中小学教学楼设计基础

中小学教学楼设计基础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。一、教学楼的组成与设计中小学教学楼一般是由以下三个部分组成：教学部分：包括普通教室、实验室、音乐教室、语言教室及图书阅览室等。它们是教学楼的主体部分。办公部分：包括行政、社团办公室及教师办公室等。生活辅助部分：包括交通系统、厕所、饮水处以及贮藏室等。（一）普通教师的设计1.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。2.教室尺寸的确定：取决于教师容纳的人数、课桌椅的尺寸与排列方式，以及采光、通风、结构、设备及施工等因素。按教育部规定，中学每班学生名额近期为50人，远期为45人，每人使用面积为1.08m2；小学每班近期为45人，远期为40人，每人使用面积为1.04m2。（1）课桌椅的尺寸：要与学生的身高和人体各部分的尺寸相适应表课桌尺寸。（2）课桌椅的布置：要满足学生视听及书写要求，并便于通行就座和教师辅导，见图课桌椅的布置。①视距要求：第一排前缘距黑板面≥2000mm；最后一排距黑板距离，不超过8500mm，到后墙面距离>600mm。②视角要求：水平视角（即前排边座到黑板远端的夹角）应>30°；垂直视角（即第一排学生的视线与黑板顶部构成的夹角）应>45°。③座位的排列，每行不宜多于两个座位，行间距b，中学为550～600mm，小学为500～550mm。排距c，中学为850～900mm，小学为800～850mm；课桌距侧墙的距离a，为60～120mm。（3）教室的平面形状与尺寸：平面形状通常有矩形及方形，此外还有多边形及扇形等，见图教室的平面形状与尺寸。①矩形教室：是当前国内大量采用的形式。其平面轴线尺寸，中学可采用：9000mm×6900mm、9000mm×6600mm、9000mm×6300mm，小学可采用8100mm×6600mm、8100mm×6300mm、9000mm×6000mm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。（4）教室的层高：取决于空气容量、采光均匀度，房间的比例及经济等因素。一般来说，3.6～3.9m层高才能满足空气容量的要求；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1/2～2/3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。3.教室门窗设计（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）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。4.教室的内部设施教室的内部设施包括：黑板、讲台、清洁柜、窗帘杆、挂镜线、电源插座、挂衣钩、广播箱等。这些设施的设置，要利于使用，整齐美观，容易清洁。（1）黑板：是教室内的主要固定设备。要易于书写擦拭，不发噪音，不产生眩光。黑板高度不应小于1000mm，宽度：小学不宜小于3600mm，中学不宜小于4000mm。黑板下缘到讲台面距离，小学宜为800～900mm，中学宜为1000～1100mm。黑板表面应采用耐磨和无光泽的材料。（2）讲台：有木制讲台和钢筋混凝土讲台。高度一般为200mm，宽不应小于650mm，长度等于黑板长度加上两端各延长200～250mm。5.教室的结构布置：有三种方式，即纵横墙承重、纵墙承重与横墙承重。矩形教室，常用纵横墙承重和纵墙承重两种，见图矩形教室结构布置。方形教室，则可用横墙承重或纵横墙承重，见图方形教室结构布置。教室的墙体厚度要经结构计算确定，一般三层以下用240mm厚，四～五层时底层为370mm厚。当梁跨大于6m时，如用240mm墙厚，则在梁的支承处加设壁柱。（二）特殊教室设计1.实验室：主要有物理、化学、生物、语言实验室及小学的自然教室等。根据使用情况，有综合实验室（理、化、生合用，适于初中和小学自然教室）和多功能实验室（边讲边试实验室、分组实验室和演示实验室）。实验室平面尺寸的大小，主要取决于实验室的使用人数、家具的形状、尺寸和布置方式，以及设备的要求。人数以班为单位计算，家具中的演示桌和实验桌是影响实验室大小的主要设备，其形状及尺寸如图常用实验室家具设备的尺寸和形状。根据我国情况，实验室大小以75～85m2为宜，平面轴线尺寸（宽×长）可采用6600mm×12000mm、7500mm×10800mm、7500mm×11700mm、8700mm×9900mm几种，层高与教室相同。每个实验室均要设一间准备室，作为实验准备、存放仪器、药品和标本用，一般面积在45m2左右。准备室要紧靠实验室，并设门与之相通，以利使用，如图实验室平面布置实例。2.音乐教室：大小形状与普通教室同。若考虑兼作文娱排练和其他用途时，面积可适当加大。音乐课对其他教室干扰大，设计时可将它作为独立的部分放在尽端，或放在教学楼尽端的底层或顶层，或在教学楼外单独建造。音乐教室一般附有乐器室，两者紧密相连，并设门相通。3.合班教室：供放映幻灯、科教电影、实验演示、观摩教学、学术报告和合班上课用。