Aktualne wydanie

2019 10 oladka

       10/2019

 

20190444Swiat-Szkla-V4B-BANNER-160x600-PLEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 

banner konferencja 04 2019

 RODO

 LiSEC SS Konfig 480x120

 

 GP19-480x105px

 

 GLASS 480X120

 

* Wybrane zagadnienia szklanych schodów
Data dodania: 30.05.11

Schody są elementem budowlanym służącym do komunikacji pionowej, umożliwiającym przejście na inną kondygnację lub inny poziom na tej samej kondygnacji w pomieszczeniach i budynkach. Wykonywane są z różnych materiałów jak drewno, stal i beton a w ostatnich latach coraz częściej ze szkła.

Szklane schody pełnią rolę zarówno komunikacyjną jak i architektoniczną, wdrażając nowoczesny  design. Potwierdzeniem tego są, przedstawione w jednym z numerów „Świata Szkła” z 2010 r., najdłuższe na świecie wolnopodparte, całkowicie szklane schody, zainstalowane w budynku służącym do przedstawień teatralnych i baletowych w Toronto.

Zestaw schodów długości 14 m, składający się ze szklanych balustrad, do których zamocowano szklane stopnie o szerokości 2,1 m oraz dwa spoczniki, podwieszono do konstrukcji nośnej dachu.

Same stopnie składają się z trzech warstw, górnej – wykonanej ze szkła hartowanego grubości 8 mm, środkowej – wykonanej także ze szkła hartowanego grubości 15 mm oraz dolnej – wykonanej ze szkła bezpiecznego grubości 8 mm.

Również w Polsce szereg producentów i dostawców oferuje szklane schody, które montowane są głównie w obiektach użyteczności publicznej. Najczęściej są to rozwiązania, w których tylko stopnie lub stopnie i wypełnienia balustrad wykonane są z tafli szklanych, natomiast pozostałe elementy są metalowe. Przykład schodów z konstrukcją metalową, w których zastosowano szklane stopnie, przedstawiono na fot. 1.

Szklane stopnie są wykonywane z warstwowego (zazwyczaj trzywarstwowego) hartowanego szkła klejonego. Przykład szklanych stopni grubości 26 mm (górna i dolna warstwa wykonane ze szkła grubości 8 mm oraz warstwa środkowa wykonana ze szkła grubości 10 mm) i masie powierzchniowej 65 kg/m2, mocowanych do stalowej konstrukcji schodów przy pomocy połączenia klejonego i złącza śrubowego, przedstawiono na rys. 1.

Rys. 1. Szklane stopnie z połączeniem klejonym i złączem śrubowym

Określenia związane ze schodami
W użyciu są różne nazwy i określenia dotyczące typów schodów oraz poszczególnych ich elementów.

Celem właściwego zrozumienia wymagań wytrzymałościowych i wymiarowych poniżej przedstawiono terminologię specjalistyczną odnoszącą się do schodów, wynikającą z Wytycznych do Europejskich Aprobat Technicznych ETAG nr 008 Zestawy do wykonywania schodów prefabrykowanych.

W dokumencie tym schody określono jako ciąg poziomych stopni (ze spocznikami włącznie), które umożliwiają przejście na inną kondygnację lub inny poziom na tej samej kondygnacji.
Rozróżnia się następujące, najczęściej występujące
typy schodów:
􀁺 proste – schody, których kierunek jest cały czas ten sam,
􀁺 zakręcające – schody, których kierunek zmienia się,
􀁺 spiralne – schody opisujące linię śrubową wokół pustej przestrzeni,
􀁺 spiralne podparte – schody opisujące spiralę wokół słupa środkowego,
􀁺 zabiegowe – schody, których kierunek zmienia się dzięki użyciu stopni zabiegowych.

Fot. 1. Metalowe schody ze szklanymi stopniami

Główne nazwy elementów oraz pojęć związanych ze schodami przedstawiono w sposób graficzny na rys. 2.

