계단

기능적 사용 외에도 계단은 공간이동을 통한 시각적 움직임의 경험이 가능하고 전체 내부의 디자인 특성을 반영한다.

 

사용, 재료 및 이미지는 계단이 주 또는 보조 목적으로 설계되었는지 여부를 결정하며, 안전 계수 Safety factor 최대하중에대하여 설계할때 여유를 두는 하중 배수 와 상승 및 하강의 용이함은 계단 설계의 관리 기능 요소이다. 건축 규정은 계단 너비, 디딤판 너비 tread width , 챌 판 높이 riser height 및 난간 디자인의 최소 및 최대 치수를 설정하고 있다.

 

계단은 지나가는 사람들의 수 또는 일부 물건을 운반하는 사람들을 수용 할 수 있을 만큼 충분히 넓어야 한다.

 

종종 상업용 건물에는 각 층마다 두 세트의 계단이 있어서 화재 와 같은 비상 사태 중에 다른 통로가 막히면 대체 탈출로 역할을 한다.

 

주어진 상황에서 계단 설계는 다음 요인에 의해 최소한 유도된다.

• 공간 안에서의 흐름

• 바닥 수평 에서 바닥 수평 수직 거리

• 해당 규정의 최소 요구 사항

복도 는 주거지의 한 부분에서 다른 부분으로 거주자를 수평으로 이동시키고, 과정에서 통행 흐름의 방향을 제어한다.

층간 이동에서 경사로는 너무 많은 공간을 차지하기 때문에 일반적으로 적용되지 않지만 신체 장애가 있는 사람들을 수용하기 위해 계단 대신 사용되기도 하고 건축 규정 1:12 경사로 에 따라 관리된다.

B501  계단 사용자 그룹

• 장애인 Disabled / 계단을 사용할 수 없는 사람들이 사용할 수 있는 대체 접근 방법을 제공한다.

• 노인 및 장애인 Elderly and disabled / 노인 및 장애인의 경우 계단 출입에만 의존하는 설계는 피해야 한다.

• 음식, 음료 및 소모품을 소지 한 사람들 / 사람들이 일상적으로 음식물을 들고 음료수가 흘릴 수 있는 계단설계는 피한다. 작업자가 부피가 크거나 무거운 물건이나 트레드의 보기를 제한하거나 균형에 영향을 줄 수 있는 물건을 휴대해야 하는 계단 설계는 피한다.

• 어린이 Children / 어린이가 사용하는 계단은 추가로 낮은 난간이 필요하며, 작은 아이의 통과를 막기 위해 난간 간의 최소 간격은 90mm 미만이어야 한다. 유아를 통제하기 위해 계단은 문으로 닫을 수 있다.

B502  위치에 영향을 미치는 요소

• 큰 무리의 사람들이 계단을 사용할 경우 계단은 방향이 갑자기 변경되어 위험한 병목 현상이 발생하지 않도록 배치해야하며 계단은 연속적인 직접 흐름을 유도하기 위해 위치해야 한다.

• 계단의 상단과 하단에서 보행자의 방향 충돌을 방지한다.

• 방향, 시야 및 조명 변화를 피한다. 햇빛 때문에 사용자의 눈이 상할 수 있는 계단 하단 또는 주의를 흐트러뜨릴 수 있는 뷰 등 몇 가지 잠재적으로 위험한 배치 조건을 고려해야 하며, 방향, 시야 및 조명 변경에 주의를 기울여야 한다.

• 진입 또는 출구로 인한 보행자와의 충돌위험을 피해야 하며 계단참에서 보행자와 맞서는 개방 된 도어를 주의해야한다.

• 통행방향 원칙을 위반하는 구성을 피한다. 우측으로 올라가는 우측통행과 내려올 때 우측통행으로 내려오는 통행방향 원칙을 지킨다. 이렇게 하면 내려오는 사람과의 충돌 가능성이 감소한다.

• 계단이 1 층 출구 지점을 지나서 지하로 이어지는 화재 탈출 계단을 피해야 하는데, 이것은 비상 사태 시에 사람들을 현혹시켜 막 다른 지하로 끌고 갈 위험이 있다.

