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教学楼建筑设计时应注意哪些问题?

作者: 来源: 论文栏目:建筑工程论文     更新时间:2017-02-22   浏览

教学楼建筑设计时应注意哪些问题?

【摘要】 本文主要介绍了小学教学楼建筑设计以及各个方面的设计要求,具体包括教学楼的总体布局、教室采光、建筑消防设计等应注意的问题及设计措施。

【关键词】 教学楼设计;采光;消防设计。

引言
学校是培养人才的特定环境,学校建筑设计的好坏,是影响全面培养人才质量的重要因素。学校的建筑设计,除了要遵守国家有关定额、指标、规范和标准外,在总体环境的规划布置,教学楼的平面与空间组合形式,以及材料、结构、构造、施工技术和设备的选用等方面,要恰当地处理好功能、技术与艺术三者的关系,同时要考虑青少年好奇、好动和缺乏经验的特点,充分注意安全。本文主要通过对小学教学楼的建筑设计出发,分析具体设计过程中应考虑和注意的问题,并提出具体可行的设计方法。

1.教室的设计
设计要求:大小合适,视听良好,采光均匀,空气流通,结构简单和施工方便等。
1.1教室的平面形状与尺寸的确定
教室的平面形状及尺寸主要取决于教室容纳的人数,课桌椅的尺寸和排列方式,以及采光通风、设备及施工等因素。教室的使用面积由三部分组成:家具、设备占用面积;学生使用活动面积;室内行走所需交通面积。所需面积的大小主要取决于教室容纳的人数、活动特点以及课桌椅的尺寸和布置等因素。
除应满足普通教室设计的基本要求及视距要求、课桌椅的有关规定外,还应综合考虑到的有:教室为左侧采光,控制规定的使用面积,教学楼结构体系经济合理,有利于施工建造,便于教学楼的空间组合,经分析比较确定合理的教室平面形式、规格尺寸。
常见的平面形式有:
①矩形教室:是当前国内大量采用的形式。其平面轴线尺寸可采用:9000mm×6900mm、 9000mm×6600mm、9000mm×6300mm等几种。
②方形教室:教室的进深与开间基本相同,平面尺寸(轴线)可采用7200mm×7200mm、7500mm×7500mm、7800mm×7800mm及7500mm×7800mm等。该形式教室的有效面积系数较矩形教室低,且不宜用于内廊式组合。
③多边形教室;有五边形、六边形等,这种形式在采光、通风和座位排列上有其优越性,但经济性较上述形式要差一些。
综合考虑,矩形平面便于家具布置,能提高房间的利用率,平面组合方便灵活,结构简单,施工方便,有利于建筑构件标准化;矩形平面的长宽比例一般以不超过1:2为宜。方形平面教室短,最远视距较近,讲课省力,视听条件好,但因其进探较大,每排布置座位数较多,为满足水平视角要求,前部两侧座位区难以利用,与矩形教室相比有效面积利用率相对较低,同时由于增大了教室进探,离窗远的学生桌面照度差,因此方形教室在平面组合时不宜采用单侧采光的内廊式组合,可以采用外廊式组合形式。
1.2教室的层高
主要取决于气容量、采光均匀度,房间的比例及经济等因素。一般来说,3.6~3.9m层高才能满足气容量的要求;其次从房间的比例和空间的视觉效果看,以层高为房间跨度的l/2~2/3为好;最后,还必须考虑经济,不适当的增加层高,就会增加造价,应予避免。
1.3视距要求
为避免前排学生近视或粉笔灰尘对学生健康的影响,第一排课桌前沿与黑板的水平距离不宜小于2000mm;为避免眩光影响,前排边座学生与黑板远端形成的水平视角不应小于30º;为保证最后一排座位同学在正常照度及正常视力情况下看清黑板字迹,最后排课桌后沿与黑板的水平距离:小学不宜大于8000mm;中学不宜大于8500mm。此外,为保证前排同学看黑板自然、舒适,第一排学生看黑板顶端视线与黑板所夹垂直视角应不小于45º。

