Что бы правильно спроектировать лестницу, необходимо не только грамотно выбрать её местоположение, но и учесть нормы проектирования лестниц, изложенные в соответствующих главах СНиП.
Параметры лестничных площадок и маршей.
Ширина маршей и площадок определяет пропускную способность лестницы и зависит от требований пожарной безопасности (эвакуации) и предполагаемых габаритов переносимых вещей.
- Минимальная ширина лестничного марша : для внутриквартирных лестниц – 80 см, для 2-этажных зданий – 90 см, для жилых зданий большей этажности – 105 см, для общественных зданий – 135 см
- Максимальная ширина марша : для жилых зданий – 140 см, для общественных – 240 см.
- Полезная ширина марша поворотной лестницы и лестницы, соединяющей более 2-х этажей должна быть не менее 1.0 м, что бы обеспечить одновременный проход двух человек и пронос крупногабаритных предметов.
- Ширина многомаршевых лестниц должна быть одинаковой на всем протяжении лестницы.
- Между лестничными маршами, расположенными во встречном друг к другу направлении, должен быть зазор не менее 50 мм.
- Ширина лестничных площадок должна быть не менее 120 см и не менее ширины марша.
- Длина лестничных площадок между маршами должна быть не менее 1,3 – 1,4 м (это средняя длина двух шагов взрослого человека)
- Длина лестничных площадок у входных дверей может быть 1м, если двери раздвижные или открываются в противоположную от лестницы сторону. В противном случае длина площадки равна ширине дверного полотна + минимум 60см.
Уклон лестницы, расчет ступеней
При проектировании лестницы одновременно учитываются два: удобство (безопасность) передвижения по лестнице и минимизация занимаемой лестницей площади. Безопасность лестницы зависит от её уклона и параметров ступеней.
- Количество ступеней в одном марше лестницы должно быть не менее 3-х и не более 16. При меньшем количестве легко оступиться, большее делает лестницу «утомляемой» и требуется устройство промежуточной площадки.
- Число ступеней в марше желательно предусматривать нечетное, так как человеку удобнее начинать и заканчивать движение по лестнице с одной и той же ноги.
- Рекомендуемый уклон лестницы находится в пределах 1:2 – 1:1,75 (от 20 до 26,7 градусов).
- Максимальный уклон лестницы для ходьбы 1:0,85 (50 градусов)
- Минимальный уклон лестницы для ходьбы 1:2,75 (20 градусов)
- Максимальная высота ступеней лестниц : в жилых и общественных зданиях –19 см, для внутриквартирных лестниц – 20 см, для подвальных и чердачных – 21 см.
- Минимальная высота ступеней – 12 см.
- Максимальная ширина ступеней лестниц : в жилых и общественных зданиях –26 см, для внутриквартирных лестниц – 23 см, для подвальных и чердачных – 21 см.
- Минимальная ширина ступеней – 25 см. Для лестниц ведущих в нежилые помещения (подвал, чердак) минимальная ширина ступеней – 20 см.
- Высота ступеней лестницы в переделах одного марша не должна различаться более чем на 5 мм.
- При ширине ступени до 26 см величина её свеса не должна превышать 3 см.
- Забежные (клиновидные) ступени на внутренней границе полезной ширины должны иметь проступь шириной не менее 10 см и 26 см на средней линии марша.
- Радиус кривизны средней линии марша с забежными ступенями должен быть не менее 30 см.
- Расстояние между любой ступенью лестницы и потолком должно быть не менее 2-х метров.
Что бы спроектировать удобную и безопасную лестницу, нужно воспользоваться Формулой уклона марша, определяемую как коэффициент отношения ширины ступени к её высоте: k=b/a
При ширине ступени от 26 до 30 см и величине коэффициента в пределах от 1,75 до 2 – лестница считается удобной. Удобными будут такие соотношения ширины ступени к её высоте как 30/15 (k=2), 31/16 (k=1,94) и 29/17 (k=1,70).
Параметры перил (ограждений)
- Высота перил междуэтажных лестниц должна быть не менее 90 см, для лестниц высотой более 12 м – 110 см.
- Для лестниц, используемых детьми, высота ограждений рекомендуется 150 см.
- Высота ограждений наружных входных лестниц при подъеме на 3 и более ступеней должна быть не менее 80 см.
- Лестницы, имеющие более 5 ступеней, при ширине марша до 125 см оборудуются поручнем с одной стороны, при ширине марша 125 – 250 см с двух сторон. Лестничные марши шире 250 см оборудуются дополнительными перилами по центру марша.
- Отсутствие ограждений допустимо для лестниц из 5 ступеней и меньше.
- Расстояние между балясинами (стойками перил) не должно быть больше 12 см при высоте лестницы от пола свыше 150 см.
- Перила лестницы должны выдерживать нагрузку 100 кг/м.
Схематическое изображение лестницы и её составляющие
В дизайне помещений и зданий лестницы играют огромную роль как визуально, так и функционально, поэтому к таким конструкциям, особенно предназначенным для зданий общего назначения, предъявляются достаточно серьезные требования при разработке проекта. Ввиду того, что в таких местах на лестничную конструкцию оказывается колоссальная нагрузка (торговые павильоны, выставочные залы, жилые здания, здания корпусов высших учебных заведений, больницы, рестораны и т.д.), требования к лестницам и площадкам должны быть рассчитаны с учетом предполагаемых максимальных нагрузок. Их устройство, материалы, которые используются для своей среды (снаружи или внутри общественных зданий), различные другие параметры к каждому типу зданий и лестниц нужно уметь различать.