B503  계단 유형 

• 방향과 흐름 / 사람들이 계단의 상단과 하단에서 이동하는 이동 방향은 계단 레이아웃의 영향을 받으며 그 반대의 경우도 마찬가지이다.

• 계단 모양 및 면적  / 계단이 차지하는 바닥 공간의 양은 모양과 관련이 있으며, 다양한 방법으로 설계 할 수 있지만, 일반적으로 진행 방향 및 계단참에 따라 구분한다.

계단 유형

 

곧은계단  Straight run stair 

계단참의 깊이는 계단 너비와 같다.

그림1 곧은계단

L형 계단 계단참 형식 L-shaped stair with landing

다리가 길거나 짧을 때 사용되고 방향이 바뀌는 지점에서 계단참이 생긴다.

그림2 L형 계단

L형 계단 돌음 계단형식 L-shaped stair with winders

계단참부분에 꺾인 트레드(단너비)를 둠으로써 돌음계단은 계단에 소요되는 면적을 줄일 수 있다.

그림3 L형돌음계단

U형 계단 U-shaped stair with landing

올라갈 때 되돌아가는 방식 단일 계단참에서 180도 회전한다. 하나의 출구 계단 코어와 같은 다층 동선 시스템에서 하나의 구성요소

그림 4 U형 계단

나선계단 Spiral stair

나선형 계단은 중심 축을 중심으로 회전한다. 이 유형의 계단은 공간을 가장 적게 차지하지만 구성하기가 어려우며 가구 이동이 어려워진다.

그림 5 나선계단

곡선계단 Curved srair

곡선 형 계단은 개방형 또는 반투명 형일 수 있으며 우아한 곡선을 이루는 조형적 기능이 강하다.

그림 6 곡선계단

B504  계단의 너비 

• 계단 폭은 안락함, 수용력 및 도달 범위 난간 가용성의 상관관계여야 한다.

• 단일 사용을 위한 계단의 최소 설계 폭은 공공장소의 경우 900mm이상 이여야 하고, 편안함을 위해 약 1200mm가 필요하다.

• 나란히 걸어 다니는 여유 공간은 벽 사이의 폭을 최소 1200mm 이상이고, 3인 이상 통행이 편안한 모듈은 최소 폭 1800mm 이상 공간이 필요하다.

• 계단은 예상 통행량에 대해 충분히 넓어야 한다.

• 계단의 수용 량은 너비 미터 m 에 분 min 당 인원으로 표시한다.

• 분당 예상 통행량을 계획하려면 공급할 공간의 점유를 고려해야 한다.

• 건물 층별 총 점유자 하중은 바닥 면적을 1 인당 m2/person를 사용하여 점유자 밀도로 나누어 구할 수 있다.

B505  계단 치수

계단을 올라갈 때 디딤판 표면 전체에 발 뒤꿈치를 올릴 필요는 없다. 그러나 내려갈 때는 뒤꿈치가 가볍게 또는 심하게 놓일 수 있는 공간이 디딤판 표면에 있어야 한다. 너무 작은 디딤판은 발끝이 너무 크게 벗어나 발판을 손상시키거나 사용자가 다칠 수 있다.

 

이것은 디딤판의 크기가 너무 작아서는 안되며 계단 코의 크기가 제한되어 있거나 내려갈 때 계단 사용자의 발 뒤꿈치에 쉽게 걸리지 않는 방식으로 설계되어야 한다는 것을 의미한다.

 

계단 위치에서의 유효 높이 Headroom 고려는 안전과 편안함 및 대부분의 규정에서 필요하다.

헤드 룸 Headroom 은 디딤판 tread (돌출부 nosing)에서 모든 장애물까지의 수직 공간을 정의한다.

