楼梯,指建筑及外部环境中以连续的踏步连接不同标高空间的垂直交通构件。楼梯由连续的梯段、休息平台和维护安全的栏杆(或栏板)、扶手以及相应的支托结构组成,是建筑的重要构件之一。
早期人类为了生存,登高成为的生存和安全的需要。于是,早期人类以爬树登高和天然斜坡的条件作为启发,梯子的雏形由然而生。其中最早的一个具体表现形式就是爬竿。
从建筑艺术和美学的角度来看,楼梯是视觉的焦点,也是整个空间的一大亮点,供人们满足使用的同时得到欣赏与趣味的享受。楼梯必须结构设计合理,而美观则是在满足功能后的更高层次的精神需要,这是楼梯设计品质高低的重要因素。
历史沿革
起源
楼梯形成的最主要的原因是为了尽可能的解决空间中高差变化的问题。由于我们的祖先是依靠双脚来获得平衡的,所以水平面与光滑的斜面相比,更有利于人类的攀登。经过漫长的岁月,山坡上逐渐形成了很多踏出来的脚印,后来就演变成了最早的“踏步”,它们最初是简单的刻在土地上或石头上的。“踏步”使人们在上下空间中的运动变得简单、省力。爬竿是由一个顶端开叉的树干组成,树干上刻出便于攀爬的凹槽,。慢慢地,阶梯、爬杆、墙上的洞等这些早期的楼梯表现形式逐渐发展成为真正形式上的楼梯—固定的单跑楼梯。
中国
奴隶制社会时期
公元前21世纪,战争频繁,建筑技术主要为建造居屋和为战争服务。在这样的大环境下,中国的公共文化设施并无大的发展。
夏商周时期,我国建筑发展从“构木为巢”到夯筑技术,一直以土木砖石为建筑原料。
夏朝统治者在这个时期便开始修筑宫室,战国时期己经出现了高大的台建筑。台阶主要以砖石为材料,用作建筑的基座,增强帝王建筑的气势。
封建制王朝时期
中国建筑室内楼梯以木质楼梯为主,结构较为简单,现在我国传统民居中还保留大量木楼梯。中国古代建筑大部分室外均设置台基,等级越高的建筑,台基越显著。台基主要有四个方面的功能:位于建筑底部承托建筑物;能有效帮助木质建筑
防潮、防腐;高大的台基能弥补中国古建筑不甚高大的欠缺;而台基本身的高度代表着建筑物本身的等级及主人的阶层、身份和社会地位。古人先将高处观四方的称为“台”,"阶”字则由行为表示登上高处的踏步称为“阶”。于是,生活中的“台阶”二字,是代替坡道登上高处之用的筑物。在讲究尊卑有序的封建社会,门口台阶的数量也是权力地位的象征。除了数量之外,材质也是颇有讲究的,普通人家的台阶都用最简单的木材和泥土做成,稍微高一点的则用砖石砌成。小型建筑中室外台阶多采用素土、
灰土或碎砖三合一夯筑而成,高约十公分;等级较高的台阶则采用砖或石头为材料砌筑而成,常用于大型建筑中;更高级的台阶采用条石砌成,称为须弥座,台阶上绘制纹路和各种凹凸的线脚,常用于宫殿建筑或寺庙建筑中。古代皇宫
庙宇中,工匠们也常用
汉白玉、
花岗石建造台阶,以此显示建筑的重要性,神圣感。
西方
古埃及与古巴比伦时期
公元3200年左右,古埃及王国成立。古典时期楼梯的结构体系还不够完善,更多的是以阶梯的形式出现在建筑的基座上。阶梯在古埃及时期不仅仅是一种登高的工具,更是一种宗教信仰。最初金字塔是六级
左塞尔金字塔,寓意为主人登入天国的阶梯。这是
埃及建筑史上首次使用石块代替砖的阶梯构造做法。古西亚人民经常使用台阶解决登高,台阶与坡道相比能缩短距离,运用在建筑的外部和城市设计之中用以增加了建筑气势,增加建筑群组空间秩序感。
古希腊与古罗马时期
在
希腊古城的考古中发现,古希腊人对于楼梯的运用很早。根据希腊
古典主义建筑的比例关系,有人大胆的提出了楼梯的踏步板和竖板之间的比例,其阶梯表现出鲜明的比例关系。雅典卫城整体设计中,巧妙利用山形及台阶设计,建筑群体空间理性有序。
