Definicja
Schody, to element budowli lub urządzenia terenowego umożliwiający połączenie w jeden komunikacyjny ciąg pieszy różnych poziomów budowli lub terenu [1]. Przykład schodów pokazano na rys.1.
Wymiary schodów
Graniczne wymiary schodów stałych o różnym przeznaczeniu określa [2], § 68, co podano w tab.1.
Tab. 1 Graniczne wymiary schodów [2] § 68.1
Związek między wysokości $h$ i szerokością $s$ stopnia schodowego
.Schody wyposażone są w stopnie o wymiarach przystosowanych do długości kroku ludzkiego. Doświadczalnie ustalono, że długość kroku ludzkiego wynosi 63 cm (wg [3] 62,5 cm).
W jednym kroku należy pokonać dwie wysokości stopnia 2h oraz jedną szerokość s. Stąd podstawowa „ustawowa” formuła(§ 69, [2], pkt. 4:
$$\begin{equation} 2h+s = 60 \text { do } 65 \, cm \label{1} \end {equation}$$
Zainstalowanie w budynku schodów lub pochylni ruchomych nie zwalnia z obowiązku zastosowania schodów lub pochylni stałych ( [2] § 67 ).
Szerokość schodów oraz wysokość stopni
Szerokość użytkowa schodów zewnętrznych do budynku powinna wynosić co najmniej 1,2 m, przy czym nie może być mniejsza niż szerokość użytkowa biegu schodowego w budynku, przyjęta zgodnie z wymaganiami określonymi wyżej. Szerokość użytkową schodów stałych mierzy się między wewnętrznymi krawędziami poręczy, a w przypadku balustrady jednostronnej – między wykończoną powierzchnią ściany a wewnętrzną krawędzią poręczy tej balustrady. Szerokości te nie mogą być ograniczane przez zainstalowane urządzenia oraz elementy budynku.
Szerokość stopni stałych schodów wewnętrznych powinna wynikać z warunku określonego wzorem: 2h + s = 0,6 do 0,65 m, gdzie h oznacza wysokość stopnia, s – jego szerokość.
Szerokość stopni schodów zewnętrznych przy głównych wejściach do budynku powinna wynosić w budynkach mieszkalnych wielorodzinnych i budynkach użyteczności publicznej co najmniej 0,35 m.
Szerokość stopni schodów wachlarzowych powinna wynosić co najmniej 0,25 m, natomiast w schodach zabiegowych i kręconych szerokość taką należy zapewnić w odległości nie większej niż 0,4 m od poręczy balustrady wewnętrznej lub słupa stanowiącego koncentryczną konstrukcję schodów.
Liczba stopni
W jednym biegu nie powinno być więcej niż 17 stopni, a w budynkach opieki zdrowotnej 14. W przypadku schodów zewnętrznych liczba stopni w biegu nie powinna przekraczać 10.
Najczęściej ze względu na zmęczenie użytkowników, biegi mają po 9-12 stopni. W schodach wewnętrznych nie należy stosować biegów mających mniej niż 3 stopnie, gdyż łatwo się wtedy potknąć.
W typowym domu jednorodzinnym w celu połączenia dwóch kondygnacji o standardowej wysokości 260-270 cm, projektuje się najczęściej schody mające 12-15 stopni – wraz ze stopniem początkowym. Wysokość kondygnacji jest liczona od posadzki dolnej do górnej płaszczyzny stropu piętra.
Nachylenie biegów
Nachylenie biegu schodowego w stosunku do poziomu stosunek wysokości do szerokości stopnia. Ze wzoru (%\ref{1}$) i zalecanych wysokości stopni (tab.1), wynika, że nachylenie biegów może wahać się w granicach od 18 do 320, a w schodach strychowych, piwnicznych i przemysłowych może nawet wynosić 450.
Najbardziej strome są schody drabiniaste od 60 do 65o i drabiny do 75o.
Materiały na schody
Schody są budowane z rozmaitych materiałów [3]:
kamienia
drewna
stali
betonu
żelbetu
Rodzaje schodów
Wybrane rodzaje schodów [1]:
awaryjne (ewakuacyjne) – p. rozdział Schody ewakuacyjne,
bezspocznikowe, czyli takie, które nie posiadają spoczników (np. jednobiegowe i jednokierunkowe),
drabiniaste – o nachyleniu 60 do 65o ,
dwubiegowe – o dwóch biegach, np. na rys.1,
jednobiegowe – o jednym biegu, np. na rys.2,
jednokierunkowe – o jednym kierunku biegu, np. na rys. 2 ,
kręcone – o stopniach ułożonych na linii śrubowej , np. na rys. 4
lewoskrętne (lewe) – o kierunku ruchu w lewo,
łagodne ( o nachyleniu do 30o )
łamane – składają się z kilku krótszych biegów o zmiennym kierunku przedzielonych spocznikami. Dla kąta załamania:
360o – dwubiegowe powrotne,
180o – dwubiegowe łamane, lub po prostu dwubiegowe (rys.1)
90o – łamane jednobiegowe
o stopniach obustronnie podpartych, np. na belkach policzkowych rys.1 i rys. 2)
płytowe (ze stopniami ułożonymi na płycie, np. na rys. 3)
policzkowe (ze stopniami mocowanymi do belek policzkowych, np. rys.1 i rys. 2)
powrotne – łamane pod kątem 360o
prawoskrętne (prawe) – o kierunku ruchu w lewo,
proste – o prostym układzie i konstrukcji, najczęściej jednobiegowe, jednokierunkowe,
rozdzielne – załamane pod kątem 90o w prawo i lewo – np. rys. Wikipedia
ruchome – schody o biegach i wraz z nimi stopniach przesuwanych mechanicznie, najczęściej jednobiegowe, jednokierunkowe , artykuł Wikipedia
spiralne ( kręcone, kręte) , np. rys.4 ,
spocznikowe – schody ze spocznikiem,
stale – nie będące ruchomymi,
strome – o nachyleniu powyżej 36o do 60o (powyżej drabiniaste),
terenowe – ukształtowane w terenie , najczęściej z materiałów lokalnych,
wachlarzowe – stopnie mają kształt trapezu i są oparte na planie łuku (lub elipsy). Schody reprezentacyjne umieszczane w centralnym punkcie pomieszczenia
wewnętrzne – położone wewnątrz pomieszczenia,
wewnętrzne lokalne
wielobiegowe – schody dwu- lub trójbiegowe ( rozdzielne),
wspornikowe – schody jednobelkowe z zamocowanymi w niej wspornikowo stopniami (najczęściej dwuwspornikowe z belką nośna w środku)
wygodne – o nachyleniu max 36o , o wymiarach stopni spełniających warunek ($\ref{1}$), szerokości wg tab.1, ze spocznikami co
zabiegowe- stopnie o zróżnicowanej szerokości łamania biegu schodów.: wewnętrzna część stopnia jest węższa, a zewnętrzna (przy ścianie) szersza. Mogą być także wyposażone w spocznik,
zewnętrzne – schody na zewnątrz budynku, np. wejściowe lub na taras, lub pożarowe na elewacji zewnętrznej.
Najczęściej stosowane są schody policzkowe oraz płytowe.
Schody policzkowe
Schody o stopniach obustronnie podpartych na belkach obejmujących stopnie schodowe. Belki te zwane są policzkami.
Na rys. 1 pokazano schody z belkami policzkowymi żelbetowymi, a na rys.2. drewnianymi.
Schody płytowe
Schody o stopniach ułożonych na płycie pokazana na rys.3.
Schody kręcone (kręte)
Na rys. 4 pokazano schody kręcone (kręte) na przykładzie cudownych schodów z kaplicy Loretto, USA (1878).
Obecnie najczęściej schody kręcone wykonuje się jako reprezentacyjne w gmachach lub przemysłowe, stalowe – w celu zmniejszenia powierzchni zabudowy.Schody ewakuacyjne
Schody ewakuacyjne są to schody, umożliwiające mieszkańcom lub innym użytkownikom opuszczenie budowli w nadzwyczajnej sytuacji, najczęściej w czasie pożaru. Stanowią pionową część drogi ewakuacyjnej i powinny spełniać wymogi, dotyczące szerokości biegu, uwzgledniające potencjalną liczbę ewakuowanych osób.
Schodów i pochylni ruchomych nie zalicza się do dróg ewakuacyjnych.
Schody ewakuacyjne jako część drogi ewakuacyjnej
Wysokość drogi ewakuacyjnej w ciągu schodów powinna spełniać warunki ogólne dla dróg ewakuacyjnych.
Na drogach ewakuacyjnych jest zabronione stosowanie spoczników ze stopniami oraz schodów ze stopniami zabiegowymi, jeżeli schody te są jedyną drogą ewakuacyjną.
Szerokość drzwi w drodze ewakuacyjnej
Szerokość drzwi na drodze ewakuacyjnej z klatki schodowej, prowadzących na zewnątrz budynku lub do innej strefy pożarowej powinna być nie mniejsza niż szerokość biegu klatki schodowej., a ponadto:
- Najmniejsza szerokość drzwi powinna wynosić 0,9 m w świetle ościeżnicy, przy czym:
- szerokość drzwi, stanowiących wyjście ewakuacyjne z budynku, a także szerokość drzwi na drodze ewakuacyjnej z klatki schodowej, prowadzących na zewnątrz budynku lub do innej strefy pożarowej , powinna być nie mniejsza niż szerokość biegu klatki schodowej,
- Skrzydła drzwi, stanowiących wyjście na drogę ewakuacyjną, nie mogą, po ich całkowitym otwarciu, zmniejszać wymaganej szerokości tej drogi.
- Wysokość drzwi na drodze ewakuacyjnej powinna wynosić 2 m.
Na drogach ewakuacyjnych miejsca, w których zastosowano pochylnie lub stopnie umożliwiające pokonanie różnicy poziomów, powinny być wyraźnie oznakowane.
Biegi i spoczniki schodów ewakuacyjnych
2) w budynkach o klasie odporności pożarowej „D” i „E” – R 30.
Klatki schodowe ewakuacyjne
Większość ewakuacyjnych klatek schodowych powinna być obudowana i oddymiana.
Liczba ewakuacyjnych klatek schodowych
W budynkach W i WW najczęściej potrzeba dwóch klatek schodowych.
Zgodnie z [2]:
- w budynku wysokim W i wysokościowym WW powinny być co najmniej dwie klatki schodowe obudowane i oddzielone od poziomych dróg komunikacji ogólnej oraz pomieszczeń przedsionkiem przeciwpożarowym, odpowiadającym odrębnym wymaganiom.,
- w budynku niskim N i średniowysokim SW wystarcza jedna ewakuacyjna klatka schodowa. W budynku wysokim W niezawierającym strefy pożarowej ZL II dopuszcza się stosowanie tylko jednej klatki schodowej, jeżeli powierzchnia rzutu poziomego budynku nie przekracza 750 m2.
- dopuszcza się dodatkowe pionowe drogi komunikacji ogólnej, niespełniające tych wymagań, jeżeli łączą one kondygnacje w obrębie jednej strefy pożarowej.
Współcześnie zaleca się przeprowadzenie symulacji pożaru CFD i na tej podstawie takiej analizy dobranie parametrów poziomych i pionowych dróg pożarowych., a następnie w razie konieczności wystąpienie o odstępstwo od ogólnych warunków ochrony pożarowej budynku określonych w Rozporządzeniu.
1) każde mieszkanie lub pomieszczenie jest oddzielone od poziomej drogi komunikacji ogólnej drzwiami o klasie odporności ogniowej co najmniej E I 30,
2) klatki schodowe są zamykane drzwiami dymoszczelnymi,
3) klatki schodowe są wyposażone w urządzenia zapobiegające zadymieniu lub w samoczynne urządzenia oddymiające uruchamiane za pomocą systemu wykrywania dymu.
Szerokość biegu klatki schodowej ewakuacyjnej
Obudowa i oddymianie ewakuacyjnych klatek schodowych
Wymagania dotyczące ewakuacyjnych klatek schodowych zawiera rozporządzenie [2]. Ewakuacyjne klatki schodowe powinny być obudowane i zamykane drzwiami oraz wyposażone w urządzenia zapobiegające zadymieniu lub służące do usuwania dymu, w budynkach: 1) niskim (N), zawierającym strefę pożarową ZL II, 2) średniowysokim (SW), zawierającym strefę pożarową ZL I, ZL II, ZL III lub ZL V, 3) niskim (N) i średniowysokim (SW), zawierającym strefę pożarową PM o gęstości obciążenia ogniowego powyżej 500 MJ/m2 lub pomieszczenie zagrożone wybuchem.
Klatki schodowe i przedsionki przeciwpożarowe, stanowiące drogę ewakuacyjną w budynku wysokim (W) dla stref pożarowych innych niż ZL IV i PM oraz w budynku wysokościowym (WW), powinny być wyposażone w urządzenia zapobiegające ich zadymieniu. Klatki schodowe i przedsionki przeciwpożarowe, stanowiące drogę ewakuacyjną w budynku wysokim (W) dla strefy pożarowej PM, powinny być wyposażone w urządzenia zapobiegające zadymieniu lub samoczynne urządzenia oddymiające uruchamiane za pomocą systemu wykrywania dymu.
- Umożliwienie bezpiecznej ewakuacji ludzi z przestrzeni zagrożonej pożarem,
- Wentylacja dróg ewakuacyjnych tj.: odprowadzenie gorących gazów spalinowych, a co za tym idzie obniżenie temperatury na poziomych drogach ewakuacyjnych,
- Zapobieganie rozprzestrzenianiu się trujących produktów spalania.
Rozróżniamy dwa podstawowe rodzaje wentylacji oddymiającej klatki schodowe:
- wentylacja grawitacyjna gdzie produkty spalania są odprowadzane poprzez klapy oddymiające zainstalowane w stropie w obrębie klatki schodowej lub okna fasadowe,
- wentylacja mechaniczna przy użyciu wentylatorów oddymiających i napowietrzających.
W celu określenia wymaganej powierzchni czynnej oddymiania klatki schodowej należy:
- uwzględnić wysokość budynku tj.: dla budynków średniowysokich przyjmujemy 5% a dla wysokich i wysokościowych 7,5% powierzchni rzutu poziomego klatki schodowej,
- określić wymaganą powierzchnię napowietrzania tj.: otworów napowietrzających, która musi być o 30% większa niż powierzchnia geometryczna otworów oddymiających
Powyższe zalecenia, wynikają z dotychczasowego [wrzesień 2014] doświadczenia oraz wynikających stąd przepisów normowych między innymi [5], [6]. Niestety metody te często zawodzą na co wskazują obserwacje prowadzone podczas rzeczywistych pożarów. Dlatego współcześnie zaleca się stosowanie analizy numerycznej- symulacji pożaru w czasie rzeczywistym z modelowaniem przepływu powietrza w pomieszczeniach wentylowanych w szczególności w garażach, atriach oraz klatkach schodowych.
Dżwigi ewakuacyjne
Literatura
- Skowroński W. (Red.), (2008), Ilustrowany leksykon architektoniczno-budowlany, Arkady, Warszawa
- Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Tekst jednolity Dz.U. 2019 poz. 1065 z późn zmianami [https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/download.xsp/WDU20190001065/O/D20191065.pdf ]
- Neufert E. (2011), Podręcznik projektowania architektoniczno-budowlanego, 4. wydanie polskie (39. wydanie niemieckie), Arkady, Warszawa 2011
- Kaplica Loretto (Santa Fe), [ https://pl.wikipedia.org/wiki/Kaplica_Loretto_(Santa_Fe) ]
- Węgrzyński, W., i in. (2014), Systemy wentylacji pożarowej w budynkach. Inżynier Budownictwa, 9, 54–61, [ http://www.inzynierbudownictwa.pl/dodatek_specjalny,bezpieczenstwo_w_budownictwie,artykul,systemy_wentylacji_pozarowej_w_budynkach,7636 ]
- PN-EN 12101-6:2007, Systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła, Część 6: Wymagania techniczne dotyczące systemów różnicowania ciśnień – Zestawy urządzeń, Zmiana EN 12101-13, Zał. C
________________________________