Najwięcej problemów ze stalowymi schodami nie zaczyna się od zbyt małego profilu. Zaczyna się wcześniej: źle policzona geometria, balustrada potraktowana jak element dekoracyjny i mocowania dobrane bez sprawdzenia podłoża. Konstrukcja może wyglądać masywnie, a mimo to drgać przy chodzeniu albo mieć słupki balustrady, które pracują na kotwach jak długie dźwignie.
Przepisy określają część wymiarów wprost. Resztę trzeba obliczyć. Nie istnieje natomiast uniwersalny profil stalowy, rozstaw kotew czy grubość blachy podstawy, które można bezpiecznie powielać z poprzedniej realizacji. Schody o szerokości 90 cm w domu, schody ewakuacyjne w biurowcu i zewnętrzny bieg przy hali to trzy różne przypadki obciążenia, użytkowania i mocowania.
Geometria schodów: kilka centymetrów potrafi zdecydować o odbiorze
Pierwsza rzecz to przeznaczenie budynku, bo właśnie od niego zależą graniczne wymiary schodów.
W budynku mieszkalnym jednorodzinnym oraz w mieszkaniu dwupoziomowym minimalna szerokość użytkowa biegu i spocznika wynosi 0,80 m, a maksymalna wysokość stopnia 0,19 m. W typowym budynku mieszkalnym wielorodzinnym lub użyteczności publicznej minima rosną: bieg powinien mieć co najmniej 1,20 m, spocznik 1,50 m, a wysokość stopnia nie może przekroczyć 0,175 m.
Inne wymagania obowiązują m.in. dla:
-
przedszkoli i żłobków – bieg minimum 1,20 m, spocznik 1,30 m, stopień maksymalnie 0,15 m;
-
budynków opieki zdrowotnej – odpowiednio 1,40 m, 1,50 m i 0,15 m;
-
garaży wielostanowiskowych oraz niewielkich budynków usługowych zatrudniających do 10 osób – 0,90 m, 0,90 m i 0,19 m;
-
schodów prowadzących do pomieszczeń technicznych, poddaszy nieużytkowych i kondygnacji podziemnych – bieg i spocznik minimum 0,80 m, wysokość stopnia maksymalnie 0,20 m.
Co istotne, szerokość użytkową mierzy się pomiędzy wewnętrznymi krawędziami poręczy, a przy jednostronnej balustradzie między wykończoną ścianą a wewnętrzną krawędzią poręczy. Częsty błąd wygląda tak: na rysunku architektonicznym jest 120 cm, po zamontowaniu słupków i poręczy zostaje 113–115 cm. W budynku, w którym wymagane jest 1,20 m szerokości użytkowej, taki detal nie przejdzie tylko dlatego, że „konstrukcyjnie schody mają 120 cm”.
Dla schodów zewnętrznych prowadzących do budynku wymagana szerokość użytkowa wynosi co najmniej 1,20 m i nie może być mniejsza od wymaganej szerokości biegu wewnętrznego.
Dochodzi do tego liczba stopni. Co do zasady jeden bieg schodów stałych może mieć najwyżej 17 stopni, a w budynku opieki zdrowotnej 14. Limit 17 stopni nie obejmuje m.in. budynków jednorodzinnych, mieszkań dwupoziomowych oraz dojść do urządzeń technicznych. W jednym biegu schodów zewnętrznych powinno być natomiast maksymalnie 10 stopni.
Sama zgodność wysokości stopnia z tabelą jeszcze nie daje wygodnych schodów. Dla schodów wewnętrznych obowiązuje zależność:
2h + s = 60–65 cm
gdzie h oznacza wysokość stopnia, a s jego szerokość.
Przykład: przy wysokości 17 cm wygodna szerokość wynikająca ze wzoru mieści się w zakresie 26–31 cm. W praktyce okolice 28–30 cm dają już naturalny krok. Zrobienie stopnia o wysokości 19 cm i głębokości 22 cm może zmieścić konstrukcję w mniejszym otworze, ale użytkownik będzie odczuwał stromość przy każdym zejściu.
Przy schodach zewnętrznych głównego wejścia do budynku wielorodzinnego lub użyteczności publicznej szerokość stopnia powinna wynosić co najmniej 35 cm.
Jeszcze więcej uwagi wymagają schody zabiegowe i kręcone. Wymagana szerokość stopnia wynosząca co najmniej 25 cm musi być zachowana w odpowiednim miejscu toru ruchu – przy schodach zabiegowych i kręconych w odległości nie większej niż 40 cm od wewnętrznej poręczy albo centralnego słupa. Ładny model 3D z bardzo wąskimi klinami przy osi nie rozwiązuje problemu użytkowego.
