Сходи для приватного будинку: вибір типу, проект, розрахунок, побудова самостійно

Зміст

  • Про гвинтових сходах
  • З чого почнемо?
  • Вибір матеріалу
  • Дерево
  • Метал
  • Бетон
  • Конструюємо сходи
  • Відео: виготовлення сходів — від розрахунку до будівництва
  • Про горищні сходи
  • Про підвальних сходах
  • Підводячи підсумки
  • Сходова клітка – один з найбільш складних модулів будівлі. У більш-менш солідних будівельних організаціях проектуванням сходів, і тільки їх, займаються особливі фахівці. Але зараз, при постійному підвищенні цін на будівельні роботи, в т. ч. проектні, і землю під забудову, багато забудовників-індивідуали воліють зводити свій будинок самостійно, починаючи з проекту. А вартість земельних ділянок в місцях з досить розвиненою інфраструктурою відразу ж схиляє до вибору будинку двох – або півтораповерхового. В якому обов’язково буде хоча б одна сходи. Так і в одноповерховому будинку або дачному будиночку потрібно підніматися на горище, спускатися в підвал. І найкраще це робити зручніше і значно безпечніша. Тобто, в будь-якому будинку без сходів ніяк не обійтися.

    У цій статті мова піде про те, що потрібно знати, щоб зробити сходи своїми руками або підібрати типову покупну по своїм потребам. І також – щоб читач зміг правильно оцінити достоїнства і недоліки покрокових і відеоінструкцій з інших джерел. За видимою простотою сходи криється вельми солідна природна основа, яку можна розгледіти, тільки володіючи певними знаннями. А постійне користування сходами, на вигляд такий же, як і інші, але спроектованої трохи неправильно, може призвести до хронічних розладів здоров’я.

    У будівельних інструкціях і правилах про сходах розписано, здавалося б, все до найдрібніших подробиць. Але орієнтовані вони на сходи загального користування у багатоквартирних будинках; врахувати всю різноманітність індивідуальних особливостей і вимог ніякими загальними нормами неможливо. Щодо сходів в приватних будинках і вітчизняні Сніп, і «забугорні» DIN обмежуються загальними вказівками. Ми також не збираємося виводити якийсь універсальний рецепт будівництва сходів. Але ми розповімо:

    • Як правильно вибрати сходи в свій будинок.
    • Як розрахувати її під свою конкретну сім’ю.
    • Якими способами можна обжати» драбину, щоб вона, не втрачаючи зручності, забирала мінімум корисної площі.
    • Які особливості будівництва сходів різних видів.

    У статті використані матеріали, отримані від досвідчених проектувальників і будівельників сходів; значна їх частина унікальна. Проектування і будівництво сходів в будинку з їх допомогою дозволяє визначити 3-7% загальної площі будівлі відносно того, що виходить при «втискивании» проект типових сходів, враховуючи і оплату консультацій. Знаючи, скільки коштує будівництво одного загального квадрата у вашому регіоні, ви самі зможете підрахувати, скільки грошей своїх кревних або іпотечних, які треба віддати як мінімум удвічі, вам тепер не доведеться пускати на вітер, чи то пак заривати під сходи.

    Про гвинтових сходах

    Захоплення гвинтовими сходами не просто данина моді, хоча вони дійсно елегантні і дозволяють, як висловлюються між собою дизайнери, «включити шалений креатив» з використанням практично будь-яких придатних для будівництва матеріалів у самих довільних комбінаціях, див. рис.

    Гвинтові сходи не просто економить площу будівлі. Її головне, неоціненне достоїнство – вона дозволяє витягнути себе до будь-якої заданої наперед висоти, обмежуючись однією і тією ж, причому мінімальної, площею під сходами. Не менш важливо і те, що гвинтові сходи можна зробити самому, зовсім не маючи навичок будівельника, а готові набори для їх складання (див. рис.) коштують у кілька разів дешевше будь-який замовлений сходів і надходять у продаж у широкому асортименті з дизайном на будь-який смак.

    Деталі збірної гвинтових сходів

    Разом з тим гвинтові сходи не позбавлені серйозних недоліків:

  • Розмір хожей частини щаблі – проступи, див. далі – оптимальний лише в одному місці і якраз там, куди ніколи не ступають, точно посередині її.
  • Кут нахилу сходів в межах ширини ступені змінюється втричі і більше.
  • Гвинтові сходи для лівшів і правшів повинні виконуватися в дзеркальному відображенні: для правшів закрученими за годинниковою стрілкою (праворуч), а для лівшів навпаки.
  • Меблі та інші громіздкі предмети на верхні поверхи доведеться піднімати як завгодно, але тільки не по сходах.
  • Дамо додаткові пояснення. До п. 1: людині властиво ходити, злегка розсунувши ноги, інакше тіло так і норовить повалиться набік. Манекенниці подіумну ходу відпрацьовують довгими тренуваннями і ходять нею тільки на показах (та й там, буває, падають), а в житті – як і всі інші.

    До п. 2: на сходах із змінним нахилом правої і лівої ніг доводиться переступати з різним розмахом та частотою, до чого тактильне почуття (природна м’язова пам’ять) не пристосоване. Крім того, центр тяжкості тіла при цьому відчуває ривки не тільки вгору-вниз, але і вбік. Це призводить до підвищеної стомлюваності і збільшує ризик порушень опорно-рухового апарату, детальніше див. далі.

    До п. 3: лівші починають сходження по сходах з лівої ноги, а правші з правого. На сходах, закрученої не в ту сторону, тактильне відчуття та реально потрібний ритм руху виявляються дійовими вроздріб, в протифазі. Це посилює дію негативних факторів, описаних до попереднього пункту.

