小學(xué)空間布局應(yīng)急避難能力研究
——以烏海市為例

張佳欣 ，賈曉滸

（1.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)建筑學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)綠色建筑重點(diǎn)實(shí)驗室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000）

0 引言

應(yīng)急避難場所是以應(yīng)對突發(fā)重大災(zāi)害為目的，利用城市開闊場所，經(jīng)科學(xué)系統(tǒng)設(shè)計規(guī)劃與建設(shè)改造后，用于臨災(zāi)、受災(zāi)時及受災(zāi)后公眾疏散和避難的安全場所[1]。我國于1993年提出建立防災(zāi)應(yīng)急避難場所的建議，并于2003年建成全國首個應(yīng)急避難場所——元大都城垣遺址公園，頒布一系列相關(guān)法律法規(guī)，促進(jìn)應(yīng)急避難場所良好發(fā)展。目前，我國應(yīng)急避難場所多利用現(xiàn)有綠地和公園，若將小學(xué)作為避難場所，可有效填補(bǔ)城市防災(zāi)體系的空白。根據(jù)DG/TJ 08-2188—2015《應(yīng)急避難場所設(shè)計規(guī)范》可知，應(yīng)急避難場所分3類，由于面積的局限性，小學(xué)一般為Ⅲ級應(yīng)急避難場所。

北京市東北旺中心小學(xué)避難場所是我國第一個小學(xué)避難場所，避難住宿區(qū)設(shè)在操場[2]。曹義敏等[3]從有效容災(zāi)面積方面進(jìn)行研究；張廣亮等[4]從城市防災(zāi)角度進(jìn)行研究；從空間格局角度進(jìn)行研究的文獻(xiàn)較少，只有王江波等[5]基于幼兒園空間格局避震疏散能力進(jìn)行研究，但基于中小學(xué)方面的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。

本文基于環(huán)境行為心理學(xué)、城市災(zāi)害學(xué)等理論對烏海市小學(xué)避難場所進(jìn)行調(diào)研。災(zāi)害發(fā)生時，人們本能選擇熟悉開闊的場所進(jìn)行避難，因此可通過環(huán)境心理學(xué)的相關(guān)知識對校園避難場所進(jìn)行設(shè)計研究，幫助受災(zāi)群體更好避難。2021年7月，以烏海市為研究樣本，選取18個小學(xué)樣本，研究其空間布局對應(yīng)急避難的影響。

1 研究區(qū)域基本概況

烏海處于黃河上游地段，是內(nèi)蒙古自治區(qū)西部重要的新興工業(yè)城市。烏海市城區(qū)包括烏達(dá)區(qū)、海勃灣區(qū)和海南區(qū)3個主城區(qū)。烏海市具有多個地震帶，具備未來發(fā)生災(zāi)害的背景和條件，1996年烏海被國務(wù)院確定為全國21個地震重點(diǎn)監(jiān)視防御城市[6]。隨著烏海市城市化進(jìn)程加快，中小學(xué)應(yīng)急避難場所是城市防災(zāi)避險的重要一環(huán)，合理規(guī)劃中小學(xué)空間布局并使其成為應(yīng)急避難場所具有重要意義[7]。

2 應(yīng)急避難場所要素分析

2.1 場地選址

周邊建筑物發(fā)生坍塌或火災(zāi)蔓延等皆會影響校園避難的安全性。城市中小學(xué)選址應(yīng)遠(yuǎn)離重大危險源，選擇工程地質(zhì)良好，交通便捷的區(qū)域。通過資料調(diào)查，校園選址分為3種情況：①校園緊鄰高層建筑；②校園緊鄰中低層的社區(qū)；③校園緊鄰開敞空間。

2.2 避難場所安全性

校園避難場所的安全性與校園建筑有關(guān)，建筑分布對校園避難面積造成影響。很多校園建筑平面多變，不同的平面形狀對校園避難功能的影響具有差異。根據(jù)資料分析，建筑平面分為6種典型建筑平面：“一”字式、平行式、“L”式、半圍合式、圍合式、散點(diǎn)式。