Стандартные требования к возведению лестниц в общественных зданиях
Лестницы в зданиях всегда являются зоной риска ввиду самой конструкции, поэтому при ее разработке и проектировании следует учитывать абсолютно все факторы, даже незначительные, например, если лестницей будут пользоваться дети. Здесь следует продумывать и лестничные проемы, и степень освещенности от естественных и искусственных источников. Задача проектировщика – выявить максимально приближенные к комфорту и задумке заказчика форму, уклон, размер ступеней с учетом материала, из которого планируется изготовить лестницу, и, рассчитывая проект лестницы в соответствии с ее назначением, придерживаться СНиП и ГОСТов для выбранного типа.
Если в возведении зданий по личным проектам для частных домов небольшие отклонения от норм допускаются в силу сравнительно небольшой нагрузки, то для проектирования и возведения лестниц в общественных зданиях соблюдение нормативов, ГОСТов и СНиП обязательны, иначе такое сооружение просто недопустимо к использованию.
Классификация лестничных маршей и их задачи
Рассмотрим сначала классификацию лестниц по назначению и задачам, которые различные лестницы выполняют.
Первоочередная задача заключается в том, чтобы организовать удобный доступ к помещениям при помощи оборудования лестничными пролетами этажи многоэтажных зданий. Как правило, в них есть лифты, но лестница необходима на тот случай, если лифт занят или неисправен. Лестница должна обеспечивать основное движение между этажами, а ее ширина и высота должна возводиться соответствовать параметрам, которые допустят перемещение большого количества людей, крупногабаритной мебели и другого груза. Эту задачу в здании должна решать главная лестница.
Существующие остальные виды лестниц решают множество не менее важных задач, поэтому рассмотрим их внимательнее.
Второстепенные лестницы в помещениях общего назначения
Вспомогательная лестница – это конструкция, предназначенная для технических, вспомогательных помещений. Сюда можно отнести кладовки, чердаки, подвалы и т.д.
Служебная лестница – это конструкция, предназначенная только для сотрудников (в больницах, роддомах, торговых залах, зданиях культуры и городских служб, зданиях для производственных работ, цехах на заводе, спортивных стадионах и т.д.). Такая лестница для персонала имеет небольшие размеры и позволяет передвигаться малому количеству людей.
Аварийная лестница (запасная, эвакуационная) – это конструктивный элемент, который может быть расположен и внутри здания, и снаружи. В случае стихийного бедствия или пожара такая лестница должна обеспечить эвакуацию людей, если главная лестница по каким-либо причинам недоступна.
Пожарная лестница – это конструкция, выводящая на крышу здания, она предназначена для пользования пожарными, иногда она является приставным средством. В случае, если наклонная лестница конструктивно создает помехи, можно сделать из нее вертикальную с соблюдением всех правил по доступу и обеспечению безопасности, то есть сохранения ее прямого назначения.
Требования к обустройству лестницами общественных зданий
Дизайнеры, разрабатывающие внешний вид с учетом практичности конструктивных элементов внутри помещения, а также строители двухуровневых квартир, разноуровневых этажей в офисах, должны еще до начала работ учитывать размещение лестниц, их вид и тип, чтобы рассчитать правильно все нагрузки и выполнить проект с учетом всех деталей. Здесь нужно заранее просчитать способы крепления лестниц к стенам или другим несущим конструкциям, сделать верные размеры проемов и определить местоположение их в перекрытиях между этажами.
Сюда же входят основные требования по нормативным документам, касающиеся уклона, параметров ширины маршей, соединительных площадок, числа ступеней в одном марше.
Всевозможные требования к лестницам и площадкам включают нормативы по расчету нагрузок, позволяющих эксплуатировать лестницу, и средств, повышающих безопасность и комфорт пользования лестницей: поручни, поручни для детей, достаточно высокие ограждения и гладкие перила, неширокие расстояния между планками заполнителя в ограждении лестницы.
Как это делается
Определить планируемый тип лестницы легко. Для чего предназначено будущее здание, и где лестница должна быть расположена, подскажет эскиз. Когда она еще в стадии проектирования, следует обратить внимание на следующие детали: какая интенсивность движения людской массы будет проходить на лестнице, какая планируется разность уровней, между которыми она будет установлена; какого размера, формы предполагается иметь пространство для ее размещения, по какой технологии будет строиться, будут ли и где расположены опоры; какие предполагаются максимальные нагрузки в ходе эксплуатации, и, разумеется, ее внешняя презентабельность. Последний нюанс зависит в целом от назначения проектируемой лестницы, но и самые простые варианты можно построить со вкусом, чтобы ансамбль здания и его всех элементов в целом гармонировал и соответствовал эстетическим требованиям.
Когда тип лестницы выбран, нужно заняться ее параметрами. Следует просчитать количество маршей, их размеры длины и ширины, размеры межэтажных площадок, их форму, и количество.
Количество ступеней и параметры по СНиП
СНиП требуют, чтобы в жилых зданиях количество подъемов внутри одного лестничного марша было от 3 до 18, что касается правил СНиП для общественных зданий и сооружений, они ограничивают количество подъемов внутри одного лестничного марша от 3 до 16. Недопустимы лестничные марши в общественных зданиях с элементами винтовых лестниц, забежных ступеней, прочие декоративные элементы, если использование этого лестничного марша подразумевает его эвакуационное назначение.
Согласно этим правилам, нужно учитывать и размеры ступеней. Нормативы говорят о том, что ширина не должна превышать 0,25 м, а высота – 0,22 м. Размеры недопустимо делать различными, в противном случае травмоопасность лестницы повышается.
Расчет уклона лестничного марша по требованиям СНиП
Если лестница в одноэтажном здании может производиться с уклоном 1:1,5, то в зданиях выше двух этажей (включительно) уклон марша должен составлять 1:1,75. Эвакуационные и пожарные лестницы допускают больший угол, максимальный уклон таких лестниц 1:1,25.
Значения уклона меняются в зависимости от ширины и высоты ступеней на лестнице. Чем шире ступени, тем меньше угол наклона, то есть подъем получается более пологий, а чем уже ступени, тем круче угол уклона лестницы.