    Всі зазначені дії володіють кумулятивним ефектом, тобто, поки не перевершений їх певний кількісний поріг, не позначаються, а потім позначаються відразу. Тому гвинтові міжповерхові сходи може застосовуватися тільки у житлових будинках з чітким зонуванням по поверхах: перший – житловий, де сім’я проводить більшу частину часу, а другий – спальний, куди піднімаються/звідки спускаються не більше 3-4 разів на добу.

    Відео: приклад складання і встановлення гвинтових сходів

    З чого почнемо?

    Братися за будь-які сходи без проекту – зряшное справу. Але проектування сходів без безперервного обліку властивостей використовуваного матеріалу неможливо. Тому вже на етапі ескізного проекту будинку необхідно вибрати матеріал для сходів. Споруда/переробка її в існуючому будинку також дає деяку свободу вибору, тому питання про матеріал слід розглянути першим. По ходу викладу торкнемося і істотних особливостей технологій, дамо приклади конструкцій. А вже підігнати їх під себе ви зможете зі знанням справи, ознайомившись з розділом про проектуванні, він в кінці тексту.

    Вибір матеріалу

    У приватних будинках саморобні сходи виконуються частіше за все з дерева, металу або залізобетону. Всі вони без проблем тримають потрібну СНиП навантаження в 150 кг, а більшість видів і підвищену, в 250 кг, як і настил підлоги.

    Дерево

    Дерев’яні сходи – за технологією самий простий і доступний для самодельщиков варіант. Однак з ціною все виходить не так просто. Сходи з прямослойного дерева хвойних порід досить швидко розсихаються, починають скрипіти і хитатися. Цей недолік значною мірою компенсується тим, що дерев’яні сходи слабо пов’язана з навантаженні з конструкцією будівлі і її можна відремонтувати або зробити заново, не затіваючи капітального ремонту, але це періодичні зайві витрати і робота, а ділова деревина у найближчому майбутньому дешевшати не буде.

    По 100-300 років і більше служать сходи з мелкослойных щільних листяних порід: дуба, бука, горіха, клена, ясена. Але рубка цих дерев суворо обмежена законом, деревина йде в продаж тільки добре витримана і оброблена засобами захисту від шкідників, тому листяні пиломатеріали дороги, а довгомірні – дуже дорогі. Практично вічні сходи з в’яза і евкаліпта, але відповідні цим деревам біоценози вкрай вразливі екологічно, тому в’язова і евкаліптова деревина заготовлюється в мінімальних кількостях і вся йде на потреби взуттєвої промисловості (в’яз, на колодки для елітного взуття) і машинобудування. В широкому продажі ділового в’яза і евкаліпта немає.

    Примітка: листяну деревину дуже люблять грибок, черв’ячок і жучок. Тому при самостійному виготовленні сходів із них найперше виробнича операція – гранична просочення засобами комплексного захисту від шкідників.

    Тим не менш, в побуті сходи із звичайної хвойної деревини застосовуються в наступних випадках:

    • Горищні сходи, особливо складна або висувна, див. далі, в кінці. Мікроклімат горища забезпечить їй термін служби не менший, ніж у крокв.
    • Сходи в сезонно жилу мансарду або на полуторний поверх, в холодну пору року відокремлені від житлових приміщень щільною дверима і неопалювані, з тієї ж причирне.
    • Сходи в півтора-двох поверхової дачі, населеної тільки в теплу пору року. Тут також справа вирішує мікроклімат приміщення.
    • Сходи в спальну мансарду або антресоль. Такі сходи нескладно як слід просочити водно-полімерної емульсією, лакувати або пофарбувати, що надовго захистить їх від пересихання. А в разі чого і замінити її буде не дуже дорого, оскільки подібні сходи виконуються малогабаритними, див. далі.

    Про химерних сходах

    Сучасні технології комп’ютерного проектування дозволяють відразу друкувати шаблони-лекала для деталей дерев’яних сходів найхимернішої конфігурації, див. рис. Замовлений в інтернеті проект або самостійно розроблений в онлайні коштує зовсім небагато. Побудувати за нього сходи самому не набагато складніше, ніж звичайну; технологія – та ж сама, див. далі. Використання таких сходів дозволяє заощадити до 1,5-2 кв. м. площі, що може вирішити долю проекту в цілому.

    Дерев’яні сходи, змодельовані на комп’ютері

    Але фізіологічно-ергономічні вимоги до програми закладені загальні, усереднені по СНиП або DIN, причому заради економії за замовчуванням використовуються граничні значення параметрів. Тому, замовляючи проект або налаштовуючи САПР, визначте для початку особисті сімейні параметри, як буде описано далі, і повідомте їх розробникам або самі «забийте», вибравши попередньо онлайнову програму, яка дозволяє це робити.

    Про сходах-меблів

    Дерев’яні сходи «3 в 1»

    Дерево – надзвичайно пластичний конструкційний матеріал. Воно дозволяє, проявивши деяку частку вигадки, спорудити сходи, абсолютно не забирає даремно корисної площі. Наприклад, на рис. праворуч – виріб «3 в 1»: сходи в спальну антресоль (ліжко – горище), вона ж шафа, вона ж стелаж-комора. Якщо приробити до неї ще й глухі перила, то й не скажеш, що це сходи. А для будівництва потрібні самі звичайні дошки, пила, молоток, дриль та вимірювальний інструмент. Без жодних високо-інформаційних технологій.

