Страница:
Лестницы принято размечать в несколько этапов, что позволяет заранее вникнуть в возникающие проблемы. Однако важно помнить, что между этапами разметки есть четкая связь, и, следовательно, коррективы, внесенные в один, подобно цепной реакции, повлекут за собой изменения в последующих.Можно расширить центральную опору винтовой лестницы или вовсе от нее отказаться. В этом случае получится разновидность винтовой лестницы – спиралеобразная. Если ее внутренний и наружный радиусы идеальны, она называется циркульной, если эти величины изменяются – лекальной. Подобно маршевым, лекальные лестницы могут иметь Г-, Пи S-образную форму.
Если лестница сочетает лекальные и маршевые участки, она относится к комбинированным.
В заключение несколько цифр, которые ориентировочно укажут, какую площадь в горизонтальной проекции займет та или иная лестница:
• прямая одномаршевая – 2500–3000 мм;
• прямая одномаршевая с промежуточной площадкой – 3100 мм;
• с двумя поворотами на 90º – 2100 мм;
• винтовая с центральной опорой – 3600 мм.
Такова в общих чертах классификация лестниц. Некоторые из них, в частности вспомогательные, пожарные и аварийные, по понятным причинам не представляют для нас интереса. Основное внимание мы уделим другим конструкциям, поскольку именно они предназначаются для сооружения в жилых домах. Речь прежде всего идет о деревянных лестницах. И начнем мы разговор с элементов и параметров лестничной конструкции, без понятия о которых невозможно сооружать лестницу.
Параметры лестниц и принципы их конструирования
Составляющими (рис. 3) «вертикальной дороги» являются:
• лестничный марш;
• лестничная площадка;
• тетивы или косоуры;
• ограждение.
Лестничный марш (пролет), по которому осуществляются подъем и спуск, образуют ступени, состоящие из проступей и подступенков, и наклонные балки. Ширина проступи и высота подступенка определяют общую высоту лестницы и ее уклон. По своему устройству лестничные марши могут быть прямо– и криволинейными, дугообразными и др. Для поворотных лестниц, а также для тех, которые соединяют более двух этажей, полезная ширина марша должна быть равна, как минимум, 1000 мм, чтобы по ней одновременно могли проходить два человека, причем ширина маршей должна оставаться неизменной на всем их протяжении.
Рис. 3. Основные конструктивные элементы лестницы: 1 – лестничный марш; 2 – верхняя лестничная площадка; 3 – поручень; 4 – ограждение; 5 – проступь; 6 – подступенок; 7 – промежуточная лестничная площадка; 8 – нижняя лестничная площадка
Ступени – это один из основных элементов лестниц, которые начинаются с нижней фризовой ступени и завершаются верхней фризовой ступенью, являющейся не только верхней точкой лестничного марша, но и соединяющей с лестничной площадкой. В промежутке между ними располагаются основные ступени.
Ступени различаются как своим положением в марше, так и проекцией. По этому признаку (т. е. по форме) они делятся на:
• прямые;
• дугообразные;
• клинообразные (забежные).
У прямолинейных лестниц размер проступи совпадает с шириной ступени, определенной по центральной оси марша, у криво– и дугообразных он устанавливается по средней линии хода (ходовой полосе). Высота подступенка, независимо от типа ступеней, равна разнице между уровнями ступеней либо их среднему арифметическому.
Согласно математическим расчетам и в соответствии с общепринятыми правилами минимальное количество ступеней в одном марше равно 3, а максимальное – 18, что считается оптимальным для жилого дома. Это продиктовано тем, что при меньшем количестве возрастает риск оступиться, а при большем подъем по лестнице слишком утомляет (в таких случаях необходимо устраивать промежуточную лестничную площадку). Кроме того, предпочтительно нечетное количество ступеней, поскольку более удобно, если человек ступает на лестницу и сходит из нее с одной и той же ноги.
У прямолинейных лестниц ходовая полоса приходится на середину ширины марша; у криволинейных конструкций она должна отстоять от края пролета примерно на 400–500 мм; у винтовых лестниц она проходит на таком же расстоянии от оси центральной опоры (стойки). Различные по форме стойки (круглые или многоугольные) являются многофункциональными, поскольку призваны нести не только собственный вес, но и нагрузку, сообщаемую ступенями и всей лестницей. В некоторых случаях они могут играть роль опоры верхнего перекрытия.
Лестничные площадки различны по конфигурации и бывают четырех– и многоугольными, а также индивидуальными по своей форме. Лестничная площадка не может быть уже лестничного марша, но ее ширина должна быть не более 1200 мм. Длина должна составлять не менее удвоенной длины шага среднего человека, т. е. 1300–1400 мм. Длина лестничной площадки, расположенной у входной двери, не может быть менее 1000 мм, если установлена раздвижная дверь или если последняя открывается в сторону, противоположную лестнице. При расчете параметров лестничной площадки, находящейся перед дверями, которые открываются в сторону лестницы, надо принимать во внимание ширину дверного полотна и возможность удобного и безопасного положения человека у двери в тот момент, когда она открывается.
