老年建筑適老化設計——坡道樓梯

胡玉梅，武慶良，曹 杰，胡希冀，崔琳琳

(承德石油高等專科學校 建筑工程系，河北 承德 067000)

隨著老年人口的增加，城市高齡化、少子化趨勢明顯，由此形成的“四二一”家庭已是大量出現，將來這一局面更為嚴重。家庭養老模式已經不能適應人口比例的變化，建立養老社區或基地集中養老成為發展趨勢。老年建筑產業化發展迅速，由養老社區負責入住老人的生活、保健、文化娛樂等服務。

1 老年建筑存在的問題

在針對已經竣工和正在建設的項目調研中發現，所有養老項目的營銷口號都是“安度晚年”、“健康養生”，但建筑本身并沒有體現出老年建筑設計上的特殊要求，不能夠達到建筑“適老化”要求，導致建筑流于形式。建設單位往往認為構造設計不重要，認為要提高入住率關鍵是建筑豪華程度，其他要求只要在項目投入使用后配備護理人員就可以滿足。但是養老質量和建筑設施是相輔相成的，如果硬件不到位，既增加了護理難度，又會降低老年人生活安全性、舒適度和幸福感。老年建筑必須考慮到老年人年齡大、體能水平低的特點，在建筑設計上滿足這些要求。下面以樓梯為例對適老化設計進行初步探討［1］。

2 適老化設計案例——坡道樓梯

樓梯是建筑中解決豎向交通的建筑構造，在平時生活中滿足人群上下樓需求，在發生火災、地震等突發情況時作為安全疏散通道。一般建筑中的樓梯采用踏步樓梯形式，這種樓梯對人體力消耗較大，健康成年人上樓也有呼吸急促和氣喘現象，而老年人身體機能下降，上下樓梯更加困難。所以老年建筑樓梯應充分考慮到這一實際情況，使樓梯設計向適老化方向發展［2］。

坡道樓梯采用坡道代替踏步，充分考慮了特殊人群在使用上的要求，能夠讓老年人提高上樓的舒適度。和踏步樓梯相比較這種樓梯具有較平緩的上下樓通道，使用者可以根據自己身體情況控制步伐大小，既能夠輕松上下樓，又可以作為室內鍛煉的場所。坡道樓梯的設計要點包括平面位置、構造細部、樓板鋼筋混凝土設計。根據使用功能、流線組織來確定平面位置和建筑構造設計，根據樓梯結構選型計算出構件尺寸和配筋。

2.1 平面設計

樓梯進行設計時要在滿足老年人生活特點和建筑各功能分區聯系的前提下確定樓梯平面位置。樓梯一般和建筑入口靠近布置，并和走廊銜接，這樣人群進入建筑后能夠馬上分流和到達目的地，組成明確清晰的流線。養老建筑平面一般采用條形，對稱布置樓梯在建筑體量上能達到平衡，在使用上比較方便。考慮到坡道樓梯的進深較大，以層高3 m 的老年建筑為例，樓梯坡度設為1 ∶6，雙跑樓梯每個梯段水平長度為9 米m，坡道梯宜布置在建筑兩端，既滿足進深要求，又能通過造型設計豐富建筑外形(見圖1)。

2.2 構造設計

樓梯構造影響著人群行進的舒適程度，進而直接影響使用體驗;樓梯也是老年建筑里人群聚集場所，適老化的樓梯設計應該能夠提供社會交流的空間，營造身心愉快的生活環境。坡道樓梯由坡道板、樓梯平臺、欄桿和扶手構成，各構造部位的設計應以建筑學、人體工程學、心理學等學科相關理論為設計原則。

樓梯主要構造是坡道板，必須滿足安全日常通行和疏散功能。水平長度根據建筑層高、坡道坡度由公式確定L=1/2H÷i(H:樓層層高;i:坡道坡度)確定，寬度由上下樓人流確定，每股人流按照550+(0 ～150)mm 寬度考慮，雙人通行時為1 100 ～1 400 mm，一般不少于兩股人流(見圖2a)。樓梯是老年人容易發生事故的場所，其主要安全保障措施就是防滑構造，板面宜采用摩擦系數較大的材料并做刻紋處理，等間距放置防滑條(見圖2b)。