В среднем угол уклона для вспомогательных лестниц (пожарных, эвакуационных, пожарных) допускается до 45 градусов, лестница в жилых помещениях может быть наклонена от 30 до 45 градусов, лестницы в общественных местах – от 20 до 30 градусов, уличные – от 5 до 20 градусов.
Въезды для людей с ограниченной подвижностью
По нормативам множество магазинов, торговых маркетов, аптек должны быть оборудованы пандусами. Угол уклона пандуса должен не превышать 5 градусов.
Этот момент регулирует СНиП 35-01-2001, который обозначает обеспечение доступности в общественные здания для пожилых людей, для инвалидов, передвигающихся на инвалидной коляске и с тростью, для людей с ограниченной подвижностью. Размеры пандуса должны обеспечить передвижение и, в частности, эвакуацию людей в безопасном виде, поэтому конструкция пандусов должна отвечать следующим нормам:
- Ширина — 1,35 м и шире (если пандус широкий, более 2,5 метра, нужна установка разделительных поручней, если он односторонний, допустима ширина 1 м),
- Ступени лестничного марша строго одинакового размера,
- Высота ступеней максимум 15 сантиметров и ширина проступи не меньше 30 см,
- Скругленные ребра ступеней, наличие бортика по краю не менее 2 см высотой.
Только после главных расчетов, утвержденных в эскизе, можно приступать к выбору стиля и материала исполнения основного каркаса. Затем выбираются вспомогательные элементы. Это и материал (стекло, дерево, металл), и цвет, и фурнитура для отделки, и т.п. Тогда и эстетическое решение будет соответствовать конструкциям, отвечающим требованиям удобства, безопасности, красоты, долговечности и экономической целесообразности.
Требования к лестницам разного типа
При разработке проекта архитектурного объекта следует проектировать лестницы в доме одновременно с полным проектом здания, для полного представления о зонах аварийных выходов.
По назначению разные типы лестниц должны соответствовать специальным строительным нормам и правила (СНиП). Их учреждают органы исполнительной власти, регламентирующие градостроительную деятельность. Как правило, основные статьи СНиП 4-14-84, СНиП 21-01-97, СНиП 31-02-2001, ГОСТ 23120-78, ГОСТ 25772-83 используются для регламентирования конструктивных элементов.
Надо отметить, что следование ГОСТам является неукоснительным требованием для конструкций общественных зданий, а СНиП – лишь рекомендации, которых следует придерживаться.
Однако важность этих правил все же очевидна. Работа по расчетам в соответствии со СНиП и грамотное проектирование лестниц гарантировано создаст в помещении условия для максимально возможной безопасности жизни людей.
Каковы общие требования к любым видам лестниц в общественных зданиях
Конструкция должна быть максимально безопасной и удобной, поскольку движение людской массы в общественных местах очень интенсивное. Наименее травмоопасной считается прямая маршевая конструкция. И недопустимо использование винтовых конструкций, в частности, с забежными ступенями, иначе требования безопасности будут нарушены.
Надежность конструкции должна касаться не только способности выдерживать большие нагрузки (для достижения прочности используются только особо прочные материалы: бетон, железобетон), но и предусматривать надежные ограждения.
Такие элементы лестниц, как ограждения и ступени являются одним из главных критериев надежности, если выполнены в соответствии со СНиП.
Лестничные перила
Ограждения представляют собой перила, а максимальная боковая нагрузка на них составляет не менее 100 кг. Боковые перила должны выдерживать такой вес, а стойки (балясины) должны быть расположены на расстоянии 12-15 см (причем сокращать их нельзя). Как их заполнять, тоже оговаривается в стандартах ГОСТ. Можно сделать расстояние между стойками заполненными металлическим, стеклянным, пластиковым экраном в общественных местах (зданиях общего назначения). Для зданий же, где находятся дети (школы, детсады) использовать можно только вертикальные элементы, то есть не устанавливая экран. Техника безопасности в этом случае заключается в хорошей просматриваемости такого варианта.
Лестница оборудуется перилами с обеих сторон, высота каждого поручня составляет 0,85 м. Если речь идет о спортивных трибунах, высота перил увеличивается до 1 м. Можно расположить лестницу так, чтобы она с одной стороны прилегала к стене, но и в этом случае поручень потребуется, он устанавливается вдоль стены. На лестницах в детсадах, театрах, зданиях начальной школы устанавливаются дополнительные поручни, с узкими перилами на высоте 0,6-0,65 м. Если лестничный марш широкий (если его ширина свыше 2,5 м), по центру устанавливаются центральные перила.
Ступени и достижение безопасности согласно предусмотренным правилами случаев
Что касается ступеней, они должны быть изготовлены из антискользящего материала, или как минимум частично оным покрыты. Это могут быть прорезиненные наклейки, нескользкие полоски, бороздки в ступени с краю ступеней, облицованных полированным камнем, или покрытие их противоскользящим ковровым покрытием с резиновой основой, которая препятствует скольжению коврика по поверхности ступеней. Такие покрытия служат не только для каменных лестниц, но и для металлических, стеклянных, деревянных лестниц, и в последнем случае они продлевают срок службы лестницы.
Если лестница устанавливается в доме или помещении общего назначения, где есть дети, то ступени рекомендуется сделать глухими, с подступенком. Если помещение для большого количества детей, например, театр или лагерь с лестницей, где высота ступеней в среднем 15 см, дети в подвижном передвижении и неаккуратном падении могут получить серьезную травму, если конечность попадет между ступенями.
Освещение – значительный фактор в обустройстве лестницей зданий
Хорошее освещение лестницы должно особенно касаться верхней и нижней ступеней. Так же необходимо продумать легкий доступ к выключателям. Если лестница оборудована так, что контраст света и тени будет достаточно резким на ступенях, то и край ступени будет отчетливо виден. А это значит, что возможность травматичности на лестнице заметно уменьшится, потому что соскальзывание стопы с края ступени будет исключено. По статистике большинство травм происходят именно из-за плохой видимости или сливающихся теней на лестнице.