合班教室宜设放映室兼电教器材的贮存修理等附属用房与教室紧密相连，并设门相通，中学合班教室可设计成阶梯教室，使用面积按每座1m2计算；小学的合班教室地面不宜起坡，以兼作文体室使用，使用面积可按每座1～1.1m2计算，教室的规模一般以容一个年级为宜。放映室面积一般为40m2左右，其位置可设于教室前部，也可设于教室后部。前者称为前放式，后者称为后放式。当作成阶梯教室时，桌椅宜固定，宜采用翻板椅，地坪的升高和桌椅的排列，要考虑视线及视角要求，如图阶梯教室平面布置。从视线考虑，前排到黑板距离应≥2500mm，后排距黑板不宜大于18m。排距一般为850mm，走道宽≥800mm。为了保证每排座位不被前排遮挡，阶梯梯级的高度，宜采用120mm，前后排座位宜错位布置。合班教室在视角要求上与普通教室一样。在采光照明方面，与普通教室同，但当教室宽度>7.2m时，应采用双面采光。4.语言教室：又称为语言实验室，供语言课教学专用。每座平均使用面积为1.60～1.80m2，语言教室一般包括语言教室、控制室、编辑及复制室、录音室、准备及维修室等一组房间。教室的位置应设在教学楼中比较安静，并便于管理和使用的地方，要有良好的采光、通风和隔音条件。语言教室座位的布置应便于学生入座和离座，最好为双人连桌，两侧通道，如图语言教室座位布置形式。为了避免互相干扰，每个座位需设挡板隔开，前方安装玻璃，以便观看教师讲课。语言教室设有控制台，控制台可设在教室的讲台上，或设在独立的控制室内。当设在独立的控制室内时，教室与控制室之间应该观察窗，且满足教室视线看到教室每个座位的要求。录音室是语言教室中的重要设施，可以放在控制室内或准备室之一旁，面积大小以6～10m2为宜，若仅供1～2人使用，3～5m2即可。准备室供进行编辑器材维修和课前准备之用，面积一般为6～10m2。此外，语言教室的地面应设置暗装电缆槽。5.图书阅览室：是学校重要的公用教育设施，一般包括阅览室、书库和管理室三部分，面积大小视需要定，位置应设在师生便于使用而又比较安静之处。阅览室要有良好的采光通风，并便于疏散。书库内要比较干燥，通风良好，防火安全。书库与阅览室应紧密相连，有门相通，管理室亦可与书库合并，阅览室视学校规模大小，可以师生分别独立设置或合并一起。（三）行政及生活用房的设计1.办公室：包括以下几种：党政办公室：包括党支部、校长、教务、总务等办公室、档案室、文印室、会议室、保健室、广播室及总务仓库等。教学办公室：包括各学科教室办公室、体育办公室及器材室等。应与教室有方便联系。社团办公室：各括工会、团、队及学生办公室等。办公室要有良好的采光通风。数量按学校规模和实际需要定，一般教师人数，按中学1人/每班，小学0.5人/每班配备，每座使用面积3.5m2。办公室层高可比教室低，一般为3000mm～3600mm。2.厕所及饮水处：设计时应注意几点：（1）学生使用厕所多集中在课间休息时，因此必须有足够的数量，一般中小学人数可按男女生各为一半计算。男厕：中学50人使用一个大便器（或1.1m长大便槽），两个小便器（或1m长的小便槽）；小学40人使用一个大便器（或1.0m长大便槽），两个小便器（或1.0m长小便槽）。女厕：中学25人使用一个大便器（或1.1m长大便槽）；小学20人使用一个大便器（或1.0m长大便槽）。（2）厕所的位置应较为隐蔽，并便于使用,宜设前室通风要良好，位置上多设于教学楼端部、转弯处。教工厕所应设小间与学生分开，可以靠近学生厕所设置，也可在教室办公室附近单独设置。厕所内或外应设取水龙头、水槽和污水池，供学生洗手和高卫生时用水。厕所地坪标高一般应比同层地面低50～60mm，并应设地漏。（3）教学楼内应分层设饮水处。宜按每50人设一个饮水器，饮水处不应占用走道的宽度。（四）交通系统设计1.门厅：是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）门厅入口处一般要设门廊或雨蓬。寒冷地区要设双道门构成门斗，门斗的深度不宜小于2100mm。2.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≯30m。袋形走道两侧或尽端的房间。最远房门到楼梯口的距离≯20m，如图楼梯间距。楼梯宽度可按疏散外门、楼梯和走道的宽度指标表确定。楼梯踏步尺寸，一般采用踏步高为140～160mm，踏步高宽为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。3.走道：一般教学楼走道的宽度，内廊为2.4～3m，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。外廊栏杆高度不应低于1100mm，栏杆花饰宜用垂直线条，空隙≯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。二、教学楼的组合设计组合设计就是将各个不同功能的房间组合在一起，通过三维空间的设计，从平面、立面、剖面以及体型等各方面综合反映功能、技术与艺术的要求。（一）组合的基本原则：1.结合地形，因地制宜；2.各部分功能区分明确、合理，既要联系方便，又要避免相互干扰；3.建筑空间布置紧凑，各个体部分组合得当；4.交通联系要简捷；5.结构合理，施工方便；6.设备管线要尽量集中。（二）教学楼部分的组合要求1.将使用功能一致，且开间、进深模数基本一致的用房组合在一起，而形成普通教室组、专用教室组、办公