    Дерев’яно-сходова технологія

    Всі вироби з дерева робляться загалом за звичайною «дерев’яної» технології і тими ж інструментами. Однак дерев’яна драбина, по суті, є предмет меблів, скріплений з конструкцією будівлі. Але в ньому ідеально рівні стіни і точно прямі кути бувають тільки в теорії навіть без обробки. А дерев’яні сходи завдяки своїй невеликій вазі, легкості і чистоти технології, кріпиться до чистовому настилу підлоги у повністю обладнаному приміщенні. Тому стосовно неї з’являються деякі особливості:

  • Лекало для прилеглій до стіни несучої балки (тятиви, див. про проектування) викреслюється на звороті стрічки шпалер або роздруковується на принтері А3-А2 в першу чергу, в масштабі 1:1.
  • Лекало тятиви тимчасово кріпиться за місцем до стін, дотримуючись всіх їх зламів з вигинами.
  • Викрійка тятиви вивіряється і виправляється точно в розмір за місцем до нульових зазорів вгорі, внизу і по стіні.
  • З допомогою імітують ступені рейок, вивірених горизонтально по рівню, коригується шаблон другий несучої балки. Його для цього зручно наклеїти на смугу пакувального картону.
  • За підігнаним лекалами коригуються горизонтальні розміри ступенів і деталей майданчики. Висота всіх щаблів повинна бути строго однакова, а площадка – горизонтальна!
  • Визначаються точні висоти підпор.
  • Згідно розмірами верхнього отвору уточнюється висота перил та їх стійок – балясин.
  • Деталі сходів вирізаються розмір збираються в одне; потім – чистова обробка.
  • Примітка: сходи вільну, не прикріплену до стіни, зробити набагато простіше. Вона за результатами вимірювань на місці збирається відразу націло. Верхні опорні майданчики балок (найчастіше вертикальні – плечі) обрізаються точно в площину. Потім сходи приставляють за місцем і підганяють по підлозі п’яти балок. Але так робляться тільки сходи горищні і в спальні закутки. Міжповерхові дерев’яні сходи обов’язково повинна бути скріплена зі стіною.

    Відео: встановлення деревяних сходів

    Метал

    Сходи з металу в приватному будівництві найчастіше використовується в комбінації з іншими матеріалами:

    • Каркас – металевий зварний, ліва поз на рис.
    • Сходи – дерев’яні (середня поз.) або бетонні.
    • Декоративне оздоблення – будь за смаком, засобів і вмінню, права поз.

    Металлодеревянная сходи

    Загальна трудомісткість і вартість комбінованої металлодеревяних сходів приблизно на 65% більше, ніж дерев’яною. Але її металевий каркас вічний, а обробку можна ремонтувати або міняти, не затіваючи серйозного ремонту в приміщенні і не перериваючи користування сходами. Металеві сходи також може бути змонтована у вже побудованому будинку, але після її спорудження знадобиться ремонт оздоблення середнього ступеня. Загальна технологія монтажу така:

  • Готують 2 балки під майданчик з швелера 60-100 мм. Захід балок в несучу бетонну стіну крім обробки не менше 80 мм; у цегельну і дерев’яну не менше 120 мм. Монтувати металеву драбину до стіни з ПГБ або газобетону небажано; якщо все ж потрібно, то балки повинні лежати в стіні на всю її товщину, але не менше ніж на 150 мм без обробки. Ці міркування потрібно врахувати при визначенні довжини балок.
  • У стінах пробивають гнізда під балки; в тій, що товстіший – глибиною в 2,3 заходу балки. Якщо стіни з ПГБ або газобетону, замість гнізд пробивають наскрізні отвори.
  • Заводять в гнізда спочатку дальню, а потім ближню балку.
  • Виводять балки в горизонталь за рівнем вздовж і впоперек, а весь майданчик в прямокутник шнуром по діагоналях. Для виведення балки в гніздах підклинюють обрізки листового металу знизу і з обох боків. Расклиненная балка повинна сидіти в гнізді туго, щоб її не можна було зрушити рукою по горизонталі.
  • Балки в кам’яній стіні, окропивши гнізда водою з пульверизатора, цементують. У дерев’яної – зашпаровують компаундом з тирси, густо (до консистенції сухого сиру) замішаних на рідких цвяхах.
  • Знімають настил підлоги і стяжку до перекриття там, куди припадуть п’яти балок.
  • Через 2 тижні ще раз перевіряють майданчик на горизонталь вздовж і впоперек і прямокутність.
  • Знімають розміри похилих балок, готують їх.
  • Приварюють балки до майданчику, а їх п’яти прикріплюють до перекриття анкерними болтами М12х90.
  • Відновлюють стяжку, а поки вона сохне, варять з куточка каркаси ступенів.
  • Вертикальні полиці каркасів ступенів під бетонування орієнтують вгору; під дерев’яні сходи вниз.
  • Обшивають або бетонують ступені.
  • Роблять остаточну обробку сходів.
  • Металева суцільнозварна гвинтові сходи

    Суцільнометалеві стаціонарні сходи не дуже естетичні і тому в побуті використовуються рідко. Для прикладу на рис. праворуч показана гвинтові зварна металева драбина. На обох перекриттях, верхньому і нижньому, під її стійку необхідні сталеві підп’ятники діаметром не менше 180 мм. До плит перекриття вони кріпляться 4 анкерними болтами М8х120 кожен.

    Цю драбину можна дещо облагородити, наклеївши на рівні знизу, щоб приховати підкоси, дерево або ЕППС і округливши накладки за шаблоном. Після монтажу перил (бажано з нержавіючої сталі) і фарбування сходів на проступи ступенів наклеюють рифлену гуму, лінолеум або ковролін.