Так же разнообразны по форме и межлестничные проемы, которые проектируются в виде четырехугольника, круга, иногда эллипса и даже треугольника. Если здание имеет среднюю высоту, то ширина лестничного проема может варьироваться от 100 до 300 мм.
Ступени лестничного марша лежат на одной, но чаще двух наклонных балках, называемых тетивами и косоурами (последних может быть и три, тогда средний из них считается промежуточным). Они, в свою очередь, опираются на балки, на которых устанавливаются лестничные площадки.
Есть и бескосоурные лестницы, где лестничные марши и площадки одним концом или стороной встроены в стену, а противоположный конец или сторона вообще не имеют опоры. Такие конструкции чаще всего устанавливаются в домах, где движение по лестнице не отличается повышенной интенсивностью. Достоинством бескосоурных лестниц является то, что они изготавливаются и монтируются непосредственно на месте; недостатком – необходимость скрупулезного расчета каждой ступени, а также их повышенная звукопроводимость.
Для удобства пользования и в целях повышения безопасности лестницы оборудуются ограждениями, поверх которых размещаются поручни. Материалом для ограждений служат металл, дерево, кирпич, стекло и пр.
Высота перил для междуэтажных лестниц составляет не менее 900 мм, но она увеличивается до 1100 мм, если высота лестницы более 12 м, или до 1500 мм, если лестницей пользуются дети. Более подробно об особенностях лестничных ограждений мы поговорим в соответствующей главе.
При разработке проекта лестницы необходимо учесть целый ряд требований и соблюсти определенные условия, в частности:
• на какой тип движения должна быть она рассчитана;
• какого рода нагрузки должна будет выдерживать при эксплуатации, т. е. будут ли по ней передвигаться только люди, или не исключается перемещения грузов;
• какова разность между этажами (уровнями);
• какова площадь и конфигурация помещения, в котором будет располагаться лестница;
• какую технологию следует использовать в данных конкретных условиях;
• в каком месте могут быть установлены опоры для лестничной конструкции;
• каким эстетическим принципам должна соответствовать лестница для того, чтобы вписаться в окружающее пространство и интерьер.
Ответив на эти вопросы, вы определите тип лестницы, после чего можно будет говорить о ее параметрах, к которым относятся:
• высота подъема;
• площадь лестницы в плане;
• уклон (крутизна);
• количество маршей, ступеней;
• ширина проступи (ширина ступени);
• высота подступенка (высота ступени);
• число и длина лестничных площадок.
Между ними существуют определенные соотношения, поэтому параметры лестницы невозможно выбрать по своему желанию. Например, от высоты подъема и уклона зависит площадь прямой лестницы в плане; в свою очередь, площадь в плане и высота подъема определяют уклон. В процессе разработки лестничной конструкции некоторые параметры задаются проектом, другие вычисляются. Например, зная площадь лестницы в плане, можно рассчитать ее уклон, а также легко установить количество ступеней и т. д.
Прежде чем приступить к конструированию лестницы, надо определить ее размер, для чего требуется знать следующее:
• место лестницы на плане;
• высоту этажа;
• схему лестницы;
• габариты ступеней.
Первые три пункта не требуют пояснений, поскольку для определения первого надо взглянуть на чертежи дома, значение второго устанавливается простым измерением, а третье закладывается проектом. Особого внимания заслуживает последний пункт.
Есть несколько разных способов расчета размеров ступеней.
1. Если сравнить усилия, которые совершает человек, передвигаясь по горизонтальной поверхности и при подъеме по лестнице, то окажется, что в первом случае он затрачивает приблизительно в 2 раза меньше энергии. Чтобы пользоваться лестницей, не прикладывая чрезмерных усилий, нужно, чтобы для каждой ступени выдерживалось определенное «соотношение между расстоянием, на которое человек перемещается вперед, и расстоянием, на которое он опускается или поднимается» (напомним, что это соотношение называется уклоном), т. е. «ширина проступи и высота подступенка должны соответствовать ширине среднего человеческого шага» (данный способ расчета был разработан еще в 1672 г. французским архитектором Ф. Блонделем), а она в среднем равна 600–650 мм при подъеме ноги на 300–320 мм. В практике применяется правило, согласно которому ширина среднего шага человека равна сумме удвоенной высоты подступенка (h) с шириной проступи (b):
При высоте подступенка 170 мм ширина проступи составит 290 мм. Такое соотношение (его принято записывать как 29/17) считается идеальным. Однако в практической деятельности оптимальными признаны несколько другие параметры, а именно: в частном доме высота подступенка варьируется в пределах от 140 до 170 мм, но может быть не менее 120 мм и не более 200 мм; ширина проступи – от 280 до 300 мм, но не менее чем 250 мм (при чересчур широкой проступи поднимающийся будет сбиваться с шага, а при слишком узкой затруднения возникнут при спуске). Нередко ширину проступи увеличивают на 20–30 мм (это определяется толщиной подступенка), поскольку лестница с заглубленными подступенками более комфортна в эксплуатации (это, конечно, вынужденная мера, к которой прибегают, когда нет другого способа увеличить ширину проступи). При этом очень важно, что ширина проступи возрастает, а место, отведенное под лестницу, остается неизменным.
