Виды ступеней
Высота ступеней для разных проектов маршей может отличаться. Поэтому прежде чем приступить к рассмотрению вопроса о конкретизации этих характеристик, стоит определить, какие виды ступеней могут использоваться при строительстве лестницы. В современном строительстве принято различать следующие конструкции:
- Рядовые. Стандартная прямая ступень, которая является основным элементом любой лестницы.
- Забежные. Используется для плавного поворота на подъеме. Имеет нестандартную форму и отличается разной шириной проступи по всей своей длине.
- Площадки. Промежуточные элементы для поворотных лестниц. Рекомендуется соблюдать такую же высоту для них, как и для обычных ступеней.
- Открытые. Без подступенка, пролет остается открытым, что иногда создает ощущение парящей конструкции.
- Закрытые. Между ступенями крепится подступенок, что позволяет скрыть пространство между ними и улучшить визуальное восприятие конструкции при движении по ней.
- Навесные. Часть проступи выступает над подступенком. Это создает положительный визуальный эффект и позволяет сделать ступень более широкой.
Разновидности ступеней используемых в строительстве лестниц
В целом все параметры для таких ступеней вычисляются по общему принципу, но в некоторых случаях возможны те или иные отклонения от стандартов СНиП и ГОСТ.
О конструктивных элементах лестниц
Для начала, определимся с основными терминами.
Из чего состоят сооружения
Элементы лестницы.
Ступенью называется твердая и прочная поверхность, служащая опорой для ног людей, при их передвижении по вертикали. Набор ступеней, расположенных одна над другой, называется лестницей.
Ступеньки делятся на:
- нижние фризовые;
- верхние фризовые, они примыкают к площадкам непосредственно;
- рядовые.
Горизонтальная плоскость ступени называется проступью, а вертикальная (высота подъема) подступенком. Часто мобильные конструкции, например лестницы стремянки с широкими ступенями, подступенка не имеют.
Ступеньки иногда подрезаются, чаще всего, если сооружение крутое, таким образом, глубина проступи увеличивается. Показатели высоты подступенка варьируются от 12 см до 22, а ширины проступи от 25 см до 40 см.
Эти цифры зависят от предназначения лестницы.
- Соотношение подступенка/проступи 12:40 см применяется для наружных конструкций, садовых и парковых, а также там, где невозможно обустроить пандус для инвалидов.
- Пропорция 22:25 см используется для вспомогательных сооружений: пожарных, подвальных, эвакуационных.
- Наиболее удобна для перемещения лестница, имеющая соотношение 15:30 см.
Формулы соотношений
Формула идеального шага.
Секрет правильной конструкции лестниц известен издавна (см.также статью СНиП на высоту ограждения лестниц и другие параметры: соблюдаем нормативы).
Обратите внимание! Для удобства подъема и спуска, нужно для каждой из ступенек определить точное отношение меж расстоянием, на которое пользователь передвигается вперед, и промежутком, на который он опускается либо поднимается. Специалисты, чтоб определить данное соотношение, применяют термины «высота подступенка» и «ширина проступи».
В первом случае – это расстояние по вертикали меж верхними плоскостями двух смежных ступенек. Во втором — промежуток меж передними кромками соседствующих ступенек.
Есть три формулы, по которым определяется соотношение «ширина и высота ступеней лестницы». Это «формула идеального шага», «формула удобства» и «формула безопасности».
Первая из них является наиболее значимой. Вывел ее в 18 веке французский математик Блондель.
- Итак, чтобы получить нужную пропорцию, сумма двух высот (Н) подступенка и ширины проступи (В) должна быть: 2Н+В=60/66 см.
- Самые удобные конструкции имеют отношение проступи с подступенком: В–Н=12 см.
- Для безопасного перемещения нужно учитывать соотношение: В+Н=46 см.
Следует отметить, что оптимальная ширина ступени лестницы равна 29 см, а высота – 17 см.
Допустимые параметры
Высота лестничных ступеней или, другими словами, высота подступенка – это один из важнейших параметров, на основании которого строится весь проект лестницы. Согласно ГОСТ определена стандартная высота для ступеней лестницы, она находится в пределах 12-25 см.
Комфортная высота для ступени лестницы определяется в соотношении с проступью. Оптимальным является пропорция 2:1,5 или 2:1. Для подвальных и чердачных маршей допускается уменьшение соотношения до 1,2:1 и 1:1. Следовательно, максимальная граница высоты ступени установлена на уровне 25 см с глубиной проступи также в 25 см.
Для удобства принято брать значение в 15-17 см для уличных маршей. Для внутренних лестниц нужно сократить площадь, занимаемую под их строительство, поэтому устанавливается немного большее значение, а именно 17-22 см.