Przedstawione na rys. 2 nazwy elementów i pojęcia, zgodnie z ETAGiem nr 008, określa się następująco:
􀁺 bieg schodów – nieprzerwany ciąg stopni miedzy podestem a spocznikiem, albo między dwoma podestami i spocznikami,
􀁺 spocznik – część konstrukcji schodów umieszczona pomiędzy dwoma kondygnacjami,
􀁺 podest – platforma lub część konstrukcji stropu na początku i/lub na końcu biegu schodów,
􀁺 stopień – część schodów obejmująca poziomą powierzchnię, na której stawia się stopę podczas wchodzenia i schodzenia,
􀁺 stopnica – pozioma część lub górna powierzchnia stopnia,
􀁺 podstopnica – pionowa lub nachylona płaszczyzna zamykająca stopień,
􀁺 nosek – przednia krawędź stopnicy,
􀁺 barierka – element zabezpieczający (poręcz, balustrada itp.) przeznaczony do zapewnienia dostatecznego bezpieczeństwa przed możliwością upadku w pustą przestrzeń,
􀁺 balustrada – element zabezpieczający, składający się z ramy, elementów wypełniających i poręczy,
􀁺 poręcz – element przymocowany do ściany lub barierki, służący osobom korzystającym ze schodów do trzymania się,
􀁺 stopień zabiegowy – stopień, którego linia noska nie jest równoległa do linii noska następnego stopnia lub podestu/spocznika znajdującego się powyżej.

Rys. 2. Nazewnictwo związane ze schodami

Wymagania wynikające z przepisów prawnych
Głównym dokumentem prawnym, z którego wynikają obligatoryjne wymagania dotyczące zarówno obiektów, jak i ich elementów jest rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 75, poz. 690 z późniejszymi zmianami).

Dokument ten określa wymagania odnoszące się także do schodów, głównie w zakresie wymiarów, geometrii i kształtu oraz konstrukcji i obciążeń.

Wymiary schodów i ich elementów
Graniczne wymiary schodów stałych dla niektórych budynków powinny być zgodne z podanymi w tablicy 1.

W budynkach użyteczności publicznej, zamieszkania zbiorowego i opieki zdrowotnej łączną szerokość użytkową biegów oraz łączną szerokość użytkową spoczników w klatkach schodowych, stanowiących drogę ewakuacyjną, należy obliczać proporcjonalnie do liczby osób mogących przebywać równocześnie na kondygnacji, na której przewiduje się obecność największej ich liczby, przyjmując co najmniej 0,6 m szerokości na 100 osób, lecz nie mniej niż określono w tablicy 1.

Szerokość stopni stałych schodów wewnętrznych powinna wynikać z warunku określonego wzorem:
2 h + s = 0,60 do 0,65 m
h – wysokość stopnia,
s – szerokość stopnia.

Szerokość stopni schodów zewnętrznych przy głównych wejściach do budynku powinna wynosić w budynkach mieszkalnych wielorodzinnych i użyteczności publicznej co najmniej 0,35 m.

Szerokość stopni 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 konstrukcyjnego.

Liczba stopni
Liczba stopni w jednym biegu schodów stałych powinna wynosić nie więcej niż:
􀁺 14 stopni – w budynku opieki zdrowotnej,
􀁺 17 stopni – w innych budynkach.
Liczba stopni w jednym biegu schodów zewnętrznych nie powinna wynosić więcej niż 10.

Balustrady
Schody zewnętrzne i wewnętrzne, służące do pokonania wysokości przekraczającej 0,5 m, powinny być zaopatrzone w balustrady lub inne zabezpieczenia od strony otwartej.

Schody zewnętrzne i wewnętrzne w budynkach użyteczności publicznej powinny mieć balustrady lub poręcze przyścienne, umożliwiające lewo- i prawostronne ich użytkowanie. Przy szerokości schodów większej niż 4 m należy zastosować dodatkową balustradę pośrednią.

Balustrady przy schodach nie powinny mieć ostro zakończonych elementów. Szklane elementy balustrad powinny być wykonane ze szkła o podwyższonej wytrzymałości na uderzenia, tłukącego się na drobne, nieostre odłamki.

Wysokość i prześwity balustrad powinny mieć wymiary zgodne z podanymi w tablicy 2.

Tablica 1

Tablica 2

Wymagania w zakresie konstrukcji i obciążeń
Konstrukcja schodów służących do komunikacji ogólnej w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej, nie może być podatna na wywoływane przez użytkowników drgania.

Konstrukcja balustrad przy schodach powinna zapewniać przeniesienie sił poziomych, określonych w Polskiej Normie dotyczącej podstawowych obciążeń technologicznych i montażowych. Na chwilę obecną jest to norma PN-B-02033:1982 Obciążenia budowli. Obciążenia zmienne technologiczne, podstawowe obciążenia technologiczne i montażowe.