После умножения оптимальной ширины проступи на количество подступенков (не забудьте предварительно вычесть из него 1, поскольку при совпадении верхней проступи с уровнем пола или лестничной клетки количество проступей уменьшается на одну) вы установите заложение марша (длину его горизонтальной проекции).
Чтобы определить длину основания лестницы, надо умножить количество проступей на их ширину. Кроме того, стоит иметь в виду, что длина общего прогона и длина проема в полу верхнего этажа должны быть практически одинаковыми.
После таких подсчетов, зная высоту лестницу, можно без труда установить количество ступеней и длину основания лестницы (общий прогон). Понятно, что высота лестницы напрямую зависит от высоты этажа, которая известна из чертежей или измеряется обычным способом. Причем последнее более надежно, поскольку высота здания на бумаге вследствие строительных погрешностей может отличаться от той, что имеется в действительности. Поэтому проще измерить расстояние от пола первого этажа до пола второго. После несложного арифметического действия – деления полученной величины на высоту подступенка – вы назовете точное количество ступеней. Главное, первоначально выбирая высоту подступенка, помнить, что частное от деления должно быть целым числом, иначе ступени будут иметь разную высоту, что недопустимо. Если получается дробное число, округлите его в большую сторону (для более пологой лестницы) или в меньшую (если допускается, что она будет крутая). Разделив общую высоту марша на количество ступеней и округлив результат, вы узнаете высоту подступенка. Кроме того, из табл. 2 можно понять, как соотносятся высота подступенка с высотой этажа и количеством ступеней.
Таблицы 2
СООТНОШЕНИЕ ВЫСОТЫ ПОДСТУПЕНКА С ВЫСОТОЙ ЭТАЖА И КОЛИЧЕСТВОМ СТУПЕНЕЙ В МАРШЕ
В качестве комментария к табл. 2 заметим, что независимо от количества ступеней простыми в изготовлении будут лестницы с высотой подступенка 120, 125, 132, 135, 140, 160, 165, 175, 180, 200 мм, а не только простыми в изготовлении, но и вызывающими наименьшее утомление при эксплуатации – лестницы с высотой подступенка 150 мм.
Помощь в подборе ступеней для лестниц в зависимости от их крутизны окажет и табл. 3.
Таблица 3
СООТНОШЕНИЕ ВЫСОТЫ СТУПЕНЕЙ С ИХ КОЛИЧЕСТВОМ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВЫСОТЫ ЭТАЖА И УКЛОНА ЛЕСТНИЦЫ
2. Для выбора параметров ступеней можно опираться и на два эмпирических правила, связывающие высоту подступенка (h) и ширину проступи (b):
• первое называется формулой удобства: b – h = 120 мм;
• второе – это формула безопасности: b + h = 460 мм.
Исходя из этого, рекомендуется выбирать соотношение между шириной проступи и высотой подступенка, приближенное к оптимальному (например, одинаково комфортными будут лестницы, имеющие ширину проступи 295 мм при высоте подступенка 150 или 230 и 215 мм соответственно, поскольку в обоих случаях в сумме они составят 445 мм, что не противоречит формуле безопасности), хотя многое зависит от месторасположения и формы лестницы, величины помещения и др.
Нельзя не заметить, что представленные формулы удобства и безопасности работают лишь в небольшом диапазоне размеров (по крайней мере так утверждают практики). Универсальным является способ, предложенный Блонделем.
3. Рассчитать размеры ступеней можно еще одним способом – графически (рис. 4).
Рис. 4. Графический способ определения параметров ступеней (размеры указаны в миллиметрах): 1 – линия уклона лестницы
Этот способ является эргономическим, поскольку опирается на естественные для человека параметры, в частности на то, что по горизонтальной поверхности длина шага составляет в среднем 620 мм и что на высоту 310 мм ногу поднимать легко. Если на оси x (по горизонтали) отложить определенное количество частей, равных 620 мм, а на оси y (по вертикали) – столько же частей, равных 310 мм, то это позволит установить габариты ступеней для всех лестниц независимо от уклона. Для реализации этого способа действуйте так:
1) возьмите миллиметровую (или хотя бы в клеточку) бумагу;
2) начертите оси координат;
3) в определенном удобном масштабе отложите на осях отрезки, равные длине шага (на оси х) и высоте подъема (на оси y);
4) соедините полученные точки;
5) начертите линию уклона лестницы (по углу);
6) через точки пересечений имеющихся на чертеже линий проведите пунктирные линии, параллельные осям;
7) по пунктирным линиям начертите линию-«лесенку»;
8) измерьте размер получившихся ступеней (не забудьте сделать поправку на масштаб).
Между параметрами ступени (шириной и высотой) и уклоном лестницы будет прослеживаться определенная зависимость, наглядно представленная в табл. 4.
