2.2 建筑设计中的常见人机工程尺寸
建筑所围合构成的空间是供人使用的,人在建筑空间中所处的时间比较长,因而人体活动所需的空间尺寸和人在建筑空间中的心理感受,是决定建筑层高、开间、进深、家具和器物大小的最基本的尺度。在建筑设计中,有的时候艺术、政治以及宗教的意愿会干预和改变一些工程尺寸,除了这些以外的建筑都不会离开以人体尺度为本源来决定建筑尺寸的原则。在工作和学习中涉及建筑设计方面的人机工程尺寸,有时可以参阅相关资料,有些常用的是必须记忆的,随时可以运用。
以下项目是建筑设计专业中经常用到并且需要记忆的人机工程尺寸。
2.2.1 建筑设计中门的尺寸
(1)门宽。一般住宅建筑单扇平开户门宽为0.9m,厨房门稍小宽为0.8m左右,卫生间门宽为0.7m。公共建筑的一般单扇平开门门宽为1.0m,双扇平开门总宽为1.2~1.8m,再宽就要考虑门扇需加固防止变形的制作工艺和材料,双扇门、折叠门或多扇门的门扇宽以0.6~1.0m为宜。供安全疏散的逃生门的宽度,要根据计算和规范(有关防火规范)规定设置。管道并供检修的门,宽度一般为0.6m就可以满足基本的检修使用。供大物件通过的门可分两扇,一大一小,大扇的宽度和一般的平开门一样,小扇的宽为0.3~0.5m,也称子母门。
(2)门高。平时供人通行的各类门宽度不同,但高度一般都是2.0m,再高也以不宜超过2.4m,否则门扇制作也需加固防止变形。以前没有空调的时代通过门上加窗,达到通风、采光需要,门上开窗高度一般为0.4m,不宜过高。
现代建筑内各种设备管井的检查门数量也不少,它不是经常使用的,所以一般上框高与普通门比会低一些,下边还留有一定高度的门槛,净高就小于2.0m,1.5m左右也可以使用。对于体育场馆、学校、幼儿园、展览厅堂之类大体量、大空间的建筑物,需要设置超尺度的门时,可在大门扇上加设常规尺寸的附门另外开合,大门关闭时,人们依然可以通行。
2.2.2 建筑设计中窗的尺寸
(1)窗宽。一般卫生间最小的窗宽为0.6m,常规的窗宽为1.45m,窗子上下或左右相连设置成带状的形式被称为“带窗”,但要注意采用带窗时,房间的建筑承重问题、隔声问题、推拉窗安装以及推拉窗扇的滑动要在规定的范围内。
(2)窗高。一般的建筑中,窗的高度为1.45m,窗台高0.9m。在公共建筑中,窗台高度由0.9~1.8m不等,开向公共走道的窗扇,为了私密性,其底面高度不应低于2.0m。至于窗的高度则根据采光、通风、空间形象等要求来设计。但要注意过高窗户的结实程度问题,必要时要分割开,即加设横梁或“拼樘”。如果窗台高度低于0.8m时,应采取护栏等防护措施防止坠落。现代玻璃幕墙的有很多是整面玻璃,已超过一般窗户的范围了。
2.2.3 建筑设计中过道的尺寸
(1)过道高。常规过道的高度在设计中通常未予专门的考虑,是随建筑层高而定的。现代建筑负载的设备比较多,比如有通风管、冷热水管、空调管线、暖气管线、电气、消防、通信数码等各种管线,大多数都要利用走道上部空间作为“通道”,所以在这些管线外面做了吊顶以后,过道会觉得压抑。过道除了供通行之外,往往成为管线的载体,于是过道净高太低的问题,经常困扰设计者们。