    Відео: комбінована металлодеревянная сходи

    Про сходи на больцах

    Bolzen по-німецьки болт. Лесничники больцами називають силові, несучі експлуатаційне навантаження болти сходів на відміну від кріпильних. А сходи на больцах значить – сходи без опорних балок, тільки на болтах, див. рис. справа.

    Сходи на больцах

    Больцеві сходи належать до комбінованих металлодеревянных. Важливі їх частини – вертикальні больци в обоймах-проставках, що з’єднують висячі краї сходинок. Вони розподіляють по ступенях навантаження, тому сходи на больцах нітрохи не менш надійна, ніж балочна.

    Комплектів деталей для больцевых сходів у продажу не менше, ніж для гвинтових, а коштують вони ще дешевше. При самостійному конструюванні сходи на больцах потрібно врахувати наступне:

    • Установка сходів на больцах можлива тільки на несучі бетонні або цегляні стіни.
    • Ступені – дошка з міцного мелкослойного листяного дерева товщиною від 40 мм. Заміна деревини на МДФ або ВДФ (модифікована деревина високої щільності (HDF) неприпустима.
    • Стінові больци – М8х(120 + товщина обробки), у металевих цангових анкери, по 2 на сходинку. Застосовувати саморізи в дюбелях не можна!
    • Вертикальні больци – М12х(висота подступенка, див. далі + 2 ступені товщини + 35 мм).
    • Балясини з труб із внутрішнім різьбленням під больц можуть грати роль гайок, але самі перила навантаження не несуть, вона вся припадає на больцах.

    Відео: збірка сходи на больцах

    Бетон

    Сходи з залізобетону більш за все використовуються в масовому типовому будівництві. Тут їм практично немає альтернативи: всі інші потрібно збирати на місці, а бетонні привозять готовими з ЖБК і монтують нарівні з іншими частинами збірної конструкції.

    У приватних будинках будуються бетонні сходи двох типів: комбіновані з металом (не плутати із залізобетоном!) і монолітні. У перших плити східців і площадок виготовляють методом наливу бетону в такий же каркас, як для металлодеревяних сходів, посилений арматурою. Горизонтальні поверхні, менш схильні до зносу, обробляють будь-яким іншим способом.

    Комбінована бетонна сходи цілком доступні для самостійного виготовлення. Її трудомісткість приблизно вдвічі вище, ніж у металлодеревяних, але це окупається тим, що про скрипе і регулярного ремонту хожей частини сходів можна забути раз і назавжди.

    Бетонний розчин для сходів і майданчиків потрібен особливий, з підвищеною стійкістю до згину. Замішують розчин тільки в бетономішалці, ручним міксером не встигнути вимісити до повної однорідності. Його склад (частини – об’ємні) і спосіб приготування:

  • Цемент ПЦ-400 – 1 частина.
  • Дрібний сухий річковий пісок – 2 частини.
  • Мармурова крихта – 2 частини.
  • Вода – 0,7 частини.
  • Пластифікатор С3 – 0,01 частина.
  • Для замісу включають порожню мішалку, завантажують послідовно мармурову крихту, сухий пісок і цемент. 1 хв місять насухо, потім тонким струменем вводять воду. Місять ще 1 хв, вводять пластифікатор і місять ще хвилину. Розчин придатний для заливки протягом 20 хв після закінчення замісу, тому з завантаженням не потрібно переборщувати. Нехай краще мішалка працює під повним навантаженням, однорідніше перемесит.

    Виготовлення сходів з заливається в метал бетону має наступні особливості:

    • Швелер на майданчик беруть від 80 мм, а куточок на межі ступенів від 40 мм.
    • Арматура – сталеві рифлені прути, 8-10 мм на майданчик і 6-8 мм на сходи.
    • Каркас ступенів – 1-2 поздовжніх прутка і 3-5 поперечних; майданчики – з вічком не більше 200х300 мм

      Арматура для металлобетонной сходи

    • Поперечні прути каркаса приварюють до нижніх полиць швелера/куточка, а поздовжні поверх них, див. рис. справа.
    • Всі рами сходинок перед замісом бетону закривають знизу рівними дошками від 40 мм, а раму майданчики – щитом з таких же дошок. Між дошками/щитом і рамами прокладають поліетиленову плівку.
    • Піддони рамок туго підпирають брусами, трубами і т. п. Підпори повинні щільно притискати піддон до рами.
    • Після заливки всю конструкцію накривають пластиковою плівкою. У жаркий час року біля неї ставлять 3-4 відкритих відра з водою. Змочувати застигає бетон будь-яким способом, як це роблять для фундаментів, неприпустимо!
    • Час витримки до набору 80% міцності та можливості продовження робіт – 3 тижні. Обробляти сходи і користуватися нею під повним навантаженням (400 кг) можна ще 4 тижні.

    Пояснення. Розчин описаного складу відрізняється підвищеною пластичністю, добре тримає будь-яку обробку, а після полірування і сам непогано виглядає. Однак він схильний до виділення т. зв. цементного молока, що різко погіршує якість готової виливки, тому витікання молока потрібно запобігати усіма можливими способами.

    Плита під вертикальним навантаженням працює загалом на вигин. При цьому її верхній шар стискається, а нижній розтягується. Стиснення бетон тримає відмінно, а ось розтяг – огидно. Цією обставиною і пояснюється рекомендоване розташування арматури.