Если освещением заниматься всерьез, очень удобно зарекомендовала себя система автоматического включения-выключения света, длящаяся несколько минут и реагирующая датчиком движения на любое перемещение по лестнице или вхождение в зону видимости датчика.
Окна, мимо которых проходит уровень лестничного марша, если он прилегает к стене, где расположено окно, требуется ограждать во избежание выпадения с лестницы в окно.
Виды лестничных маршей, допускаемые СНиП
СНиП требует, чтобы в общественных учреждениях, многоэтажных многоквартирных домах жители пользовались только двухмаршевой лестницей. Этот вариант классически выглядит так: между двух этажей сконструированы два лестничных марша, соединяющиеся между собой межэтажной площадкой. Варианты для придания нестандартности жилью, но оставаясь в рамках данных правил, могут быть следующими:
- П-образные пролеты, соединенные прямоугольной межэтажной площадкой,
- П-образные пролеты, соединенные трапециевидной межэтажной площадкой (т.е. с использованием забежных ступеней для сглаживания и скругления угла),
- Г-образные марши, соединенные квадратной межэтажной площадкой,
- прямые марши, следующие один за другим последовательно, однако расположенные по прямой линии, соединенные небольшой площадкой и т.д.
Размеры лестничных маршей согласно СНиП
СНиП требует от конструкции соблюдения правильных размеров. Например, рекомендуется делать лестницу шириной, аналогичной ширине лестничной площадки. Есть ограничения на минимальный размер. Лестница не может быть уже 1, 05 м. Если говорить о коридорных лестницах, допустимы конструкции не меньше 1,2 м. Если речь идет о подвальной конструкции, можно ограничиться 0,9 м или более. Если говорится о пожарной лестнице — оставляйте не менее 0,7 м.
Аварийные, пожарные и эвакуационные лестницы и требования к их оборудованию
Эвакуационные и пожарные лестницы подвергаются запрету, если их конструкция содержит винтовые, криволинейные конструкции, забежные ступени, разные размеры ступеней на одном участке.
Эти нормативы строго отвечают требованиям безопасности при эвакуации. Что же касается пожаробезопасности, то такая лестница должна быть изготовлена из огнестойких материалов. Как правило, это железобетонные конструкции или металлические лестницы. Все требования, оговоренные ранее в виде параметров ступеней, площадок, уклона и освещенности, применяются и к пожарным лестницам. Такие лестницы должны выводить людей наружу, на улицу или в отдельное помещение, защищенное дверью от огня и других аварийных воздействий вне аварийного здания.
Требования к оборудованию аварийных лестниц
Географическое положение и климатическая зона, где построено здание, влияет на выбор вида аварийной лестницы.
В регионах с холодным климатом такие лестницы разрешается устанавливать и снаружи, однако нельзя делать это выше уровня второго этажа. Непременным условием является здесь также то, что здание не относится к числу детских учреждений.
Смонтированные снаружи внешние пожарные лестницы должны предусматривать, чтобы ступени не покрывались снегом, наледью и инеем, чтобы они могли не задерживать на ступенях грязь, песок, осадки. Это очень важное требование, поскольку паникующие люди в течение эвакуации торопятся и ведут себя неосторожно.
Аварийные лестницы, смонтированные снаружи зданий, должны выполняться из очень износостойкого и антикоррозийного материала, например, нержавеющей стали либо металла, покрытого антикоррозийным составом.
Пожарные лестницы, расположенные внутри зданий, могут выполняться из металла со специальным огнеупорным покрытием или бетона. Строго запрещается для установки лестниц использовать материалы, способные выделять в процессе горения токсичные вещества. Каждый элемент таких лестниц (поручни, балясины, ступени) должен также отвечать требованиям правил.
В заключение
Следует помнить, что лестничные марши, установленные в общественных зданиях, не должны включать элементы винтовых лестниц, забежные ступени, декоративные элементы в форме ковки или других выпирающих частей, если использовать эту лестницу планируется и в качестве эвакуационной.
Выполнив все требования СНиП и ГОСТы по обеспечению безопасности в помещении или вне его, можно уверенно начинать возведение здания с проектированными лестницами без опасений, что здание не пройдет ввод в эксплуатацию или когда-либо послужит причиной бедствий.
Имея уверенность в том, что ваша лестница не нарушает требований, уделите внимание дизайнерской части, ведь этот конструктивный элемент служит одним из выразительных предметов интерьера внутри помещения и архитектурным компонентом снаружи — и хотя бы те же существенно улучшат внешний вид.
Каковы варианты обустройства лестницей дома? Давайте обсудим в комментариях к статье, практический опыт всегда ценен и будет интересен другим.
Расчет размера ступеней лестницы выполняется с учетом типа конструкции. Если она прямолинейная, используют одни формулы. Если поворотная, важно не забить про расчет забежных ступеней, особенность которых заключается в отличии размеров наружного и внутреннего края. Существует множество онлайн-калькуляторов, позволяющих быстро произвести вычисления. Но если знать, как правильно рассчитать ступени на лестнице, каждому под силу справиться с этой не такой уж сложной задачей самостоятельно.
Для расчета размеров ступеней существует несколько способов. Лишь после того как все размеры будут известны, а план готов, можно приступать непосредственно к строительству лестницы выбранного типа.
На этой странице вы узнаете, как самому рассчитать лестницу с забежными ступенями и без них.
Способ расчета ступеней лестничного марша
Для движения по лестнице в доме без прикладывания чрезмерных усилий необходимо, чтобы для каждой ступени соблюдалось определенное соотношение между «расстоянием», на которое человек движется вперед, и «расстоянием», на которое он опускается или поднимается. Такое соотношение называется уклоном. Таким образом, ширина проступи и высота подступенка должны соответствовать ширине среднего человеческого шага, а она при подъеме ноги на 300 мм в среднем составляет примерно 600 мм. В строительстве существует правило, согласно которому ширина среднего шага человека равна сумме удвоенной высоты подступенка (К) и ширины проступи (Ъ):
2h + b = 600-650 мм.