古希腊建筑史上另一重大的成就是大量露天剧院和竞技场的建立,在这些户外剧院中,台阶以一种更灵活的方式出现,依据自然地形修建台阶,逐级升高,以放射形的纵过道为主,圆弧的横过道为辅,出入方便,又不妨碍观众视线,逻辑清晰,便于使用,成为了现代剧院建筑的雏形。古罗马建筑中同样使用台阶式的基座,与
希腊不同的是,罗马
庙宇是为公众使用设计的,巨大的台阶式基座为集会留出了空间。公共建筑方面,
古罗马时期出现了众多的记功柱,在其内部已经出现了技术难度较高的旋转楼梯。保留下来的
古罗马露天竞技场,层层升高的阶梯形成座位使观众从不同的视角点均有良好的视线,同时开敞的空间提供市民聚会场所、交流场所。古罗马时期的楼梯设计注重功能性,形式朴素,风格严谨,少有装饰。
欧洲哥特风时期
哥特风格出现在十二到十三世纪初,十四世纪末,欧洲经济发展富裕起来,建筑和室内装饰华丽,普通市民也在追求华丽、鲜艳的装饰效果。在此之前,室内主要以单跑楼梯为主,中古封建制时期螺旋楼梯飞速发展。相比于单跑楼梯,螺旋楼梯在工艺上更为先进。受力上,螺旋楼梯作为空间受力体系也更为复杂。起初螺旋楼梯被嵌入墙壁内部,依靠墙壁支撑受力。与之前的楼梯相比,螺旋楼梯占用更小的空间,更具有装饰性,在军事工程中也具有很强的防御性。
文艺复兴风格时期
文艺复兴时期的建筑理论起源于
古典主义建筑理论,建筑师们希望借助古典的比例来塑造建筑,并强调人体美,这一时期的楼梯风格受到古典建筑理论的影响,有的表现为厚重与坚固,有的则表现为轻巧纤细,体现了强烈的秩序性和严格的比例特征。螺旋楼梯的不断完善是文艺复兴时期的主要成就。从
中世纪时期依靠墙壁和中柱受力,到拆除墙壁,依靠楼梯的中柱受力。随后又将实心中柱变成中空的轴或框架,楼梯空间变得灵活开敞。文艺复兴风格时期,两段平行的单跑楼梯由一个中间平台连接形成的双跑楼梯出现,慢慢代替了单跑楼梯和螺旋楼梯。楼层间双跑楼梯是一种连接空间的有效方式。层间双跑楼梯这个功能,各段楼梯间的中间墙壁的消失改变了楼层间双跑楼梯的特征,释放出它作为视觉上连续的路线和空间连接构件的潜力。成为该时期具有开放式楼梯井的大楼梯的先驱。
巴洛克和洛可可风格时期
这一时期建筑中楼梯是重要的装饰构件。
欧洲巴洛克样式是十六世纪末期至十八世纪中叶形成,巴洛克风格从形式上看是文艺复兴的支流和变形,它以
浪漫主义精神作为形式设计的出发点,追求宏伟、生动、热情、奔放、动感的艺术效果。在此期间,“弧形楼梯”成为巴洛克风格楼梯的代表性造型。在城市广场中,台阶不仅用于场地设计,被建筑师更多的运用在创造丰富的空间关系及增强建筑表现、凸显主体建筑上,与奴隶制社会时期单纯表达宗教信仰相比又进了一步。
法国古典主义风时期
16世纪起,法国便致力于国家的统一,建筑风格逐渐脱离
哥特式建筑传统走向文艺复兴,对于拘谨的、整齐匀称的古典风格产生了兴趣。对正式场合来说大尺度的楼梯虽然不再必要,但对容纳挤满普通市民的建筑物却是必要的。楼梯的容量和安全性逐渐变得和楼梯的位置、效果一样重要。
十九世纪工艺美术运动时期
十九世纪初,人类发明了水泥,十九世纪中期已经可以生产纯净的玻璃,到十九世纪末钢筋混凝土的运用,建筑师可以建造大跨度楼梯。炼钢产业的崛起,使钢材成为了现代楼梯的主要建造材料之一。楼梯的形式越来越自由,风格越来越多变,建筑师得以实现他们的设计理念。这一时期的楼梯设计风格趋向于精致的曲线形式,设计元素来源于海藻、草、昆虫等自然元素。楼梯栏杆很多都是采用铁制栏杆,并且模仿水生植物或根系的形态,经过提炼组合后进行运用。工业革命后的工艺美术运动,主要是反对当时机器生产的大量花里胡哨的居家装饰。