Рассчитывая параметры ступеней (высоту подъема, ширину, форму), не забудьте, что это размеры ступеней в плане. В действительности их можно слегка корректировать (рис. 5), например увеличить ширину проступи, предусмотрев у ступени валик (нависание проступи не должно быть более 50 мм); выполнить подступенок скошенным (но не более чем на 50 мм) или вовсе отказаться от него.
Таблица 4
СВЯЗЬ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЕЛИЧИНЫ ПОДЪЕМА МАРША С РАЗМЕРАМИ СТУПЕНЕЙ
Эти манипуляции делают проступь шире, а лестницу – более комфортной при подъеме. Что касается спуска, то безопасность его отнюдь не возрастает, поскольку расчетные размеры ступеней не меняются.
Рис. 5. Некоторые формы ступеней: а – с прямыми углами; б – со скошенным подступенком; в – с валиком у проступи; г – без подступенка
То, насколько удобной и безопасной в использовании будет лестница, во многом зависит от угла ее подъема, т. е. от относительной величины подъема марша. Несмотря на то что угол подъема марша может колебаться в пределах от 20 до 50º, комфортными будут лестницы, относительная величина подъема лестничного марша которых составляет от 23 до 38º. Пологими являются лестницы с крутизной до 38º, крутыми – с уклоном в диапазоне 38–45º. Если уклон по расчетам выходит менее 23º, то вместо лестницы проще положить пандус; если он превысит 45º, то придется изменить тип лестницы, поскольку при такой крутизне она перейдет в класс приставных или раскладных. Для винтовых лестниц оптимально, если угол подъема составляет 25–35º.
Лучше всего, когда отношение высоты марша к его горизонтальной проекции равно 1 : 2–1 : 1,75. В этом случае уклон лестницы не выходит за пределы 30º. Если места катастрофически не хватает, максимально допустимое значение – 1 : 1,25, т. е. 40º, поскольку при 1 : 1, что соответствует 45º, спускаться с лестницы можно будет только вперед спиной. Но в любом случае уклон лестницы должен оставаться постоянным по всей средней линии марша.
Основные факторы, которые следует принимать в расчет, определяя крутизну лестницы, таковы:
• возрастной контингент пользователей, поскольку пожилым членам семьи вряд ли покажется удобным уклон более 38º;
• то, насколько велико место предполагаемого устройства лестницы (это имеет решающее значение).
Понятно, что для пологой конструкции требуется больше свободного пространства, а при его отсутствии приходится поступаться комфортом. Чтобы не стать перед подобной дилеммой, лестницу необходимо предусматривать еще на стадии проектирования дома и закладывать для нее соответствующего размера площадь.
Существует связь, показанная в табл. 5, между высотой этажа, высотой ступеней и их количеством в зависимости от степени крутизны лестницы.
Таблица 5
СООТНОШЕНИЕ ВЫСОТЫ, ШИРИНЫ, КОЛИЧЕСТВА СТУПЕНЕЙ С ВЫСОТОЙ ЭТАЖА И УКЛОНОМ МАРША
Решая, какую крутизну придать лестничному маршу, необходимо помнить, что расстояние от верхней плоскости каждой ступени до потолка, т. е. высота прохода (просвета), не должно быть менее 1900– 2000 мм (так диктуют строительные правила, хотя чем больше просвет, тем это удобнее, особенно для высоких людей). То же самое надо сказать и о лестничных площадках. Реализация такого требования избавит от необходимости постоянно помнить о риске удариться головой о потолок или проблемах с перемещением крупных предметов.
Для наглядности представим на конкретном примере, как производится расчет лестницы одним из описанных способов.
Дано:
• имеется двухэтажный дом;
• ширина лестничной клетки – 5900 мм;
• ширина лестничной клетки – 3000 мм;
• расстояние между уровнями пола первого и второго этажа – 3300 мм;
• расстояние между лестничными маршами – 100 мм;
• ширина проступи – 300 мм;
• высота подступенка – 150 мм.
Надо выполнить расчет габаритов лестницы и представить ее графически. Для этого требуется:
1. Убедиться, что параметры ступеней выбраны правильно, с целью чего проверить, соответствуют ли они формуле 2 h + b = 600–650 мм:
8. Выполнить чертеж (рис. 6).
Рис. 6. Лестничная клетка (размеры указаны в миллиметрах): а – в разрезе; б – на плане; 1 – ступени
• лестничный марш;
• лестничная площадка;
• тетивы или косоуры;
• ограждение.
Лестничный марш (пролет), по которому осуществляются подъем и спуск, образуют ступени, состоящие из проступей и подступенков, и наклонные балки. Ширина проступи и высота подступенка определяют общую высоту лестницы и ее уклон. По своему устройству лестничные марши могут быть прямо– и криволинейными, дугообразными и др. Для поворотных лестниц, а также для тех, которые соединяют более двух этажей, полезная ширина марша должна быть равна, как минимум, 1000 мм, чтобы по ней одновременно могли проходить два человека, причем ширина маршей должна оставаться неизменной на всем их протяжении.
Ступени – это один из основных элементов лестниц, которые начинаются с нижней фризовой ступени и завершаются верхней фризовой ступенью, являющейся не только верхней точкой лестничного марша, но и соединяющей с лестничной площадкой. В промежутке между ними располагаются основные ступени.