Na tym etapie trzeba też ustalić grubość finalnej posadzki. Stopnie stalowe mierzone przed wykonaniem podłóg to klasyczna pułapka. Jeśli na górze pojawi się później 25 mm parkietu z podkładem, a na dole 10 mm gresu, pierwszy i ostatni stopień mogą mieć inną wysokość niż pozostałe. Różnicę czuje się nogą znacznie szybciej, niż zauważa ją wzrokiem.
Nośność schodów i balustrad: ciężki profil nie zastępuje obliczeń
Stalowa konstrukcja musi przenieść nie tylko ciężar własny i ludzi. Trzeba uwzględnić obciążenia użytkowe odpowiednie dla funkcji budynku, ciężar warstw wykończeniowych, lokalne obciążenia stopni, pracę spoczników, siły przekazywane przez balustradę oraz zachowanie konstrukcji podczas użytkowania.
Dobór nośności wykonuje się zgodnie z właściwymi Eurokodami, przede wszystkim normami z grup PN-EN 1991 dotyczącymi oddziaływań i PN-EN 1993 dotyczącymi konstrukcji stalowych. Nie należy przenosić jednej wartości obciążenia z domu jednorodzinnego do restauracji, szkoły czy obiektu, w którym może występować tłum.
W praktyce trzeba sprawdzić kilka rzeczy osobno:
-
nośność belek policzkowych lub centralnego dźwigara;
-
ugięcie konstrukcji;
-
stateczność profili;
-
nośność blach i wsporników stopni;
-
spoiny i połączenia śrubowe;
-
podparcie spoczników;
-
połączenie schodów ze stropem i fundamentem;
-
drgania od chodzenia;
-
balustradę razem z jej słupkami i kotwami.
Ostatni punkt jest regularnie bagatelizowany. Przepisy wymagają, aby konstrukcja schodów używanych do komunikacji ogólnej nie była podatna na drgania wywoływane przez użytkowników. To ważne, bo konstrukcja może spełniać warunek nośności, a nadal być nieprzyjemna w użytkowaniu.
Typowy przykład to lekkie schody jednobelkowe. Profil centralny ma wystarczającą wytrzymałość, lecz przy szybkim wejściu dwóch osób cały bieg wpada w wyczuwalne drgania. Dołożenie grubszej blachy do stopni nie musi pomóc, jeśli problemem jest sztywność głównego ustroju albo sposób jego podparcia.
Podobnie działa balustrada. W domu jednorodzinnym jej minimalna wysokość wynosi 90 cm. Dla budynków wielorodzinnych, zamieszkania zbiorowego, oświaty i opieki zdrowotnej jest to 110 cm, przy czym maksymalny prześwit w wypełnieniu wynosi 12 cm. Dla pozostałych budynków minimalna wysokość również wynosi 110 cm, a maksymalny prześwit zasadniczo 20 cm.
W domu jednorodzinnym przepisy nie wyznaczają maksymalnego prześwitu między elementami wypełnienia. To jednak nie oznacza, że szerokie szczeliny są rozsądnym rozwiązaniem w domu z małymi dziećmi.
Jeżeli przewiduje się zbiorowe przebywanie dzieci bez stałego nadzoru, balustrada powinna dodatkowo uniemożliwiać wspinanie oraz zsuwanie się po poręczy. Poziome pręty tworzące efekt drabinki są w takim miejscu kiepskim wyborem niezależnie od tego, jak dobrze wyglądają na wizualizacji.
Balustrada musi również przenosić wymagane siły poziome. I tu nie ma jednej liczby właściwej dla każdej realizacji. Wartość obciążenia zależy od kategorii użytkowania obiektu wynikającej z norm dotyczących obciążeń. Poręcz przy prywatnych schodach i bariera przy przestrzeni, w której może napierać tłum, nie są tym samym elementem konstrukcyjnym.
Właśnie dlatego zdanie „dajemy słupki z profilu 40 × 40 × 2 mm co metr i zawsze działa” powinno zapalić lampkę ostrzegawczą. Najczęściej najsłabszym miejscem balustrady nie jest nawet sam słupek, lecz jego podstawa, spoina albo kotwy.
Przy projektowaniu stalowych elementów warto również oddzielić bezpieczeństwo konstrukcji od zabezpieczenia antykorozyjnego. Na zewnątrz samo malowanie zwykłą farbą podkładową szybko się zemści, szczególnie przy podstawach słupków i połączeniach zatrzymujących wodę. Dla konstrukcji cynkowanych ogniowo aktualnym odniesieniem jest PN-EN ISO 1461:2023-02.
