Νίκος Κ. Μπάρκας e-mail : nbarkas@arch.duth.gr ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ Δ.Π.Θ. ΤΜΗΜΑ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΜΑΘΗΜΑ : ΟΙΚΟΔΟΜΙΚΗ ΙΙΙ Σκάλες Διδάσκων Νίκος Κ. Μπάρκας e-mail : nbarkas@arch.duth.gr Οι σημειώσεις βρίσκονται αναρτημένες στην ιστοσελίδα : http : // eclass.duth.gr ΤΜD1037 1

Νικόλας Ανδρικόπουλος Από το παραμύθι Δύο παπούτσια με καρότσι Εικονογράφηση Νικόλας Ανδρικόπουλος Από το παραμύθι Δύο παπούτσια με καρότσι 2

ΣΚΑΛΕΣ 3

Η μετάβαση στα διαφορετικά επίπεδα ενός κτιρίου είναι λειτουργική Η μετάβαση στα διαφορετικά επίπεδα ενός κτιρίου είναι λειτουργική ανάγκη και επιτυγχάνεται με μηχανικά / μη μηχανικά μέσα : -μη μηχανικά μέσα είναι οι σκάλες και οι ράμπες, -μηχανικά μέσα είναι οι ανελκυστήρες και οι κυλιόμενες σκάλες / ράμπες. Στα μη μηχανικά μέσα ο σχεδιασμός αποσκοπεί στη μικρότερη δυνατή κατανάλωση ενέργειας και στη διατήρηση της ισορροπίας κατά την κίνηση. . Η άνεση κατά την κίνηση εξαρτάται από ανθρωπομετρικά στοιχεία και εργονομικά μεγέθη. Θα πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή κατά την κατασκευή της σκάλας ή ράμπας, ώστε να είναι εργονομικά σχεδιασμένη, δηλαδή άνετη και ασφαλής. Υπάρχουν κανονισμοί που επιβάλουν κατά περίπτωση συγκεκριμένες διαστάσεις σε σκάλες ή ράμπες : κλίσεις, μεγέθη (ύψος, πλάτος, ύψος κιγκλιδώματος κλπ) ανάλογα με τη χρήση και τους χρήστες που θα εξυπηρετούν.

Η σκάλα γενικά Η σκάλα είναι ένα σύνολο από βαθμίδες, που χρησιμοποιούνται για την κατακόρυφη μετάβαση μας από το ένα επίπεδο στο άλλο. Οι βαθμίδες αποτελούνται από δύο τεμνόμενα επίπεδα: το πάτημα (οριζόντιο), το ρίχτι (κατακόρυφο ή ελαφρώς κεκλιμένο). Μια σκάλα πρέπει να είναι προσαρμοσμένη στις ανθρώπινες αναλογίες, ενώ ταυτόχρονα, αποτελεί κυρίαρχο συνθετικό και μορφολογικό στοιχείο. Χαρακτηρίζεται από τη λειτουργία του κτιρίου άλλα και τη συγκεκριμένη χρήση της. Κύρια στοιχεία της είναι το βήμα ανάβασης και η κλίση της. Το βήμα ανάβασης προσδιορίζεται από τη σχέση ύψους (υ, ρίχτι) προς πλάτος (π, πάτημα). Ο ανοιχτός ή κλειστός χώρος που περικλείει τις κλίμακες (μία ή περισσότερες) ονομάζεται κλιμακοστάσιο.

Τα λειτουργικά στοιχεία της σκάλας η γραμμή κλίσης παριστά τη λοξή γραμμή που ενώνει την αρχή με το τέλος ενός κλάδου η γραμμή ανάβασης είναι η πορεία που προκύπτει πάνω στη σκάλα το πλάτος είναι το μήκος κόγχης της βαθμίδας το μήκος είναι το σύνολο του μήκους όλων των βαθμίδων το σχήμα καθορίζεται από τη γραμμή ανάβασης (ευθύγραμμο, τεθλασμένο, καμπύλο, μεικτό) η μορφή καθορίζεται από τον τρόπο / το υλικό κατασκευής και στήριξης των βαθμίδων το πλατύσκαλο επιβάλλεται να παρεμβάλλεται περίπου κάθε 18 σκαλοπάτια, για στροφή ή αλλαγή κατεύθυνσης ή ξεκούραση του αναβάτη η μεταρρύθμιση των βαθμίδων είναι το σύνολο των μεθόδων σχεδιασμού των καμπυλόμορφων κλιμάκων τα υλικά κατασκευής και επένδυσης τα στοιχεία προστασίας του χρήστη (κικλιδώματα, φανάρι, επιβαλλόμενες διαστάσεις)

