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高层学生宿舍设计实践研究----以嘉兴职业技术学院公寓综合楼为例

王德海1 陈足丰2

浙江恒欣设计集团股份有限公司,浙江嘉兴,314001

摘要: 常规学生宿舍楼的设计一般不超过6层,总高度不超过24米。因为学生宿舍不同于其他建筑,在人流集散的时间上、消防疏散的设计上都有自身的特点,由此导致这一类的建筑设计尽可能不能过高。但由于近些年一些城市用地紧张,有一定历史年代的学校都存在用地紧张和学生扩招的矛盾,同时,社会的发展要求学生宿舍舒适度也在提升,单间学生一般不超过4人,不得已在学生宿舍楼的设计中采用高容积率、高层设计以保证容纳足够的学生人数,另外作为高校的学生宿舍,在功能上已经不仅限于夜间休息的概念,而更多的延展到“学习生活”功能,比如食堂、学生活动、学习、交流等等。从而把学生单纯的宿舍扩展为学生综合公寓,本文以嘉兴职业技术学院公寓综合楼的设计实践,探讨高层宿舍在设计中的问题和对策。
关键词: 高层;学生宿舍设计
DOI:10.12721/ccn.2021.157007
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1 嘉兴职业技术学院综合公寓楼设计概况

项目位于嘉兴市中环南路北,昌盛路西侧,嘉兴职业技术学院校园内,用地面积8000平方米,建筑控制高度45米,要求满足2100人学生住宿,4人每间,共计525间学生宿舍,配建学生食堂和学生活动空间。

项目设计难点比较多。首先用地较为紧张,需建设高层才能满足房间要求而高层建筑与日照采光的矛盾对已建建筑的光环境有影响;其次配建食堂厨房功能与宿舍功能的矛盾,厨房油烟排放位置及受风向影响。再次,高层学生宿舍的人流集散特点使得垂直交通具有特殊性,应合理计算电梯的承载力。最后在解决设计难点的基础上,满足功能的综合性和消防疏散的规范性,如图1。

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图1 嘉兴职业技术学院综合公寓

2 设计理念

设计采用“书院”为理念,融入新式教育管理模式,打造丰富的学习功能空间,集学习(自学教室)、生活(宿舍)、活动(社团空间)、服务(配套食堂、洗衣)等。拓展交流空间,引导学生思想上的碰撞,打破传统的“看读”的学习模式,为师生创造一个愉悦、明朗、开放的校园氛围。

3 技术问题

3.1日照分析问题的解决。设计之初即采用体块分析的方式推敲采光的最有利模型,化处理后,两个宿舍体块仍呈平行布局,南侧宿舍体块东侧进行降层处理,整体建筑层数在 12 层左右,降层处为 6 层。这样可以避免对于原宿舍楼的日照影响,同时最大程度的保证自身宿舍用房的光环境条件;同时退层的处理也能更为灵活的展现建筑构成艺术,也可以使得更多的宿舍拥有开阔的景观视野。其次在阳台的细节上采用错位三角处理,减少了竖向隔墙对于光照的影响,同时尽可能增加光照时限,提高光环境条件。

3.2食堂布局。食堂区域设置西北区域,同时厨房位置尽可能往西北角落设置。这样布局有效避免了使用时厨房的油烟对于住宿区域的影响,同时也便于后期沿山墙位置设置油烟管道,通高处排放。把南侧人流量大的位置留给其他功能,使得地块价值做到合理的分配,

同时这样布局也可以有效的区分流线,使得厨房后勤流线与就餐流线完全的独立。

3.3垂直交通的承载力计算。

本次设计学生宿舍估算2100人(不含教师公寓与留学生公寓),10层基本平均分布,每层估算210人。根据前期调研,学生上课时间的高峰段在上午的1~2节课,估算有一半的学生有课要同时下楼,保险起见,设定同时下楼上课的比率为 0.55,高峰段每层总人数为 210X0.55=116 人。本次设计南北楼8部电梯(不含教师公寓),其中1.6T(21人)电梯6部,南北楼各 3 部;1.2T(16) 人电梯南北楼各 1 部。