    Відео: каркасна бетонна сходи

    Що стосується монолітних залізобетонних сходів, то для індивідуального будівництва вони придатні тільки у вигляді готових типових або замовлених виробів. Самому будувати сходи-моноліт не рекомендується з наступних причин:

    Опалубка для монолітних бетонних сходів

  • Для запобігання витікання цементного молока і підтримки дуже важкої бетонної маси необхідна міцна опалубка спеціальної конструкції з дорогих високоякісних пиломатеріалів: витриманої деревини, водостійкої фанери від 25 мм, МДФ, див. рис. справа.
  • Щоб узгодити усадку сходів і будівлі, бетон необхідно піддавати віброущільнення. У промислових умовах виливок трясуть на спеціальних стендах, але ручні кустарні способи ущільнення застосовувати не можна. Варто лише одного разу зачепити наконечником вібратора за арматуру, і в товщі бетону утворюються каверни, заповнені цементним молоком. Від них згодом поповзуть тріщини, а відремонтувати монолітні сходи, пов’язану в одне з силовою конструкцією будівлі, навряд чи можливо.
  • Відео: виготовлення монолітних бетонних сходів

    Конструюємо сходи

    Вище вже не одного разу вживалися специфічно сходові терміни. Малюнок їх пояснює, додати залишається небагато:

    Пристрій сходів

    • Тятива – несуча балка сходи, сприймає як вертикальну, так і горизонтальну навантаження. Для цього сходинки врізаються в тятиву.
    • Косоур – балка, тримає лише вертикальне навантаження; сходи на косоур укладаються.
    • Проступь – довжина (т. к. сходинки витягнуті в ширину) хожей частини сходинки, на яку ставлять ногу. Дорівнює довжині стопи ходка у взутті.
    • Забіжні щаблі – шматочок гвинтових сходів, вбудований між прямими маршами. «Забежки» застосовують, якщо ніяк неможливо вигадати місце для сходового майданчика, т. к. вони володіють усіма недоліками гвинтових сходів. Їх і назвали забіжними тому, що всі, хто може, через них перестрибують.
    • У монолітній сходах розмір подступенка і висота сходинки збігаються.
    • Подступенок може бути порожнім, тоді його називають просвітом, а всю драбину – сходами з просвітами.
    • Заступок роблять, щоб на крутих сходах отримати необхідну проступ ступені, див. нижче.

    Сходи з просвітами дуже широко використовуються в приватних будинках. Їх травмоопасность вище, ніж у цільних, на них легше збити шкарпетки взуття. Але якщо сходами весь час користуються одні і ті ж люди, ці недоліки зводяться на немає. Зате сходи з просвітами набагато дешевше, простіше у виготовленні і менше затуляє світло. Якщо сходи починається в житловій кімнаті, то варіант з просвітами найбільш кращий.

    Додатково про сходинках

    Розміри і пристрій сходів

    Далі в процесі розрахунку сходів ми переконаємося, наскільки це шкідливі величини – проступь і висота сходинки, і як вони не терплять один одного. Рекомендовані СНиП їх значення для сходів загального користування і службових показано на рис. справа. Щоб отримати прийнятні розміри, найчастіше доводиться сходи робити зі звисом. Але в приватних будинках, де з драбиною не розгуляєшся, його допустимого розміру виявляється мало, а великий звис робить сходи травмонебезпечної і згубною для взуття.

    Вихід знайшли проектувальники ще найперших хрущовок: подступенок потрібно робити похилим назовні. Найкраще увігнутим, як показано на рис. зліва, але можна і плоским. Якщо всю драбину обробити лінолеумом або ковроліном, то без шкоди для неї, і для ходка, і для його взуття можна довести заступок до 60 мм.

    Людина і сходи

    Людина як біологічний об’єкт сформувався не в високогір’ї, і вся його кінематика і фізіологія руху розраховані на переміщення по рівних поверхнях, горизонтальним або похилим. Ходіння по сходах змушує людський організм робити дещо, що йому не властиве, тому сходи слід проектувати так, щоб незручні фактори позначалися поменше.

    Чоловік

    Не вдаючись у подробиці фізіології, врахуємо відразу, що людська мускулатура може працювати за двох енергетичних циклів: гликогенному і кисневого. Гликогенный – наш звичайний. На гликогене кожен тривалий час розвиває середню потужність згідно своєю статурою і фізичної підготовки.

    Кисневий цикл включається у непідготовленої людини в критичних обставинах. На кисні м’язи працюють за рахунок власних запасів енергії. Кисневий цикл дозволяє розвивати дуже велику потужність, але короткочасно – власне энергодепо м’язів вигорає за 2-3 с; для його поповнення потрібно приблизно стільки ж часу. Відомі випадки прояву звичайними людьми неймовірної сили пояснюються саме роботою на кисні.

    Примітка: самий звичайний людина в звичайних обставинах, взбегая по сходовому маршу в 17-18 ступенів одним духом, стрибаючи через сходинки, розвиває на 1,5-2 потужність 600-1500 Вт, або 0,8-2 л. с.

    Кожне включення «кисню» викликає мимовільне скорочення м’язів приблизно на 0,1-0,2 з, на що витрачається енергія м’язового депо. Тобто 20-30 включень кисню повністю виснажують м’язові надздібності, навіть якщо не було вироблено жодної корисної роботи. Цей процес аналогічний витраті палива на заводку і прогрів ДВС.

    Людей на сходах

    Для ясного розуміння подальшого корисно уявити собі, що вся маса людського тіла зосереджена в його центрі тяжкості (ЦТ). У людини ЦТ розташований в області попереку трохи всередину від хребетного стовпа. При русі по рівній поверхні, вгору або вниз, ЦТ рухається приблизно рівномірно і прямолінійно; вся еволюція людини пристосувала його кінематику саме до цього.