Najbardziej irytujące w źle zaprojektowanych schodach zewnętrznych nie są zwykle duże powierzchnie profili, ale detale: woda stojąca między blachą podstawy a betonem, niewentylowany profil zamknięty, niezabezpieczony otwór po wierceniu albo uszkodzona powłoka przy spawaniu na budowie. Korozja zaczyna się właśnie tam.
Mocowanie do betonu, stropu i ścian: kotwy dobiera się do podłoża, nie do średnicy otworu
Schody i balustrady stalowe są tak mocne jak element, do którego zostały przytwierdzone. Przy nowych obiektach najlepiej ustalić mocowania jeszcze przed wykonaniem żelbetu. Pozwala to przewidzieć blachy węzłowe, marki stalowe, szyny kotwiące albo miejsca na kotwy bez kolizji ze zbrojeniem.
Przy montażu do istniejącej konstrukcji sytuacja robi się trudniejsza.
Dla kotew w betonie projekt należy prowadzić zgodnie z zasadami dotyczącymi zamocowań, w tym PN-EN 1992-4, oraz parametrami konkretnego systemu wynikającymi z jego dokumentacji technicznej i europejskiej oceny technicznej ETA, jeśli ma zastosowanie.
Nie wystarczy zapisać w projekcie „4 × kotwa M12”.
Trzeba określić przynajmniej:
-
typ i klasę podłoża;
-
średnicę oraz typ kotwy;
-
efektywną głębokość zakotwienia;
-
rozstaw kotew;
-
odległość od krawędzi betonu;
-
grubość mocowanego elementu;
-
siły rozciągające i ścinające;
-
moment działający na grupę kotew;
-
wymagania dotyczące betonu zarysowanego lub niezarysowanego;
-
sposób wiercenia i czyszczenia otworu;
-
warunki montażu oraz wymagany moment dokręcania, jeśli przewiduje go system.
To szczególnie istotne przy słupkach balustrady montowanych od góry do krawędzi stropu lub biegu. Siła przyłożona ponad poziomem podstawy tworzy moment wyrywający kotwy. Im wyższy słupek i mniejszy rozstaw kotew na blasze podstawy, tym większe siły przypadają na zamocowanie.
Dlatego mała płytka 100 × 100 mm z czterema śrubami nie staje się dobrym mocowaniem tylko dlatego, że wygląda masywnie.
Drugi problem to krawędź betonu. Kotwa zamontowana zbyt blisko niej może doprowadzić do wyłamania stożka betonu albo odłupania krawędzi, zanim wykorzystana zostanie pełna nośność stalowego trzpienia. Minimalne odległości nie są uniwersalne – zależą od konkretnego systemu zamocowania, głębokości kotwienia, parametrów podłoża i konfiguracji grupy kotew.
Kotwy chemiczne także nie są automatycznym lekarstwem na każdy trudny detal. Dają dużą swobodę i są bardzo użyteczne przy modernizacjach, ale wymagają poprawnego przygotowania otworu. Pył pozostawiony po wierceniu potrafi zniszczyć założenia projektowe dobrego systemu żywicznego. Znaczenie mają również temperatura podczas aplikacji, czas utwardzania i stan otworu określony przez producenta.
Do pustaków ceramicznych, betonu komórkowego czy cienkich ścian nie wolno automatycznie przenosić rozwiązania przewidzianego dla żelbetu. W takich miejscach często potrzebne jest inne zamocowanie, przewiercenie elementu na wylot, specjalny system do muru albo wykonanie niezależnej podkonstrukcji.
Szczególnej ostrożności wymaga mocowanie do krawędzi balkonu i cienkich płyt żelbetowych. Samo wykrycie 15 cm betonu nie oznacza jeszcze, że można bezpiecznie wprowadzić kotwę na dowolną głębokość. W środku znajduje się zbrojenie, którego nie powinno się przypadkowo przecinać podczas wiercenia. W modernizacjach rozsądne jest wcześniejsze skanowanie konstrukcji.
Przy mocowaniu schodów do budynku dochodzi jeszcze problem odkształceń. Sztywne skręcenie stalowego biegu z dwoma elementami budynku, które przemieszczają się względem siebie, może wprowadzić siły nieprzewidziane w prostym modelu. Czasem jedno z podparć powinno umożliwiać kontrolowany przesuw. Tego nie rozstrzyga monter na podstawie luzu w otworze – powinno wynikać z projektu konstrukcyjnego.