Τα κατασκευαστικά στοιχεία της σκάλας Κλιμακοστάσιο, ο χώρος στον οποίο αναπτύσσονται μία ή περισσότερες επάλληλες σκάλες Οροφή της σκάλας ή ψάθα, η κάτω επιφάνεια του κλάδου Βαθμιδοφόρος, οι πλευρές μιας ξύλινης ή μεταλλικής σκάλας πάνω στις οποίες στηρίζονται τα σκαλοπάτια Φανάρι, η απόσταση μεταξύ δύο εσωτερικών βαθμιδοφόρων Κεφαλόσκαλο, το τελευταίο σκαλοπάτι, που βρίσκεται στο ίδιο επίπεδο με τη στάθμη του ορόφου Περιθώρια ή σκαλομέρια, κατασκευές στα σημεία σύνδεσης των σκαλοπατιών με τα κατακόρυφα στοιχεία του κλιμακοστασίου. Στηθαίο είναι το στοιχείο που τοποθετείται για προστασία στη θέση των βαθμιδοφόρων. Κουπαστή συνήθως τοποθετείται στη στέψη του στηθαίου.

Προστασία από την πυρκαγιά Ισχύουν κανονισμοί που επιβάλλουν περιορισμούς ως προς τον τρόπο κατασκευής της σκάλας και το είδος των δομικών υλικών που θα χρησιμοποιηθούν. Απαιτούνται ηλεκτρονικά μέσα, συστήματα ανίχνευσης και καταβρεχτήρες Επιβάλλονται σχεδιαστικές υποχρεώσεις και περιορισμοί : Για κτίρια > από 2 ορόφους ή με 2 ορόφους και επιφάνεια μεγαλύτερη από 500τ.μ. τα κλιμακοστάσια πρέπει να είναι ικανά να ανακόπτουν τη φωτιά για μεγάλο χρονικό διάστημα (υλικό κυρίως σκυρόδεμα και λιγότερο χάλυβας) Για κτίρια > των 5ορόφων απαιτείται κλιμακοστάσιο απόλυτα ανθεκτικό στη φωτιά (αποκλειστικά μπετόν-αρμέ). Σε πολύ ψηλά κτίρια απαιτείται δεύτερο κλιμακοστάσιο ως έξοδος κινδύνου, που πρέπει να λειτουργεί ανεξάρτητα από την καθημερινή λειτουργία του κτιρίου και να έχει άμεση προστασία από τη φωτιά (πυρίμαχα υλικά, ειδικοί χρωματισμοί). Σκόπιμο θα ήταν επίσης να προβλεφθούν στεγανοί χώροι συγκέντρωσης για απόλυτη προστασία από καπνούς και φωτιά.

Η λειτουργία, η μορφή και η θέση της σκάλας Πλάτος στης σκάλας Ανάλογο με το φορτίο κυκλοφορίας μέσα στο κτίριο Υπολογίζεται βάση του αριθμού των ατόμων που επιθυμείται να κινούνται ταυτόχρονα πάνω της. Η συνολική απαιτούμενη επιφάνεια (τα πλάτη), μπορούν να μοιραστούν σε διάφορους κλάδους. Πλάτος ανάλογο με την ωφέλιμη επιφάνεια 1,10μ μέχρι 100τ.μ. 1,30μ μέχρι 250τ.μ. 1,65μ μέχρι 500τ.μ. 1,80μ μέχρι 1000τ.μ. 2,10μ πάνω από 1000τ.μ.

Πλάτος ανάλογο με το φορτίο κυκλοφοράς μέχρι 100άτομα ελάχιστο 1,00μ. από 100-500άτομα +0,70μ/100άτομα από 500-1000άτομα +0,50μ/100άτομα πάνω από 1000άτομα +0,30μ/100άτομα Γενικά ανάλογα με τη χρήση Κατοικίες μέχρι 2 ορόφους 0,90 Κατοικίες από 3ορόφους και πάνω 1,20 Εξωτερικές σκάλες υπηρεσίας μέχρι 2ορόφους 0,60 Εσωτερικές σκάλες υπηρεσίας από 3ορόφους 0,70 Εκκλησίες, σχολεία, νοσοκομεία, γραφεία 1,30 Θέατρα κινηματογράφοι, χώροι συνάθροισης κοινού 2,00

