Высота ступени лестницы

Высота ступени лестницы

Немного терминологии

Лестница, как инженерное сооружение состоит из нескольких элементов. Чтобы грамотно её спроектировать, необходимо знать, из чего она состоит:

  • Ступень. Соединяет зоны объекта. Две организуют шаг лестницы. Его глубину обычно делают равной длине стопы от 23 до 26 см. Ряд ступеней называют лестничным маршем.
  • Проступь, подступенок – горизонтальная, вертикальная составляющие ступени соответственно.
  • Косоур. Основание, куда укладывают ступени. Выполняется в виде балки. При строительстве лестниц из дерева применяют тетиву (наружная и внутренняя балки). Ступени могут закрепляться на больцы – если лестницу планируют закрепить стальными болтами к стене.
  • Столб. Это элемент, придающий крепость ограждению.
  • Балясина. На неё закрепляют поручень или перила.

Планируя установить лестницу, важна не только эстетика, но и точный инженерный расчет. Помимо того, что она может просто рухнуть, лестница должна обеспечивать безопасную и комфортную эксплуатацию. Одной из важнейших составляющих является ступенька, её расчетам проектировщики уделяют наибольшее внимание. Так как нарушение её параметров может вызвать тяжелый подъем или спуск, грозящий травмами.

Согласно нормам и правилам, лестничный марш должен содержать от 3 до 18 ступеней. Первые лестницы датируются 5000-ым годом до н. э. За такой долгий срок сложилась общепринятая практика, где за оптимальное количество, принимают 9-15 ступеней.

В зависимости от проекта, расположения они подразделяются:

  • нижние фризовые – первые в марше, выше пола;
  • рядовые;
  • верхние фризовые – расположены перед площадкой, вровень с полом.

Отсюда минимальное количество, равное трём.

Размеры ступени

Когда создаётся проект лестницы, учитывается, что высота ступени – это основополагающий параметр. Применяя строительные нормы и правила, его связывают с прочими характеристиками. Это необходимо чтобы не допустить ошибок при проектировании. Основные параметры высчитываются исходя из базового принципа.

Лестницы имеют различное назначение, отсюда выбирается стандартная ширина марша:

  • эвакуационная – должна быть не менее 90, и не более 105 см;
  • внутриквартирная – от 80 до 140 см;
  • главная (общественное здание) – от 135 до 240 см;
  • чердачная, подвальная – от 60 до 80 см.

Стандартные величины.

ГОСТ задает высоту ступени от 12 до 25 см. Опытным путём установлено, что для маршей, расположенных на улице задают значение от 15 до 17 см. Внутренние лестницы круче, поэтому выбирают диапазон от 17 до 22 см. Стандартная величина служит для проверки расчета.

Чтобы обеспечить безопасность, человек должен не только видеть ступени, при посещении незнакомого места у него не должно возникнуть дискомфорта. На очень низких или чрезмерно высоких элементах тратится много энергии для перемещения.

Расчеты

Поднимаясь, человек тратит удвоенное количество энергии по сравнению с горизонтальным перемещением. Французский инженер Франсуа Блондель в XVII столетии вывел универсальную формулу для расчета ступеней, она актуальна и в настоящее время. Двойная высота подступенка увеличенная на проступь равна усреднённому значению длины человеческого шага, его величина от 600 до 640 мм, то есть 2a+b=600. Иногда используют упрощенную формулу: a+b=450±20 мм. Она также называется формулой безопасности.

Чтобы нога полностью ступала по лестнице, проступь делают шириной от 20 до 32 см, с высотой подступенка от 10 до 16 см, оптимальное соотношение 2 к 1. Увеличение или уменьшение проступи создаст трудности при подъёме и спуске. Когда конструкция не позволяет сделать проступь оптимальной ширины, делают «нависание» верхней ступеньки над той, которая ниже, размер не больше 5 см.

Угол наклона выбирается из доступного пространства. Чем он больше, тем меньше места занимает лестница. Интервал 23-37о. Когда подъём меньше 23о устанавливают наклонную площадку, а если свыше 45о, то резко затрудняется спуск.