Ступени различаются как своим положением в марше, так и проекцией. По этому признаку (т. е. по форме) они делятся на:
• прямые;
• дугообразные;
• клинообразные (забежные).
У прямолинейных лестниц размер проступи совпадает с шириной ступени, определенной по центральной оси марша, у криво– и дугообразных он устанавливается по средней линии хода (ходовой полосе). Высота подступенка, независимо от типа ступеней, равна разнице между уровнями ступеней либо их среднему арифметическому.
Согласно математическим расчетам и в соответствии с общепринятыми правилами минимальное количество ступеней в одном марше равно 3, а максимальное – 18, что считается оптимальным для жилого дома. Это продиктовано тем, что при меньшем количестве возрастает риск оступиться, а при большем подъем по лестнице слишком утомляет (в таких случаях необходимо устраивать промежуточную лестничную площадку). Кроме того, предпочтительно нечетное количество ступеней, поскольку более удобно, если человек ступает на лестницу и сходит из нее с одной и той же ноги.
У прямолинейных лестниц ходовая полоса приходится на середину ширины марша; у криволинейных конструкций она должна отстоять от края пролета примерно на 400–500 мм; у винтовых лестниц она проходит на таком же расстоянии от оси центральной опоры (стойки). Различные по форме стойки (круглые или многоугольные) являются многофункциональными, поскольку призваны нести не только собственный вес, но и нагрузку, сообщаемую ступенями и всей лестницей. В некоторых случаях они могут играть роль опоры верхнего перекрытия.
Определение общего подъема очень важно. Если при этом допустить ошибку или неправильно определить соответствующее расстояние, то вверху либо внизу непременно обнаружится неполный подступенок. Наиболее частая причина подобных промахов в том, что измерять расстояние приходится между тем, что еще отсутствует.Между лестничными маршами расположены лестничные площадки, которые подразделяются на цокольные (или нижние), этажные, совпадающие с уровнем пола того или иного этажа, и промежуточные, т. е. находящиеся между этажами. Благодаря последним облегчается эксплуатация лестниц с количеством ступеней более 18, а также поворотных лестниц.
Лестничные площадки различны по конфигурации и бывают четырех– и многоугольными, а также индивидуальными по своей форме. Лестничная площадка не может быть уже лестничного марша, но ее ширина должна быть не более 1200 мм. Длина должна составлять не менее удвоенной длины шага среднего человека, т. е. 1300–1400 мм. Длина лестничной площадки, расположенной у входной двери, не может быть менее 1000 мм, если установлена раздвижная дверь или если последняя открывается в сторону, противоположную лестнице. При расчете параметров лестничной площадки, находящейся перед дверями, которые открываются в сторону лестницы, надо принимать во внимание ширину дверного полотна и возможность удобного и безопасного положения человека у двери в тот момент, когда она открывается.
Так же разнообразны по форме и межлестничные проемы, которые проектируются в виде четырехугольника, круга, иногда эллипса и даже треугольника. Если здание имеет среднюю высоту, то ширина лестничного проема может варьироваться от 100 до 300 мм.
Ступени лестничного марша лежат на одной, но чаще двух наклонных балках, называемых тетивами и косоурами (последних может быть и три, тогда средний из них считается промежуточным). Они, в свою очередь, опираются на балки, на которых устанавливаются лестничные площадки.
Есть и бескосоурные лестницы, где лестничные марши и площадки одним концом или стороной встроены в стену, а противоположный конец или сторона вообще не имеют опоры. Такие конструкции чаще всего устанавливаются в домах, где движение по лестнице не отличается повышенной интенсивностью. Достоинством бескосоурных лестниц является то, что они изготавливаются и монтируются непосредственно на месте; недостатком – необходимость скрупулезного расчета каждой ступени, а также их повышенная звукопроводимость.
Для удобства пользования и в целях повышения безопасности лестницы оборудуются ограждениями, поверх которых размещаются поручни. Материалом для ограждений служат металл, дерево, кирпич, стекло и пр.
Высота перил для междуэтажных лестниц составляет не менее 900 мм, но она увеличивается до 1100 мм, если высота лестницы более 12 м, или до 1500 мм, если лестницей пользуются дети. Более подробно об особенностях лестничных ограждений мы поговорим в соответствующей главе.
При разработке проекта лестницы необходимо учесть целый ряд требований и соблюсти определенные условия, в частности:
• на какой тип движения должна быть она рассчитана;
• какого рода нагрузки должна будет выдерживать при эксплуатации, т. е. будут ли по ней передвигаться только люди, или не исключается перемещения грузов;
• какова разность между этажами (уровнями);
• какова площадь и конфигурация помещения, в котором будет располагаться лестница;
• какую технологию следует использовать в данных конкретных условиях;
• в каком месте могут быть установлены опоры для лестничной конструкции;
• каким эстетическим принципам должна соответствовать лестница для того, чтобы вписаться в окружающее пространство и интерьер.