Φυσιολογικό βήμα ανθρώπου στο οριζόντιο επίπεδο Παράμετροι που επηρεάζουν το σχεδιασμό της σκάλας Το φυσιολογικό βήμα του ανθρώπου σε επίπεδη επιφάνεια είναι 60-66cm (συνήθως λαμβάνεται 63cm) Φυσιολογικό βήμα ανθρώπου στο οριζόντιο επίπεδο Η κεκλιμένη επιφάνεια μειώνει το μήκος βήματος. Άνετη κλίση 1:10 ή 1:8 Το μέγιστο ύψος που εξασφαλίζει ανάβαση χωρίς υπερβολικά προσπάθεια είναι 32cm (διαφορά βαθμίδων σε ανεμόσκαλα). Το κύριο αριθμητικό μέγεθος μιας σκάλας είναι η κλίση της και εξαρτάται από τη σχέση ύψους προς πλάτος. Βασικός τύπος για την επιλογή ενός άνετου σκαλοπατιού 2υ+π=63cm υ=0,5 * 32 π=0,5 * 63 υ/π ~ 1/2 Καλή, συνήθης ανάβαση 17/29 Βήμα 2υ+1π = 62,5 cm

Έλεγχος ασφάλειας π+υ=46εκ.±1εκ. Το ύψος των βαθμίδων σε συνδυασμό με το πλήθος των σκαλοπατιών μας δίνει και την κλίση της σκάλας. Η κλίση μιας σκάλας εξαρτάται από το είδος και τον προορισμό της και κυμαίνεται από 6°- 90°. H άνεση μιας σκάλας ανάγεται στην προσαρμογή των στοιχείων της στο βήμα των ανερχόμενων. Η «φυσική» κλίση μιας σκάλας είναι γύρω στις 30°. Τα ύψη των βαθμίδων κυμαίνονται κατά περίπτωση. Βάση έρευνας του Ινστιτούτου Max-Plank για τη μικρότερη δυνατή κατανάλωση ενέργειας πρέπει : π-υ=12 cm Οι διαστάσεις της σκάλας πρέπει να παραμένουν σταθερές σε όλο το μήκος της

Πλατύσκαλο έχει πλάτος ίσο με το πλάτος της σκάλας έχει μήκος μεταβλητό, ανάλογο του βήματος ανάβασης : συγκεκριμένα θα είναι ίσο με το βήμα ανόδου +1 σκαλοπάτι. 2υ+π=63 L=63+π Απαιτείται : 1/4 πλατύσκαλου για αλλαγή κατεύθυνσης. 1 / 2 πλατύσκαλου (βάθος = πλάτος), για αλλαγή κατεύθυνσης με μεγαλύτερη άνεση 1 πλατύσκαλο, για να διευκολύνεται η ελεύθερη προσπέλαση στο κλιμακοστάσιο.

Ο ΠΥΡΗΝΑΣ ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ Με τον όρο πυρήνα, εννοούμε τον συνδυασμό των μηχανικών και μη μηχανικών μέσων κατακόρυφης επικοινωνίας ενός κτιριακού έργου, συγκεντρωμένων σε έναν κόμβο. Η σύνθεση του πυρήνα κατακόρυφης κυκλοφορίας είναι βασική υπόθεση του μελετητή και γίνεται πάντοτε ανάλογα με τη χρήση και τις λειτουργίες που εξυπηρετεί. Παράμετροι : - λειτουργικές ανάγκες - ασφάλεια - στατική λειτουργία - οικονομία στη χρήση Η/Μ εγκαταστάσεις Σε έναν πυρήνα απλής μορφής δηλαδή στο σύμπλεγμα μιας σκάλας και ενός ή δύο ανελκυστήρων αρκεί η σωστή τοποθέτηση των στοιχείων στην κάτοψη η ακριβής χάραξη των στοιχείων της σκάλας

Σε έναν σύνθετο πυρήνα, δηλαδή για πολυώροφα κτίρια ή κτίρια ειδικής λειτουργίας πρέπει να μελετούνται πρόσθετες παράμετροι: ροές και αιχμές κυκλοφορίας ταχύτητες λειτουργίας αριθμός και μέγεθος πυρήνων στατική αντοχή και ενσωμάτωση στον ΦΟ. Για στατικούς λόγους και λόγους ασφαλείας και ανεξάρτητα από το υλικό δομής ο πυρήνας κατακόρυφης επικοινωνίας κατασκευάζεται πάντα από χυτό μπετόν αρμέ. Για λόγους πυρασφάλειας έχουν θεσπιστεί σε όλα τα κράτη κανονισμοί που καθορίζουν τις μέγιστες αποστάσεις μεταξύ του πυρήνα και του πιο απομακρυσμένου σημείου της κάτοψης και οι αποστάσεις αυτές δεν πρέπει να ξεπερνούν τα 20-30μ.