Чтобы рассчитать, сколько будет ступеней, надо знать высоту этажа и угол наклона. Первый параметр определяется из разницы отметок от верхнего этажа до уровня пола, сюда включается толщина перекрытий и «одежда» полов. Например: на полу первого этажа лежит плитка, а на втором паркет, который уложен на лаги. Соответственно в расчеты включается каждый слой. Чаще всего применяется высота этажа от 2,7 до 3,3 метра с шагом кратным 3. Тогда расстояние от потолка до пола составит 2,4 метра. Это даёт возможность легко рассчитать лестницу, где каждая ступенька будет отвечать требованиям предъявляемым формулой безопасности. При нестандартной высоте, величина подступенка получится дробной. Остаток закладывают в нижнюю фризовую ступень, делая рядовые с одинаковой высотой. Угол наклона определяется из конструктивных особенностей объекта и места расположения лестницы. Зная, как она расположена на объекте и расстояние между этажами, число ступеней можно вычислить графическим методом, затем, с использованием формулы безопасности определить ширину проступи. В масштабе изображается марш и соизмеряется с высотой этажа.

Если сделать различную высоту рядовых ступеней, то это может привести к последующим травмам во время спуска.

Большинство людей, передвигаясь по лестницам, не смотрит под ноги, так как они в основном одинаковы. А тут, при спуске, человек ожидает найти ступеньку, производится перенос веса тела на ногу, но она не находит ступеньку. Из-за 2 см можно свалиться с лестницы. Поэтому удобная высота ступени лестницы отнюдь не надуманная величина.

Когда высота этажа отклоняется от стандартов, чтобы высота ступеней получилась одинаковой, правила допускают занизить уровень этажной площадки против уровня пола всего этажа. Лучше всего обойтись без порожка, выравнивание делать как пандус. Это будет практически не заметно, так как уклон составит несколько миллиметров. Если на площадке есть двери, то один из вариантов оборудовать полы порогом, допусти в соответствии с нормами.

Иногда, при строительстве частных домов, под лестничные марши выделяется мало места, тогда застройщики уменьшают ширину проступи. Среднестатистическому человеку становится тяжело перемещаться по такой конструкции. Чтобы рассчитать оптимальный размер ступеней применяют графический метод. Он основан на усреднённой длине шага человека, которая по горизонтали около 62 см. Без затруднений он может поднять ногу не выше половины этого значения приблизительно на 31 см. Суть очень проста: на оси по горизонтали откладываются «шаги», по вертикали их половинки. Затем наносится сетка. Выбирая наклон лестницы в соответствии с правилами, сразу видна ширина и высота ступеней.

Используя формулы или графический способ нетрудно рассчитать параметры лестницы. Главное соблюдать стандарт, учитывать критерии удобства и безопасности.

Формы лестниц

Формы лестниц (рис. 1) зависят от назначения, местонахождения и от архитектурного оформления сооружения, в котором они находятся.

Маршевые лестницы наиболее распространенный тип лестниц — они просты и экономичны. Чаще всего конструкция двухмаршевой лестницы состоит из двух, обычно одинаковой длины, маршей и двух площадок: этажной и междуэтажной. Если вместо междуэтажной площадки запроектировать несколько косых (забежных) ступеней, то длину лестницы, а соответственно и площадь ею занимаемую, можно существенно уменьшить. Встраивая лестницу в такой проем, в который лестница с прямыми площадками не вписывается. Забежные ступени делают одновременный набор высоты и разворот, что позволяет запроектировать основные марши более пологими. Маршевые лестницы, как с забежными ступенями, так и междуэтажными площадками, в плане могут иметь Г-, П-, Т-, Ш- и Z-образные формы.

Лестницы, состоящие из одних забежных ступеней, называются винтовыми или лекальными.

Винтовая лестница имеет как достоинства, так и недостатки.

