中小学教学消防疏散设计研究

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0引言

随着我国城市的快速发展，城市密度越来越大，学校土地利用趋向集约化，与此同时随着办学标准提高和个性化教育目标的导向，对学校建设的整体规模及资源配置均提出了更高的要求，两者供需关系不匹配的矛盾日益凸显。这些矛盾在近几年的中小学设计中屡屡出现，对校园设计理念和思路提出了更大的挑战，在实际工程设计中更多的体现为校园整体规划的集约化、综合化、整体化。作为学校主要建筑的教学楼，呈现出“教学综合体”的趋势，这些变化为教学建筑的更新发展提供了方向与活力，也给工程设计尤其是消防疏散设计提出了更多的要求，促使我们不断提高认识水平，思考解决方法及应对策略。

1中小学教学综合体的特点

1.1建筑功能复合化与多元化在功能方面，与普通教学楼相比较，中小学教学综合体的特点表现在建筑功能的复合化与多元化。通过对空间使用方式的不断探索，原来使用中比较单一的功能空间可以随需求变为多功能空间，这就是功能空间的复合化，例如教学楼门厅空间，可以通过尺寸及高度的变化，除了基本的交通、接待功能，逐渐具备展览、集会等功能，功能属性叠加，空间使用效率更高。建筑功能的多元化则体现在教学建筑组合或加入了各类其他功能，从只满足上课教学、下课放学的单纯教学楼，到现在加入各类休闲空间、活动空间、展览空间等，建筑功能空间组合更加丰富，建筑使用行为更加多样。

1.2建筑消防安全环境的复杂化基于教学建筑功能的复合化与多元化，中小学教学建筑综合体的使用行为不断多样化，建筑消防安全环境越来越复杂化，主要体现在以下三个方面。一是使用人群变得更加混杂，由单纯的固定功能教室人群疏散转变为固定与随机功能人群叠加疏散模式；二是疏散状态由相对稳定转为不确定，由于功能房间的混杂，各处房间使用不确定性增加，建筑某些部分瞬时发生的满员疏散可能性大大增加；三是疏散功能单元，如楼梯及走廊等因主功能空间的挤压容易变得曲折或隐蔽，安全疏散路径变的不再清晰、直接。这三个方面的复杂变化，给实际工程中的消防疏散设计带来一定的难度与挑战。

2中小学教学综合体的消防疏散设计要点

从疏散宽度、疏散均匀性、疏散功能单元三个方面来分析中小学教学综合体的消防疏散设计，并总结出相应的消防疏散设计策略。

2.1疏散宽度中小学教学楼的各层或每个防火分区的疏散总宽度（m）=本层或本防火分区疏散人数x百人宽度指标（m），因此要得出疏散总宽度的数值，需要先计算本层或本防火分区疏散人数和确定所在楼层的百人宽度指标。

2.1.1疏散人数计算教学楼疏散人数计算的主要依据为《中小学校设计规范》（GB50099-2011）、《建筑设计防火规范》（GB60016-2014）(2018年版）及相关规范。中小学教学综合楼的功能为普通教室、专用教室、办公室、图书室、活动室、展览厅等，根据以上规范要求，不同功能房间的疏散人数计算是不一样的。各类房间人数计算可以分为有规范依据人数计算和无规范依据人数计算两类。①有规范依据功能房间人数计算有规范依据的功能房间主要是在《中小学校设计规范》（GB50099-2011）和《建筑设计防火规范》（GB60016-2014）(2018年版）中涉及的，或者未规定但是有其他规范规定同样功能房间人数计算方法的，可以参照对其进行定量计算人数的房间，如普通教室按照《中小学校设计规范》（GB50099-2011）第3.0.1条，《建筑设计防火规范》（GB60016-2014）(2018年版）第5.5.21.5条执行，琴房可参照《文化馆建筑设计规范》（JGJ/T41-2014）第4.2.10.1条执行。②无规范依据功能房间人数计算无规范依据的功能房间主要是一些建筑功能复合化的房间，比如活动室、风雨操场等，还有一些新出现的功能类型，比如实训教室、艺考准备室等。这些房间主要结合其具体使用情况，考虑最可能出现的人员聚集情况来判定，尽可能以类似有规范依据功能房间作为比照，确定房间人数。如表1。