 

계단의 유효 높이( 계단의 바닥 마감 면부터 상부 구조체의 하부 마감 면까지의 연직방향의 높이는 2,100 mm이상 - 건축법 시행령 제 48조

 

B506  챌판 - 디딤판 치수

일반적인 계단 이용자는 일반적으로 계단을 올라갈 때 더 큰 챌판 riser 을 적용할 수 있고, 내려갈 때는 본질적으로 더 위험하기 때문에 작은 챌판 riser 이 바람직하다. 발은 올라갈 때 훨씬 더 안정된 위치에 있으며 사람이 계단에 오르다가 낙상이 발생할 빈도가 내려올 때의 경우보다 낮다.

 

사용자에게는 속도가 편한 것이 중요하며, 대부분의 경우 이러한 속도는 안전 할 가능성이 더 크다. 또한 모든 계단이 확실히 동일하지는 않지만 합리적인 속도 매개 변수 내에서 설계되는 것이 중요하다. 평균 실내 보폭은 챌판 / 디딤판 비율 비례에 대해 일반적으로 사용되는 공식으로 변환된다.

 

2R + T = 610 mm 최소 ~ 660 mm 최대

R은 챌판 riser , T는 디딤판 tread

 

B507  챌판 및 디딤판 공식

챌판 riser 와 디딤판 treads 은 너무 얕지도 않고 너무 가파르지 않도록 설계한다. 너무 얕으면 계단이 너무 많은 공간을 차지하고, 너무 가파르면 위험하고 힘들 것이다.

 

총 주행 (H) = T × (층계 수 -1)

 

B508  계단의 설치기준

건축법 시행령 48조

그림 7 계단의 설치기준

계단의 설치기준 일반사항

 

대상: 연면적 200m2를 초과하는 건축물

• B높이 3m를 넘는 계단에는 높이 3m 이내마다 유효너비 120cm 이상의 G계단참 설치

• 높이 1m를 넘는 계단 및 계단참의 양 옆에는 E난간(벽 또는 이에 대치되는 것 포함)설치

• 너비 3m를 넘는 계단에는 계단의 중간에 너비 3m 이내마다 난간 설치.

• 다만, 계단의 단 높이가 15cm 이하이고, 계단의 단 너비가 30cm 이상인 경우에는 예외로 한다.

• 계단의 유효높이 F 는 2,100mm 이상으로 한다.

• 계단의 바닥 마감면부터 상부 구조체의 하부 마감면까지의 연직방향의 높이

• E손잡이는 최대 지름이 32mm이상38mm이하인 원형 또는 타원형의 단면으로 할 것

• 손잡이는 벽 등으로부터 50mm 이상 떨어지도록 하고, 계단으로부터의 높이는 850mm가 되도록 할 것

• 계단이 끝나는 수평부분에서의 손잡이는 바깥쪽으로 300mm 이상 나오도록 설치할 것.

G 계단참의 너비 / C 단 높이 /  D 단 너비

피난방화규칙 제15조 제 1항 (옥내계단에 한함)

• 초등학교 / G: 1,500mm /  C: 160mm 이하 / D: 260mm 이상

• 중,고등학교 / G: 1,500mm /  C: 180mm 이하 / D: 260mm 이상

• 문화 및 집회시설  / G: 1,200mm /  C: 180mm 이하 / D: 260mm 이상

B509 안전 고려사항

안전 고려 사항은 디딤판 표면 및 특히 코 nosing 에 사용되는 재료에 관한 것이다.

미끄러워서는 안되며 마모되면서 미끄러워져도 안 된다. 미끄러운 표면은 경사로에서 특히 피해야 한다. 경사가 가파르고  환경적인 요소 ( 비 / 얼음 / 눈) 에 더 많이 노출 될수록 적절한 재료 선택과 관련하여 설계자에게 더 많은 주의가 요구된다.

안정적이고 쉽게 잡을 수 있는 난간 handrail 은 안전하고 쾌적한 계단 / 경사로를 오르내릴 수 있게 하는 최종 구성 요소이다. 잘 배치 된 난간은 사용자가 어느 시점에서든 최소한 두 지점에 손과 발을 항상 위치할 수 있게 한다. 설계자는 규정에 의해 설정된 매개 변수 내에서 특정 설정에서 가장 높은 난간 높이를 확인해야 한다. 일반적으로 계단 코 위에 수직으로 850 mm이다.  핸드 레일 handrail, 난간 동자 baluster 및 난간 railing에 대한 규정 요구 사항은 다양하다.