新艺术运动用新的材料、新的技术复兴了文艺复兴后期的构图手法,其对形式的简化和简单化的构图成为了一种新的美学思想。
现代主义和后现代主义时期
现代主义建筑中,楼梯设计逐渐把减少凿削和精致细部结合起来。建筑师们将楼梯视为建筑的一个重要组成构件,把它作为可自由安放的部件用来释放建筑内部空间或是连接环境和建筑物。1911年现代主义建筑师
瓦尔特·格罗皮乌斯与梅耶尔合作设计了第一个全玻璃立面的建筑——
法古斯工厂。建筑采用大面积玻璃幕墙和转角窗,建筑角部无任何支撑,楼梯放置在建筑角部,这样的设计构思是建筑史上第一次,成为现代建筑的开山之作。
近现代时期
工业革命带后经济发展,带来了建筑行业的繁荣。战争期间甚至于
第二次世界大战结束之后的一段时间内,台阶出现在重要的政府建筑、纪念性建筑或者纪念性广场之中,形成了政府建筑独有的威严感、疏远感。随着民众生活水平提高,思想自由包容,全球经济技术的发展给各地的楼梯设计带来了不同的设计风格。位于城市中的楼梯风格各异,各具特色。
设计原则
整体分析
布置及空间利用
在设计楼梯时,要根据建筑空间大小、空间条件、使用需求等,选择合适的位置以方便使用。为保证疏散的安全性,在楼梯的平面布置上,应在进行
建筑功能与空间布局的同时必须考虑交通流线的组织与安排。楼梯下方的空间不规则、利用率低,并且采光较差。可利用楼梯下方与其他功能相结合,减少失落空间,如楼梯与储物结合或楼梯与使用功能相结合。既封闭了一些边角空间又可增加使用空间,使整个空间干净整洁,且增加空间的创意性及趣味性。
施工安全便捷
楼梯的美观和实用性固然重要,但楼梯的安全问题也是不容忽视的。楼梯设计不管是在家居应用上,还是在公共交通上,都必须要考虑楼梯的安全性能。在施工上也必须严格遵守楼梯的设计规范。严寒、寒冷地区的室外安全疏散楼梯,应有防滑措施。选择楼梯时还要选择一下楼梯的安装方式。若是方便的楼梯施工方式,会在施工过程中降低噪音与粉尘,但若是焊接的方式,就有可能在过程中存在安全隐患及污染。方便的安装方式在安装的过程中会把噪声和粉尘减少到最低程度。
实用与美观
楼梯最主要的功能就是在日常使用方面,在楼梯设计时必须从使用者的角度进行设计和施工。对于楼梯的高度和宽度,都需要在规范的基础上满足人体工程学的要求。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,以免发生意外。在楼梯安全和实用的前提下,还必须考虑楼梯的美观效果。楼梯在建筑中具有很强的装饰作用,只有按照一定的设计规范和要求才能设计出合理又实用的楼梯。不同建筑空间中,楼梯在建筑中可有实用性﹑观赏性、艺术性等,也可各个方面相联系,相辅相成。
细部分析
楼梯噪音
楼梯不仅要结实、安全、美观,它在使用时还不应当发出过大的噪音。在铺地砖前可添加绝缘和
缓冲层,或在楼梯踏板上铺设穿孔吸音板,来吸收部分噪音。噪音不仅与踏步板的材质和整体设计有关系,也与各个部件间的连接有关系。需要多方面配合,来减少噪音的产生。
楼梯要使用环保材料
在选择楼梯时,选用的材料最好是非燃烧体。还要了解它是否由环保材料组成,生产工序是否环保,会不会发出对人体有害的
化学物质。
楼梯是否消除锐角
楼梯的所有部位都要确定是圆润光滑的,没有突出的、尖锐的部分,不然很容易对人体或衣服造成伤害。同时楼梯的踏板,也要注意做圆角处理,避免对脚部造成伤害,以此来保证人体及楼梯的安全。
楼梯扶手及栏杆
在设计楼梯时,除了本身的构造需要注意,还需要根据体感注意扶手的材质以提升使用感。当采用金属作为楼梯的栏杆扶手时,那么最好在金属的表面作一下处理加工,金属在冬季时的冰冷感觉,会让人体感到不舒服。楼梯栏杆间隔应严格遵守设计规范。当楼梯井净宽度大于0.20m时,必须采取安全措施。