Преимущество винтовой лестницы перед маршевой заключается в меньшей площади. Обычно винтовая лестница вписывается в окружность, центром которой является опорная стойка. При ступенях длиной 1м и равных высотах подступёнков, винтовая лестница занимает площадь в полтора раза меньше, чем маршевая. Однако при длине ступеней 1,5 м и равных высотах подступёнков, площади, занимаемые винтовой и маршевой лестницами, сравниваются. Дальнейшее увеличение радиуса винтовой лестницы становится нецелесообразным, т.к. она значительно уступает маршевой лестнице в комфортности. Марш винтовой лестницы имеет разный уклон: чем ближе к центру, тем лестница становится круче. При всходе по винтовой лестнице одна нога идет по пологому уклону, другая — по крутому. Кроме того, чем ближе к центру, тем уже становится ступенька. Для частичного снижения неудобств всхода, ступени винтовых лестниц, чаще всего, делают без подступёнков, что впрочем, никак не улучшает спуска с лестницы.

Если центральную стойку винтовой лестницы расширить или совсем не устанавливать, то получится так называемая спиральная лестница. Спиральная лестница с идеальным внутренним и наружным радиусом называется циркульной, а с изменяемыми внутренним и наружным радиусами — лекальной. Лекальные лестницы, как и маршевые, делают Г-, П- или S-образных форм.

Лестницы, в которых совмещают лекальные и маршевые участки называют комбинированными.

При проектировании лестницы следует придерживаться правила: чем экзотичней лестница на рисунке, тем она дороже, сложнее в изготовлении и часто неудобна в эксплуатации.

Расчет размеров ступеней и уклона лестничного марша

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.

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.

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.

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.

Почему к размерам ступеней предъявляют особые требования, прописанные в специализированных документах? Потому что они во многом решают, насколько удобно будет пользоваться лестничной конструкцией. Если речь идет о пожарных лестницах, то в данном случае именно параметры данных элементов определяют то, насколько быстро человек сможет покинуть горящее здание.

Существует, как минимум, две разновидности ступеней: прямые и забежные. Они могут быть изготовлены из дерева, бетона или металла, но требования, предъявляемые к их параметрам, не изменятся.

Даже если вы собираетесь соорудить конструкцию для собственного частного дома, необходимо рассчитать оптимальный размер ступени лестницы, который и будет определять удобство и безопасность человека при подъеме. А уж если вам необходимо поставить лестницу в здании общественного пользования, то здесь в обязательном порядке следует руководствоваться требованиями ГОСТ.

Каким параметрам в официальном документе прописан определенный стандарт? Это ширина и высота ступеней, а также угол наклона лестницы. Именно данные размеры следует учитывать при сооружении конструкции.

Требования по СНиП и ГОСТ

Чтобы ориентироваться в правилах определения оптимальных параметров, необходимо разбираться в анатомии ступеней лестницы. Данный элемент конструкции состоит из подступенка, иначе, ее вертикальной плоскости, и проступи – плоскости горизонтальной. Элементы объединяются в ряды, именуемые маршами, и в стандартной лестничной конструкции опираются на косоуры, поддерживаемые тетивами. Самые нижние и верхние элементы подъема носят название фризовых.

Удобство и безопасность ходьбы связаны с таким понятием, как величина человеческого шага, равная 60 – 64 см. Часто, чтобы сделать расчет размера ступени, используют специальную формулу, открытую Блонделем.

2х+y=60, где х – это расстояние в сантиметрах между двумя находящимися рядом ступенями, а у – это расстояние между краем одного и другого элемента.

Для расчета безопасной конструкции часто пользуются формулой х+у=45.

Для расчета параметров удобной лестницы выведена формула х-у=12.

Иными словами, формула удобства выражается в разнице между размером подступенка и горизонтальной плоскости в 12 см.

Формула безопасности – это, напротив, сумма размеров ширины и высоты, которая равна 45 см.

Но чтоб не делать лишних вычислений, достаточно заглянуть в регламентирующие документы и просто неукоснительно следовать параметрам, указанным в них.