 

B510  상승 및 하강 관계의 범위

적용 가능한 상승 및 하강 두 코nosing 사이의 수평 거리 관계 

챌면  / 디딤면   단위mm

180 / 230

170 / 230

160 / 230  290  300  310 

150 / 230  290  300  310  320  330  340

140 / 230  290  300  310  320 

120 / 230  290  300

110 / 230 

 

챌면 Riser 높이가 180mm 이상이고 디딤 면 tread 이 270mm 미만은 권장하지 않는다.

적용 가능한 규정 및 표준은 이러한 권장 사항과 다를 수 있다.

챌면 높이는 한 단계의 수직 높이이다.

진행은 계단의 코 가장자리에서 다음 인접한 단계의 코 가장자리까지의 수평 거리이다.

디딤판 tread 깊이는 평면에서 디딤판 tread 의 수평 거리이다.

일부 규정은 디딤판이 작으면 계단 코 돌출부로서 확보할 수도 있다.

인접 챌면 riser 과 디딤 면 tread 의 치수는 일정하고 규칙적 이어야 하며 도중에도 변경되지 않아야 한다.

 

B511  난간 Handrail  

• 높이 Height / 계단 코 받침의 앞쪽 가장자리부터 난간의 꼭대기까지는 850mm.

• 범위 Extent / 난간은 디딤판 너비와 동일한 거리에 대해 계단 꼭대기에서 바닥 챌판 너머로 최소 300mm 수평으로 연장 한 다음 300mm 수평 로 계속 배치해야 하고, 계단 끝나는 수평부분에서 300mm 바깥쪽으로 나오도록 해야 한다.

• 크기 및 모양 Size and shape /  원형 손잡이 지름 32~38 mm은 파지에 가장 효과적이다.

• 벽과의 거리  / 난간과 인접 벽 사이의 간격은 50mm 떨어지도록 한다.

• 재료 Materials / 난간은 너무 미끄러워서는 안되고, 촉감이 좋지 않을 정도로 열을 전도해서도 안 되며, 악화되어 표면이 부러 지거나 부식 되지 않아야 하고, 손잡이 지주의 색상은 잘 보일 수 있는 색상이 바람직하다.

B512 계단참 Landing

• 방향의 변화가 없는 계단의 참을 중간 계단참 Landing 이라고 한다.

• 방향이 90도로 변경되면 1/4 넓은 L이 되고 방향이 180도로 변경되면 반이 좁은 U가 생성된다.

• 계단을 오랫동안 타고 계단을 오르면 계단 이용자를 위한 휴게 공간 resting place 을 제공하고 선회구역turning zone을 형성하며 추락 시 추락의 힘을 분산 break the force 시키기 위한 장치가 필요할 수 있다. 계단참의 최소 너비는 도달하는 가장 넓은 층계의 폭과 같아야 하며 최소 여유 깊이는 가장 넓은 계단 디딤판 또는 1,200mm 중 큰 쪽과 같아야 한다.

B513 직진 계단  Straight run stair

레이아웃 기술은 선택한 구성에 따라 다르지만 모든 경우에 안전을 위해서 그리고, 최소 에너지 소비를 요구하는 레이아웃으로 계획하기 위해서는 허용 가능하고 일관된 챌면 riser 및 디딤면 tread 관계를 준수해야 한다.

 

다음 기호와 약어가 사용된다.

H = 바닥에서 바닥까지의 높이

L = 첫번째와 마지막 라이저 사이의 주행길이

n = 라이저 수 Number of risers

p = 트레드 수 Number of treads

R = 라이저 높이 Riser height

G = 깊이 Going depth

 

바닥에서 바닥까지의 높이 H 를 결정.

허용되는 챌면 R 및 진행 깊이 G 치수를 선택.

공간이 제한되어 있으면 최대 챌면 R 및 최소 진행 깊이 G를 선택.