楼梯照明是否讲究
楼梯处给人的感觉会比较暗,所以灯光设计很重要;主光源,次光源、艺术照明等方面都要根据实际情况而定。不可采用过暗或者是过亮的灯光效果,一定要采用柔和且清晰的灯光,方便行走。
结构组成
梯段
俗称梯跑,是联系两个不同标高平台的倾斜构件,同时也是楼梯的主要使用和承重部分。通常为板式梯段,也可以由踏步板和梯斜梁组成梁板式梯段。梯段的踏步步数不宜超过18级,且不宜少于3级。
楼梯平台
按平台所处位置和标高的不同,有中间休息平台和楼层平台之分。两楼层之间的平台称后平台,用来供人们行走时调整状态和改变行进方向。而与楼地面标高齐平的平台称为楼层平台。除了起着与中间休息平台相同的作用外,还用来分流。
栏杆扶手
指设在梯段及平台边缘的安全保护构件,必须坚固可靠,有足够的
安全高度,并应在其上部设置供人们的手扶持用的扶手。当梯段宽度较小时,可只在梯段临空面设置。当梯段宽度较大时,非临空面也应加设靠墙扶手。当梯段宽度很大时,则需加设中间扶手。
主要分类
按楼梯形式分类
直行单跑楼梯
此种楼梯是直沿着一个方向上楼的楼梯,中间没有拐弯,无中间休息平台。由于单跑楼段踏步数一般不超过18级,故仅用于层高不高的建筑。
直行多跑楼梯
此种楼梯是直行单跑楼梯的延伸,仅增设了中间休息平台,将单梯段变为多梯段。一般为双跑梯段,适用于层高较高的建筑。直行多跑楼梯给人以直接、顺畅的感觉,导向性强,常用于人流较多的公共建筑。
平行双跑楼梯
此种楼梯由于上完一层楼刚好回到原起步方位,与楼梯上升的空间回转往复性吻合,当上下多层楼面时,比直跑楼梯节约交通面积并缩短人流行走距离,是最常用的楼梯形式之一。
平行双分双合楼梯
第一种为平行双分楼梯,此种楼梯形式是在平行双跑楼梯基础上演变产生的。其梯段平行而行走方向相反,且第一跑在中部上行,然后其中间平台处往两边以第一跑的二分之一梯段宽,各上一跑到楼层面。通常在人流多、楼段宽度较大时采用。第二种为平行双合楼梯。此种楼梯与平行双分楼梯类似,区别仅在于楼层平台起步第一跑梯段前者在中而后者在两边。
折行多跑楼梯
此种楼梯人流导向较自由,折角可变,可为90°,也可大于或小于90°。当折角大于90°时,由于其行进方向性类似直行双跑楼,故常用于导向性较强的建筑种;当折角小于90°时,其行进方向回转延续性有所改观,形成三角形楼梯间,可用于多层建筑中。折行三跑楼梯中部形成较大梯井,常用于层高较高的建筑。
交叉跑(剪刀)楼梯
可认为是由两个直行单跑楼梯交叉并列布置而成,通行的人流量较大,且为上下楼层的人流提供了两个方向,对于空间开敞、楼层人流多方向进入有利。但仅适合层高小的建筑。当层高较高时,设置中间平台,中间平台为人流变换行走方向提供了条件,适用于层高较大且有楼层人流多向性选择要求的建筑。
螺旋形楼梯
螺旋形楼梯通常是围绕一根单柱布置,平面呈圆形。其平台和踏步均为扇形平面,踏步内侧宽度很小,并形成较陡的坡度,行走时不安全,且构造较复杂。这种楼梯不能作为主要人流交通和疏散楼梯,但由于其流线形造型美观,常作为建筑小品来布置。
弧形楼梯
弧形楼梯与螺旋形楼梯的不同之处在于它围绕一较大的轴心空间旋转,未构成水平投影圆,仅为一段弧环,并且
曲率半径较大。其扇形踏步的内侧宽度也较大,使坡度不至于过大,可以用来通行较多的人流。弧形楼梯也是折行楼梯的演变形式,当布置在公共建筑的门厅时,具有明显的导向性和优美轻盈的造型。
按楼梯结构和支撑方式分类
板式楼梯
