Проектирование основных параметров лестницы лучше всего выполнять совместно с заложением фундамента дома. В противном случае лестница может внести значительные коррективы в планировку дома, что, в свою очередь, может привести к дополнительным затратам или проектированию и изготовлению не совсем удобной лестницы. Но часто это условие выполнить не удается и лестницу приходится подбирать под уже существующее помещение.

Расчет и проектирование лестницы выполняют несколькими способами. В основу расчетов заложено определение основных размеров лестничного марша, которые будут максимально соответствовать удобству и безопасности перемещения. Наиболее удобна и безопасна достаточно широкая и пологая лестница. Но реальные условия в каждом конкретном случае вносят свои коррективы при выборе основных параметров (характеристик) лестницы. К основным параметрам лестницы нужно, прежде всего, отнести высоту подъема, тип лестницы, площадь в плане, крутизну, число ступеней, а также их ширину и высоту. Эти параметры не являются независимыми, то есть их нельзя все одновременно назначить. К примеру, для прямой лестницы высота подъема и крутизна однозначно определяют площадь в плане и, наоборот, площадь в плане и высота подъема однозначно определяют крутизну. При проектировании сразу надо задаться значениями каких-то, в каждом конкретном случае определяющих параметров, например, площадью в плане, тогда можно вычислить крутизну, которая в свою очередь определит число ступеней. Таким образом, можно спроектировать вполне безопасную и удобную лестницу.

Что же понимают под удобной и безопасной лестницей? Прежде всего, ширина лестничного марша должна быть такой, чтобы по лестнице можно было передвигаться, не ощущая помех. Строительными нормативами предусматривается ширина лестничного марша (расстояние от стены до ограждения или двумя ограждениями) не менее 90 см, а расстояние между противоположными стенами не менее 110 см. При меньших размерах перемещение по лестничному маршу мебели и других громоздких вещей (особенно при поворотах на 90° или 180°) будет довольно затруднительно. В некоторых случаях допускается ширина лестничного марша до 80 см (при расположении лестницы в общей комнате, когда отсутствуют ограждающие стены). В любом случае при определении общей ширины двухмаршевой лестницы учитывается ширина ограждения и величина зазора между маршами, который должен быть равен 10 см.

Вторым основным показателем при расчете лестничного марша является его уклон (крутизна), который зависит от ширины и высоты ступеней лестницы. В строительной терминологии принято высоту ступени называть «высотой подступенка», а ее ширину — «шириной проступи» или «свесом» (рис. 42).

Рис. 42. Уклон лестничного марша:
а - пологий уклон; б - крутой уклон;
1 - проступь; 2 - подступенок;
a - ширина проступи; b - высота подступенка; c - длина проекции лестницы на плоскость пола; h - высота подъема; k - крутизна подъема

Выбор этих размеров зависит от многих факторов, но в любом случае они должны быть таковы, чтобы пользование лестницей было удобным и безопасным. Это значит, что ширина проступи и высота подступенка должны соответствовать средней длине шага человека (рис. 43).

Рис. 43. Зависимость ширины проступи и высоты подступенка от длины шага:
a - ширина проступи; b - высота подступенка;
1 - длина шага (63 см); 2 - нормальные ступени; 3 - очень широкие ступени

То есть, пользуясь древней терминологией, можно сказать, что для удобного перемещения по лестнице необходимо, чтобы поддерживалось соотношение между расстоянием, на которое человек поднимается или опускается, и расстоянием, на которое он передвигается вперед. Это соотношение и определит крутизну (уклон) лестницы, которая должна быть такой, чтобы отношение высоты марша к его горизонтальной проекции составляло 1:2 — 1:1,75 (т.е. быть в пределах 30°). В любом случае уклон лестницы не должен превышать соотношение 1:1,25 (40°) так как при уклоне более 1:1 (45°) можно будет спускаться только спиной вперед, а не лицом. Пользоваться такой лестницей становится неудобно и опасно. Зависимость применения лестницы при различных соотношениях высоты подступенка и ширины проступи наглядно просматривается на рис. 44.

Рис. 44. Зависимость уклона лестниц от высоты подступенка и ширины проступи:
А - плоский рельеф; В - садовая лестница; С - террасная лестница; D - открытая/наружная лестница (лестница у наружного входа в здание);
E - внутренняя лестница в общественном здании; F - лестница в жилом здании/гражданском сооружении;
G - лестница внутри квартиры/жилища; H - галерейная лестница; I - чердачная и подвальная лестница; J - трап/подножка

Исходя из вышеизложенного, можно сделать не совсем правильный вывод, что чем больше ширина проступи, тем лучше. Это правило целиком и полностью применимо для условий безопасного перемещения по лестнице. Но если ширина проступи выходит за пределы соразмерности шага человека, то, несмотря на то, что лестница имеет малый уклон, пользоваться ею не совсем удобно. При перемещении по такой лестнице человек вынужден будет делать шаг шире естественного, чтобы нога получила достаточную опору. Этим недостатком часто страдают дворовые лестницы, уклон которых небольшой и ступени делают очень широкие.