    На сходах ЦТ відчуває ривки вгору-вниз, а на гвинтовий ще і вбік. При цьому кожен раз доводиться тіло розганяти і тут же гальмувати. Інерція людини не мала: спробуйте опустити вантаж у 75-80 кг з висоти щабля в 14-18 см, переконайтеся. Вегетативна нервова система сприймає ритмічні поштовхи як форс-мажор, і на сходах при кожному кроці включає кисень.

    Сходи і людина

    З попереднього вже випливають важливі висновки: збільшувати кількість ступенів одного маршу понад 20 не можна навіть для самої пологою сходи, ходок на такий видихається без всякої видимої причини. Друге – між маршами вкрай бажано влаштовувати майданчики не менше 1,2-1,5 м завширшки. Всього 2-3 кроки на гликогене, і можна знову включати кисень.

    Далі, спрощений розрахунок по нулю похідної дає мінімум загальних енерговитрат на сходах при відношенні проступи до висоті сходинки 2:1, що відповідає куту нахилу сходів в 30 градусів. Реально самий мінімум припадає на більший кут, приблизно 32-34 градуси. Справа в тому, що подолання/гасіння інерції відбуваються не миттєво, а за час реакції м’язів, 0,1-0,2 с.

    Залежність витрати енергії на сходах від її нахилу

    У бік меншого нахилу енерговитрати зростають стрімко, див. рис. Тут знову повна аналогія з автодвижком: газуя без міри на першій-другій, перш за весь бак і мотор спалиш, ніж кудись доїдеш. А конкретно: витрата энергодепо на включення/вимикання кисню виявляється багато більше, ніж на власне пересування. Робимо третій висновок: занадто пологі сходи марні; нахил менше 28 градусів незручний і стомлюючий, а менш 25 – тільки пандус.

    Великі нахили виявляються економніше. Тут позначається те, що ЦТ велику частку розмаху кроку рухається відносно рівномірно. Звичайній людині не знадобиться відновлювати кисень, простуючи на 4,5 м сходами до 75 градусів, цей кут і вважається граничним для сходів загального призначення.

    Кутова діаграма сходів

    «Підіймаючись» вище сказано недарма. При спуску по сходах набирає чинності інший фактор, а саме – баланс тіла. Щоб ЦТ не вийшов за межі опорної площі і не трапився «бух», доводиться, переступаючи, нахилятися вперед. Але, сходячи по крутих сходах, хожую ногу далеко не винесеш, там повітря. Тому з дуже крутим сходам доводиться спускатися спиною вперед, а граничний нахил сходів загального користування прийнято вважати рівним 45 градусів.

    Будівельники для розрахунків користуються не енергетичними кривими, а зведеними секторними діаграмами, див. рис. Там нічого не зрозуміло з фізіології, але наочно показано допустимі кути нахилу. Вони дещо відрізняються від «енергетичних», тому що статистично усереднені.

    Сходи для себе

    Нам потрібно, проектуючи сходи, заробити якомога більше площі. Природний шлях до цього – взяти нахил побільше. Але переборщувати не можна, коли так проявиться кумулятивна шкідливість, про яку сказано на початку. Як тоді без складних досліджень знайти власні енергетичні можливості, а за ним – кут нахилу сходів?

    Перше, що робимо – визначаємо середній зріст Τ дорослих фізично повноцінних членів сім’ї. У «дрібних» кінематика з фізіологією істотно інші, їм зайвий раз розім’ятися тільки на користь. А старих і немічних нормальні люди на другий поверх не заганяють.

    Але чому – середній зріст без різниці статі? Тому, що у жінок, по-перше, ЦТ розташований нижче щодо зростання. Хто з мужиків крадькома не облизувався на апетитні форми? По-друге, ширина жіночого кроку (найважливіший параметр, як побачимо далі) теж щодо зростання більше.

    Ви здивовані? Цього просто так не видно, т. к. жіноча хода плавна, а чоловіча розмашиста. Але придивіться на вулиці: дама на зріст 165-170 йде про руку з кавалером в 175-180, нітрохи до нього не приноравливаясь.

    Вся ця теорія потрібна для того, щоб визначити:

  • Граничний нахил сходів в градусах як α = Т/4 – 2;
  • Нормальну ширину кроку як d = 0,36 Т.
  • Формули справедливі для меж зростання 160-180 див. Для коротунів α = 38 градусів, а для дылд – 45. Найменшим нахилом не займаємося, по-перше, тому, що він дуже вже енергетично невигідний. А по-друге, полога сходи забере надто багато площі, яка своїх грошей коштує.

    Види і розміри сходів

    Перш ніж починати рахувати, подивимося, що ж нам потрібно вибрати і спроектувати. Основні види сходів для приватних будинків показано на рис. У верхньому ряду перші 2 зліва – консольні, або висячі. Монолітна проектується заодно з будинком і береться готова покупна. Поруч – сходи на больцах, про яку вже сказано. До розряду висячих відносяться і наступні 2, на задвинутых під ступені косоурах. Їх переваги більш естетичні, вони візуально не так зменшують об’єм приміщення.

    Одномаршові сходи (перша зліва внизу) в приватних будинках зустрічаються рідко; при нормальних розмірах ступенів вони там найчастіше просто не поміщаються. Більш будуються поворотні сходи, наступна поз. Кут повороту рекомендується в 90 градусів, якщо сходи йде вгору з кімнати, і 180 градусів, якщо з коридору. Такі кути полегшують проектування.

    Сходи з забіжними ступенями на криволінійних балках розглянуто вище, в розділі про химерних дерев’яних сходах. Спіральні сходи будують, обводячи зсередини ліхтар, полуеркер чи еркер.