Na końcu zostaje montaż. Nawet dobry projekt można zepsuć na budowie przez:
-
przesunięcie otworów i ich późniejsze „rozfasolkowanie” szlifierką;
-
podłożenie przypadkowych blaszek pod podstawę;
-
spawanie elementów ocynkowanych bez naprawy zabezpieczenia;
-
zastosowanie innych kotew niż wskazane w obliczeniach;
-
wiercenie zbyt blisko krawędzi;
-
skrócenie wymaganej głębokości zakotwienia;
-
zamontowanie słupków na samej warstwie posadzki zamiast na elemencie konstrukcyjnym.
Ostatni przypadek jest szczególnie częsty na tarasach. Balustrady nie mocuje się konstrukcyjnie do gresu, wylewki pływającej czy warstwy termoizolacji. Siła musi zostać przekazana do elementu nośnego, a przejście przez warstwy wykończeniowe trzeba rozwiązać tak, aby nie zgniatać izolacji i nie stworzyć drogi dla wody.
FAQ
Jaka jest minimalna szerokość stalowych schodów w domu jednorodzinnym?
Dla schodów stałych w budynku jednorodzinnym minimalna szerokość użytkowa biegu wynosi 0,80 m, podobnie jak minimalna szerokość spocznika. Szerokość użytkową mierzy się z uwzględnieniem położenia poręczy, a nie tylko szerokości konstrukcji stalowej.
Jak wysoka powinna być balustrada przy schodach?
W domu jednorodzinnym minimum wynosi 0,90 m. W budynkach wielorodzinnych, zamieszkania zbiorowego oraz wielu innych obiektach wymagane jest minimum 1,10 m. Wysokość mierzy się do wierzchu poręczy.
Czy schody o różnicy poziomów 40 cm muszą mieć balustradę?
Ogólny obowiązek wyposażenia schodów w balustradę lub inne zabezpieczenie od strony przestrzeni otwartej dotyczy schodów służących do pokonania wysokości przekraczającej 0,50 m. Trzeba jednak sprawdzić również przeznaczenie obiektu i inne wymagania dotyczące bezpieczeństwa użytkowania.
Czy cztery kotwy M12 wystarczą do zamocowania słupka balustrady?
Nie da się tego stwierdzić na podstawie samej średnicy kotew. Potrzebne są obciążenia słupka, geometria podstawy, rodzaj i wytrzymałość betonu, głębokość zakotwienia, rozstaw kotew oraz odległości od krawędzi. Cztery niewłaściwie rozmieszczone kotwy mogą mieć mniejszą nośność niż dwie prawidłowo zaprojektowane.
Czy balustradę można przykręcić do wylewki?
Nie należy traktować typowej wylewki podłogowej jako konstrukcyjnego podłoża dla balustrady. Zamocowanie powinno przekazywać obciążenia do elementu nośnego, najczęściej żelbetowej płyty, belki albo odpowiednio zaprojektowanej konstrukcji stalowej.
Co jest lepsze na zewnątrz: malowanie czy cynkowanie ogniowe?
Dla typowych schodów zewnętrznych cynkowanie ogniowe daje bardzo odporną bazową ochronę antykorozyjną, pod warunkiem poprawnego zaprojektowania detali do cynkowania. System malarski daje większą swobodę kolorystyczną, ale wymaga prawidłowego przygotowania powierzchni i okresowych napraw. W środowisku agresywnym stosuje się również system duplex: cynkowanie plus odpowiednia powłoka malarska.
Czy można wykonać konstrukcję schodów bez projektu konstruktora?
Wymiary architektoniczne nie zastępują sprawdzenia nośności. Profil dźwigara, połączenia, spoiny, stopnie, balustrada i kotwy powinny odpowiadać rzeczywistym obciążeniom oraz warunkom podparcia. Szczególnie niebezpieczne jest kopiowanie przekrojów i rozstawu kotew z innego obiektu.
Pierwsza decyzja przy nowych schodach powinna więc dotyczyć nie koloru stali ani kształtu poręczy, lecz geometrii i punktów podparcia. Najpierw ustala się przeznaczenie budynku, różnicę poziomów, liczbę i wymiary stopni, wymaganą szerokość użytkową oraz miejsce przekazywania obciążeń do konstrukcji. Dopiero potem dobiera się profile, balustradę i kotwy. Jeżeli istniejący projekt zaczyna się od zapisu „profil 100 × 50, słupki co metr, kotwa M12”, a nie zawiera danych o obciążeniach i podłożu, właśnie ten błąd trzeba usunąć jako pierwszy.
Więcej informacji na: Schody stalowe, balustrady stalowe