Ответив на эти вопросы, вы определите тип лестницы, после чего можно будет говорить о ее параметрах, к которым относятся:
• высота подъема;
• площадь лестницы в плане;
• уклон (крутизна);
• количество маршей, ступеней;
• ширина проступи (ширина ступени);
• высота подступенка (высота ступени);
• число и длина лестничных площадок.
Между ними существуют определенные соотношения, поэтому параметры лестницы невозможно выбрать по своему желанию. Например, от высоты подъема и уклона зависит площадь прямой лестницы в плане; в свою очередь, площадь в плане и высота подъема определяют уклон. В процессе разработки лестничной конструкции некоторые параметры задаются проектом, другие вычисляются. Например, зная площадь лестницы в плане, можно рассчитать ее уклон, а также легко установить количество ступеней и т. д.
Часто лестница сооружается до выполнения чистого пола. Но определить общий подъем необходимо. Поэтому надо заранее определить тип и толщину материала для устройства пола. Более того, рекомендуется изготовить шаблон, толщина которого будет равна толщине финишного полового покрытия.В определении размера лестницы немаловажное значение имеет представление о ширине лестничного марша. При этом необходимо исходить из того, что одному человеку для подъема по лестнице или спуска с нее вполне достаточно 600–700 мм. Но следует учесть возможность встречного движения, потребность переносить какие-либо громоздкие предметы и пр. Поэтому внутриквартирная лестница должна иметь ширину, как минимум, 800 мм (при этом быть простой конфигурации, идти вдоль одной стены и позволять перемещать крупногабарит), но лучше 900–1000 мм (заметим, что в домах с высоким уровнем комфорта ширина лестницы составляет 1250– 1500 мм, а садовых и дачных домиках ширина лестничного марша может не превышать 700–800 мм).
Прежде чем приступить к конструированию лестницы, надо определить ее размер, для чего требуется знать следующее:
• место лестницы на плане;
• высоту этажа;
• схему лестницы;
• габариты ступеней.
Первые три пункта не требуют пояснений, поскольку для определения первого надо взглянуть на чертежи дома, значение второго устанавливается простым измерением, а третье закладывается проектом. Особого внимания заслуживает последний пункт.
Есть несколько разных способов расчета размеров ступеней.
1. Если сравнить усилия, которые совершает человек, передвигаясь по горизонтальной поверхности и при подъеме по лестнице, то окажется, что в первом случае он затрачивает приблизительно в 2 раза меньше энергии. Чтобы пользоваться лестницей, не прикладывая чрезмерных усилий, нужно, чтобы для каждой ступени выдерживалось определенное «соотношение между расстоянием, на которое человек перемещается вперед, и расстоянием, на которое он опускается или поднимается» (напомним, что это соотношение называется уклоном), т. е. «ширина проступи и высота подступенка должны соответствовать ширине среднего человеческого шага» (данный способ расчета был разработан еще в 1672 г. французским архитектором Ф. Блонделем), а она в среднем равна 600–650 мм при подъеме ноги на 300–320 мм. В практике применяется правило, согласно которому ширина среднего шага человека равна сумме удвоенной высоты подступенка (h) с шириной проступи (b):
2 h + b = 600–650 мм.Поясним на примере. Предположим, что высота подступенка равна 185 мм. В этом случае ширина проступи должна составить 270 мм, поскольку 2 × 185 + 270 = 640 мм, т. е. параметры входят в диапазон величин, предложенный Блонделем.
При высоте подступенка 170 мм ширина проступи составит 290 мм. Такое соотношение (его принято записывать как 29/17) считается идеальным. Однако в практической деятельности оптимальными признаны несколько другие параметры, а именно: в частном доме высота подступенка варьируется в пределах от 140 до 170 мм, но может быть не менее 120 мм и не более 200 мм; ширина проступи – от 280 до 300 мм, но не менее чем 250 мм (при чересчур широкой проступи поднимающийся будет сбиваться с шага, а при слишком узкой затруднения возникнут при спуске). Нередко ширину проступи увеличивают на 20–30 мм (это определяется толщиной подступенка), поскольку лестница с заглубленными подступенками более комфортна в эксплуатации (это, конечно, вынужденная мера, к которой прибегают, когда нет другого способа увеличить ширину проступи). При этом очень важно, что ширина проступи возрастает, а место, отведенное под лестницу, остается неизменным.
После умножения оптимальной ширины проступи на количество подступенков (не забудьте предварительно вычесть из него 1, поскольку при совпадении верхней проступи с уровнем пола или лестничной клетки количество проступей уменьшается на одну) вы установите заложение марша (длину его горизонтальной проекции).
Чтобы определить длину основания лестницы, надо умножить количество проступей на их ширину. Кроме того, стоит иметь в виду, что длина общего прогона и длина проема в полу верхнего этажа должны быть практически одинаковыми.