我们可以把过道总高的构造细分成4个层次:①建筑原结构高度;②设备管线高度,一般要占用0.6m左右,高度的主要影响因素有风管的截面、各种管线的布置方式以及冷凝水管、自动喷淋水管和喷淋头的高度而定;③地面铺砖铺地毯的构造高度,一般为6.0~8.0cm;④净高,是原建筑结构减去管线占用高度和地面铺设高度得到的,这是设计人员要提前预计好的尺寸,决定装修以后使用者得到的过道高度和舒适感受的。按人们的感受,过道净高度应在2.2m以上比较舒服,如果吊顶上还有裸露的烟感探头、喷淋水喉时,2.2m高度高于普通人的摸高2.15m,从而避免人手触摸产生损坏和损失。近几年房价暴涨,有的开发商会为了增加层数多产生使用面积赚钱,于是尽量减小层高,将走道净高压缩到2.1m甚至更低。太低的吊顶一般会有压抑感,过长走道遇此情况,还要从建筑平面规划上加宽窄相间的变化处理,或者室内时间阶段利用各种设计手法,来避免过道既压头又单调的感觉。
(2)过道宽。最窄的过道应该是一般住宅中通往辅助房间的过道,最窄净宽不能小于0.8m,这是按《住宅建筑设计规范》(GB 50096—1999)规定的。可以想到0.8m宽是“单行线”,一般只够一次一个人正常通过。有的住宅中通往卧室、起居室的过道净宽在1.0m左右的宽度,这是一人正常通过,另一人侧身相让的尺寸。
公共建筑的过道和高层住宅中的公共过道的净宽,一般都不低于1.2m,以满足两人并行并且舒服的宽度。太宽也浪费空间,过道两侧墙间距1.5~2.4m比较常见,再宽则是兼有其他功能的过道,如教学楼课间活动、医院候诊走廊等。很多大型公共建筑的过道人流如潮,比如车站,就要根据使用方便性和疏散安全性来决定过道的宽度了。另外在设计心理学中,过道的长短,是否通透有采光等因素都对过道的宽度起到一定的心理影响作用,比如悠长的、昏暗的、双侧有房间或墙壁的过道,都要适当加宽一点,或采取分阶段变换宽窄的手法加以处理,避免又长、又黑、又闷、又窄的过道,要在使用的节约中寻求最佳平衡尺度,不能无原则加宽而浪费建筑面积。
2.2.4 建筑设计中阳台的尺寸
阳台采光好、起到沟通室内外环境的过渡作用,大家都喜欢而且熟悉,但安全性也很重要,阳台的栏杆高度在高层建筑中,不应低于1.1m;多层建筑中不应低于1.0m。一般高层建筑应该尽量不设计阳台,或将阳台封闭,尽量避免大风、大雨以及坠物伤人等问题。
2.2.5 建筑设计中女儿墙的尺寸
女儿墙是一种保护措施,一般高层建筑的女儿墙至少有1.2m,多层建筑的女儿墙高为1.0~1.2m,通常高过人们的胸肩,有的甚至高过头部,达到1.5~1.8m。这是避免人们向下俯瞰时目眩心悸,发生危险而采取的保护措施。现代的建筑,有时想要使平顶上视野开阔,可在1.0m实墙以上加作通透的金属网护栏,保证远眺和安全。在设计施工中要注意的是,在标注女儿墙高度时,需扣除隔热保温层及泄水坡升高产生的必要的构造高度,在高层建筑这个构造厚度可达0.3m以上,必须予以考虑。一些高层建筑顶面会设计裙房、冷却塔,或者有屋顶篮球场、网球场之类的设施,把女儿墙做得高过3.0m,或者要配合较高的金属防护栏。
2.2.6 建筑设计中楼梯的尺寸
楼梯种类繁多,涉及的尺寸数据很多,楼梯的各种尺度要保证实用和安全。除了踏步的踏面、踢面尺寸之外,转弯处梯段的宽度,歇台的宽度,平台下线的净高等也都在规范上有明确规定。