板式楼梯可以把楼梯段踏步板看成是一块大的单向板,其纵向的荷载由板来承担。它具有受力简单、施工方便的优点,可现场浇筑也可预制。缺点是楼板较厚,混凝土用量和钢筋的用量都比较多,容易造成建筑材料的浪费,且外观相对比较单调。板式楼梯是最常见的结构形式,平台梁上搁置踏步板,力由楼梯板经平台梁传递到墙体或柱子上。板式楼梯的梯段板下表面是整齐的锯齿形,支模和施工比较简单,既可以现浇也可预制,但以现浇为主。
梁式楼梯
梁式楼梯是在楼梯板下加梁的板式楼梯,因此又叫梁板楼梯。梁式楼梯由踏步板,斜梁,平台梁和平台板组成,其纵向荷载由梁来承担。斜梁的数量和位置根据受力情况而定,一般位于梯段两端的楼梯梁上,力从踏步板经斜梁、平台梁,最后传递到墙体或柱子上。和板式楼梯相比,它的施工工艺略显复杂,体型相对较大。
柱式楼梯
柱式楼梯是围绕柱子建造的楼梯样式,一般呈螺旋上升的趋势。柱式楼梯分两种,一种是将踏步直接固定在柱子上,柱子承受一定的荷载,这种楼梯可以节省空间,常在小空间中使用;一种是柱子和楼梯都是独立的,只是将楼梯设计成围绕柱子螺旋上升的形式,一般用于人流量较小的空间。
墙承式楼梯
墙承式楼梯是沿着建筑立面设置的楼梯,一般采用
直线式或者折线式的楼梯形式,楼梯的线条造型与建筑立面形成较好的构成感,可以丰富建筑的立面,同时增强空间的纵深感,增强建筑的生命力。踏步板预制在两端的墙体内,荷载从踏步板直接传递到墙体,这类楼梯只设平台,没有平台梁和楼梯梁,梯段净高大。
悬吊式楼梯
悬吊式楼梯是在梁上设置竖向吊杆,以吊杆作为竖向承重构件的楼梯,一般是由很多小部件组成,可以现场迅速的装配。金属拉杆底部连接踏步,上部与楼板或吊顶相连,分为一端悬挂和两端悬挂两种。
悬挑式楼梯
悬挑式楼梯是踏步一端埋在或者浇筑在支撑物上,另一端挑出的楼梯形式。悬挑式楼梯构造简单,体量较小,即可以节省空间。悬挑式楼梯分为将整个楼梯段悬挑和将踏步悬挑两种,第一种是将斜梁悬挑,楼梯搁置在斜梁上,第二种是踏步板一端砌筑在墙体内或固定在中柱上。悬挑式楼梯造型简约,能增强空间内部的通透性、开敞性,使其与周围空间连接更紧密。当踏步板出挑过大时,踏步重心远离支座,处理不当容易发生事故。
按平面形态分类
直线式楼梯作为比较简单的平面形态,其平面基本构成要素有梯段两侧的扶手线和踏步板的方向线。在各种不同的公共空间中广泛应用。为了保证大量人群在短暂的时间内安全快速的通过,往往需要平面形式简单、宽度较大且相对平缓的楼梯。为了凸显楼梯个性,可以在踏步、栏板、栏杆、扶手等细节部分加以设计,增强其在空间中的分量。楼层较高的空间中,直线式楼梯常常增设一个或多个休息平台,使其中间有停顿,供人们休息。另外,在一些不重要的空间中通常设置
直线式楼梯,且无过多装饰,以达到消隐的作用。
折线式楼梯
空间中的折线式楼梯一般是由于空间高度的限制,楼梯需要转折,并通过休息平台连接,到达上层空间时所设立的,由于空间高度、使用性质不同,会有不同的折线形式,如双折式、多折式、合上双分式、分上双合式、曲尺式等,其中,双折式楼梯的使用率最高,它可以起到分散人流的作用。多折式楼梯的使用多半是因为空间比较局促,需要在有限的空间内设置楼梯,站在顶层俯视,其踏步、栏杆及楼梯形体的转折,形成有规律的折线,可以使狭小的空间富有节奏美感。
曲线式楼梯
曲线式楼梯能够在建筑空间中充分体现出曲面和曲线的
张力,形态自由,能够起到活跃空间的作用。由于中心部与外周部直径的不同会产生十分显著的形态变化,并且随着建筑材料的不同形态差异很大。一般分为:圆形楼梯、螺旋楼梯以及弧线形楼梯。圆形楼梯直径较大,一般用于开敞的公共空间中,依照楼梯与周围空间的关系,圆形楼梯可以是骨架式的也可以是实体式的。螺旋楼梯一般在住宅或者狭小的空间中运用较多,其螺旋上升的动态与周围相对稳定的空间环境形成强烈的对比。弧线形楼梯往往运用在较大的空间中,通过弧形的
