楼梯的安全性设计

摘要：“楼梯”是我们对垂直交通要素的笼统称呼，详细的区分开来应该包括：楼梯、台阶、自动扶梯，它们在设计上有共同之处，也有各自的独特要求。文中如无特殊说明，我们用“楼梯”泛指以上的各种交通设施。
关键词：楼梯安全设计
楼梯是联系建筑物内部不同标高空间的建筑构件，是建筑必需的组成部分。楼梯设计的合理与否对建筑的使用效果有直接影响。建筑师在设计过程中都非常重视楼梯的设计，一方面满足交通和疏散要求，另一方面还借助楼梯创造出丰富多变的建筑空间。国外的建筑设计行业在这方面积累了丰富的经验，了解这方面的知识对我国的建筑设计有所裨益，我们必须加以学习。
“楼梯”是我们对垂直交通要素的笼统称呼，详细的区分开来应该包括：楼梯、台阶、自动扶梯，它们在设计上有共同之处，也有各自的独特要求。文中如无特殊说明，我们用“楼梯”泛指以上的各种交通设施。
根据家庭意外统计系统，由楼梯所造成的意外位于所有家庭意外之首。在英国，每年大约有250 000起受伤事故是和楼梯造成的意外有关的。在美国，每年大约有1 800 000 到2 660 000起伤残事故和楼梯有关，还有大约3 800人死于楼梯意外。由此可见，楼梯设计和使用人的生命安全息息相关。在摒弃掉装饰功能等附加要素之外，我们首先要保证楼梯的安全性。这方面的设计要点很多，如设置明确的指示，表明楼梯的存在；确定高度适宜的楼梯踏步；提供扶手供人支撑；避免某些可能使儿童错误使用的楼梯特征；避免楼梯上方不必要的装饰等。下面重点讨论几个方面。
1．引起使用者的注意
地面的变化、墙面装饰的改变、扶手的延伸，都可以作为提醒人们楼梯存在的标志。视觉混乱、错误指导信息和扰乱都可能造成意外。楼梯踏步与地面水平差距较小的时候，人们更容易忽略台阶，独立的一至两节台阶的危险性大家在日常生活中都有一定的了解。设置在户外落差较小的台阶，或是设置在繁华的马路上的楼梯都需要有清楚的指示，提醒大家楼梯的存在。设置斜面通常是个很好的做法，门后的楼梯一定要设有楼梯平台，以免摔伤。
楼梯上方的景色很可能使使用者的注意力从台阶上转移到其它位置。眼睛的注意力自动的会随着亮光移动。光亮、闪烁的电视对人们有很强大的吸引力，会让使用者的注意力从台阶上转移到电视节目上，而各种类型的电视机在公共空间中经常作为装饰元素陈列在建筑内部，其摆放位置应细致地进行推敲。类似分散注意力的物品还有天花板上丰富的景象，或者楼梯侧面移动的物品等等。这些情况会使使用者的注意力试图转移到这些物品上而不是在台阶上，从而增加了发生危险的可能性。色彩和光亮应该用在限定台阶和楼梯的扶手上，这样才能使它们成为使用者视线中最主要的目标。
2．设计适宜的楼梯尺度
1672年，福兰考斯•布兰德（Francois Blondel）——巴黎皇家建筑协会主席，提出楼梯踏步的高度和宽度应该与人的步幅相对应，应该确定台阶宽度的最小值和高度的最大值，不合适的过平的台阶会使使用者的步态很尴尬。
在英国的居住建筑中，供居民行走的楼梯斜度最大为42°。至于何种角度的楼梯最为合适仍然存在争议，但是通常的意见是30°。
在美国，经过一系列的机器实验后，费驰、泰普勒和考克兰（Fitch,J.M., Templer,J. & Corcoran,P）发现，在高度4—7英寸和宽度11—14英寸的楼梯踏步上发生意外的几率很小。而在纽约著名的都市歌剧院门前标志性的四级平坦的台阶上出现的受伤事件却很多。这表明，人们因为高度86mm宽度635mm的台阶而步态尴尬，容易摔倒。
费驰建议楼梯踏步的最小高度、最大宽度所形成的最平坦的斜度应为16°，最陡的应为32°，否则就容易发生意外。最大的斜度适用于公共会场、医院、家庭和类似的场所（英国于1981年颁布的建筑标准规则中提到的楼梯踏步坡度的最大值为33°）。
在大多数情况下，老年人更在意楼梯踏步的宽度，因为他们时常要停下来休息，希望能有效地保持平衡。而对于儿童来说，较小的高度更适合他们的使用。
楼梯踏步高度和宽度的规律性是非常有必要的，因为人们在行走过程中很容易形成脚步运动的节奏感和韵律感。上楼梯时，脚步通常只会比踏步高度略高几毫米，如果楼梯踏步高度有5—6mm的变化就会使走路的人脚步踉跄。类似的在踏步宽度上的不规律也会使人们迈错步子。