中小學(xué)用地面積包括建筑用地、綠化用地和活動場地，根據(jù)GB 50099—2011《中小學(xué)校設(shè)計規(guī)范》可知，小學(xué)容積率最大為0.8，樓層數(shù)最多為4層，生均建筑面積按15m2進(jìn)行估計，建筑占地面積公式如下：建筑占地面積=學(xué)生人數(shù)×生均建筑面積/平均樓層數(shù)/容積率。若學(xué)生為1 000人，建筑占地面積應(yīng)不小于4 687.5m2。小學(xué)運(yùn)動場地最少為200m的環(huán)形跑道，加2組60m直跑道，總用地面積約為18 000m2。基于此建立原型為120m×150m的小學(xué)地塊。

根據(jù)調(diào)研前文提取的小學(xué)典型建筑平面，采用“控制變量法”，計算其除去坍塌危險區(qū)域外的有效避難面積，得出較適宜的平面模式。根據(jù)GB 50413—2007《城市抗震防災(zāi)規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》對建筑物倒塌或墜落物影響寬度系數(shù)的詳細(xì)規(guī)定，基于以上分析建立建筑平面典型布局，并模擬其周圍的坍塌面積（見圖1）。根據(jù)相關(guān)規(guī)范，小學(xué)建筑最高4層，小學(xué)層高不宜低于3.6m，其坍塌危險區(qū)域可根據(jù)公式計算得出。

圖1 小學(xué)典型建筑平面坍塌模擬 （單位：m）

式中：W代表倒塌影響寬度，m；K代表寬度系數(shù)；H代表建筑高度，m。

根據(jù)模擬可知，“一”字式避難場所的安全性更高，且避難面積較完整；平行式建筑模擬坍塌后，避難面積完整但是狹長，使用不便；“L”式建筑形成的有效避難面積也較為整合；半圍合式建筑、圍合式建筑和散點(diǎn)式建筑所形成的有效避難面積較小且較為細(xì)碎，不利于避難工作的展開。

2.3 避難場所可達(dá)性

運(yùn)動場地是校園中較明確的避難場所，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，人們精神緊張，如果教育建筑與運(yùn)動場地之間流線不明確，逃生難度增加。因此作為應(yīng)急避難場所的運(yùn)動場地，盡量與教育建筑具有直接聯(lián)系。發(fā)生災(zāi)害時，師生從教學(xué)樓跑到開敞空間，最終到操場進(jìn)行避難。小學(xué)校園中的避難空間主要由運(yùn)動場地組成。本文僅討論從教學(xué)建筑跑到操場的情況，道路作為重要通道，關(guān)系到能否安全到達(dá)避難場所。

3 烏海市小學(xué)應(yīng)急避難空間布局現(xiàn)狀分析

通過現(xiàn)場調(diào)研、測量、訪談等研究方法，從小學(xué)周邊環(huán)境、建筑平面、建筑與運(yùn)動場地關(guān)系等方面入手，對烏海市18個小學(xué)進(jìn)行基本情況調(diào)研（見圖2）。

圖2 烏海市小學(xué)樣本

3.1 周邊環(huán)境現(xiàn)狀分析

通過對烏海市小學(xué)的調(diào)研及分析，發(fā)現(xiàn)烏海市小學(xué)緊鄰中低層建筑較多，也有一些鄰近開敞空地，鄰近高層建筑的情況較少，整體選址情況較為良好。

3.1.1 校園緊鄰高層建筑

校園緊鄰高層建筑的情況較少，此種情況下要注意教學(xué)樓與其之間的距離，教學(xué)樓不能位于高層建筑可能發(fā)生掉落的危險區(qū)域內(nèi)，有相關(guān)隱患的區(qū)域可種植綠植。例如海勃灣區(qū)第四小學(xué)，學(xué)校北側(cè)和南側(cè)皆為高層建筑，根據(jù)模擬，坍塌發(fā)生時南北側(cè)高層建筑的掉落物很大程度上影響教學(xué)樓的安全性，造成城市道路堵塞，影響學(xué)校的救援避難（見圖3a）。

3.1.2 校園緊鄰中低層建筑

在樣本調(diào)研中，小學(xué)校園緊鄰中低層住宅建筑的情況最常見。如烏海市實(shí)驗小學(xué)，周邊為5層居住區(qū)，教學(xué)樓與居住區(qū)之間距離過近，建筑發(fā)生坍塌時將對教學(xué)樓造成影響，且學(xué)校出入口較為狹小，發(fā)生塌落情況時可能會掩蓋出入口（見圖3b）。