Например, если высота подступенка составляет 185 мм, то ширина проступи должна быть равна 270 мм. Так, согласно приведенной формуле расчета ступеней: 2×185+ 270 = 640 мм.
При высоте подступенка 170 мм ширина проступи будет составлять 290 мм. Такое соотношение принято считать идеальным. Но на практике при расчете ступеней лестницы рекомендуется придерживаться других параметров.
Так, например, в доме высота подступенка обычно не превышает 170 мм, но иногда может варьироваться в пределах от 120 до 200 мм и даже более, а ширина проступи - от 280 до 300 мм (но она не должна быть менее 250 мм).
Если ширина проступи слишком большая, то при подъеме по лестнице будет сбиваться шаг, а если конструкция будет узкой, то затруднения могут появиться при спуске.
Часто ширину проступи увеличивают примерно на 20-30 мм (в зависимости от толщины подступенка), так как лестница с углубленными подступенками является более удобной в эксплуатации. Но это считается крайней вынужденной мерой, когда нет другого способа увеличить ширину проступи. При этом ширина проступи становится больше, а место, предназначенное под лестничную конструкцию, остается неизменным.
При расчете ступеней прямой лестницы, умножив оптимальную ширину проступи на количество подступенков, можно вычислить заложение марша, т. е. длину его горизонтальной проекции. До этого необходимо вычесть из количества подступенков 1, так как при совпадении верхней проступи с уровнем пола или лестничной клетки количество проступей сокращается на одну.
Для вычисления длины основания лестницы этим способом следует умножить количество проступей на их ширину. Кроме того, длина общего прогона и длина проема в полу верхнего этажа должны быть почти одинаковыми.
После проведения подсчетов, определив высоту лестницы, можно выполнить расчет количества ступеней и длину основания лестничной конструкции (общий прогон). Высота лестницы напрямую зависит от высоты этажа. Как же рассчитать количество ступеней? Разделив полученную величину на высоту подступенка, можно узнать точное количество ступеней.
При первоначальном выборе высоты подступенка важно помнить, что частное от деления должно являться целым числом, в противном случае ступени будут иметь разную высоту, а это недопустимо. Дробный результат необходимо округлить в большую сторону для более пологой конструкции или, наоборот, - в меньшую, если допускается, что лестница будет крутой. Разделив общую высоту марша на количество ступеней и округлив результат, можно вычислить высоту подступенка.
Как рассчитать размер ступеней лестницы по высоте подступенка и ширине проступи
Для выбора параметров ступеней можно использовать два правила, в основе которых лежит высота подступенка (h) и ширина проступи (5):
- первое правило представляет собой «формулу удобства»: b-h - 120 мм;
- второе правило при расчете ступеней лестницы называют «формулой безопасности»: b + h = 460 мм.
Согласно вышеизложенному, чтобы рассчитать ступени правильно, так, как того требует технология возведения конструкции, лучше всего выбирать соотношение между шириной проступи и высотой подступенка, которое близко к оптимальному. Например, удобными будут считаться лестничные конструкции, имеющие ширину проступи 295 мм при высоте подступенка 150 мм или
С шириной проступи 230 мм и высотой подступенка 215 мм, так как в обоих случаях в сумме получается 445 мм, что не противоречит формуле безопасности. Хотя при расчете лестничных ступеней многое будет зависеть от месторасположения и формы лестницы, площади помещения и других условий.
Существуют определенные требования по жесткости несущих элементов сооружения, так как оно представляет собой конструкцию, на которую в процессе эксплуатации большое воздействие оказывают динамические нагрузки.
Помимо собственного веса лестницы, имеются и временные нагрузки, которые в домах составляют примерно 300 кг/м2. Так, прогиб не должен быть более 1/400 пролета.
Нужно учитывать, что как слишком узкие (менее 260 мм), так и очень широкие (более 320 мм) проступи являются неудобными в эксплуатации. При узкой проступи происходит уменьшение площади опоры ноги, во время подъема над передним краем ступени пятка заметно нависает, а при спуске свисает передняя часть стопы. Из-за этого нога может соскользнуть - возникает риск получения травмы. Чрезмерно широкая проступь (стопа целиком встает на нее) требует увеличения ширины шага. Из-за этого понадобится приложить больше усилий во время перемещения по лестнице.
Расчет ступеней прямой лестницы: графический способ
Ррасчет ступеней лестничного марша также можно произвести графическим способом. Он является эргономическим, так как в нем используются естественные для человека параметры. Так, длина шага по горизонтальной поверхности составляет в среднем 620 мм, а для легкого поднятия ноги идеальна высота 310 мм. Если на оси х (по горизонтали) отложить определенное количество частей, равных 620 мм, а на оси у (по вертикали) отмерить такое же число частей, равных 310 мм, то благодаря этому, независимо от уклона, можно будет определить габариты ступеней для всех лестничных конструкций.
С этой целью необходимо использовать миллиметровую бумагу (если ее нет, то подойдет обычная бумага в мелкую клеточку), на которой следует начертить оси координат и в подходящем масштабе отмерить на осях отрезки, равные длине шага (на оси х) и высоте подъема (на оси у). Затем нужно соединить полученные точки. Далее необходимо начертить линию уклона лестницы (по углу). После этого через точки пересечений имеющихся на чертеже линий следует провести пунктирные линии, параллельные осям. По полученным линиям нужно начертить линию - «лесенку». В результате можно измерить получившиеся ступени, сделав поправку на масштаб.
Между параметрами ступени (ее шириной и высотой) и уклоном лестницы будет видна определенная зависимость.