螺旋楼梯的设计应该着重强调，因为它们的尺度和普通的楼梯有所不同。其平台和踏步都是扇形平面，内侧宽度自然比较小，形成较陡的坡度，安全性随之降低。但螺旋楼梯凭借其优美的造型受到设计师的喜爱，在公共建筑及居住建筑中常有出现，我们必须借助其他一些措施提高螺旋楼梯的安全系数。
关于楼梯竖向的尺度，在英国，要求楼梯下的净空高度不低于2000mm，这是基于25—34岁之间的男子穿着25mm高的鞋跟所需要的空间高度。在美国，这一高度要求是2100mm。
3．细节的设计
（1）防滑
如果楼梯是干燥而且干净的，而且脚步的放置也正确，那么滑倒是不会发生的。脚在台阶上的水平受力是大大小于在地面上的受力的。但是，如果楼梯暴露在外，或者使用者自己脚上的水带到了楼梯上，就会使踏步变湿，这时摩擦力就会变小，打滑的情况就会发生。当人们穿着滑底儿的鞋子走在楼梯上，或者很匆忙的时候，就不会认真的放置他们的脚步，结果就是脚与台阶的接触面变小，滑倒的可能大大增加。
为了防滑，建筑外部的楼梯应该有排水良好的表面，建筑内部的楼梯不要选用磨光的木头、石头和平滑的陶瓷器制品做铺片，应提供放置小垫子的空间，让人们进门时可以在小垫子上擦去脚上的湿滑。可以根据使用情况设置防滑条，但要考虑防滑条的高度和维护。
（2）扶手
万一人们在楼梯上失去平衡，反射性的动作就是用手去抓东西，这时就要提供摆设方便、易于抓握的扶手。老年人尤其需要舒服的扶手抓扶用以支持和帮助。通常直径在45—50mm的扶手是合适的，宽度的最大值不能超过65mm，否则使用起来就会觉得不舒服。
扶手不能只是与楼梯的长度一样，还要适当的延长。水平方向上在扶手顶端延伸约300mm，扶手的末端也要延伸300mm，这样来引导使用者进入和走出楼梯。在楼梯底部位置的摔伤时常发生，因为人们会错误的提前认为已经到达了地面，而延伸的扶手可以有效的制止这类事件的发生。
为了更好的抓扶，扶手与墙面的距离至少要达到65mm。扶手的末端要与墙面连接，以免袖子、手包等物品被挂住而失去平衡。
在限定的范围内，使用者可以自己选择扶手的高度。通常为人们所接受的范围是距离斜面高度840—1000mm。对于儿童，应提供高度为610mm的扶手，扶手宽度38mm。对于老年人，出于安全的考虑，在使用者两侧都应该准备扶手。如果台阶的宽度只能容纳一个人，那么在楼梯一侧安装扶手即可。如果台阶很宽，在中间安装一个扶手是很必要的。总之，在使用者手臂范围内一定要有一个扶手。但是，一般来说，在两个扶手之间要保持至少1000mm的距离。有5岁以下儿童的建筑内，扶手栏杆之间不宜留有100mm的宽度，让小孩子可以钻出去。但是，因为儿童会进入各种建筑，也会尽可能的四处探险，所以这一要求也应覆盖到其他建筑中。
（3）边缘
为了最大的减少在楼梯上的摔伤，应该在踏步设计上避免出现锋利的边缘，这也是为什么很多楼梯踏步的边缘有圆头的突起。带有锋利锯齿状边缘的砖石台阶会造成骨折和撕裂，带有圆头突起的砖石台阶则会在一定程度上限制受伤。如果人们在上下台阶时摔倒，反射性的动作是伸出双手来阻止摔倒。如果双手接触到锋利的边缘，很可能会造成划伤或撕裂，而有圆头突起的边缘可能就会避免这种伤害。在开放性的楼梯上摔倒，人们可能会向前趴，而脸部就会撞击台阶的边缘。所以楼梯边缘的设计应该更加细致和精密，更好地为使用人提供保护。另外，限制楼梯踏步的级数会有效的限制使用者摔倒的距离，所以通常情况下踏步的数量最多为16级，但是少于这个数字会更好。
4．自动扶梯
自动扶梯是利用机械输送人群上下的交通设施。由于自动扶梯有较大的输送量、较快地输送速度、占用使用空间较少，所以在人流集中的公共建筑中经常采用，但上下扶梯过程中也时常发生意外，最为常见的是自动扶梯缠住人们的脚。致力于减少这种意外，英国于1983年出版了《建筑：自动扶梯安装和旅客输送带安全规则》。
在对美国自动扶梯上发生的各种意外以及老年人所需要的反应时间做了详尽的研究后，斯迈和德斯潘得(W.F. Zimmerman & G.K. Deshpande)提出，传送带在水平面上至少要有1.5至2级台阶，水平面上的传送距离不要超过6m，传送速度不要超过0.50m/s。
多数自动扶梯存在与行人通道互相交错以及扶梯的扶手与建筑物或广告牌距离偏近的问题。大部分使用单位采取各种各样的防护形式，如在易碰撞处涂警示色或加装灯光照明等。
自动扶梯在防止物体坠落方面需要注意：扶梯出入口的盖板边缘应有一定高度的挡板，防止维修工具或乘客的行李坠落伤人。