兼顾弱势群体疏散的楼梯间无障碍设计研究

■ 邢烨炯 Xing Yejiong 万 杰 Wan Jie

在建筑防火设计中，楼梯间的防火设计非常重要。楼梯间作为多层和高层建筑的竖向逃生通道系统，是火灾发生时楼层人员主要的逃生途径。通常，我们认为只要人员进入带有前室和门的疏散楼梯间，即为进入无烟区。一旦进入，如何能够使人流快速到达底层出口，将会变得非常关键。如果疏散人流中有老弱病残孕人员夹杂其中，这些人本身存在行动能力弱、疏散速度慢的特点，他们夹杂在快速行进的疏散人群中，就很容易被他人绊倒，导致踩踏致伤或致死，同时也会成为他人疏散途中的障碍，影响整体疏散人流快速有效地疏散。现实的情况是，不管是在住宅还是商场等公共建筑中，都不可避免地存在这样的弱势群体。然而，目前的疏散楼梯设计构造都是按照健康成年人（中青年）设计的，没有把这部分人的疏散逃生情况考虑进去。因此，需要构建一个逃生功能完善的疏散楼梯系统，来兼顾不同群体逃生的需求。本文探讨的是如何从楼梯的构造技术层面上和空间布局上着手，构建出能够兼顾健康和弱势群体的完善的竖向逃生系统。

1 普通疏散楼梯间构造的不足之处和改造思路

从疏散楼梯间的分类上来说，一般分为普通楼梯间、封闭楼梯间、防烟楼梯间等。这些楼梯间的主要区别为：与走廊是否连通，是否设门和前室[1]。多层一般多为开放式的普通楼梯间，即不设门和前室；高层和建筑标准较高的建筑则要求设封闭楼梯间。不论哪一种疏散楼梯，其构造设计都是按照健康成年人的疏散行动能力设计的，而没有考虑老弱病残孕者的疏散，这显然是不合理的，也不是一个健全的疏散系统[2]。笔者认为，要构建兼顾弱势群体的楼梯逃生系统，应从两个方面入手：首先，从建筑平面和空间设计阶段上就要考虑把弱势群体和普通健康群体分开疏散，避免由于行动能力不同而导致疏散不畅，造成行进人流中的人为障碍；其次，避免弱势群体通过楼梯踏步疏散，用相关设备使其从楼层降落，消除楼梯踏步对弱势群体行动不便的影响。

2 兼顾弱势群体疏散逃生的楼梯间系统

2.1 建构大梯井楼梯间逃生系统

建构大梯井楼梯间逃生系统的首要条件是要有尺度空间足够大的梯井空间，以便容纳一定数量的人员逃生。在建筑方案设计阶段，就要考虑大梯井空间并设计到位，主要是梯井的尺度要适宜，便于逃生。在住宅中，将楼梯做成U形的三跑楼梯比较好，这样就可以形成一个近似于方形的梯井空间（L形、弧形楼梯等也可以设计方形或圆型的梯井空间，但相比下来三跑楼梯更经济实用一些，本文仅以三跑楼梯为例进行构造分析），然后在各层与层高等高的楼梯平台扶手上悬挂绳索、滑竿或下坠式缓降逃生器，垂向梯井方向即可。悬挂逃生器一侧的楼梯扶手应设计成活动式的，能够翻转下垂到楼梯平台下方的扶手栏杆，这样就可以不用翻越楼梯栏杆而使用高空逃生器从高处直接降落。绳索和滑竿的长度为各楼层扶手到底层地面的高度，这样的绳索和滑竿是没有弹性的，所以悬垂在梯井一侧会比较密集。如能使用设计构造成熟的缓降逃生器，效果会更好。