Для правильного расчета высоты ступени используются специальные формулы
Если стандартная пропорция будет нарушена, по такой лестнице будет крайне неудобно передвигаться. При этом влияние распространяется и на безопасность, и на расход энергии. Человеку должен обеспечиваться полный просмотр каждой следующей ступеньки при спуске вниз, иначе возрастает риск оступиться. Что же касается подъема, на слишком низкие элементы уйдет много времени, площади и сил. Для чрезмерно высоких конструкций энергии потратится еще больше. В таком случае нужно хотя бы предусмотреть наличие промежуточных площадок для отдыха.
Эргономичный размер ступеней лестницы
Для того чтобы создать удобную и безопасную подъемную конструкцию, в расчет принимаются основные параметры, которые определяются эксплуатационными характеристиками.
В проектировании учитываются такие аспекты:
- тип сооружения;
- предназначение изделия;
- место расположения (внутри или снаружи дома);
- количество маршей;
- уклон пролета
- шаг ступеней;
- ширина проступи;
- глубина проступи;
- высота подступенка.
Вычисления проводятсяс учетом антропометрических данных пользователей (средние: рост 160-180 см, вес до 100 кг).
Шаг ступеней и уклон лестницы
Размеры лестницы определяются с помощью оперирования таким понятием, как «величина лестничного шага».
Оно формируется из следующих показателей:
- стандартная ширина шага человека (60-65 см);
- высота двух подступенков (среднее значение 30 см);
- глубина ступени (значение получают путем вычитания второго показателя из первого).
Математическим путем можно вычислить оптимальную высоту ступени. По требованиям ГОСТ она будет составлять 15 см при глубине 30-35 см, уклон пролета – 35°. Более крутые скаты чреваты падением, а пологие пролеты забирают полезную площадь.
Глубина проступи
Данный показатель определяет удобство и безопасность подъема и спуска человека по наклонным маршам или винтовым конструкциям. Оптимальным положением считается, когда ступня опускается на ступень на 2/3 своей длины, не упираясь при этом в вертикальный фрагмент изделия. Это расстояние соответствует 16-20 см из расчета на взрослого человека. Такое положение обеспечивает участие икроножной мышцы в приложении усилий. Исходя из этого, чтобы нога не соскакивала и не становилась на поверхность всей стопой, размер ступеней в глубину должен составлять 24-30 см.
Если используется дорогой или тяжелый материал, то для экономии и облегчения конструкции промежуток между проступями оставляют открытым. Такой прием позволяет человеку не подстраиваться под конфигурацию лестницы и выбирать удобный для себя вариант передвижения.
Высота подступенка
Подступенок представляет собой вертикальную планку, закрывающую пространство между горизонтальными поверхностями пролета. Размер данной детали должен быть одинаковым на всем протяжении конструкции, так как люди настраиваются под постоянную высоту и длину шага при подъеме и спуске.
Если оптимальная высота шага составляет 15-25 см, то высота подступенка должна быть равной разнице между этим числом и толщиной плиты, служащей опорой при ходьбе. При этом не следует делать слишком мелкие и высокие подъемы: следует ориентироваться на формулу величины шага. Ее нарушение приводит к учащению шага и затруднению передвижения.
Ширина пролета
Ширина лестницы в частном доме может варьироваться в пределах 80-150 см в зависимости от конфигурации строения и архитектурных особенностей. Ограничений по максимальным размерам не существует. Сооружение должно быть не только презентабельным, но и безопасным. Кроме этого, следует принимать в расчет вес конструкции. От того, насколько велика площадь лестницы, зависит степень ее давления на опорные конструкции, величина дополнительной нагрузки на фундамент.
Оптимальным выбором считается расстояние между перилами 90-120 см. Этого достаточно, чтобы без особых затруднений поднимать габаритные грузы на второй этаж, и для свободного прохода 2 человек. Для больших домов, в которых устраиваются вечеринки с большим количеством гостей, допускается установка роскошных пролетов шириной до 300 см.
Прочие стандарты
Как уже стало ясно, для вычисления высоты ступени недостаточно знать стандарт. В каждом конкретном случае этот показатель является индивидуальным и рассчитывается на основании соотношения с другими базовыми параметрами.
Для определения высоты ступенек лестницы, соответствующей СНиП, учитываются следующие данные:
- Угол наклона – также стандартная величина, в среднем берется 30-45 градусов.
- Ширина проступи – стандартная глубина ступеньки. Она играет определяющую роль в процессе вычисления.
- Количество ступеней – не менее важный показатель, от этого числа зависит на сколько отрезков будет разбита высота пролета.
Соотношения параметров необходимых для правильного расчета лестницы
Как рассчитать высоту ступеней лестницы
Обычно расчет начинается с определения доступного пространства – сколько места можно выделить при выбранной планировке.