При расчете параметров ступеней (высоты подъема, ширины и формы) следует обратить внимание на то, что это размеры ступеней в плане. На самом деле они поддаются корректировке. Например, можно увеличить ширину проступи, соорудив у ступени валик (не рекомендуется, чтобы нависание проступи было больше 50 мм). Также можно выполнить скошенный подступенок (но не более чем на 50 мм) или полностью отказаться от него. Таким образом, всегда можно сделать проступь шире, а лестницу - удобнее в эксплуатации при подъеме. Но безопасность спуска при этом не повышается, так как расчетные размеры ступеней остаются неизменными.
Размер общего прогона высчитывается по количеству подступенков, размеру проступей и способу крепления лестницы вверху. Для изготовления простой одномаршевой лестницы желательно подобрать несколько вариантов. Например: 13/206, 14/192, 15/179, 16/168. Первое число здесь обозначает количество подступенков, а второе - их высоту.
Удобство и безопасность в использовании лестничной конструкции во многом зависит от угла ее подъема, т. е. от относительной величины подъема лестничного марша.
Несмотря на то что угол подъема марша может варьироваться в пределах от 20 до 50°, идеальными будут лестницы, относительная величина подъема лестничного марша которых составляет от 23 до 38°. Пологими можно считать лестничные конструкции с крутизной до 38°, а крутыми - с уклоном в 38-45°. Если уклон будет меньше 23°, то вместо лестницы рекомендуется положить пандус. Если уклон превышает 45°, то желательно изменить тип лестницы, из-за крутизны она может быть приставной или раскладной. Для винтовых сооружений идеальным считается угол подъема 25-35°.
Главными факторами при определении крутизны лестницы являются возрастной показатель тех, кто будет по ней передвигаться (так как для пожилых людей уклон более 38° будет неудобным), а также размер места, предназначенного для устройства конструкции.
Есть определенная связь между высотой этажа, высотой ступеней и их количеством в зависимости от степени крутизны лестничной конструкции.
При выборе крутизны лестничного марша следует учитывать, что расстояние от верхней плоскости каждой ступени до потолка (высота просвета) согласно строительным нормам не должно составлять менее 1900-2000мм. Чем больше просвет, тем удобнее лестница, особенно для высоких людей. То же самое относится и к лестничным площадкам. Устройство достаточного по размерам просвета избавит от риска удариться головой о потолок, к тому же можно будет забыть и о проблемах с перемещением крупных предметов.
Заключительный раздел статьи посвящен тому, как рассчитать ступени поворотной лестницы.
Как рассчитать забежные ступени: способ расчета поворотной лестницы
До этого речь шла о ступенях прямолинейных лестничных конструкций. Чтобы сэкономить пространство, вместо промежуточных лестничных площадок между прямыми маршами рекомендуется закладывать забежные ступени. У них наружный и внутренний края имеют различия по ширине. Такие лестницы отличаются тем, что изменение направления движения по ним происходит плавно благодаря постепенному переходу от прямых ступеней к забежным. Как же нужно рассчитывать размеры ступеней на поворотной лестнице?
При расчете поворотной лестницы с забежными ступенями необходимо иметь в виду, что самая маленькая ширина проступи на узком конце ступени должна составлять не менее 100 мм, а нависание над нижележащей ступенью может быть не более 50 мм. Забежные ступени имеют своеобразную клиновидную форму, для создания которой необходимы специальные умения. Расчеты можно производить несколькими способами.
Самым распространенным является метод пропорционального деления. Рассмотрим его на примере проектирования полуоборотной одномаршевой лестницы со средними забежными ступенями.
Перед тем как рассчитывать забежные ступени, необходимо сначала разбить среднюю линию марша на равные части, при этом на середину полуокружности должна приходиться одна ступень.
Ширина ее проступи в самом узком месте задается предварительно, но она должна составлять более 100 мм. При наличии четырех точек для центральной ступени следует провести линии ее продольных кромок, затем продолжить их до пересечения с осью симметрии. Полученную в результате этих действий при расчете поворотных ступеней точку - первую точку отрезка пропорционального деления - можно обозначить буквой А.
Для нахождения второй точки пропорционального деления необходимо соединить контуры прямых ступеней, которые являются смежными с забежными. Так определяют точку пересечения с осью симметрии. Ее при расчете лестницы с забежными ступенями можно обозначить буквой В. Затем прямую АВ следует разделить на отрезки в пропорции 1: 2: 3: 4: 5: 6, т. е. их число должно быть равным числу забежных ступеней по обе стороны от оси симметрии. В результате нужно соединить точки "деления оси симметрии с точками деления средней линии марша.
При «снятии» размеров с чертежа следует тщательно проверить размерную цепочку всех ступеней методом сложения. В итоге сумма размеров, «снятых» с одной стороны ступеней, не должна быть больше или меньше действительного размера лестницы на данном участке.
При расчёте по несущей способности элементы лестницы расчленяются на статически определимые балки - консольные или однопролётные, и рассчитываются по соответствующим формулам. Так как лестницы подвержены действию динамических нагрузок, к жёсткости несущих элементов предъявляются повышенные требования: прогиб их не должен превышать 1/400 пролёта. Нагрузки, действующие на лестничные марши и площадки, должны собираться путем сложения собственного веса конструкций и временных нагрузок: в жилых домах - 300 кг/м².
При подъеме человек затрачивает примерно в два раза больше энергии, чем при движении по горизонтали (рис. 2). Практикой установлено: лестница удобна и безопасна, если удвоенная высота подступёнка, сложенная с шириной ступени (проступью), равняется среднему шагу человека. Длина шага человека на плоскости составляет примерно 600–640 мм. Исходя из этого, проступь и подъем определяют по формуле: 2а+b = 600…640 мм .
Рис.2. Расчет высоты и ширины рядовых ступеней
Как альтернативу можно использовать другую, более легкую для запоминания, формулу: а+b = 450 ± 20 мм , где а - высота ступени (подступёнка), b - ширина ступени (проступи).