Σε σκάλες μέχρι 5 σκαλοπατιών προαιρετικές οι χειρολαβές προαιρετικές οι χειρολαβές Σκάλα με απότομη κλίση & χειρολισθήρα Συνήθης σκάλα. Πλατύσκαλο κάθε 18 σκαλοπάτια Σε σκάλες με κλίση < 1 : 4 δεν χρειάζονται χειρολαβές Η σωστή επαλληλία των κλάδων εξοικονομεί χώρο Αμείβοντες και δοκοί σε κλίση παράλληλη της σκάλας εξοικονομούν χώρο και κόστος Γενικά να αποφεύγονται οι καταπακτές στις σκάλες

Διάκριση ανάλογα με τη μορφή 1. Ευθύγραμμες με έναν κλάδο. Είναι εύκολες και οικονομικές στην κατασκευή, απαιτούν πολύ μεγάλο χώρο. 2. Σχήματος Π με δύο ευθύγραμμους κλάδους παράλληλους μεταξύ τους και ενδιάμεσο πλατύσκαλο. Προτιμώνται εφόσον υπάρχει αρκετός χώρος 3. Σχήματος Γ, με δύο ευθύγραμμους κλάδους κάθετους μεταξύ τους και ενδιάμεσο πλατύσκαλο. Επιπλέον διπλό Γ, Τ, Ζ, άγκυρας με πλατύσκαλο στην αλλαγή κατεύθυνσης. 4. Κυκλικές σε μια ευρεία καμπύλη 5. Καμπύλες με σφηνοειδή σκαλοπάτια στη στροφή χωρίς πλατύσκαλο. Όταν ο χώρος δεν επιτρέπει πλατύσκαλο. 6. Σπειροειδείς με σφηνοειδή σκαλοπάτια στηριγμένα σ’ ένα κεντρικό στύλο στη θέση του φανού. Όταν υπάρχει περιορισμός χώρου. Είναι απότομες και η χρήση τους δύσκολη και όχι τόσο ασφαλής. Γενικά, όσο φαρδύτερη και άνετη είναι μία σκάλα, τόσο περισσότερο χώρο χρειάζεται. 17

Σκάλα Π σφινοειδής, χωρίς πλατύσκαλο Ευθύγραμμη σκάλα Σφινοειδής σκάλα Σκάλα Π σφινοειδής, χωρίς πλατύσκαλο Συνήθης κυκλική σκάλα για εξοικονόμηση χώρου Σκάλα Π με πλατύσκαλο Σκάλα Γ 18

Πλάτος σκάλας για διέλευση δύο ατόμων Πλάτος σκάλας για διέλευση δύο ατόμων Πλάτος σκάλας για διέλευση 3 ατόμων Διάφορες διατάξεις σκάλας Ελάχιστες διαστάσεις για μεταφορά επίπλων Σκάλα με δύο στροφές σε κάτοψη και τομή 19

Διάφορες διατομές σκαλοπατιών Πτυσσόμενες σκάλες για οικονομία χώρου Συνήθης κλίσεις σκάλας και υ/π, κατά περίπτωση Εφαρμογή πτυσσόμενης σκάλας, για πρόσβαση στο δώμα 20

Κυκλικές σκάλες Ορθογωνικό, κυκλικό και πολυγωνικό άνοιγμα πλάκας στην σφινοειδή σκάλα Διάταξη της ακμής του σκαλοπατιού εφαπτομενικά προς το κεντρικό υποστύλωμα (αύξηση πατήματος) Υπερκάλυψη από άνω σκαλοπάτι Καθ’ ύψος τομή σε κυκλική σκάλα Κυκλική σκάλα, γύρω από κεντρικό υποστήλωμα Σε κάτοψη έχουν συνήθη διάσταση > 1,20m. Για τη χάραξη τους ισχύει πάντα ο περιορισμός του ελεύθερου ύψους > 2.20m ανάμεσα στα σκαλοπάτια μιας πλήρους στροφής. 21

Προσδιορισμός των ελάχιστων διαστάσεων για κυκλικές σκάλες, ανάλογα με τη χρήση 22

Διάκριση ανάλογα με το υλικό Τα υλικά κατασκευής του φορέα μιας κλίμακας, πρέπει να παρέχουν στον χρήστη την απαιτούμενη σταθερότητα και ασφάλεια : οπλισμένο σκυρόδεμα, πέτρα ξύλο, σίδηρος ή άλλα υλικά σύμφωνα με την ισχύουσα νομοθεσία. Ανεξάρτητα από τα υλικά κατασκευής μια κλίμακα μπορεί να επενδυθεί με διάφορα υλικά : ξύλο, μάρμαρο, μοκέτα, πλαστικό, κεραμικά πλακίδια κλπ. Απαραίτητη προϋπόθεση για την επιλογή του υλικού επένδυσης είναι : η αντιολισθητικότητα, η ομοιογένεια, η σταθερότητα, η αντοχή στη χρήση και τις καιρικές συνθήκες (για εξωτερικές κλίμακες) η μικρή αντανακλαστικότητα και η ευκολία στον καθαρισμό και στη συντήρηση. 23

24

Αστοχίες σχεδιασμού και κατασκευής σκάλας 25