2.1.2百人宽度指标《中小学校设计规范》（GB50099-2011）第8.2.3条对安全出口、疏散走道、疏散楼梯和房间疏散门等处每100人的净宽度做了规定，不同层数有各自的换算系数，层数越高指标控制相对越严格，详见《中小学校设计规范》（GB50099-2011）表8.2.3。同时，《建筑设计防火规范》（GB60016-2014）(2018年版）第5.5.21条对中小学等其他公共建筑，房间疏散门、安全出口、疏散走道和疏散楼梯等处每100人的净宽度也做了规定，详见《建筑设计防火规范》（GB60016-2014）(2018年版）表5.5.21-1。结合实际设计经验，在实际工程中可按表2进行取值。以某艺术中专综合教学楼的5层为例来说明本项目楼层疏散宽度的计算方法，如图1，5层共有三个防火分区，其中防火分区1房间类型为音乐工作室、活动室、练功房三种，三种房间的人数计算均不一致，防火分区2房间类型为普通教室、画室、计算机教室、合班教室、教师办公室，五种房间的人数计算也不一致，防火分区3房间类型为教师琴房和学生练习室。人数计算取值详见表1，计算过程如表3。各个防火分区人数计算出来后，还要确定楼层的百人宽度指标，按照上文表2的取值情况，教学楼5层应选择的百人宽度指标为1.05，即每个防火分区的疏散总宽度计算如下防火分区1：疏散宽度=610人x1.05/100人/m≈6.41m防火分区2：疏散宽度=794人x1.05/100人/m≈8.34m防火分区3：疏散宽度=138人x1.05/100人/m≈1.45m算出每个防火分区的疏散总宽度后，需要核对每个防火分区各个楼梯的疏散宽度之和是否满足总宽度，如不满足应加宽某个楼梯或者增加楼梯。各房间门的疏散宽度计算是以房间人数乘以楼层百人宽度指标，以防火分区2合班教室为例，其房间门疏散宽度应为：疏散宽度=100人x1.1x1.05/100人/≈1.16m

2.2疏散均匀性

2.2.1疏散距离计算出中小学教学楼的各层或每个防火分区的疏散总宽度后，分析防火分区内或楼层内房间的类型及分布，按照《建筑设计防火规范》（GB60016-2014）(2018年版）第5.5.17条规定核算每个房间门及房间内任一点至安全出口的疏散距离是否满足要求。需要注意《建筑设计防火规范》（GB60016-2014）(2018年版）第5.5.17条对敞开式外廊和敞开式楼梯间的特殊规定。对于教学综合体内的报告厅、展览厅、多功能厅等房间，可按照《建筑设计防火规范》（GB60016-2014）(2018年版）第5.5.17.4条及《<建筑设计防火规范>图示》（18J811-1）中5～67章节相应图示要求进行疏散设计。以某艺术中专综合教学楼的5层为例，首先核算每个房间内最远点至房间疏散门及每个房间疏散门至最近安全出口的距离。本项目为多层建筑，房间内疏散最远距离、尽端及袋形走道两侧房间门至安全出口距离均为22m，位于两个安全出口之间的疏散门至安全出口距离为35m。如图1，三个防火分区疏散距离均满足要求。

2.2.2疏散分区在满足疏散距离的前提下，以安全出口的位置及宽度为基础，围绕安全出口对平面中的房间划分疏散分区，以确定疏散走道及楼梯的宽度是否满足本区域的宽度要求，避免出现局部疏散宽度不匹配的情况。若有此类情况可通过调整某些房间位置，使区域疏散均匀，或增加疏散走道宽度、楼梯宽度，甚至增加楼梯等方式来解决此类问题。对于疏散路线曲折，疏散指向可能产生混杂的情况，待项目建成后，还应指导学校按照疏散分区组织消防演练，以达到快速疏散人员的目的。以某艺术中专综合教学楼5层防火分区二为例，疏散距离满足规范要求范围内的房间均可纳入本安全出口的疏散，再通过安全出口宽度计算出可疏散人数，根据可疏散人数划定就近使用本安全出口的房间，按照房间人数（图2中各房间人数已考虑百人宽度指标）来计算使用疏散通道的人数，由此确定疏散通道宽度是否满足疏散要求，如图2。由疏散宽度分析可知，防火分区二楼梯的总疏散宽度不能满足本区疏散宽度要求，需要借用防火分区三的宽度0.54m，各通道宽度为3m，满足各片区疏散要求。