Ширина проступи должна обеспечивать опирание ноги полной стопой, то есть быть не меньше 200 и не больше 320 мм. Оптимальной считается высота подступёнка, равная 150, а ширина проступи - 300 мм. При сильном увеличении ширины проступи вы непременно собьетесь с шага, а при сильном уменьшении затруднится спуск. При проектировании забежных ступеней нужно учитывать, что минимальная ширина ступеней с узкого конца должна составлять не менее 100 мм, а нависание проступи над нижней ступенькой должно быть не более 50 мм. Так же нависание верхней ступени над нижней делается тогда, когда другими способами не удается увеличить ширину проступи, в этом случае величина нависания не должна превышать 30 мм для деревянных и 50 мм для железобетонных ступеней.
Наиболее удобные углы подъёма лестницы находятся в диапазоне от 23 до 37°. Чем лестница круче, тем меньше ей надо места для установки в доме, и соответственно, чем лестница положе, тем больше места необходимо для неё предусмотреть. Если угол меньше 23° - лестницу можно заменить пандусом (ровной наклонной площадкой), если больше 45°, то лестница переходит в разряд приставных или раскладных (рис. 3). Оптимальный угол подъема винтовых лестниц - 25–35°. Наиболее сложным процессом при крутизне лестничного марша более 40° является спуск с лестницы, а при углах более 45° спуск можно осуществлять только спиной вперед.
рис. 3. Нормативная зависимость размеров ступеней от крутизны лестницы
Количество ступеней зависит от высоты этажа и угла наклона лестницы. Зная местоположение лестницы в плане и высоту помещения, количество ступеней можно (и проще) установить графически, а после этого, по формулам безопасности определить ширину проступи.
Для графического построения лестницы на миллиметровой бумаге или бумаге «в клеточку» нужно в масштабе нарисовать лестничный марш (рис. 4) соизмеряя его с высотой этажа.
рис. 4. Пример графического расчета количества ступеней и высоты подступёнка. Таблица высот для ступенек в зданиях с нормативной высотой этажа
Высотой этажа называется разница высотных отметок уровней чистого пола нижнего и верхнего этажа, то есть в размер высоты этажа должны быть включены толщины одежды полов. Например, пол нижнего этажа облицован керамической плиткой, а пол верхнего этажа выложен паркетом по лагам и фанерному «черному полу». В расчет высоты этажа должны быть включены все слои данных половых конструкций: внизу - толщины выравнивающей стяжки, плиточного клея и плитки; вверху - толщина лаг, фанеры и паркета. В России еще со времен существования СССР высота этажа - величина регламентированная. Обычно стандартная высота этажа равна 2,8 или 3 м, реже - 2,7 или 3,3 м, что позволяет проектировать высоту помещения (расстояние от пола до потолка) не менее 2,4 м. Такая высота этажа позволяют без особого труда вписать лестницу с размерами ступеней, отвечающим требованиям расчетной формулы безопасности (рис. 4, таблица 2). Если ваша высота этажа отличается от нормативной и не кратна 3, то высоту ступеней нужно рассчитывать (округлять) с точностью до одного миллиметра, но так, чтобы высоты всех подступёнков были одинаковыми. Погрешность вычисления, набегающую от округления высот, лучше распределить на нижнюю фризовую ступень, а остальные ступеньки марша сделать одинаковой высоты.
Разные по высоте ступени приводят к постройке травмоопасной лестницы. Особенно опасной эта лестница становится во время спуска в ночное время суток. Спускаясь по лестнице, мышечная память нам подсказывает, что должна быть ступенька. Вес тела переносится на ногу, а ступеньки под ней нет… Она - ниже! И всего-то два-три десятка миллиметров, а ногу подвернули… и еще хорошо, если не покатились кубарем вниз.
В домах с нестандартной высотой этажа для выравнивания высоты ступеней допускается опустить уровень чистого пола верхней этажной площадки чуть ниже относительно уровня чистого пола остального этажа. Порожек лучше не делать, а сделать пол этажной площадки в виде пандуса, то есть наклонным. Для подравнивания высоты ступенек потребуется всего несколько миллиметров так, что уклон будет вряд ли сильно заметным. Как вариант, если лестничная площадка огорожена стенами с дверями, полы между этими помещениями можно сделать с небольшим порогом. Такое решение всем хорошо знакомо: уровень этажных площадок в многоквартирных домах, как правило, ниже уровня чистых полов в квартирах. Ноги мы здесь не ломаем - привыкли.
В таблице 1 рисунка 3 приведены размеры ступеней для «уплотненных» лестниц, пригодных для загородных домов. Нередко в планировках этих домов под лестницы оставляется так мало места, что для того, чтобы сделать лестницу короче, приходится жертвовать шириной проступи. Так, например, в лестнице с высотой подступёнка 200 мм ширина проступи равняется 250 мм. Взрослый человек не может опереться на такую проступь полной ступней и ему приходится спускаться с лестницы боком или спиной вперед. В таблице 2 рисунка 4 приведены размеры высот подступёнков для стандартных высот этажа. Рассчитать ширину проступи по формулам безопасности не составит особого труда. Но есть и еще один способ определить размеры ступеней - графический.
Этот эргономический способ основан на том, что человек, свободно делая по горизонтальной плоскости шаг в 620 мм, может с той же легкостью поднимать ногу на высоту, равную лишь половине этой величины, то есть на 310 мм. Поэтому, если на горизонтальной оси графика (рис. 5) отложить известное число частей, равных каждая одному шагу (620 мм), а на вертикальной оси - равных высоте подъема ноги 310 мм, то такое построение дает возможность получить размеры подъема и ширины ступеней для лестницы с любым наклоном. Для этого нужно нанести на график линию наклона своей лестницы (ее высота и длина известны) и в точках пересечения с сеткой графика провести перпендикуляры. Это и есть оптимальная высота и ширина ступени для данного уклона лестничного марша. Более того, вы можете воспользоваться этим методом и построить лестницу конкретно «по себя». Например, задав шаг равным 600, а подъем соответственно 300 мм либо задав длину шага такой, какой вы считаете нужным.