(1)梯段宽度,在多数建筑中必须满足消防疏散的要求,避免发生踩踏。公共建筑中的楼梯能表现空间气质和档次,所设计的宽度尺寸通常都偏大。楼梯扶手的安置与梯段宽度有相应的关系:常规靠墙楼梯至少一侧设扶手;梯段净宽可以使三排人流通过时,应两侧设扶手;达四排人流时,还要在中间加设扶手。台阶踏步宽度要考虑人们的穿鞋脚掌的使用安全,不宜小于0.3m,为了上下抬腿舒适安全,踏步高度不宜大于0.15m,一级楼梯踏步通常采用0.35m和0.125m这两个模数。在设计踏步时,要考虑到让行人容易辨别高差,否则缺乏精神准备或者不符合常规习惯,会跨出虚步而受伤。人们对旋转楼梯比较陌生,如果利用旋转楼梯来当做疏散梯时,必须满足踏步在距内圈扶手0.25m处,在防火规范上有明确规定其踏面宽不能小于0.22m,否则容易踏空。
(2)楼梯平台是搬运物品转弯和人流转向、交汇处,净宽不得小于1.1m。
(3)楼梯中央的井宽度大于0.2m时,扶手栏杆的垂直杆间造型不应出现大于0.11m的空隙,以防儿童坠落。
(4)楼梯扶手防止人坠落,室内楼梯扶手的高度不能小于0.9m;室外楼梯扶手高度不能小于1.1m。
2.2.7 建筑设计中电梯、自动扶梯的尺寸
电梯是高层建筑必需的交通工具,电梯涉及的数据较多的是井道、机房、轿厢、地坑和顶层端站高度等,电梯的规格型号、生产厂家不同而尺寸各异,可以根据建筑选择的使用电梯的厂家土建安装图决定,但为避免太杂乱,候梯厅的深度,还是有限定的,比如公共建筑中乘客电梯则不小于电梯中最大一台的轿厢深度的1.5倍;住宅电梯的候梯厅深度应不小于电梯中最大一台的轿厢深度;多台对列时,不应小于对列电梯轿厢深度之和,也不宜大于4.5m;多台并列时还不应小于2.4m。
自动扶梯节省体力,在车站、百货商场、文化娱乐场所等公共活动场所的使用日渐普遍。在建筑设计中,除了要与自动扶梯的生产厂家配合交流设计外,下列基本数据应该了解。
(1)梯级宽类型的,常见有0.6m、0.8m、1.0m三种,视生产厂家不同其宽度还略有出入。
(2)倾斜角度类型的,一般有30°和35°两类。
(3)只脚踏板类的和常规建筑楼梯尺度近似。
2.2.8 建筑设计中浴厕的尺寸
有关建筑浴厕的数据主要有以下几种。
(1)蹲便式厕所每个蹲位隔板围合的最小宽和深在外开门时为0.9m×1.2m,外开要注意不要挡到外面进出的人;内开门时为0.9m×1.4m。
(2)厕所隔板的高度应为1.5~1.8m,阻挡视线并且通风。
(3)淋浴玻璃隔断高度应为1.8m以上配合方便花洒使用。
(4)单侧洗脸池盆外沿与对面墙的净距不应小于1.25m,否则不方便两个以上的人使用。
(5)并列的洗脸池盆,中心距不应少于0.7m。
(6)两侧相对的洗脸池盆,外沿之间的净距不应小于1.8m。
(7)浴盆长边至对面墙面或家具的净距不应小于0.6m。
(8)并列小便池的中心距不应小于0.65m,也可增加小挡板。
2.2.9 建筑设计中地面停车场的尺寸
中国经济的发展较快,有着庞大数量的车辆,停车问题日趋明显。各种类型的停车场产生很多设计数据,必要掌握的有以下内容。
(1)要记住一些典型代表性汽车车型及全长、全宽、全高的基本尺寸方便设计。比如设计时选用的标准小轿车车型尺寸为 4.9m(长)×1.8m(宽)×1.6m(高);再如客车,其中轻型客车(即通常称为“面包车”),其长为4.39m,宽、高分别为1.69m、1.99m;大客车长度为7.0~12.0m,而宽则多为2.5m、4.0m。记住这些尺寸并了解车辆的运动方式,在设计停车场时就不会出现车辆不便进出转向等原则问题。