После таких подсчетов, зная высоту лестницу, можно без труда установить количество ступеней и длину основания лестницы (общий прогон). Понятно, что высота лестницы напрямую зависит от высоты этажа, которая известна из чертежей или измеряется обычным способом. Причем последнее более надежно, поскольку высота здания на бумаге вследствие строительных погрешностей может отличаться от той, что имеется в действительности. Поэтому проще измерить расстояние от пола первого этажа до пола второго. После несложного арифметического действия – деления полученной величины на высоту подступенка – вы назовете точное количество ступеней. Главное, первоначально выбирая высоту подступенка, помнить, что частное от деления должно быть целым числом, иначе ступени будут иметь разную высоту, что недопустимо. Если получается дробное число, округлите его в большую сторону (для более пологой лестницы) или в меньшую (если допускается, что она будет крутая). Разделив общую высоту марша на количество ступеней и округлив результат, вы узнаете высоту подступенка. Кроме того, из табл. 2 можно понять, как соотносятся высота подступенка с высотой этажа и количеством ступеней.
Таблицы 2
СООТНОШЕНИЕ ВЫСОТЫ ПОДСТУПЕНКА С ВЫСОТОЙ ЭТАЖА И КОЛИЧЕСТВОМ СТУПЕНЕЙ В МАРШЕ
Помощь в подборе ступеней для лестниц в зависимости от их крутизны окажет и табл. 3.
Таблица 3
СООТНОШЕНИЕ ВЫСОТЫ СТУПЕНЕЙ С ИХ КОЛИЧЕСТВОМ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВЫСОТЫ ЭТАЖА И УКЛОНА ЛЕСТНИЦЫ
• первое называется формулой удобства: b – h = 120 мм;
• второе – это формула безопасности: b + h = 460 мм.
Исходя из этого, рекомендуется выбирать соотношение между шириной проступи и высотой подступенка, приближенное к оптимальному (например, одинаково комфортными будут лестницы, имеющие ширину проступи 295 мм при высоте подступенка 150 или 230 и 215 мм соответственно, поскольку в обоих случаях в сумме они составят 445 мм, что не противоречит формуле безопасности), хотя многое зависит от месторасположения и формы лестницы, величины помещения и др.
По жесткости несущие элементы лестницы должны соответствовать определенным требованиям, поскольку представляют собой конструкцию, на которую в процессе эксплуатации воздействуют динамические нагрузки (они складываются из собственного веса сооружения и временных нагрузок, которые в жилых домах равны примерно 300 кг/м2). В частности, их прогиб не должен составлять более 1/400 пролета.Тем не менее необходимо принимать во внимание, что и слишком узкая (менее 260 мм), и чересчур широкая (более 320 мм) проступь одинаково неудобны. В первом случае уменьшается площадь опоры ноги (при подъеме над передним краем ступени нависает пятка, при спуске – передняя часть стопы), вследствие чего возрастает риск ее соскальзывания и травмирования; во втором, чтобы стопа целиком вставала на проступь, придется увеличивать ширину шага, следовательно, возрастут усилия при перемещении по лестнице.
Нельзя не заметить, что представленные формулы удобства и безопасности работают лишь в небольшом диапазоне размеров (по крайней мере так утверждают практики). Универсальным является способ, предложенный Блонделем.
3. Рассчитать размеры ступеней можно еще одним способом – графически (рис. 4).
Этот способ является эргономическим, поскольку опирается на естественные для человека параметры, в частности на то, что по горизонтальной поверхности длина шага составляет в среднем 620 мм и что на высоту 310 мм ногу поднимать легко. Если на оси x (по горизонтали) отложить определенное количество частей, равных 620 мм, а на оси y (по вертикали) – столько же частей, равных 310 мм, то это позволит установить габариты ступеней для всех лестниц независимо от уклона. Для реализации этого способа действуйте так:
1) возьмите миллиметровую (или хотя бы в клеточку) бумагу;
2) начертите оси координат;
3) в определенном удобном масштабе отложите на осях отрезки, равные длине шага (на оси х) и высоте подъема (на оси y);
4) соедините полученные точки;
5) начертите линию уклона лестницы (по углу);
6) через точки пересечений имеющихся на чертеже линий проведите пунктирные линии, параллельные осям;
7) по пунктирным линиям начертите линию-«лесенку»;
8) измерьте размер получившихся ступеней (не забудьте сделать поправку на масштаб).
Между параметрами ступени (шириной и высотой) и уклоном лестницы будет прослеживаться определенная зависимость, наглядно представленная в табл. 4.
Рассчитывая параметры ступеней (высоту подъема, ширину, форму), не забудьте, что это размеры ступеней в плане. В действительности их можно слегка корректировать (рис. 5), например увеличить ширину проступи, предусмотрев у ступени валик (нависание проступи не должно быть более 50 мм); выполнить подступенок скошенным (но не более чем на 50 мм) или вовсе отказаться от него.
Таблица 4
СВЯЗЬ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЕЛИЧИНЫ ПОДЪЕМА МАРША С РАЗМЕРАМИ СТУПЕНЕЙ
Размер общего прогона определяется числом подступенков, размером проступей и способом фиксации лестницы вверху. Для простой одномаршевой лестницы реально подобрать несколько вполне приемлемых вариантов. Например, 13/206, 14/192, 15/179, 16/168, где первое число – количество подступенков, второе – высота подступенка.