我国近几年设计的多层住宅以一梯两户居多，每户人家按照4～6人计算（4为放开生育政策后的四口之家，6为和老人一起居住的四口之家），每一层需要疏散的人数为8～12人，其中老人按4人，小孩按4人，中青年按4人计算，每层需要疏散的弱势群体最多为8人。从梯井疏散时，为了避免拥挤，可选择每人的疏散宽度为550mm，则按疏散8人计算，共需要550×8=4 400mm的疏散宽度。在设计中，梯井空间可适当加大，使逃生的人感觉逃生空间充足，心理上更加舒适，感到不会发生碰撞拥挤的危险[3]。图1为多层住宅（层高3m）的大梯井三跑楼梯，在与每层楼板等高的梯段板扶手上，均安置了下坠式缓降逃生器。为计算方便，取踏步高150mm、宽300mm，则需要3 000/150=20步台阶。设计时加大了梯井空间尺寸：梯井长4 500mm，每间隔550mm布置一个下坠式缓降逃生器，共8个（图1中红色圆圈）；梯井宽1 200mm，以便人在下降时，前后不会碰撞到梯井。

大梯井楼梯间逃生系统主要应用于多层建筑中。一般人利用绳索等下坠器逃生时，关键是要克服从高空坠落的恐惧心理和控制绳索的下降速度，速度的减缓可以减少人高空坠落时的恐惧感。我国近几年研究的下坠式逃生器绳索的速度也是可控的（如瑞铂斯高楼逃生器的缓降速度为0.16～1.5m/s）。

2.2 建构带有逃生扶手的楼梯间逃生系统

在高层建筑中，不适宜设计大梯井楼梯间逃生系统，原因是大部人都存在从高空下坠的恐高心理。据国外调查资料显示，现代都市人中，有91%的人出现过恐高症状。虽然恐高症患者恐高的高度没有一个明确的高度界线，但大部分患者在高度＞10m时就会产生恐惧感。《高层民用建筑设计防火规范》（GBJ45—82）中，将“10层及以上的住宅、高度＞24m的民用建筑”规定为高层，其高度远远超出了普通人产生恐惧感的高度。作为今后住宅的建设趋势，在高层住宅建筑中建构带有逃生扶手的楼梯间逃生系统比较适宜。此设施主要为老弱病残等设计，不用单独占用空间，只要以逃生扶手代替原有的普通楼梯扶手即可。逃生扶手是一种消防逃生用的楼梯扶手滑道，主要由滑行装置、承物袋和若干段首尾相连的滑行管道组成，每段滑行管道由一段直管和一段弯管组成（图2）。

图1 大梯井楼梯间设计图

图2 逃生扶手构造示意图

对于已经安装了普通扶手的老旧建筑，可以将普通扶手改装成逃生扶手，也可以将逃生扶手附着安装在原有扶手上。逃生扶手平时和普通扶手作用一样，但当大楼发生火灾或地震时，就能帮助高楼人群，特别是不方便走楼梯的老弱病残孕者下滑撤离到地面；此外，在电梯维修或停电时，也能发挥载人下楼的作用。逃生扶手是利用地球自然引力载人下滑，不用电、不用油，且任何体重的人均能以1m/s的速度匀速下滑，这是正常走楼梯的速度，从30楼下滑到1楼只要3min。因此，老弱病残孕也能像正常走楼梯一样逃生自救（图3）。