Wymagania odnoszące się do p. 3.6 normy, w którym zawarto stwierdzenie, że obciążenie poziome skupione lub liniowo rozłożone na jednostkę długości poręczy należy przyjmować jako równe:
􀁺 1,0 kN/m – w budynkach mieszkalnych, przedszkolach, domach wypoczynkowych, szpitalach oraz innych budynkach i pomieszczeniach, jeżeli nie ma specjalnych wymagań,
􀁺 1,5 kN/m – na trybunach sportowych i innych.

Dodatkowe wymagania dla schodów na drogach ewakuacyjnych
Na drogach ewakuacyjnych jest zabronione stosowanie:
􀁺 spoczników ze stopniami,
􀁺 schodów ze stopniami zabiegowymi, jeżeli schody te są jedyną drogą ewakuacji.

Na drogach ewakuacyjnych dopuszcza się stosowanie schodów wachlarzowych, pod warunkiem zachowania szerokości stopni nie mniejszej niż 0,25 m.

Wymagania wynikające z dokumentów technicznych
W Polsce nie występuje jednolity dokument techniczno-prawny, który określałby wymagania dotyczące schodów, w tym także schodów szklanych. Istnieją jednak dokumenty techniczno-prawne, przedstawiające niektóre z wymagań odnoszących się również do schodów.

Jednym z takich dokumentów jest norma europejska, wprowadzona do katalogu Polskich Norm jako PN-EN 1991-1-1:2004 Eurokod 1: Oddziaływanie na konstrukcje. Część 1-1: Oddziaływania ogólne. Ciężar objętościowy, ciężar własny, obciążenia użytkowe w budynkach.

W normie tej przedstawione są obciążenia użytkowe stropów, balkonów i schodów w budynkach. Schody zostały zaliczone do kategorii A obciążenia powierzchni, dla której obciążenie skupione Qk wynosi od 2,0 do 4,0 kN i obciążenie równomiernie rozłożone qk wynosi od 2,0 do 4,0 kN/m2. Dodatkowo stwierdza się, że jeżeli jest to konieczne, to zaleca się zwiększenie tych wartości, w zależności od sposobu użytkowania i wymiarów.

Innym dokumentem są Wytyczne do Europejskich Aprobat Technicznych ETAG nr 008 Zestawy do wykonywania schodów prefabrykowanych. Część pierwsza: Zestawy do wykonywania prefabrykowanych schodów ogólnego przeznaczenia.

W odniesieniu do szklanych schodów, z ETAG nr 008 wyspecyfikować można następujące ogólne wymagania, dotyczące nośności i stateczności oraz trwałości, przydatności użytkowej i identyfikacji.

Oddziaływania
Nośność i stateczność schodów powinna być co najmniej taka, aby przeniosły stateczne i dynamiczne obciążenia nie osiągając przy tym stanu granicznego używalności lub nośności. Rodzaj  i wielkość oddziaływań powinna wynikać z przepisów krajowych, tj. z cytowanej już normy PN-EN 1991-1-1:2004. Przy tym wymaganiu dodano, iż w przypadku schodów występują oddziaływania stałe, zmienne i wyjątkowe.

Uniknięcie katastrofy postępującej
Konstrukcja schodów powinna być taka, żeby zniszczenie jednego stopnia schodów nie prowadziło do zniszczenia całych schodów.

Ograniczenie zasięgu lokalnego zniszczenia
W przypadku stosowania materiałów kruchych, a takim jest szkło, konstrukcja schodów powinna być taka, aby zniszczenie lokalne jednego stopnia schodów nie powodowało zniszczenia całych schodów i upadku użytkownika na niższy poziom.

Zachowanie się w czasie
Właściwości materiałów zestawu do wykonywania schodów należy sprawdzić w odniesieniu do przewidywanego okresu użytkowania. Nośność początkowa nie powinna ulegać zmianie w ciągu użytkowania schodów, względnie należy uwzględniać w projekcie redukcję nośności w czasie.

Stateczność i sztywność
Stateczność określa się poprzez zależność obciążenie-przemieszczenie, które wyrażane są w postaci odkształcenia pod obciążeniem i drgań. Schody jako całość oraz ich części, takie jak stopnie i barierki, powinny być skonstruowane w taki sposób, aby ograniczyć ugięcie i drgania w warunkach użytkowania.

Nośność zamocowań
Mocowania do konstrukcji nośnej i połączenia części składowych schodów ze sobą powinny być skonstruowane w taki sposób, aby oddziaływania pochodzące od różnych części schodów były przenoszone prawidłowo na obiekty.