有关停车场数据也有统一界定,每隔几年,公安、建设两部颁发《停车场建设和管理暂行规定》和《停车场规划设计规则(试行)》的通知文件,其中有详尽的要求和规定。
(2)停车车位基本尺寸。车位基本尺寸各国不尽一致,略有大小出入,中国规定也有差别。在设计时还是应以“公安、建设两部的文件”的规定为准。例如大城市兴起的垂直式停放,其车位的长为5.3m,宽为2.5m,中间通道宽为6.0m。
(3)停车场通道的最小平曲线半径按“公安、建设两部文件”规定,铰接车也是13.0m,小型汽车为7.0m,中型汽车为10.5m,大型汽车为13.0m。
(4)遇到坡度规定最大纵坡(%),分为直线纵坡和曲线纵坡,铰接车为8.0m和6.0m,一般小型汽车分别为15.0m和12.0m,中型汽车为12.0m和10.0m,大型汽车为10.0m和8.0m。同时,为了保证车辆行驶在变坡处不致与地面碰接,在该处往往设有“缓坡段”,中国公安、建设两部规定缓坡长一般为3.6~6.0m,坡度为坡道纵坡的1/2。
2.2.10 建筑设计中地下停车库的尺寸
地下车库优点多,有单层和多层类型。目前高层建筑的地下多建有停车库,这类停车库除人防、消防、交通等对它有专业特定的要求外,在建筑设计中有几个关键数据应当掌握。
(1)柱间净距。地下车库柱间距也要考虑与停车方式密切配合,要保证车辆能自如的转弯、停泊和开出,以小轿车、面包车为例,有关部门规定的柱间净距分别为:停2辆柱间距5.4m、停3辆柱间距要7.8m。
(2)单层或底层车库的净高。空间有效高度最小2.5m,也可以是最大汽车的高度加0.5m。地下车库为安全起见通常设有风管和自动喷淋的水管、水喉,结构高度本身设计的比较大,设计时应控制和保证净空尺寸。所以常规高层建筑的地下车库层高一般大于3.6m。这些尺寸不但影响建筑造价,而且影响上下坡道的建设方式和尺度,关系极密切。
2.2.11 建筑设计中商场建筑的尺寸
(1)常规层高。底层一般5.4~6.0m,二层以上楼层一般4.5~5.4m。
(2)常规柱网。要配合营业场所的行为特点,一般柱距的计算:W=2×(标准货架宽0.45+店员通道宽0.90+标准柜台宽0.60+购物顾客宽0.45)+顾客行走宽0.60×顾客并排股数。
(3)营业部分公用楼梯梯段净宽不小于1.4m,踏步高不应大于0.16m。踏步宽不应小于0.28m。
(4)普通营业厅内通道最小净宽:通道在柜台与墙或陈列窗之间为2.2m;通道在两个平行柜台之间:柜台长度均小于7.5m时,人流相对少,宜为2.2m;柜台长度若为7.5~15.0m时,人流相对多,宜为3.7m;柜台长度若大于15.0m时,为4.0m以上;通道一端设有楼梯时,宜为上下两梯段之和加宽1.0m;最外侧柜台边与开敞楼梯最近踏步间距4.0m,且不小于梯间净宽。
2.2.12 建筑设计中餐饮建筑的尺寸
餐厅最低净高:大餐厅平顶为3.0m,异形顶为2.4m;小餐厅平顶为2.6m,异形顶为2.4m。加工间需要通风管道,最低净高为3.0m。餐厅坐椅与桌间空隙为100mm;桌间走道单人宽为600mm,双人宽应不小于1200mm。
2.2.13 建筑设计中办公楼的尺寸
公共办公室净高:一般不低于2.6m,设空调时可不低于2.4m。单面布置走道宽度一般为1.3~2.2m;双面布置走道则为1.6~2.2m。走道净高不得低于2.1m。办公室常用的开间分别为3.0m,3.3m,3.6m,6.0m,6.6m和7.2m;办公室常用的进深分别为4.8m,5.4m,6.0m和6.6m;办公室常用的层高分别为3.0m,3.3m,3.4m和3.6m。