 

챌판 갯수를 결정 (n).

n = H / R

n을 가장 가까운 정수와 같게 설정하고 이에 따라 챌판 치수를조정.

 

디딤판 갯수는 챌판 갯수에서 1을 뺀 것과 같다.

p = n - 1

 

주행 길이는 진행 치수와 디딤판의 수를 곱한 값과 같다.

L = G × p

B514  나선형 계단 Spiral Stairs

• 12 단 step 에서 20 단 step 까지 완전한 원으로 수렴 할 수 있으며, 트레드 각도는 30도에서 18도까지 다양하다.

• 원형에 있는 계단 step 수가 많을수록 사용 가능한 헤드룸 간극은 커지지만 효과적인 진행 단계 step 수는 적다.

• 헤드 룸 여유공간은 2,100mm 이상이어야 한다.

• 시계 방향으로 올라가는 계단은 내리막길에서 난간이 오른쪽에 있다는 장점이 있다.

• 보행선은 중심기둥 newel 바깥 쪽 또는 바깥 쪽 난간 안쪽에서 270mm에 주로 위치한다.

• 중심기둥 newel 또는 내부 스트링거 stringer 에서 150mm 떨어진 거리에서 트레드는 100mm보다 큰 깊이를 가져야 하며, 보행선에서, 주행은 280 mm 이상이어야 한다.

허용 가능한 레이아웃을 계획할 때 다음을 검토한다.

• 계단의 지름과 첫 번째 및 마지막 라이저의 위치를 설정한다.

• 라이저 수를 결정한다.  n= H / R

• 가장 불리한 지점에서 헤드 룸을 확인한다. 헤드 룸이 불 충분하면 단계 step 수를 변경한다.

비상시 신속한 대피를 위해 많은 사람들이 사용할 수 없기 때문에 상업용 설치에서 화재 출구로 허용되지 않지만, 주거 공간의 경우 나선형 계단은 최소한의 바닥 공간을 사용하여 레벨 간 편리한 접근 수단이다.

B515 경사로 Ramps

경사로 ramp 는 5 % 이상의 경사로 시공된 보행자 순환 방식의 일종으로 경사로에 허용되는 기울기는 사용할 경사로의 길이 length 와 참의 위치 location of landing 에 따라 다르다.

 

다음 기호와 약어가 사용된다.

H= 높이 변화  Elevation change

L= 하단에서 맨 위까지의 주행길이

 

• 경사로가 기존의 현장 조건에 대해 수용 가능한 솔루션이 될지 결정하기 위해 높이 변화 (H)와 실행 길이 (L)를 결정해야 한다.

• 이 길이는 높이 변화가 발생하는 수평 거리에서 참 landing 길이를 뺀 값이다.

• H / L이 길이의 경사로에 대해 주어진 최대 경사보다 작으면 경사로를 사용할 수 있다.

• H / L이 최대 기울기보다 큰 경우 중간 참을 추가하여 길이 (L)를 줄이고, 다시 검토한다.

 

장애인 노인 임산부 등의 편의증진보장에 관한 법률 시행규칙 별표1 편의시설의 구조 재질 등에 관한 세부기준

경사도는 1:8을 넘기지 말 것

표면을 거친 면으로 하거나 미끄러지지 아니하는 재료로 마감할 것

경사로 굴절부분의 유효너비는 1,500mm이상

장애인노인임산부등의 편의 증진보장에 관한 법률이 정하는 기준에 적합할 것

 

경사로 유효폭 및 활동공간

경사로 유효폭은 1,200mm이상.

경사로의 시작과 끝, 굴절부분 및 참에는 1,500mm ×1,500mm이상의 활동공간확보

B516 개선사항 및 세부사항

• 계단 코 Nosings  / 갑작스런 코 돌출부 와 190mm보다 큰 돌출부는 구성하지 않아야 한다. 코가 필요한 곳에서는 가능한 한 뒤로 기울어 진 돌출 오버행 nosing overhangs 10mm (3/4 인치 미만)을 조성한다.