    Креслення дерев’яної гвинтових сходів

    Розрахунок сходів

    Розрахунок сходів непорушно стоїть на 3-х «китах» – непорушних принципах:

    • Усі щаблі – з точністю до 0,5 см однакової висоти. «Стрибаючі» сходинки збивають з ритму тактильне почуття, з-за чого травма з часом неминуча;
    • Драбина повинна бути між приміщеннями з однаковим температурним режимом. Нерівномірний прогрів сходи в опалювальний сезон може привести не тільки до її псування, але і до порушення несучої конструкції будинку;
    • Розрахунок обов’язково закінчується точним кресленням у масштабі і з деталюванням, приклад для дерев’яної гвинтових сходів див. на рис. Ескіз «навскидку» не гарантує від невдачі навіть досвідченого фахівця.

    Примітка: сходи між опалювальним і неопалюваним приміщеннями припустимо будувати, якщо прохід до неї з теплої сторони щільно закривається самозахлопывающимися дверима.

    Розміри і пропорції

    Потрібні для розрахунку розміри сходів по англійській системі показано на рис. праворуч:

    Розміри сходів

  • L – довжина сходів.
  • H – висота (підйом).
  • G – висота проходу.
  • B – габаритна ширина.
  • W – ширина проходу.
  • N – кількість східців.
  • A – довжина отвору в перекритті верхнього поверху.
  • P – висота перил.
  • C – зазор між балясинами.
  • Твір LxB дає займану сходами площа на нижньому поверсі; АхВ – на верхньому. Їх сума – загальну площу під сходи. Ці величини необхідні для складання кошторису та мінімізації витрат. G за стандартом DIN для приватних будинків потрібно брати від 185 см, по СНиП – від 190 див. Реально краще дотримуватися значення 195-200 див. Тоді високий зростанням гість не нахилить інстинктивно голову в проході і не спіткнеться.

    Тут же на малюнку видно спосіб, яким проектувальники приватних будинків, не прив’язані жорстко до типових елементів, вигадують до 5 см G і до 30 см L: нижній край верхнього отвору виконують скошеним. Штука в тому, що верхній-то отвір потрібно захищати і добрих півметра в сторони від нього практично не відчувають експлуатаційного навантаження.

    W слід брати від 1200 мм для загальних міжповерхових сходів і від 900 мм для сходів в спальний поверх. Для службових або індивідуальних (в мансарду, антресолі) – від 700 мм. N для розрахунків беруть як N-1, т. к. підлогу верхнього поверху є остання щабель сходів. Про допустимому в одному марші N сказано вище.

    P беруть в 800-900 мм, дивлячись по зростанню. Його величина некритична, робіть, як зручніше. У сім’ях з дітьми треба брати не більше 100 мм; для дорослої сім’ї – до 170 мм. Це за нормами, що реально краще ширше, а по низу пустити смугою суцільне огородження, так безпечніше.

    Примітка: не так давно в новинах кілька раз майнув курйоз. Якась пара вирішила зайнятися сексом прямо на сходах, чому голова дівиці протолкнулась між балясинами і застрягла. Щоб визволити, довелося викликати МНС і швидку. Мабуть, розуму там як раз в розмір по бестолковке…

    Розрахунок сходів

    Головна складність в розрахунку сходи – визначити розміри її ступенів. Оптимальний по енергетиці кут нахилу сходів α = 32 градуси; тоді відношення висоти щабля l її проступи буде одно tgα = tg 32 = 0,625. Але оптимальний по мінімуму займаної площі (а витрати на будівництво залежать від неї по квадрату), визначений за особистим параметрами, як описано вище, α виявиться близько 40 градусів, а tg 40 = 0,84. Ось цих двох диваків потрібно звести в одну упряжку так, що нам було зручно.

    Методика розрахунку така:

    • Виходячи з tgα =0,84 і H = (висота стелі + товщина перекриття + висота стяжки верхнього поверху + товщина настилу підлоги там же) розраховуємо довжину сходів L = H/ (tgα) = H/0,84.
    • На ескізному проекті будинку шукаємо місце, де ця довжина поміститься з запасом за умови дотримання габаритної ширини B. Тут потрібна творча жилка і деякий досвід: пробуємо пряму і поворотну сходи, застосовуємо проектні хитрощі, про деякі з яких наведено нижче.
    • За обраним місцем визначаємо конструктивну довжину сходів Lk.
    • По ній та H знаходимо дійсний кут нахилу як Α = arctg(H/Lk).
    • Беремо для початку N-1 = 15, тобто N = 16 і знаходимо висоту сходинки h = H/(N-1). h повинна бути в межах 140-180 мм для середнього зросту сім’ї 160-180 см; оптимум знаходимо пропорції. Якщо h далеко від нього відхиляється, коригуємо N.
    • Обчислюємо довжину проступи як l = h/(tgΑ). Вона швидше за все виявиться менше 280 мм, тоді визначаємо винос заступка як b = 280 – l, він повинен бути не більше 60 мм для ступенів з похилим подступенком і не більше 40 мм для всіх інших. Для сходів з просвітом завжди беремо b = 0, інакше травма неминуча.
    • Якщо східці «не сходяться», повторюємо цикл розрахунку починаючи з п. 2.
    • Коли все зійшлося, перевіряємо результат для загальних сходів по формулі СНиП 2b + l = d, де d – визначена вище ширина «сімейного» кроку.
    • Для сходів індивідуальних і службових використовуємо для перевірки формулу b + l = 0,75 d.
    • Якщо наші конкретні результати сходяться зі статистичними СниПовскими формулами з точністю 10%, уф-ф! Від сходів отморочились.
    • Якщо ні – знову до п. 2.