2.3疏散功能单元

2.3.1疏散通道考虑到中小学生行为特点，疏散通道是消防疏散设计的重中之重。应根据不同楼层计算疏散通道总宽度（详见前述2.1.2节），同时考虑通道各部位宽度是否满足疏散均匀性（详见前述2.2.2节）的要求。需要注意《中小学校设计规范》（GB50099-2011）第8.2条对疏散通道宽度做出了明确要求，教学用房内走道宽度最小为净2.4m，单侧走道及外廊最小宽度为净1.8m，且应符合按0.6m每股人流的倍数增加宽度的要求。因教学建筑功能的综合化，作为主要疏散通道的走廊也被赋予了更多的用途，除了疏散功能外，展示、阅读、讨论、自修、存取物品等功能不断置入，疏散通道内因各种行为及物品的出现，危险发生时，疏散行为受阻的可能性增加，同时由于建筑功能布局的紧凑，疏散通道曲折繁复，直接性与可达性变差，进一步使通道的疏散安全指数降低。因此考虑可能造成的疏散问题，若计算宽度在接近或超出0.6m倍数0.20m范围以内，建议再适当放宽一股人流，减轻发生疏散障碍的可能性。

2.3.2疏散楼梯作为疏散功能单元的楼梯，也是设计的重点。应根据不同楼层计算疏散楼梯总宽度（详见前述2.1.2节），并根据疏散均匀性合理分配楼梯数数量及位置。《中小学校设计规范》（GB50099-2011）第8.7条对楼梯设计做了明确规定，教学用房楼梯宽度最小为1.2m，并按0.6m每股人流的整数倍增加梯段宽度，每个梯段可增加不超过0.15m的摆幅宽度，0.15m的摆幅不计入疏散宽度，因此楼梯的宽度要与疏散计算分配的宽度匹配，同时也是0.6m整数倍。楼梯扶手加入后，梯段宽度仍需按照上述计算执行。在建筑创作中，楼梯作为重要的形体元素，中小学建筑楼梯呈现出多样的处理，尤其是楼层的主要疏散楼梯，设计中经常出现临空式处理，疏散楼梯临空处扶手高度不应低于1.1m。某艺术中专综合楼5层各房间安全出口均直接开向疏散通道，通道净宽度为3.0m，能满足5股人流通行要求，功能设计为内走道，仅作为疏散用，并不兼做其他功能，使用行为比较简单，疏散安全指数较高，楼梯宽度满足设计规范要求，楼梯间的门直接开向疏散走道，连接方式简洁且易于寻找，便于人员直接疏散，如图3。

2.3.3疏散门中小学综合教学楼人员密集，各功能房间、楼梯间、建筑物出入口等疏散门的设计尤为重要。针对中小学生特殊群体，《中小学校设计规范》（GB50099-2011）第8.1.8条对教学用房门窗的设置、门的类型、开启方向要求作了明确规定。关于各功能房间的疏散门数量及宽度设计，需先确定房间疏散人数，计算出所需宽度（详见前述2.1.2节），再根据相应规范条款合理设置疏散门。各功能房间、楼梯间、建筑物出入口等几个部位的疏散门涉及的规范条目主要有《中小学校设计规范》（GB50099-2011）第8.2.4条、第8.5.3条、第8.8.1条等，以及《建筑设计防火规范》（GB60016-2014）(2018年版）第5.5.2条、第5.5.15条、第5.5.18-19条、第5.5.21条、第6.4.11条等。需特别关注门净宽度的要求，尤其是建筑中设置的防火门，由于其特殊构造及材料的原因，门框及门扇尺寸较大，在安装完成后的净宽实测中，往往会出现不满足设计要求的情况，建议防火门在设计宽度基础上再加宽0.2m，对于普通的门，针对材料不同，在设计宽度基础上再加宽0.10m～0.15m，保证安装完成后疏散净宽度满足要求。

3结语

随着中小学教学综合体的大量出现，教学建筑消防疏散设计也不断出现新的形势，在尊重原设计方案的基础上，重点关注疏散方式的变化，对照建筑设计规范，及时思考并分析可能出现的疏散问题，着重处理好教学综合体功能空间需求与消防疏散要求的平衡，并结合消防设备系统设计，后期消防检查，安全疏散教育和演练等措施，保证火灾等危险发生时，能快速有效的疏散人群，提高消防安全设计质量。

参考文献

[1]GB50016-2014,建筑设计防火规范[S].

[2]GB50099-2011,中小学设计规范[S].[3]JGJ/T67-2019,办公建筑设计标准[S].[4]JGJ38-2015,图书馆建筑设计规范[S].

[5]JGJ/T41-2014,文化馆建筑设计规范[S].[6]JGJ62-2014,旅馆建筑设计规范[S].[7]建标192-2018,中等职业学校建设标准[S].[8]建标197-2019,高等职业学校建设标准[S].

作者:李敬虎 单位:江苏龙腾工程设计股份有限公司