• 세척 Wash / 외부 계단에서 세척을 위해 물을 뿌릴 경우를 대비해서 디딤판에 물이 고이지 않으며 계단 사용자가 미끄러지지 않도록 대략 1:60의 경사를 초과하지 않는다.

• 치수의 일관성 Dimensional regularity / 라이저, 트레드 및 돌출부는 고도의 일관성을 유지하면서 구성되어야 하며, 실제로 대부분의 건축 법규는 이를 정하고 있다. 계단에서 가장 큰 것과 가장 작은 것 사이와 인접한 단계 step 사이의 차이는 5mm를 넘지 않아야 한다.

B517  재료

계단 보행에 대한 적절한 재료 선택은 구조적 고려 사항, 통행의 유형 및 양, 외관 , 내마모성 및 때로는 화학 물질 에 대한 저항성, 기후, 유지 보수 및 청소 의 용이성, 비용, 미끄러짐 저항 및 기타 요인에 의해 영향을 받을 가능성이 있다.

• 바닥 패턴 / 텍스처 나 패턴 또는 코의 가장자리를 식별하기 어려운 어지러운 패턴을 사용하지 않으며, 가장자리를 식별하기 용이하도록 강조하기 위해 색상을 사용한다.

• 미끄럼 저항 / 0.3보다 큰 마찰 계수 COF Coefficients of Friction는 정상적인 상승 속도에서 내부 계단의 평평하고 건조한 계단 표면에서 미끄러짐을 방지하는 데 적합하고, 0.5 계수는 더 안전하다. 미끄러짐에 가장 중요한 부분은 계단 코에 있지만, 눈에 혼란을 줄 수 있으며 트립을 유발할 수 있는 마모 스트립을 추가하기보다는 전체 디딤판에 적절한 마찰 계수COF를 갖는 재료를 적용하는 것이 좋다. 경사로 Ramps 는 미끄러짐을 방지하기 위해 신중하게 고려해야 한다.

• 디딤판 표면 / 계단 밟는 곳의 표면은 매끄럽지 않고, 발 아래로 움직이는 경향이 없는 상태에서 조인트를 돌출시키지 않아야 하며 신발이 걸리지 않아야 한다.

• 유해 물질  / 계단 및 난간은 돌출 요소, 날카로운 모서리와 모서리, 거친 표면, 막대 및 기타 작은 요소가 없어야 한다. 대신, 자동차의 내부와 마찬가지로 부드럽고 평평하며 충격을 약화시키는 표면과 완만 한 곡선이 사용되어야 한다.

B518  계단 조명

계단의 적절한 조명은 편안함과 안전을 위해 필수적이다.

전기 조명과 일광 조건 모두에서 적절한 조명을 제공해야 하며, 일광 절약 시간 및 특정시기에만 발생할 수 있는 반사에 주의해야 한다.

 

다음 지침은 사고 예방 및 안전 권장 사항에 대한 내용이다.

• 자연광 또는 전기의 적절한 조명을 제공해야 한다.

• 대부분의 적용에서 54 ~ 215 럭스의 IES 권장 사항은 대부분의 건축 법규에서 허용하는 최소 수준보다 계단 안전성에 훨씬 더 현실적인 것으로 보이며, 최소 86 럭스 가 적당 할 수 있다.

• 계단 사용자가 창 및 인공 광원을 직면하게 두어서는 안 되고, 동일한 시야각이나 계단의 그림자는 피해야 한다.

• 반사율에 대해서 IES는 바닥에 21 ~ 31 %의 반사율을 권장한다.

• 넘어 질 위험이 있는 계단이 있는 경우 인공 조명을 제공해야 한다.

• 계단 등을 제어하는 스위치는 계단에서 충분히 떨어져 있어야 스위치에 도달하는 동안 사람이 떨어질 위험이 없다. 3 방향 스위치는 계단의 상단과 하단에서 같이 사용할 수 있게 한다.

• 계단 조명을 사용하려면 모든 계단의 시작과 끝 양쪽에 스위치 (3 방향 스위치)가 있어야 한다.

• 복도의 조명은 복도의 양쪽 끝에서 스위치되어야 한다.