То, насколько удобной и безопасной в использовании будет лестница, во многом зависит от угла ее подъема, т. е. от относительной величины подъема марша. Несмотря на то что угол подъема марша может колебаться в пределах от 20 до 50º, комфортными будут лестницы, относительная величина подъема лестничного марша которых составляет от 23 до 38º. Пологими являются лестницы с крутизной до 38º, крутыми – с уклоном в диапазоне 38–45º. Если уклон по расчетам выходит менее 23º, то вместо лестницы проще положить пандус; если он превысит 45º, то придется изменить тип лестницы, поскольку при такой крутизне она перейдет в класс приставных или раскладных. Для винтовых лестниц оптимально, если угол подъема составляет 25–35º.
Лучше всего, когда отношение высоты марша к его горизонтальной проекции равно 1 : 2–1 : 1,75. В этом случае уклон лестницы не выходит за пределы 30º. Если места катастрофически не хватает, максимально допустимое значение – 1 : 1,25, т. е. 40º, поскольку при 1 : 1, что соответствует 45º, спускаться с лестницы можно будет только вперед спиной. Но в любом случае уклон лестницы должен оставаться постоянным по всей средней линии марша.
Основные факторы, которые следует принимать в расчет, определяя крутизну лестницы, таковы:
• возрастной контингент пользователей, поскольку пожилым членам семьи вряд ли покажется удобным уклон более 38º;
• то, насколько велико место предполагаемого устройства лестницы (это имеет решающее значение).
Понятно, что для пологой конструкции требуется больше свободного пространства, а при его отсутствии приходится поступаться комфортом. Чтобы не стать перед подобной дилеммой, лестницу необходимо предусматривать еще на стадии проектирования дома и закладывать для нее соответствующего размера площадь.
Существует связь, показанная в табл. 5, между высотой этажа, высотой ступеней и их количеством в зависимости от степени крутизны лестницы.
Таблица 5
СООТНОШЕНИЕ ВЫСОТЫ, ШИРИНЫ, КОЛИЧЕСТВА СТУПЕНЕЙ С ВЫСОТОЙ ЭТАЖА И УКЛОНОМ МАРША
Для наглядности представим на конкретном примере, как производится расчет лестницы одним из описанных способов.
Дано:
• имеется двухэтажный дом;
• ширина лестничной клетки – 5900 мм;
• ширина лестничной клетки – 3000 мм;
• расстояние между уровнями пола первого и второго этажа – 3300 мм;
• расстояние между лестничными маршами – 100 мм;
• ширина проступи – 300 мм;
• высота подступенка – 150 мм.
Надо выполнить расчет габаритов лестницы и представить ее графически. Для этого требуется:
1. Убедиться, что параметры ступеней выбраны правильно, с целью чего проверить, соответствуют ли они формуле 2 h + b = 600–650 мм:
(2 × 150 мм) + 300 мм = 600 мм.2. Определить ширину лестничного марша, для чего вычесть из ширины лестничной клетки расстояние между маршами и разделить разность на 2, поскольку при высоте 3300 мм лестница будет двухмаршевой:
(3000 мм – 100 мм) : 2 = 1450 мм.3. Определить высоту каждого марша, разделив высоту этажа на 2 (по количеству маршей):
3300 мм : 2 = 1650 мм.4. Определить количество подступенков в одном марше, разделив высоту марша на высоту подступенка:
1650 мм : 150 мм = 11 шт.5. Определить количество проступей. Их должно быть на одну меньше, чем подступенков, поскольку проступь верхней ступени обоих маршей совпадет с уровнем лестничной площадки или уровнем пола второго этажа:
11 шт. – 1 шт. = 10 шт.6. Определить горизонтальную проекцию марша, т. е. его заложение, умножив ширину проступей на их количество:
300 мм × 10 шт. = 3000 мм.7. Определить ширину лестничной клетки. Она будет равна ширине марша, т. е. 1450 мм.
8. Выполнить чертеж (рис. 6).
До того как отдать предпочтение тому или иному соотношению «подступенок – проступь», определитесь с тем, каким именно образом тетивы будут соединяться с полом верхнего этажа, так как разница даже в несколько сантиметров, которая может возникнуть, повлияет на длину общего прогона.До сих пор мы говорили о ступенях прямолинейных лестниц. Однако в целях экономии места нередко вместо промежуточных лестничных площадок между прямыми маршами закладываются забежные ступени, у которых наружный и внутренний края различаются по ширине. Отличительная особенность таких лестниц состоит в том, что направление движения по ним изменяется плавно благодаря постепенному переходу от прямых ступеней к забежным. Проектируя забежные ступени, необходимо принимать во внимание, что наименьшая ширина проступи на узком конце ступени должна быть, как минимум, 100 мм, а нависание над нижележащей ступенью – составлять не более 50 мм. Своеобразная клиновидная форма забежных ступеней требует умения правильно рассчитать их, для чего разработано несколько методов. Мы рассмотрим только два из них, наиболее простые.