Bezpieczeństwo w razie zniszczenia w wyniku rozbicia
Ze względu na bezpieczeństwo bierne, schody powinny być tak projektowane i montowane, aby zapewniona była ochrona mieszkańców przed obrażeniami spowodowanymi przez schody lub ich części podczas normalnego użytkowania. W razie upadku osoby na schody lub barierkę, ewentualne obrażenia powinny być ograniczone. Także, w razie wypadku, obrażenia osób przebywających pod schodami lub w ich sąsiedztwie powinny być ograniczone.

Wszelkie elementy zestawu schodów, ulegające kruchemu pękaniu (szczególnie więc schody szklane), w razie przypadkowego stłuczenia nie powinny stanowić zagrożenia dla użytkowników. Szkło lub podobne materiały powinny w razie stłuczenia pozostawać na miejscu, a nie rozpryskiwać się w sposób zagrażający użytkownikom schodów i osobom przechodzącym obok.

Odporność na uderzenie
Właściwości konstrukcji i materiałów powinny zapewniać schodom odporność na obciążenia dynamiczne, pochodzące od osób lub przedmiotów przypadkowo upadających na barierkę lub schody.

Odporność na działanie czynników fizycznych
Schody i ich części, a zwłaszcza połączenia, powinny być odporne na szkodliwe działanie (pogorszenie jakości, zniekształcenie, odkształcenie) następujących czynników fizycznych:
􀁺 zmian temperatury otoczenia,
􀁺 zmian wilgotności względnej otoczenia,
􀁺 promieniowania słonecznego np. przechodzącego przez okna.

Śliskość powierzchni i wykończenia
Stopnie, podesty i spoczniki powinny być wykonane z takich materiałów i poddane takiej obróbce powierzchniowej, żeby uniknąć niedopuszczalnej śliskości powierzchni.

Wykończenia powinny zabezpieczać schody przed pogorszeniem właściwości spowodowanym działaniami czynników fizycznych, chemicznych i biologicznych. Wykończenia nie mogą zwiększać śliskości powierzchni poza granice bezpieczeństwa. Jeżeli wymagane są inne funkcje wykończeń powierzchni, należy udowodnić ich spełnienie.

Drgania
Częstotliwość drgań własnych schodów pod ciężarem własnym, jak również pod dodatkowym obciążeniem skupionym o wartości 1 kN, przyłożonym w najbardziej niekorzystnym punkcie nie powinna być mniejsza niż 5,0 Hz.

Wymagania dotyczące szklanych schodów
Jak już w niniejszej publikacji stwierdzono, nie istnieją obecnie żadne polskie lub europejskie normy albo inne dokumenty techniczno-budowlane, które zawierają wymagania oraz metodykę badań tylko dla szklanych schodów (łącznie z balustradami).

Na podstawie wymienionych już ogólnych dokumentów prawnych i technicznych oraz udzielonych przez ITB Aprobat Technicznych, Rekomendacji Technicznych i Świadectw Przydatności do Jednostkowego Stosowania, a także literatury odnoszącej się do zagadnień schodów i szkła, określić można poniżej przedstawione podstawowe wymagania dotyczące szklanych schodów.

Wytrzymałość stopnia na obciążenie użytkowe
Stopień (stopnica) poddany obciążeniu siłą skupioną, wstępną o wartości 0,2 kN i zasadniczą o wartości 4,0 kN, przyłożoną w środku długości stopnia, nie powinien wykazywać ugięcia większego niż L/400, gdzie L jest odległością punktów podparcia.

Wytrzymałość stopnia na uderzenie ciałem miękkim i ciężkim
Stopień (stopnica) powinien przenieść obciążenie od czterokrotnego uderzenia ciałem miękkim i ciężkim w postaci worka z piaskiem o masie 50 kg, opuszczonego z wysokości 1,0 m w środek długości i szerokości stopnia. Po próbie schody nie powinny ulec uszkodzeniu i być zdatne do użytkowania.

Wytrzymałość stopnia na uderzenie ciałem twardym
Stopień (stopnica) powinien przenieść obciążenie od uderzenia ciałem twardym w postaci pręta stalowego o średnicy 25 mm i masie 4,5 kg, opuszczonego z wysokości 0,5 m. Po próbie stopień powinien być zdatny do użytkowania.