3.1.3 校園緊鄰開敞空間

小學(xué)校園緊鄰開敞空間分為緊鄰公園和緊鄰空地2種情況，例如光明路小學(xué)緊鄰法制公園（見圖3c），建筑間距大，發(fā)生災(zāi)害后對校園的影響較小，仍可作為避難場所。

圖3 坍塌模擬

3.2 建筑平面現(xiàn)狀分析

以上研究中分析6種典型建筑平面，烏海市小學(xué)的建筑平面形式均包含在內(nèi)。對調(diào)研樣本進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其中半圍合式建筑平面較多；“一”字式和“L”式建筑平面中避難場所完整性較強(qiáng)，但由于用地情況，此2種平面并非存在最多的形式；建筑呈半圍合式的情況較多，有單棟建筑半圍合式及全體建筑半圍合式2種情況。

3.3 避難場所可達(dá)性現(xiàn)狀分析

根據(jù)調(diào)研成果，教學(xué)建筑一般有2個入口，師生多由此前往運(yùn)動場地。將建筑與運(yùn)動場地的關(guān)系歸納總結(jié)為5種情況：①運(yùn)動場地在教學(xué)建筑中間；②運(yùn)動場地在教學(xué)建筑長邊；③運(yùn)動場地在教學(xué)建筑短邊；④運(yùn)動場地與教學(xué)建筑相錯；⑤運(yùn)動場地被建筑圍繞（見圖4）。根據(jù)調(diào)研樣本可知，運(yùn)動場地在建筑長邊或與建筑相錯的情況較多。

圖4 教學(xué)建筑與運(yùn)動場地關(guān)系

4 校園空間布局改進(jìn)措施

4.1 校園周邊環(huán)境

基于以上分析，周邊環(huán)境分為3種情況：①校園周邊為開敞空間是最理想情況，但城市建筑密度較大，此種情況較為稀少；②小學(xué)周邊是中低層居民區(qū)時，注意校園建筑與居民區(qū)之間距離；③校園周邊為高層建筑的情況多出現(xiàn)于人口密度較大的中心區(qū)位，區(qū)域用地緊張，應(yīng)注意校園建筑與周邊建筑之間的安全距離。

4.2 適宜的建筑平面

烏海市小學(xué)建筑平面半圍合式較多，根據(jù)坍塌模擬可知，半圍合式群體建筑沿建筑紅線布置時，校園中的可用避難面積較為整合；半圍合式單體建筑會將校園分為細(xì)碎空間，不利于避難。針對烏海市規(guī)模較小的小學(xué)宜選擇“一”字式，規(guī)模較大的宜選擇“L”式或半圍合式沿建筑紅線布置。

4.3 避難路徑簡潔且符合規(guī)范

發(fā)生災(zāi)害時，師生需迅速到達(dá)運(yùn)動場地進(jìn)行避難。根據(jù)分析，烏海市小學(xué)運(yùn)動場地對應(yīng)建筑長邊或相錯時，最好能在建筑出入口一眼看到運(yùn)動場地，實(shí)現(xiàn)無遮擋。新建小學(xué)推薦運(yùn)動場地在建筑之間的布局形式。目前，烏海市海勃灣區(qū)小學(xué)中，建筑與運(yùn)動場地之間距離未達(dá)標(biāo)的較多，原因在于海勃灣區(qū)相對其他兩區(qū)的城市密度較大，在小學(xué)建設(shè)過程中應(yīng)注重解決此問題。

5 結(jié)語

本文從應(yīng)急避難場所的選址、安全性和可達(dá)性等元素入手，從校園空間格局的角度研究烏海市小學(xué)應(yīng)急避難能力。烏海市小學(xué)避難能力整體較好，選址較為適宜；建筑平面半圍合式較多，新建小學(xué)可采用“一”字式或圍合式以提高校園的避難能力。目前小學(xué)校園中運(yùn)動場地在教學(xué)建筑長邊或交錯的情況較常見，其更有利于師生避難。