При проектировании лестницы нужно придерживаться правила, что все ступени в пределах одного марша должны быть одинакового размера по высоте и ширине, т.е. ширина проступи и высота подступенка должны быть постоянными величинами для данной лестницы. Высоту и ширину ступней следует рассчитывать и изготавливать точно. Отклонение в несколько миллиметров на одной ступени может значительно сказаться в конце лестничного марша, что сделает лестницу перекошенной. Кроме того, разная высота ступеней нередко становится причиной травматизма. Величину этих размеров определяют из следующих принципов. Удвоенная высота подступенка Ь и ширина проступи а должны быть равны среднему шагу человека — 2Ь + a = 57—64 см. Иногда в литературе средний шаг человека считают в пределах 60—65 см.

В некоторых случаях пользуются более простым расчетом, согласно которому сумма размеров ширины проступи и высоты подступенка с должна равняться 45 см (30+15, 27+18, 25+20), т.е. с = a+b = 45-46 см.

Лестница, изготовленная согласно этому расчету, считается наиболее безопасной, а формула, соответственно формулой безопасности. Выбирая ширину проступи, нужно исходить из того, что при спуске по лестнице взрослый человек ставит ногу так, что носок свисает над закругленной передней частью проступи. Если носок свисает незначительно, то ступень считается безопасной и чем уже ступень, тем выше опасность соскальзывания с нее. Практика показала, что лучше всего ширину проступи принимать в пределах 28—-30 см, но не менее 25 см, а высоту подступенка — 14—17 см, но не более 20 см. Условно увеличить ширину проступи можно, установив углубленный подступенок, т.е. проступь в этом случае нависает над подступенком в виде козырька. При необходимости можно просто отказаться от подступенка. Особенно часто такой метод принимают, когда площадь помещения или его планировка не позволяют сделать соотношение высоты подступенка и ширины проступи в оптимальных пределах. В хорошо сконструированной лестнице каждая проступь выступает примерно на 25 мм над нижней ступенью. При этом достигается увеличение ширины ступени без увеличения места, занимаемого лестницей в плане.

Такие методы расчета элементов лестничного марша являются далеко не единственными. Многие пользуются, так называемой, формулой удобств. Считается, что лестница является наиболее удобной при соотношении а - b = 12 см (это и есть формула удобств). Практика показывает, что строго выдержать это соотношение в реальных условиях не всегда возможно. Но, во всяком случае, нужно стараться максимально приблизиться к оптимальному соотношению. В лестницах с забежными ступенями в поворотной части для удобства пользования и безопасности движения по ней ширина ступеней в середине марша должна быть равна ширине прямых ступеней.

При выборе уклона лестничного марша нужно следить за тем, чтобы расстояние по вертикали от верхней плоскости любой ступени лестницы до потолка или других выступающих элементов здания было не меньше 2 м. Это правило в равной мере касается и лестничной площадки. В основе определения этого параметра лестницы лежит мудрый совет древних строителей: «Оставлять достаточно места над головой, чтобы поднимающемуся человеку хватало воздуха». Это условие накладывает отпечаток на выбор крутизны лестницы. Поэтому при недостающей длине междуэтажного проема или наличии поперечных потолочных балок не всегда возможно сделать лестницу достаточно пологой. Но, увеличивая крутизну лестницы, мы автоматически снижаем степень удобства пользования ею. Поэтому иногда приходится принимать компромиссное решение, умышленно занижая расстояние от потолка до плоскости ступени. Но в любом случае снижать до расстояния меньше 180 см не следует. В крайнем случае, можно немного поступиться уклоном лестницы, увеличивая его до соотношения 1:1, т.е. 45°. Таким образом, окончательный выбор типа и параметров лестницы является компромиссом между весьма противоречивыми требованиями. Например, нельзя построить лестницу минимальной крутизны и минимальной площади в плане. Но нельзя сбрасывать со счетов и конструктивную сложность лестницы (о чем мы будем рассказывать в следующих разделах). Ведь окончательный вид лестницы будет зависеть от степени мастерства и технологических возможностей исполнителя. Эти факторы должны быть учтены при проектировании лестницы.

Часто размеры ступеней лестничного марша определяются в виде дроби, где числителем является высота подступенка, а знаменателем — ширина проступи (свес). Поэтому если вам попадутся параметры лестницы, например, 17/29, то следует знать, что у такой лестницы расстояние между ступенями составляет 17 см, а ширина ступени в плане (свес) равна 29 см.