  • При наличии более двух этажей внутри здания необходимо сделать один пролет. Причем, ширина пролета должна быть в диапазоне 80 – 120 см;
  • Марш включает в себя от трех до 18 подъемных элементов. Для общественных зданий количество ступеней снижено до 16;
  • Идеально, если количество элементов нечетное, что позволяет начинать и завершать процесс подъема с одной и той же ноги;
  • Угол наклона лестницы при подъеме должен составлять более 6 градусов, но менее 45;
  • Высота ступеней лестниц – это важный параметр. Нормы и правила, указанные в документах, позволяют этому размеру варьироваться в пределах 15 – 20 см. В пределах марша допускается различие между высотой подъемных элементов в 0,5 см;
  • Ширина элемента должна быть не менее 25 см. Если лестницы обустраиваются в подвалах или чердаке, то нормы и правила позволяют уменьшить данный размер на 5 см;
  • Максимальный выступ подъемного элемента – 3 см;
  • Исходя их требований СНиП, площадка конструкции должна находиться в строгом соответствии с шириной ступени. Расстояние от нее до двери должно быть порядка метра;
  • Ограждающие конструкции должны иметь высоту в 90 см. Расстояние между балясинами должно быть 10 – 15 см;
  • При конструировании или выборе поручней и перил нужно рассчитывать нагрузку с запасом. Регламентирующие документы указывают, что перила должны выдерживать вес в 100 кг и более. Это позволяет взрослому человеку полностью облокотиться на ограждающую конструкцию;
  • Между ступенями и потолочной плоскостью должно быть расстояние в 200 см. Минимум – 195 см для лестничного пролета.

Угол наклона лестницы и параметры подъемных элементов часто бывают связаны.

Так, если угол от 5 до 20 градусов, высота ступени должна иметь размер в 13 см, а ширина быть равной 37 см. Данный угол наклона характерен для уличных конструкций.

Общественные лестницы часто имеют угол от 20 до 30 градусов. В таком случае ширина ступени приближается к значению в 29 см, а высота – к 17 см. Угол в 30 – 45 градусов характерен для жилых зданий. Именно в данном случае размеры ступеней довольно удобны для частого подъема: ширина равна 23 см, а высота – 20 см.

Впрочем, удобство применения лестницы зависит и от высоты этажей здания. Опытным путем доказано, что при высоте в 3,3 метра при количестве ступеней в 20 штук, высота подступенка должна быть 16, 5 см. При высоте этажа в три метра – 15 см, в 2,7 – 13.5, в 1,4 – 12 см. Высота подступенка увеличивается обратно пропорционально количеству ступеней. То есть, если подступенка при высоте этажа в 2,7 м составляет 16,8 см, то лестница должна иметь 16 ступеней. Если увеличить их количество хотя бы на одну ступень, то высота подступенка должна составлять уже 15, 8 см. Наиболее удобной и безопасной лестницей считается конструкция с шириной ступеней в 30 см и высотой в 15 см.

Если речь касается забежных ступеней, то здесь требования к размерам немного иные. Стоит начать с того, что сама конструкция забежной ступени отличается от маршевой и представляет собой трапециевидный элемент, внутренняя сторона которого меньше наружной. У забежной ступени минимальная ширина проступи по линии хода должна иметь размер в 25,4 см. С узкой стороны она должна составлять 10 – 5,2 см, а расстояние линии хода от лестничного края – 30,5 см.

Размеры лестницы в частном доме

Если вы собираетесь самостоятельно изготовить и смонтировать лестницу для своего дома, вы, конечно, можете обойти нормы ГОСТ и СНиП, но в ваших интересах придерживаться средних показателей, которые давно оправдали себя на практике.

Для начала необходимо определить количество ступеней, которое будет в вашей конструкции. Оптимальная высота ступени лестницы – 20 см. Чтобы узнать, какое количество ступеней должно быть у вашей домашней установки, нужно высчитать высоту лестницы и разделить на 20 см.

Ширина проступи должна быть удобной для подъема, поэтому оптимальный размер ее будет 25 – 30 см. Например, если высота лестницы – три метра, то количество ступеней будет 15.

К поверхностям подъемных элементов обычно не предъявляют жестких требований. Однако если речь не касается лестниц пожарной безопасности, не допустимо, чтобы поверхность была гладкой. Поэтому для устройства площадок и ступеней применяют рифленую, штампованную или со стальными полосами поверхность.

В условиях собственного дома для обеспечения безопасности можно постелить на лестницу ковер.

Рассчитать оптимальные параметры ступеней несложно, но чтобы сделать это грамотно, нужно для начала вычислить размеры всей конструкции. При расчете устройства следует обращать внимание на эргономические особенности, в частности, величину шага, размер ноги и вес человека.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *