Винтовая лестница может играть роль основной или вспомогательной. В первом случае проступь должна иметь длину не менее 900 мм, а диаметр проема в перекрытии должен быть равен не менее 2000 мм. Такие габариты лестницы объясняются тем, что в проем необходимо поместить как собственно лестницу, так и ограждение с поручнем. Уменьшить диаметр проема можно, только сократив расстояние между поручнем и кромкой проема и сделав его менее 100 мм. Но это создаст трудности при эксплуатации лестницы, поскольку рука, опирающаяся на поручень, будет постоянно подвергаться риску случайного травмирования.

В половине лестничных конструкций проступи держатся на косоурах. Такие лестницы красивы, прочны и надежны, сочетаются с резными и точеными элементами, при правильных пропорциях не производят впечатления тяжеловесных и грубых. Немаловажный плюс – их можно монтировать в одиночку, что при вариантах с тетивами невозможно.

Более того, в действительности длина ступеней, удобных для хождения, окажется меньше, чем одна вторая диаметра, заложенного в плане. Если представить, что проектируется лестница диаметром 2000 мм, то, разделив эту величину на 2, мы ожидаем получить ступень длиной 1000 мм. Но следует учесть, что некоторую часть проступи отнимут с одной стороны центральная опора, с другой – ограждение (стойки перил). Поэтому реальная длина проступи составит 800–900 мм. Но конструкция винтовой лестницы такова, что все ступени забежные и монтируются веерообразно, т. е. проступи, приближенные к стойке, нависнут одна над другой и превратят еще примерно 30% проступи в мертвую зону. Таким образом, активно могут задействоваться приблизительно 500–600 мм проступи. По такой лестнице не то что мебель не удастся пронести – на ней два человека едва разминутся.

Если пространство помещения позволяет, то можно увеличить диаметр лестницы до 3000 мм, и это максимум возможного, поскольку в проем 3000 × 3000 мм легко войдет более удобная маршевая лестница.

Во втором случае (как правило, речь идет о лестнице, не используемой часто, например ведущей на чердак или в подвал) диаметр проема допускается довести до 1400 мм, а длину проступи – до 550– 600 мм.

Есть несколько моментов, которые должны быть продуманы еще до начала проектирования лестницы:

• каков размер проема в перекрытии, что важно, поскольку определяет длину проступи;
• каково расстояние между этажами – от него зависит количество ступеней;
• каков угол закручивания лестницы. Ступив на лестницу и пройдя по ней полный круг, вы окажетесь в той же точке, с которой начали движение. Это не имеет решающего значения, если винтовая лестница размещается посередине помещения, поскольку вход на нее и выход с нее может быть ориентирован в любую сторону. Ситуация меняется, если предполагается построить лестницу у стены или в углу, так как в этом случае важно направление движения и место входа и выхода. Не исключено, что нужно будет в основу лестницы положить угол, отличный от 360º;
• каково расстояние до перекрытия, если лестница возводится в доме с мансардой. Без учета этого параметра придется постоянно помнить о конструкции мансарды, чтобы при эксплуатации лестницы не ударяться о перекрытия головой.

Учитывая сложность проекта, предлагаем не ограничиваться только формулами расчета, а показать на конкретном примере, как разрабатывается конструкция.

Дано:

1. угол поворота винтовой лестницы – 360°;

2. диаметр лестницы – 2000 мм;

3. высота лестницы – 3000 мм.

Требуется:

1. Определить длину окружности по средней линии движения.

Длина окружности лестницы с данным углом поворота рассчитывается по формуле L = 2πR. Искомая величина будет найдена по формуле L = 2πr, где r = 2R : 3 (напомним, что средняя линия движения отстоит от радиуса лестницы на две трети). После преобразования формула приобретает окончательный вид L = 4πR : 3.

4 × 3,14 × 1000 : 3 = 4187 мм.

В результате этих вычислений была установлена развертка лестницы.

2. Определить высоту шага ступеней.

При высоте этажа 3000 мм высота шага может составить 150 либо 200 мм, т. е. число подъемов равно 20 либо 15 соответственно. Если выбрать вторую величину, т. е. 15 подъемов, то необходимо будет заложить 14 ступеней (пятнадцатая одновременно играет роль лестничной площадки). Ширину пятнадцатой ступени допускается брать равной ширине 2-3-4 основных ступеней. Однако есть один нюанс, который следует учитывать: при подъеме на первую ступень общая высота становится меньше на высоту ступени, т. е. на 200 мм, что соответствует 15 подъемам. При этом в винтовых лестницах с поворотом 360º над головой находится площадка. Следовательно, при высоте этажа 3000 мм можно смонтировать площадку шириной в 4 ступени. Это означает, что на четвертой ступени общая высота уменьшится на 800 мм, но при этом над головой будет безопасный промежуток более 2000 мм.

3. Определить ширину проступи по средней линии движения.

Для изготовления гнутых деталей используется шпон, представляющий собой тонкий лист древесины. В соответствии со способом изготовления шпон бывает лущеным, пиленым, колотым; все типы по своим характеристикам практически не различаются. Чаще всего используется лущеный шпон толщиной 0,25–1,66 мм.

Здесь необходимо вспомнить о формуле Блонделя 2h + b = 600–650 мм и формуле безопасности h + b = 460 мм. Преобразовав формулы (b = 600– 650 мм – 2h и b = 460 мм – h) и подставив в них значение высоты ступени (200 мм), легко узнать ширину проступи, которая согласно первой формуле будет равна 200–240 мм, а по второй – 240 мм. Соответствуют ли эти значения тем, что имеются в действительности? Частное от деления длины развертки 4187 мм на 14 ступеней равно 299 мм. Ступень такой ширины не отвечает требованиям эргономики, поскольку является чересчур широкой. Если в проект заложить проступи с данным параметром, то это потребует увеличения ширины шага. Для проверки надо воспользоваться, например, формулой Блонделя 2 × 200 + 299 = 699 мм вместо средних 620 мм. Это означает только одно: необходимо увеличить число подъемов с 15 до 17, что включает 16 ступеней и одну площадку. После необходимых вычислений будет установлено, что ширина проступи составляет 262 мм (4187 мм : 16 подъемов), а высота подъемов – 177 мм (3000 мм : 17 ступеней), причем первый подъем необходимо уменьшить на 9 мм, чтобы уложиться в общую высоту этажа (168 мм + 16 × 177 мм = 3000 мм). Полученные параметры ступеней не только эргономичны, но и дают возможность спроектировать верхнюю площадку шириной в 5 ступеней, поскольку они составят 1000 мм, что при общей высоте 3000 мм обеспечит необходимый запас в 2000 мм.

В качестве комментария следует заметить, что определение количества ступеней осуществляется методом подбора, при котором достаточно делить общую высоту этажа на то или иное число подъемов и анализировать полученные высоту и ширину ступеней и то, отвечают ли они ширине среднего шага человека. Если при подсчетах получается остаток, надо увеличить либо уменьшить высоту первой ступени, тем более что возможная разница не составит более 10 мм, что на практике вряд ли будет заметно (подобное допущение оправдывается тем, что изменить высоту этажа нельзя, ее можно только подкорректировать за счет напольного покрытия, чтобы при делении ее на высоту подъемов получалось целое число); остальные же ступени должны иметь одинаковые ширину и высоту. Небольшое уширение проступи винтовой лестницы не будет иметь никаких последствий, способных внести кардинальные изменения в конструкцию, – просто нижняя ступень немного сильнее углубится под верхнюю.