    У розрахунку спіральних сходів є нюанс: кут розбіжності їх ступенів β не повинен перевищувати 60 градусів, а краще всього бути менше 20 градусів. Тому радісно сходи вважають за залишковим принципом: задають залишок загальної висоти підйому H, що припадає на радиусную частина, пропорційно її частці в загальній довжині сходів, розраховують висоту сходинки прямих частин і по ній визначають їх кількість на радіусної. Потім перевіряють розкривши ступені, поділивши кут завороту сходи на кількість східців у дузі. У звичайних будинках проблем майже ніколи не виникає.

    Тонкощі проектування

    Ось 2 досить відомих способи заощадити на сходах, не погіршуючи її ергономіки і функціональності:

  • «Російська планування»: сходи роблять або в широкому коридорі («новоросійська») з поворотом на 180 градусів, або на веранді/в передпокої з поворотом на 90 градусів. Перший марш – довгий і високий. Під сходову площадку запихають додатковий суміщений санвузол, гостьовий туалет, котельню і т. п., а під маршем влаштовують спуск в підвал.
  • «Іспанська планування»: віллу проектують полутораэтажной. Спальний напівповерх поміщають над вбудованим гаражем з виносом над в’їздом до нього і, можливо, в сторони, до 1 м. Тоді у антресолі вдається розмістити 2-3 невеликі спальні. А за рахунок цоколя будівлі, перекриття та підлоги першого поверху напівповерх зміщується вниз на 1 м і більше. На стільки ж зменшується і висота драбини. У такому разі її частіше всього вдається зробити взагалі одномаршових.
  • Відео: виготовлення сходів — від розрахунку до будівництва

    Про горищні сходи

    Сходи на горище потрібна у кожному домі. Відома її конструкція, не віднімає корисної площі, показана на рис. Недолік один: вона на увазі. Від нього можна позбутися, підвісивши сходи на рейці з шматка труби і в складеному положенні задвигая за меблі. Тоді має сенс до зовнішньої тятиві прикріпити декоративну накладку.

    Пристрій простий горищних сходів

    Зараз популярні і широко пропонуються продавцями різного роду компактні сходи. Найпоширеніші їх види показано на слід. рис:

    Компактні чердачно-дачні сходи

    • Перша зліва – розсувна. Мабуть, оптимальний варіант з «невидимок». Конструкція проста, можна зробити самому. А головне – зміцнивши на п’ятах тятив вантажі, люк зі сходами можна точно врівноважити (див. рис. праворуч) і він сам по собі не впаде вниз навіть при відкритій засувці.

      Балансування розсувної драбини

    • Наступна – розкладні. Не віднімає місця ні в кімнаті, ні на горищі, але для врівноваження вимагає спеціального механізму. Набори механіки і фурнітури для таких є у продажу в широкому асортименті.
    • Третя зліва – т. зв. ножницевая або паралелограмна. Відверто кажучи, не більше ніж данина моді. Важка дорога, «грає» під ногами навіть нова і вимагає регулярного догляду за шарнірами.
    • Четверта – «фінська» драбина. Її ергономіка дуже цікава; на жаль, описувати її тут немає місця. Гідність – по ній можна сходити обличчям вперед навіть при нахилі в 60 градусів. Недоліки – ступені працюють в значній мірі на скручування, тому матеріал для них потрібен високоякісний. Крім того, «фінку» для лівшів і правшів потрібно робити в дзеркальному відображенні, інакше выдыхаешься на 3-4 сходинці.
    • «Польська» драбина. Мінімум матеріалу, роботи і фінансових витрат, але травмонебезпечна: ногам роз’їжджатися ніщо не заважає, а прогин ступенів під навантаженням цьому сприяє. У ряді країн заборонено будівельними нормами.
    • Комбінація «фінки» і «польки». Якщо в будинку немає лівші, то недоліків як сходи на горище, на дачі, в антресоль ліжко-горище позбавлена зовсім: 2 тятиви з косоуром дозволяють використовувати для виготовлення звичайну хвойну деревину, всі деталі простої форми, що працюють на стиск/згин, які дерево тримає добре, при куті нахилу до 75 градусів можливий підйом на кисні на 4-5 м.

    Про підвальних сходах

    У посібниках-інструкціях часто радять сходи в підвал будувати на окремому фундаменті. Мовляв, так міцніше буде. Це типова дилетантська помилка, будинок в цілому вмощується швидше і сходи з часом просто-напросто покорежится або відірветься.

    Навпаки, підвальну сходи краще прикріпити вгорі зведеними на клин тятивами до горизонтального поворотному шарніру, а п’яти закруглити. Тоді при усадці лише зменшиться кут її нахилу. Якщо завал ступенів стане відчутним, п’яти досить підпиляти або підрізати.

    Підводячи підсумки

    В цілому для міжповерхових сходів загального користування найкращої слід визнати металлодеревянную або металлобетонную. Їх підвищена порівняно з дерев’яною трудомісткість і вартість з лишком окупаються міцністю і довговічністю.

    Для бюджетного житла, в якому ніяк не можна викроїти місце під сходову клітку, оптимальна дерев’яна змодельована на комп’ютері сходи на тятивах складної форми. Щоб зробити таку самому, доведеться напружити уміння і кмітливість, зате житлової площі відніметься і матеріалу піде мінімум. Така ж сходи добре підійде і для дачі, а якщо сім’я фізично розвинена і не лінива, то гібрид «фінки» з «полячкою».

    Примітка наостанок: тут ні слова не сказано про влаштування ганку зі сходами і вхідних сходів взагалі. Це – окрема тема, і нітрохи не менш складна.