рис. 5. Графический способ подбора оптимальных размеров ступеней (размеры в мм)
Вопросы проектирования лестниц
Тип лестницы и место ее расположения определяется исходя из назначения здания или помещения, в котором она должна быть установлена.
При проектировании лестниц, как правило, принимают во внимание следующие основные условия и требования: какого типа движение должна обеспечивать лестница, будучи при этом безопасной и удобной; какова разность уровней; какого размера и какой формы имеется пространство для размещения лестницы; какая строительная технология применима в данных условиях; где и в какой степени лестничные конструкции могут иметь опоры; должны также учитываться нагрузки, которые будет воспринимать лестница в процессе эксплуатации; а также то, каким эстетическим требованиям должна отвечать лестница в зависимости от своих функций и окружающего интерьера.
Выбрав тип лестницы, определяют ее параметры, а именно: количество маршей, полезная ширина, длина горизонтального заложения каждого марша, количество и длина лестничных площадок.
Требования к лестницам содержатся в ряде нормативных документов, приведем выдержки из некоторых.
Определяет, что число подъемов в одном лестничном марше или на перепаде уровней должно быть не менее 3 и не более 18. Наименьшую ширину и наибольший уклон лестничных маршей следует принимать согласно таблице.
Согласно число подъемов в одном марше между площадками (за исключением криволинейных лестниц) должно быть не менее 3 и не более 16. В одномаршевых лестницах, а также в одном марше двух- и трехмаршевых лестниц в пределах первого этажа, допускается не более 18 подъемов. Ширина лестничного марша в общественных зданиях должна быть не менее ширины выхода на лестничную клетку с наиболее населенного этажа. Предусматривать на путях эвакуации винтовые лестницы и забежные ступени, а также разрезные лестничные площадки, как правило, не следует.
Для архитекторов само собой разумеющимся считается, что проектирование лестниц должно осуществляться на стадии проектирования всего здания в целом. Но практике часто оказывается иначе.
Дизайнеры и строители, работающие в двухэтажных квартирах, частных домах или разноуровневых офисах, достаточно часто сталкиваются с одной и той же проблемой. Заказчики вспоминают о том, что необходимы лестницы, лишь в период отделочных работ, когда общестроительные работы уже закончены. А ведь лестницы являются конструктивной частью здания . И только на стадии проектирования всех частей здания в целом можно грамотно решить планировочные задачи, а также определить способы крепления лестниц к несущим конструкциям, определить размеры и местоположение проемов в междуэтажных перекрытиях. При этом соблюсти требования нормативных документов по уклону, ширине маршей и площадок, количеству ступней в марше, нагрузкам, и т.д., а также обеспечить удобство пользования лестницей.
И только определив для себя диапазон творческой свободы, проектировщик может приступить к решению и эстетических задач. Выполнить пожелания заказчика по выбору стиля, материала, цветового решения, и т.п.
Только увязывая лестницы с общим конструктивным, планировочным и эстетическим решением всего сооружения, можно создать действительно удобные, безопасные, красивые, долговечные и экономически целесообразные конструкции. Отступление от этого правила обернется для заказчика в лучшем случае дополнительными материальными затратами (придется использовать неэффективные дорогостоящие конструктивные решения), или придется расплачиваться неудобством эксплуатации лестницы, которая получится слишком узкой, с чересчур большим уклоном или с неудобными ступенями.
Безопасность
Лестница - это зона повышенного риска. Поэтому при проектировании особое внимание необходимо уделить крутизне или уклону лестницы, ограждениям, освещению, расположению площадок, размерам лестничных проемов.
Допустимый уклон лестничного марша определяется исходя из нормативных документов (см. выше). При этом уклон должен быть постоянной величиной и не должен изменяться на протяжении средней линии лестничного марша. Высота каждой ступени должна быть строго одинаковой; неодинаковая высота ступеней является причиной многих травм, полученных на лестницах.
Ограждения должны выдерживать боковую нагрузку порядка 100 кг, чтобы взрослый человек мог спокойно на них опереться. Расстояние между вертикальными стойками перил не должно превышать 150 мм, а если в доме есть дети - 120 мм.
Если в доме есть дети, то лучше также сделать лестницы с подступенком ("глухие"), т.к. высота ступеней обычно не меньше 15-17 см, и ребенок может получить травму, попав между ними.
Особое внимание надо уделить освещению лестницы, необходимо заранее продумать, чтобы выключатели были доступны. Особенно хорошо должна быть освещена первая и последняя ступенька. Хорошо, если свет и тень будет резко контрастировать на проступи и подступенке. В результате граница станет четко видимой, ведь большинство травм происходит из-за соскальзывания ноги именно с края ступени. Удобной является система, автоматически включающая свет на несколько минут, достаточных для того, чтобы подняться или спуститься.
При расчете лестницы необходимо учитывать высоту между ступенями и потолком (краем перекрытия, балками, и т.п.). Для удобства передвижения оно не должно быть меньше 2 м. Это требование определяет и размеры лестничного проема.
Безопасность лестницы зависит также и от материала, из которого сделаны ступени. Если лестница облицована полированным камнем, то необходимо дополнительное противоскользящее ковровое покрытие, закрепляющееся на ступеньках. Специальные коврики для ступенек используются не только для каменных ступеней, они могут быть закреплены на ступеньках из любых материалов. Они не только препятствуют скольжению, но и защищают лестницу, продлевая срок ее службы. Коврики бывают из разных материалов: сизаля, натуральной шерсти, полипропилена, полиамида или резины. Каждый коврик прочно фиксируется на любой поверхности, основа из латексной резины не дает "просачиваться" песку, грязи, воде.