Для этого необходимо знать:
- длину проема;
- высоту межэтажного расстояния – замер производится от уровня чистового пола первого этажа до уровня чистового пола второго этажа (мансарды, чердака);
- толщину перекрытия;
- ширину проема.
Далее по этим данным и с учетом стандартов вычисляется количество ступеней.
Пример: длина проема составляет 3 м, межэтажное расстояние – 2,7 м, толщина перекрытия (деревянные балки с подшивкой вагонкой снизу и настилом шпунтованной доской сверху) – 150 мм. Ширину проема принимаем равной 1 м. Уже понятно, что при такой ширине два пролета разместить нельзя – придется ограничиться одним. Рассчитываем количество ступеней и угол наклона:
Важно учитывать, что длина проема и длина горизонтальной проекции (длина марша) совпадают не обязательно. Это связано с тем, что необходимо обеспечить высоту пространства над головой пользователя не менее 2 м
При высоте межэтажного перекрытия 2,7 м первые три или даже четыре ступени можно расположить за пределами проема, а при высоте 2,5 м – только одну-две.
Итого:
- необходимо подняться на 2,7 м. Берем высоту ступени лестницы по ГОСТ 23120-2016 или ГОСТ 9818-2015. Для 15 ступеней получаем высоту проступи 180 мм, для 16 – 168.7 мм;
- проверяем, соответствует ли при таких параметрах ширина проступи нормам. Если размещать ступени только в проеме, получим 3000/15 = 200 мм или 3000/16 = 187,5 мм. Выведя три ступени за пределы проема, получим 3000/12 = 250 мм или 3000/13 = 230,6 мм. Соответственно длина марша увеличится на 3х250 мм = 750 мм или 3х230,6 мм = 691,8 мм.
Далее в зависимости от того, можно ли в существующей планировке действительно вынести ступени за пределы проема, выбираем количество ступеней – 15 или 16.
Если есть возможность устроить двухпролетную или с забежными ступенями лестницу, задача расчета с одной стороны усложняется, с другой – позволяет получить стандартную высоту ступени без уменьшения проступи.
Пример: лестница с забежными ступенями П-образной формы, та же высота межэтажного перекрытия, та же ширина пролета – 1 м.
Общая ширина проема при этом будет не 2 м, а 2,05 м – необходимо место для установки перил и технологического зазора между ступенями. Поскольку в забежных лестницах каждая ступень поднимает пользователя на одинаковую высоту, делим высоту проема на удобную для использования высоту проступи – например, 180 мм. Получаем те же 16 ступеней, что и предыдущем примере. Однако за счет П-образного поворота (на 180 градусов) на шести забежных ступенях можно взять большую ширину проступи – 25 см. Тогда, при учете сохранения ширины проступи на всех ступенях по линии хода (на рисунке показана зеленым) и выбранном размере, проем получится шириной 2,05 м и длиной
Здесь 1000 мм – размер от оси поворота лестницы до стены, равный ширине пролета.
Таким образом, в зависимости от компоновки сохранении нормы ширины ступени лестницы, можно получить почти квадратный проем 2х2,25 м, что иногда выгоднее, чем длинный – 3 и более метра – метровый по ширине проем.
Для лестницы с площадкой расчет схожий, но проем увеличивается на то число ступеней, который в предыдущем варианте были забежными.
Пример: при тех же параметрах и повороте лестницы на 180 градусов, но с площадкой, число ступеней в двух маршах будет 16. Соответственно, в марше по 8. Площадка – прямоугольник с длиной в две ширины марша плюс зазор и шириной в ширину марша, то есть в нашем случае 2,05 на 1 м. Каждый марш имеет длину
следовательно, общий проем составит 2,05х3 м. Вывод – лестницы с забежными ступенями компактнее.
Методы расчета
Для того чтобы определить высоту ступеньки, используются специальные формулы и правила. Подобные методики позволяют провести вычисления с учетом стандартов ГОСТ. Это значительно облегчает процесс проектирования и позволяет сразу вывести более-менее подходящие цифры. Таким образом, удобная высота для каждой ступени лестницы может быть рассчитана одним из следующих методов:
- Количество ступеней. Это самый простой способ. Он в основном берется в качестве старта для проектировки, а полученные данные используются в дальнейших расчетах и могут изменяться по ходу дела. В этом случае нужно взять всего два показателя: высоту марша, то есть расстояние от пола первого этажа до второго, и желаемое количество ступеней. Первую величину делим на вторую и получаем ориентировочные параметры. Затем сверяем их с ГОСТ и переходим к следующему этапу разработки проекта.