2.教室的采光
2.1 昼光照明
昼光照明就是将日光引入建筑内部, 并将其按照一定的方式分配, 以提供比人工光源更理想和质量更好的照明。昼光照明减少了电力光源的需要量, 减少了电力消耗与环境污染。研究证明昼光照明能够形成比人工照明系统更为健康和更兴奋的环境, 可以使工作效率提高15%。昼光照明还能够改变光的强度、颜色和视觉, 有助于提高工作效率和学习效率。随着社会生产力的发展, 人才的培养成为科技进步至关重要的环节。近年来, 我国高校逐步向多学科的综合性大学发展, 许多高校在规模和教学质量上不断调整, 以适应新时代的需求。高等学校规划建设也逐渐成为一个新的课题, 高等学校教学楼的设计也随着规划规模的扩大发生了一些变化。
教学楼的容积率提高, 教室的使用面积逐渐增大, 针对教室室内的光线、照度设计提出了更为复杂的要求, 具体表现在三个方面:
其一, 开间变大。开间的增加导致视距加长, 为了保证后排座位讲台区域和黑板亮度的正常要求, 其照度的设计更为复杂。
其二, 进深增加。为了设计有效的座椅视线, 开间变大必然影响建筑的进深。增加了进深才可以提高教室两侧有效的视线区域。教室的进深从6m 至13m 不等, 甚至更多。
其三, 窗地比减小。教室开间和进深都有增大的趋势, 虽然出于结构和空间各方面的需要, 层高会有所增加, 但还要综合考虑节能设计和成本控制, 窗地比势必下降, 室内照度的均好性便很难达到。
2.2教室门窗设计
2.2.1教室门的设计
门主要作为交通疏散,并兼通风用。根据我国的实践,一般在教室前后各设一门,门洞宽1000mm。在平面组合中,若设两个门有困难,也可只设一个门,但其宽度应为1200~1500mm。门洞高一般为2400~2700mm,门内开,以免影响走道中行人的通行。
2.2.2教室窗的设计
窗的位置及尺寸大小,主要受采光标准,层高及结构的制约,窗的高度还应符合模数。具体要求如下:
①窗的大小按窗地比1/4确定。一般采用窗宽为1500~2100mm,窗高为2100~2700mm。
②光线必须由学生左侧射入室内,各座位的亮度要均匀,窗上口要尽可能接近天棚,窗下口距地面(即窗台高)为900~1000mm。窗间墙宽度,在满足结构要求的前提下,应尽量缩小。

3.交通系统设计
3.1门厅和休息厅
教学楼组织分配人流的交通枢纽,也是用来布置布告栏、宣传栏、壁报和供学生活动的地方,设计时必须注意以下几点:
(1)与学校主要出入口及室外活动场地联系要便捷;
(2)内部空间要完整,采光通风良好,要有足够面积满足安全疏散及休息停留用。
(3)门厅人口处一般要设门廊或雨篷。寒冷地区要设双道门构成门斗,门斗的深度不宜小于2100mm。
(4)休息厅是供学生课余楼内休息和活动的场所,位置应考虑学生活动及游戏方便。休息厅的数目和面积依具体要求而定。休息厅的种类主要有以下几种:①宽走道式休息厅 ②大厅式休息厅,一般布置在底层或顶层。③隔离式休息厅,即以一间教室辟作休息厅,必要时可作机动教室使用。
3.2楼梯
楼梯是上下楼层联系的通道,位置要明显,疏散要方便,宽度和数量要满足疏散和防火要求。
根据防火要求,两楼梯之间的房间,房门至最近楼梯间的最大距离小于或等于30m。袋形走道两侧或尽端的房间。最远房门到楼梯口的距离小于或等于20m。
楼梯踏步尺寸,一般采用踏步高为140~160mm,踏步宽为280~340mm,楼梯扶手高900~1000mm,楼梯梯井的宽度不应大于200mm,当超过时,应采取安全措施。梯蹬不得采用螺形或扇形踏步。
楼梯宽度及间距参照防火规范计算。每段踏步不得多于18步,不得少于3步。
梯段间不应设遮挡视线的隔墙;楼梯间应直接采光。
3.3走道
一般教学楼走道的宽度,内廊为2.4~3.0m,外廊为1.8~2.1m;办公室走道为1.5~1.8m。
内走道要有良好的采光通风,除两端开窗直接采光外,还可以通过两侧墙上开高窗和两侧房间门上的亮子间接采光。走道高差变化处必须设置台阶时,应设于明显及有天然采光处,踏步不应少于3级,并不得采用扇形踏步。
外廊栏杆高度不应低于1100mm,栏杆花饰不应采用易于攀登的花格,宜用垂直线条,空隙小于或等于110mm,以免发生事故。外廊易飘进雨水,地面应低于室内或坡向外,作有组织排水。