2.2.14 建筑设计中观众厅的尺寸
演出性建筑涉及公共场所设计要求、音响、光学照明、舞台艺术、声学等很多方面的设计,尺寸数据很多,应当掌握其中一些主要数据。
(1)观众视平线观点高度。电影院是银幕下沿;剧院是大幕投影线中点距地面0.6~1.1m处。
(2)每排观众视线升高值(视高差)。每排升高0.12m时,观众视线无遮挡;每排升高0.06m时,座位之间要错位排列,但是观众视线仍然有部分边区受遮挡。
(3)观众席每排间距。长排法为0.90~1.05m;矩排法为0.78~0.80m。
(4)常规舞台高度。采用镜框式舞台设计时为0.6~1.1m;采用突出式舞台或岛式舞台设计时为0.15~0.6m。
(5)观众席座椅排列。避免排列太多太密集会使观众出入太困难,短排法双侧有走道时不超过22个,单排有走道时不超过12个,长排法双侧有走道时不超过50个。
(6)座椅扶手中距。普通的硬椅0.47~0.50m;舒适的软椅为0.5~0.7m。
(7)有的运动场观众座位或观看演出座席地坪高于前面走道0.5m时或座席侧面临有高差之纵走道或梯步时,应设保护栏杆。
(8)走道宽。首排观众席与舞台前沿的走道距离应大于1.5m,突出式舞台应大于等于2.0m。其余走道按每负担片区的观众数每100人0.6m计算,且边走道不小于0.8m,中间走道排距以外及纵走道不小于1.0m。长排法边走道不小于1.2m。
2.2.15 建筑设计中旅馆客房的尺寸
客房是服务功能的,所以对舒适感的追求较高,所以尺度比一般的住宅要适当大一些。
(1)客房净高。有空调时大于等于2.4m;无空调时大于等于2.6m。客房内走道宽度应大于等于1m。客房门洞宽度一般大于等于0.9m;高度大于等于2.1m。
(2)客房卫生间。卫生间地面应低于客房硬质地面0.02m。空间净高大于等于2.1m。门洞宽大于等于0.75m,门净高大于等于2.1m。
(3)标准层。标准层公共走道净高大于等于2.1m。且标准层公共走道宽度:单面走廊为1.2~1.8m;双面走廊为1.6~2.1m。
2.2.16 建筑设计中图书馆建筑的尺寸
图书馆有储藏、研究、阅读的几种基本功能,有关图书馆的书库、阅览室平面布置有许多尺寸和办公室、住宅所使用的尺寸不一样,安全性、公共性和私密性要得到合理的安排,这些直接影响到图书馆开间、进深、层高具体尺寸的决定。在《图书馆建筑设计规范》(JGJ 38—87)中有具体尺寸规定。
(1)采用积层书架方式的藏书空间净高不得低于4.6m;采用多层书架的藏书空间净高不得超过6.9m。
(2)书库内工作人员的专用楼梯较高,安全性是优先考虑的,梯段净宽不应小于0.8m,踏步宽不应小于0.22m,踏步高不应超过0.2m,并设计防滑措施。
(3)书库、阅览室藏书区净高不得低于2.4m,当有建筑梁或管线时,梁或管线底面净高不得低于2.2m。
(4)图书资料阅览室的阅览桌和椅的排列尺寸如下所述。
1)双面阅览桌前后间隔净宽为1.2~1.5m。
2)阅览桌左右间隔净宽为0.6~0.9m。
3)单面阅览桌前后间隔净宽不小于0.6m。
4)主通道净宽当闭架阅览时为1.2m;当开架阅览时为1.5m。