Warto tutaj jeszcze dodać, że przedstawione na początku publikacji najdłuższe wolnopodparte szklane schody poddane były testowi, polegającemu na upuszczeniu stalowego bloku o wymiarach 200x300 mm i masie 90 kg, przy czym szkło chronione było podkładką grubości 12 mm wykonaną z twardej gumy.

Wytrzymałość balustrady na uderzenie ciałem miękkim i ciężkim
Balustrada poddana obciążeniu, pochodzącemu od uderzenia metodą wahadłową w jej środek ciałem miękkim i ciężkim o masie 30 kg z energią 200 J, nie powinna utracić właściwości użytkowych.

Wprowadzenie schodów do obrotu i stosowania
Na podstawie stosownego mandatu Komisji Europejskiej opracowane zostały Wytyczne do Europejskich Aprobat Technicznych ETAG nr 008 obejmujące „zestawy do wykonywania schodów prefabrykowanych”.

W dokumencie tym podkreślono, że dotyczy tylko kompletnych zestawów do wykonywania schodów prefabrykowanych tzn. zestawu składającego się co najmniej ze stopni i mocowań oraz spoczników, belek policzkowych, poręczy, barierek itp. oraz, że wyroby wytwarzane są w przemysłowej produkcji seryjnej lub przynajmniej podobnej do seryjnej (opartej na wstępnie zaprojektowanym systemie).

Schody, w tym również szklane, są mandatowym wyrobem budowlanym, podlegającym wymaganiom ustawy z dnia 16 kwietnia 2004 r. o wyrobach budowlanych (Dz. U. Nr 92, poz. 881 z późniejszymi zmianami). Zgodnie z ustawą schody mogą być wprowadzone do obrotu i stosowane przy wykonywaniu robót budowlanych w zakresie odpowiadającym ich właściwościom użytkowym i przeznaczeniu, jeżeli producent dokonał oceny zgodności z dokumentem odniesienia, jakim jest Europejska lub krajowa Aprobata Techniczna, wydał europejską lub krajową deklarację zgodności i oznakował wyrób oznakowaniem CE lub znakiem budowlanym B. Dla przypomnienia podaję, że Europejskie jak i krajowe Aprobaty Techniczne wydaje Instytut Techniki Budowlanej w Warszawie.

Same stopnie lub balustrady schodowe są wyrobami nie objętymi mandatami i nie podlegają wymaganiom ustawy o wyrobach budowlanych. Dla tego typu wyrobów Instytut Techniki Budowlanej udziela dobrowolny dokument aplikacyjny, potwierdzający przydatność wyrobu do zamierzonego stosowania, zwany Rekomendacją Techniczną ITB. Rekomendacja stanowi specyfikację techniczną, pozwalającą na dokonanie oceny zgodności i wydawania świadectw technicznych (ewentualnie świadectw zgodności), potwierdzających zgodność wyrobów z ustalonymi wymaganiami, w celu przedstawienia ich odbiorcom wyrobów.

Dla indywidualnie zaprojektowanych schodów, nie wytwarzanych w produkcji seryjnej lub podobnej do seryjnej, zastosować można tryb wynikający z art. 10 ustawy o wyrobach budowlanych, tzw. zastosowanie jednostkowe. Do jednostkowego zastosowania w konkretnym (adresowanym) obiekcie budowlanym, mogą być dopuszczone wyroby budowlane wykonane według indywidualnej dokumentacji technicznej sporządzonej przez projektanta obiektu lub z nim uzgodnionej. Z kolei producent wyrobu powinien wydać oświadczenie potwierdzające, że wyrób jest zgodny z indywidualną dokumentacją
techniczną i z przepisami.

Zbigniew Czajka
Instytut Techniki Budowlanej
Zakład Aprobat Technicznych

Literatura:
[1] Aprobaty Techniczne ITB
[2] Rekomendacje Techniczne ITB
[3] Świadectwo ITB Przydatności do jednostkowego Stosowania JS ITB-1003/2006
[4] Szklane schody w Toronto, „Świat Szkła” 7-8/2010
[5] Katalog firmy BALUMET – Systemy aluminiowe
[6] Normy PN i PN-EN
[7] ETAG nr 008 Część pierwsza: Zestawy do wykonywania prefabrykowanych schodów ogólnego przeznaczenia
[8] Przewodnik dla projektantów – Szkło budowlane. GLASPOL

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

więcej informacj: Świat Szkła 5/2011