但是，这样的半圆形态又会马上形成，人员的涌出会随之变得越来越难，为了防止这样的情况发生，我们应当做到限制滞留的人数，根据设计指南，每米的宽度通过人数的最大限度是120人。教学楼的设计规范规定中小学楼梯宽度是1.5m。

六、结语

笔者根据调查总结出楼梯设计在满足建筑规划设计要求以外，还应该根据建筑功能空间的布局分布，结合人们行为以及对疏散楼梯的选择习惯，考虑布置疏散楼梯的位置、数量和形式等，以便在突发事件时能够充分发挥疏散的功能。

参考文献：

[1]徐强.中小学教学楼疏散设计的技术改进[J].中小学管理，2011

[2]马宇波.浅析中小学教学楼设计[J].黑龙江科技信息，2012（12）

[3]冯祯懿.中小学校建筑总体设计[J].中华民居，2014