2.3 螺旋滑梯逃生系统

图3 利用逃生扶手逃生实例

此系统主要用于设有中庭的公共建筑，如大型商场的弱势群体疏散[4]。现代大型商场和公建的设计多为结合大尺度中庭，在中庭边侧设置电梯的平面布局方式，以达到建筑内部空间气派、开阔的效果，如上海港汇广场（图4）。这种布局的建筑可在中庭的某一边结合室内设计，设置贯穿连接各层的旋转滑梯，用于行动不便的弱势群体疏散[5]。虽然会占用一定的中庭共享空间，但只要造型美观，不但具有逃生的作用，还能成为公共空间的一个景观亮点。由于中庭高度较高，出于安全考虑，这种旋转滑梯一般是封闭的，最好是用阻燃耐热的防火材料做成上半部透明、下半部不透明的密封（阻隔烟气）滑梯通道（图5）。这样，在下滑过程中，既不遮挡人的视线（便于观察火场情况和进入滑梯的人流情况，以便以合适的时机进入滑梯通道），又能让人有安全感（如果滑梯通道全部为透明会给人造成空中坠落感）。设计时，这个封闭的滑梯应和可以直接疏散到室外的通道相连。发生火灾时，如果起火部位是中庭，那就要慎用，可在滑梯通道内壁上安装温度感应报警装置。若壁面温度不高，可以继续使用滑梯；若壁面温度过高，则警报响起，通向螺旋滑梯的通道门自动关闭，以避免进入高温螺旋滑梯通道的人被烫伤。如果起火部位不是中庭，那么待中庭四周的防火卷帘放下后，就可以放心地将螺旋滑梯作为弱势群体疏散使用。我国已有一部分商场在中庭设置了螺旋滑梯，但都是从增加建筑空间的装饰性和趣味性，吸引顾客的角度出发的，如上海塘桥巴黎春天商场中庭的旋转滑梯（图6），其缺点是滑梯只在顶层设置了通向一层的通道，其他层却并没有。作为逃生通道，应该在各层都设一个通向该滑梯的接口通道，兼顾每层人群的逃生。为了避免从高层下滑的人下滑速度过快，而对从低楼层进入滑梯的下滑速度慢的人产生冲击，可以通过滑梯的坡度和转弯曲线的设计来控制高层下滑者的下滑速度。

图4 上海港汇广场中庭

图5 逃生滑梯截面示意图及实例

2.4 3种楼梯间系统比较

对上述3种兼顾弱势群体疏散逃生的楼梯间系统进行比较，其各自的适用建筑类型和优缺点见表1。置，并获得了国家发明专利。这些都是考虑了兼顾弱势群体疏散能力的逃生系统设计。疏散楼梯的无障碍设计目前还只是不够完善的竖向逃生系统，在以后的设计研究中，还应从以下几方面注意。

（1）充分考虑其经济性和适用性。

（2）对弱势群体的行动特点和行为能力进行较为细致的分类，以便在无障碍疏散设计时，针对不同弱势群体的心理和行为能力特点做出相应的逃生系统设计。

（3）在建筑设计时，适当加宽走廊，并在走廊两侧

表1 适用类型及优缺点比较

图6 上海塘桥巴黎春天商场中庭的旋转滑梯

3 结语

随着我国经济发展水平和综合国力的提高，建筑的标准也在提高。在各种建筑规范中，对无障碍设计也提出了更高的要求。近几年，我国无障碍设施的普及率正在不断提高。对弱势群体生活环境中安全保障系数的提高，无疑体现了一个国家的素质和发达程度。独立式逃生缓降装置、逃生扶手都是近几年在我国出现的新型逃生工具和装设置弱势群体专用通道，减少对健康人群疏散的阻碍。

（4）在平时的逃生训练中，要把行动不便的弱势群体也考虑进去，对这部分人的逃生训练和演练不能忽视。

参考文献：

[1]张树平．建筑防火设计[M]．北京：中国建筑工业出版社,2001．

[2]Furukawa Y, Tsuchiya S, Inahara S, et al． Reproducibilityof group evacuation behavior of the elderly by subjects wearing elderly simulator[C]∥ 7th Asia-Oceania Symposium on Fire Science and Technology．Hong Kong, 2007．

[3]霍非舟．建筑楼梯区域人员疏散行为的实验与模拟研究[D]：[博士学位论文]．合肥：中国科学技术大学,2015．

[4]张培红,尚融雪,姜泽民,刘乙宏．大型商场人员疏散行为的调查和分析[J]．沈阳：东北大学学报(自然科学版 ),2011,32(03)：440-442．

[5]Pelechano N, Badl er N． Model ing crowd and trained leaderbehavior during buil ding evacuation[J]． IEEE ComputerGraphics and Applications, 2006,26(6)：80-86．