4.教学楼消防设计
4.1教学楼消防设计要性分析
近几年。各校都在修建现代化教学楼,现代化教学楼多为教学、办公、会议、实验等综合用途。教学楼是人员密集的地方,最主要的人员就是学生,他们是一个家庭中最重要的元素,其生命关乎到社会的安定。在进行消防设计时:①要考虑以预防失火为主;②当发生火灾时,尽量达到早期发出警报、不待火灾扩大即早期扑灭、使人员迅速疏散到安全地带、消防车能迅速靠拢、消防队员能迅速到达火灾现场救火,减小火灾损失的目标。因此,对于教学楼的防火设计成为设计工作的重点。
4.2设计方案
4.2.1消防控制室设计
在首层设置教学楼消防控制室.设直接对外的安全出口。消防控制室是教学楼的消防控制中心,指挥管理着教学楼内分散在各处的不同设防装置。它与各服务点、消防点之间有着迅速的联系设备,可以尽快报警。广播系统在收到警报信号后,核实灾情,及时通知人们有组织地疏散,以避免伤害。消防控制室在火灾发生时能停止客梯运行,切断电源,接通事故照明电源,开动排烟风机,关闭防火阀、防火门,监测消防梯及消防水泵的工作情况。
4.2.2电气设计
教学楼消防设备用电为两路供电.末端互联。在走廊设事故照明箱,楼梯、走道的部分照明由事故照明箱供电,同时在楼梯闻、走道设安全疏散指示灯和诱导灯。全楼设火灾自动、手动报警系统,区域显示系统,消防广播系统。总线联动控制系统及计算机管理系统。控制中心报警系统设在l层消防控制室。消防控制室内配置:火灾集中报警器,集中显示控制器.消防广播,通迅控制器.总线联动控制器等。消防控制室电源采用38眈20V=三相五线制,消防用电满足二级负荷的供电要求,两路电源供电,自动切换。有关用电设备均设钏羽直流电源,备用电源。
4.2.3通风设计
据统计,在建筑的死亡人数中,因一氧化碳烟气中毒死亡的占50%。教学楼在屋内设加压送风机,送风量为15000m3/h,风压370Pa。所有防烟楼梯刚前室及合用前窜均没独立的机械加压送风.每层设送风口—个,送风口在平时处于关闭状态,在消防状态下自动开启。

5.结论
中小学教学楼虽然建筑型式较为单一,但分布广,数量多,影响大,应予足够的重视,其中,教学楼建筑设计尤为重要,在平面布置及尺寸的确定上,需严格依据教室设定容量、采光、通风、视觉效果等标准,满足学生在教室内对光照、空气及座位舒适、黑板的视觉效果等的基本要求。在给学生营造一个良好的学习环境的同时,还须涉及学生课余活动空间,交通路线、休息场所、安全等方面,采取合理的解决方案,做好对应的建筑设计。

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