- Ширина шага. Стандартный способ более точного вычисления высоты подступенка. Для этого нужно взять за основу расчетный показатель ширины проступи и вставить его в уравнение, основанное на формуле ширины человеческого шага: 2а + в = 60…65. Она означает наиболее комфортное расстояние, которое человек может преодолеть за один шаг. Обычно берется среднее значение 63 см. На основе этой формулы рассчитывается оптимальная высота для ступени. При необходимости данные корректируются до достижения идеального результата с учетом количества ступеней.
- Формула безопасности. Здесь также должна быть известна примерная ширина проступи. В идеале сумма размеров проступи и подступенка должна равняться 46. От этого показателя нужно отнять ширину ступени и, таким образом, станет известна её высота.
- Формула комфорта. В этом случае нужно найти вычитаемое в формуле. Разница между проступью и подступенком в оптимальном случае должна составлять 12. На основании этих данных можно легко найти второй компонент.
Схематическое изображение основных параметров, необходимых для расчета высоты ступени
Чтобы не мучиться с перерасчетом данных на каждом новом этапе можно воспользоваться онлайн-программами, которые рассчитают для вас оптимальный вариант проекта лестничной конструкции с учетом всех требований ГОСТ и СНиП. Однако, полностью доверять им не стоит, так как они могут не учесть некоторые важные моменты.
Если вы будете знать высоту и ширину ступеней вашей будущей лестницы, смастерить её будет не так уж и сложно. Основные трудности связаны с подгонкой расчетных результатов с нормативными показателями.
Как рассчитать размеры ступени и подступенки?
При расчете рекомендуется использовать готовые стандарты и расчеты, так как любая ошибка может привести к нежелательным последствиям. Используя проверенные формулы, можно выбирать нужный размер подступеней и проступи. Чтобы сделать вычисления, нужно сначала определить количество ступеней, высоту и ширину ступенек. Эти параметры нужно составлять на своем примере. Расчеты нужно разбить на следующие шаги:
- Определяется высота подступеней будущего сооружения. При этом следует руководствоваться стандартами ГОСТ. Нужно учесть, что в частных домах, квартирах и загородных домах используются подступени высотой 15,5-22 сантиметра, при этом проступь должна быть в интервале 24-26 сантиметров. В общественных помещениях подступени бывают более низкими.
- Вычисляется количество ступеней, для чего рассчитывается их высота и ширина.
- Нужно определить проекцию лестницы на пол. Для этого нужно умножить количество ступеней на их ширину. Потом остается определить длину лестницы.
Не забываем рассчитать количество подступенек
Необходимо выбирать оптимальный наклон лестницы. Во время расчетов следует учитывать стандарты и соотношения подступенка и проступи. Нужно обратить внимание на максимальный и минимальный уровень ступенек. Практика показывает, что, в зависимости от размера проступи и подступени, угол может составлять от 33 до 45 градусов. Если лестница устанавливается для чердака, тогда угол должен находиться в интервале 45-50 градусов. Также важно учитывать, что если угол наклона будет широким, тогда лестница будет занимать большое пространство.
При установке ступеней рекомендуется делать все расчеты несколько раз и проверять их правильность. Так как если вычисления окажутся неточными, пользователям будет некомфортно подниматься или спускаться по этой конструкции. Высоту ступенек нужно определить с особой внимательностью, так как если расчет сделан неверно, могут случиться неприятные ситуации, и люди, использующие лестницу, получат различные повреждения.
Например, если высота ступеней будет больше 19 сантиметров, такая лестница получится неудобной как для взрослых, так и для детей. А в нежилых зданиях высота ступеней должна быть 17 сантиметров. Также если высота ступеней будет различаться, это нарушит ритм и приведет к различным несчастным случаям. Если соблюдать все существующие правила и выполнять все работы в соответствии с нормами, можно избежать неприятностей и сконструировать удобную лестницу.
Перпендикулярные марши
Перпендикулярные лестничные марши, расположенные относительно друг друга — наиболее удобный и популярный выбор для крупных домов и коттеджей. Ширина марша равняется ширине площадки в целях соблюдения безопасности жильцов. Лестница по размеру в ширину зависит от пропускной способности (того потока людей, что постоянно одновременно движутся по лестнице). При большом потоке людей ширина должна составлять 125-150 см, ширина внутриквартирных лестничных маршей 90-100 см. В некрупных дачных домах ширина может составлять 70-80 см, при постройке в коттедже ширина лестниц может быть широкой на усмотрение заказчика, если предусматривается узкая конструкция, тогда обязательно шириной не менее размеров по ГОСТу. Она сооружена по стене (крепится к стене), проста в конфигурации, т.к. не будет большого потока людей. Подвальные и чердачные лестницы — вспомогательные и могут иметь более узкую ширину. Ширину винтовой лестницы рекомендовано рассчитывать 110 см и более.
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).
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.
Далее вы узнаете, как рассчитать ступени лестницы, зная высоту подступенка и ширину проступи.