Проектируя лестницу, нужно придерживаться правила, чтобы число ступеней в одном марше всегда было нечетным, а их количество не должно быть больше 18 (нормальным считается 15 ступеней). Итак, чем же руководствоваться при выборе типа и параметров лестницы? Во-первых, общей компоновкой дома, включая места расположения лестницы, а во-вторых, эстетическими соображениями и условиями безопасного и удобного перемещения. Чем раньше на стадии проектирования (строительства) дома происходит конструирование лестницы, тем большей свободой в ее сооружении обладает застройщик. Обычно выбор типа лестницы однозначно увязывается с размерами проема в междуэтажном перекрытии и площади в плане, которую будет занимать лестница. Зная эти размеры, не составляет особого труда определить параметр L — длину проекции лестницы на плоскость пола (см. рис. 41).

Зная высоту подъема Н и длину проекции L, легко можно определить крутизну прямой лестницы К = H : L. Задав число ступеней n, определяем высоту подступенка Ь = Н : n и ширину проступи а = b : К. Заканчивая этот нехитрый расчет, мы можем сверить его с формулами удобств и безопасности, при необходимости меняя параметры лестницы.

При расчете лестницы нужно учитывать, что реальное количество ступеней будет на единицу меньше расчетного числа ступеней. Это противоречие легко устраняется, если под недостающей ступенью понимать часть пола либо первого, либо второго уровней, непосредственно примыкающей к лестнице. Для удобства пользования параметрами лестницы мы свели их в отдельную табл. 7.

Таблица 7.

Таблица 8. Высота и ширина ступеней при различном количестве ступеней и разном уклоне

Таблица 9. Размеры ступеней в зависимости от угла наклона, см

В табл. 8 отражена зависимость числа ступеней в марше от его уклона, а также рекомендуемая высота подъема одного марша при стандартных ступенях. А размеры ступеней в зависимости от угла наклона лестничного марша отражены в табл. 9.

Для лестниц с забежными ступенями при расчете параметров нужно учитывать еще некоторые особенности, о которых мы поговорим в соответствующем разделе.

Итак, зная вышеизложенную методику, можно приступить к расчету лестницы для конкретного здания. Если в доме высота между этажами составляет 3300 мм, ширина проема в междуэтажном перекрытии составляет 1450 мм и для лестничной клетки предполагается отвести 5900 мм, можно приступать к конкретному расчету. Сразу оговоримся, что лучше всего лестничную клетку построить графически на листе бумаги в соответствующем масштабе, как показано на рис. 45.

Рис. 45. Расчет лестницы

При высоте этажа 3300 мм наиболее целесообразно строить двухмаршевую лестницу. Высота каждого марша в этом случае будет равняться 3300:2 = 1650 мм. Высота подступенка задается произвольно. В нашем случае число 1650 делится без остатка на 11. Разделив 1650 на 11, получим 150. То есть, высота подступенка в нашей лестнице будет равняться 150 мм или 15 см. Мы знаем, что в реальной лестнице количество ступеней будет на одну меньше расчетной. Поэтому в данном случае мы будем иметь 10 проступей и 11 подступенков. Для того чтобы определить ширину проступи, следует задать конкретную длину (в плане) лестничного марша. Для этого из размера лестничной клетки (5900 мм) нужно вычесть ширину площадки между маршами. Наиболее целесообразно за ширину площадки принять ширину лестничного марша. Поэтому, если из длины лестничной клетки вычесть ширину двух площадок, мы получим длину марша 5900 - (1450х2) = 3000 мм. Отсюда легко найти ширину проступи (3000:10=300 мм). При проверке параметров лестницы, согласно формуле удобств (30+15=45) и формуле безопасности (30-12=15), мы убеждаемся, что проектируемая нами лестница удобна и безопасна в эксплуатации. По выполненному чертежу в масштабе 1:1 делают разметку лестницы на стенах. Внизу стены отмеряют ширину площадок (в нашем случае по 1450 мм), а от них ширину проступи (300 мм). При помощи отвеса проводят вертикальную линию, соответствующую первому подступенку марша. Таким образом, последовательно на стене размечают все ступени лестничных маршей. Такая разметка значительно облегчит строительство лестницы.

Подводя итоги данного раздела приведем основные рекомендуемые параметры для лестниц, в зависимости от их расположения и конструкции. Для внутриквартирных лестниц в индивидуальных домах соотношение ширины проступи и высоты подступенка рекомендуется выбирать в пределах 17/29 : 20/23 (высота подступенка/ширина проступи). Для наружных лестниц (в том числе и крыльца) — 15/33:16/31. Для садовых лестниц (при небольшом уклоне местности) - 10/43:12/40. Для приставных лестниц — 28/7:30/6. Конструктивные особенности дома и его планировка могут вносить в эти соотношения соответствующие коррективы.