樓梯兩端構造是樓梯平臺。樓層平臺和每層樓的走廊齊平連接，起到每層分流的作用;中間平臺標高在樓層之間，連接兩個梯段，改變上樓行進的方向。樓梯平臺一般指中間平臺。在老年建筑中，將平臺空間尺寸放大處理或者設置單獨的休息區擺放休息座椅，形成一個開敞交流區，既恢復了體力，又起到了社會交往的作用［3］。

樓梯上下通行需要保證安全性，扶手的作用是為上下樓的人群提供助力和支撐。老年人隨著年齡增大，其視力有不同程度下降，例如調節功能退化、視野范圍縮小、對光線敏感度下降，因而在行走過程中可能會失去身體平衡摔倒，產生意外事故。扶手設計時根據人體工程學，扶手材料影響人手握緊度，宜選用導熱系數小材料，比如木材和塑料，為增大摩擦系數可以在表面做凹凸處理;扶手截面尺寸也是影響功效的重要因素，根據人體試驗數據，截面形狀宜采用圓形，直徑在30 ～5 0mm 之間;扶手高度分別為900 mm 和650 mm 高，靠墻扶手離墻表面設計間距宜為40 mm(見圖2c)。

2.3 結構設計

結構計算是樓梯設計中一個較為重要的內容，樓梯荷載的承重構件是坡道板，按照混凝土結構設計規范，坡道板應該具備強度和剛度要求。現有梯板計算基本是針對踏步樓梯板，坡道樓梯的梯板在結構設計時要根據受力特點變化進行強度計算與剛度復核。以平面圖中坡道樓梯為例，為降低混凝土和鋼筋用量，在板中部增加一道梁，減少了板計算跨度。

2.3.1 截面配筋計算

承載力計算屬于承載能力狀態設計，計算配筋時選取1 m 寬板帶作為計算模型，按照簡支板進行受力分析與計算。坡道板的厚度取樓梯坡道板水平投影長度的1/25 ～1/30。坡道板受到的荷載在計算時分解成兩個方向的力，主要考慮和板垂直的分力產生的內力。板最大彎矩計算方法如下式，當考慮坡道板與兩端平臺部分嵌固作用時取值1/10，當不考慮兩端支座時取值1/8。

(l0:坡道板水平投影長度;p:坡道板水平投影面上豎直均布荷載)

混凝土強度等級C30，混凝土軸心抗壓設計值fc=14.3(N/mm2)，混凝土抗拉標準值ftk=2.01(N/mm2)，混凝土彈性模量EC=3.0E+04(N/mm2)，系數α1=1.00，構件受力特征系數αcr=2.1，活荷載標準值qK=3.50(KN/m)，活荷載準永久值系數ψq=0.50，受拉鋼筋強度設計值fy=360(N/mm2)，鋼筋彈性模量ES=2.0E+05(N/mm2)，縱向受拉鋼筋表面特征系數ν=0.7，板傾角cosα=1/(1+(hstep/bstep)2)1/2=0.859，恒荷載標準值gK=8.50(KN/m)，總荷載設計值p=1.2gK+1.4qK=15.10(KN/m)，板計算跨度l0=1.05ln=4 515(mm)，坡道板受力配筋HRB400 級鋼筋直徑14 mm，間距100 mm，鋼筋面積滿足強度要求，結構配筋圖如圖3 所示。

2.3.2 裂縫驗算

裂縫驗算取值ρte=AS/0.5bh=0.019 2，受拉區縱筋等效直徑deq=d/ν=20.0(mm)，應變不均勻系數ψ 實際取值(0.2≤ψ≤1.0)=0.690，代入公式:

驗算ωmax≤ωlim，滿足裂縫要求。

3 結論

圍繞老年人形成的養老產業隨著社會人口老齡化趨勢快速發展，面臨前所未有的機遇。養老社區或基地的建設也成為建筑業的熱點。考慮到使用人群的生理和心理特點，老年建筑應該從各個方面體現出適合老年人生活的設計理念。本文以樓梯為例進行了初步探討，從平面位置、細部構造和結構設計闡述了坡道樓梯的可行性、適用性、安全性。在實際應用過程中，應該結合項目具體情況選用，并進行優化設計。

［1］ 張有坤.養老地產發展分析及開發建議［J］.城市住宅，2014(08):11－15.

［2］ 張帆，王長生，祝捷，等.上、下樓梯時認知任務介入對下肢協調性影響的研究［J］.體育科學，2015(01):44－53.

［3］ 王鵬飛，栗藝元，梁沛琳.樓梯設計中的幾個常見問題及處理方法［J］.山西建筑，2015(04):47－48.