考虑到为缩短时间成本,电梯在高峰和平日运行期间设定程序规则。按作息规律设定情况如下。1、南北楼各 4 部电梯,在早高峰段南北各 3 部电梯共 6 部电梯上行不开门,下行开门,其中宿舍的 1~2 楼下行不开门。南北楼各留 1 部电梯上下行均开门以保证需求。2、高峰段 1.6T 电梯下行宿舍区的最底两层不开门,1.2T 电梯每层开门。3、全时段下行至首层过程,满员不开门。4、平日运行首选 1.2T 电梯以节约运行成本。

电梯承载能力计算。电梯运行高度H10=3.4X10=34M;高度系数1.2,满负荷所有电梯运行高度平均值为34X0.5X1.2=20.4米;设定电梯运行速度(常规高度12层)V=1.5M/S; 上行不停靠平均是速度按0.9系数为1.5X0.9=1.35M/S;下行满载不停靠平均速度系数按0.7计为1.05M/S。高峰段按满员设定,平均载客率95%;1.6T每次最大承载20人。1.2T(16人)每次最大承载15人;发行间隔时间设定TR;上行时间T上;下行时间T下;T1运行时间;T2开关门时间5X2=10S/次;T3上下客时间;T4不可预见时间。根据实践分析, T3上=3S/人;T3下=2.5S/人;1.6T电梯下行满载开门次数系数0.3,开门次数为11(层数)X0.3+2=5.3 次。1.2T 电梯下行满载开门次数系数 0.3,高峰阶段上行人数按0.8系数计,上行开门次数按0.8系数估算,上行开门次数为11 X0.8=8.8次,下行开门次数为 11X0.3+2=5.3 次。

则高峰运行间隔时间为 TR1.6=T 上 +T 下 + T2+ T3+ T4

1.6T 每台单次平均用时计算

TR1.6=20.4/1.35+20.4/1.05+5.3X10+20X2.5+0.12X20X2.5=143.5S

6 台 1.6T 单次运载 20X6=120 人,用时 143.5S;

1.2T 每台单次平均用时计算

T2=10X8.8+10X5.3=141S

T3=15X0.8X3+15X2.5=73.5S

T4=0.12X73.5=8.8S

TR1.2=20.4/1.35+20.4/1.05+141+73.5+8.8=257.8S

TR1.2 换算为 TR1.6 在 143.5S 内运送下行人员为

15X143.5/257.8=8.3 人。

则 8 台电梯平均单次运载 20X6+8.3X2=136.6 人

用时 143.5S;

由此计算 8 台电梯早高峰段运行时间为:

(116X8/136.6)X143.5/60=16.2 分钟

结论:8 部电梯在高峰阶段可满足学生在 15~18 分钟之内运送完成。

3.4消防设计。消防设计是高层学生的重要内容,高层疏散时人流疏散是集中垂直向下,而发生火灾的烟气是垂直向上,增加了危险性。设计中除了按国家标准进行防火设计外更注重以下几个方面。其一,疏散楼梯均衡布局,以保证疏散人员紧急疏散时,逃生出口均衡利用。其二,一般的公共建筑电梯为了集约利用,通常将消防电梯和普通客梯及楼梯前室设置在一个共用前室内,但由于消防电梯在火灾危险发生时是给消防救援人员使用的,按通常设计会使得学生人流和救援人流发生拥堵和使用混乱,因此设计中将消防电梯独立设计,以避免发生危险时造成的混乱和救援不及时。其三,为保障消防环道的通达性,沿西侧河岸采用南北架空的方式保障消防车的通行。

4、结论

高层学生宿舍楼的设计,不同于常规的多层学生宿舍,要探索和研究更多因为高度带来的诸多技术问题,并在设计前期采用体块推导、模拟计算甚至采用情景模拟的方式进行科学和客观的研究,除以上提到的几点技术问题外,在建筑交通组织、人流分析、公共管理(人脸识别系统)、卫生防疫控制、绿色节能设计等等方面都应深入分析和研究。才可以保障建成和后期使用上的顺利。

参考文献:

[1]邓勇.做好高校学生宿舍建设的合理化建议[J].中华民居,2014,(6):147-147.

[2]魏薇.学生宿舍居住空间设计研究[J].安徽建筑,2016,(4).14-16.