张力,表现出空间的宏大效果。
按材料分类
钢筋混凝土楼梯
钢筋混凝土楼梯是指将楼梯段﹑楼梯平台等结构构件完整浇注在一起的楼梯样式,一般采用现浇的方式。其优点是整体性好,
刚度大,抗震性能好。螺旋梯、弧形梯和一些不规则的楼梯形式,由于其形状复杂,多采用钢筋混凝土现场浇注的方式。此类楼梯有较好的承载能力、
耐火性能和抗腐蚀性,解决了建筑露天且人流量大的难题。现代混凝土的抗压强度、可塑性等各项性能不断优化,又具有价格低、施工方便、耐久性好等优点,成为当前运用最多的楼梯材料。
钢楼梯
钢结构楼梯是工业时代的产物,起初它经常出现在工厂厂房等相对粗糙的建筑环境中,直到高技派建筑风格的出现,设计师们重新审视钢结构楼梯的装饰作用。高技派建筑往往要求大量运用工业金属材料,暴露建筑结构构件,而钢楼梯恰恰是能够表现其特征的一个重要元素。由于钢结构楼梯具有用材少、重量轻、占地少、强度大、施工简单等优点,再后来的民用建筑中经常被使用。钢楼梯有良好的抗拉抗压性能,为各种楼梯形态和结构形式提供可能。主要有斜梁支撑和单跨支撑两种结构形式,其形体较小,对空间的分割引导作用超越了其本身的体积感。
木楼梯
木楼梯是指以木材为主体构造的楼梯,具有取材方便、造价较低、施工便利的特点,可以说木楼梯是使用时间最久的楼梯类型之一,在古代不论是国内还是国外使用木楼梯的例子都数不胜数。木制楼梯在很早之前就已经有了雏形,最早的木楼梯是在古代民居中出现的。中国少数民族
傣族所居住的吊脚楼中所使用的楼梯就是木楼梯。木材的加工难度小,拥有自然的纹理。可以吸收阳光中部分波长的紫外线,反射红外线。且导热系数较小,具有良好的保温性能。但在强度、抗腐蚀和耐磨性方面较弱。
玻璃楼梯
玻璃楼梯的主结构采用碳素结构的钢板作为承载,而踏板主材则选用质地轻盈、通透的钢化玻璃或夹胶玻璃。根据玻璃楼梯的用材可分为全玻璃楼梯和部分玻璃楼梯,全玻璃楼梯的承重部分均选用玻璃,只有少部分金属锚固件,部分玻璃楼梯是钢材、木材或其他材料与玻璃的混合结构。透明或半透明的玻璃会使得空间更通透,且玻璃质感坚硬,易于抛光与切割,而且可以上色,能够根据需求制造各种彩色玻璃或者印花玻璃,具有极强的可塑性。
石楼梯
花岗石、
大理石、
鹅卵石、石板等石材具有坚固、耐用的特点,其中花岗岩以价格经济、耐磨性好、施工破损率低等优势领先于其他石材。石材质地的厚重感能营造建筑巍峨、肃穆的气势,但自重大、运输困难、加工难度大、价格高昂等缺点限制了石楼梯的使用范围。石楼梯还可以消减室内外的界面感,延续了景观的自然感。石材在楼梯中的运用主要有两种形式,一是用整块石材切割堆砌而成,第二种是在砖砌或混凝土楼梯的表面用石材饰面,是现代石楼梯的主要存在形式。
按开敞程度分类
开敞式
开敞式楼梯与开敞式楼梯间概念不同,开敞式楼梯四周不设墙体,与周围空间没有明确的分界线,即彼此联系紧密,开敞式楼梯间则是由墙体等外维护结构但不封闭的楼梯,在本研究中属于半开敞式。开敞式楼梯的各部分一览无余地展现在空间中,具有流动性、发散性,常用于室外台阶、门厅或中庭处,增强使用者对交通空间的视觉感知度。
半开敞式
本研究定义的半开敞式楼梯指至少受一个垂直面的限定,主要用于低层建筑中。敞开楼梯间由三个垂直面围合而成,一面向其他空间展开,这种形式运用最广泛。两面围合形式分为邻接面的围合与相对面的围合,相对面的围合可形成空间中的“管道”空间或“廊”空间,它强调的是行走路径的特定方向,具有明确的指向性,当界面均为实体时会形成一种压抑感,常用于纪念性建筑中。
封闭式
封闭式楼梯间通过水平方向及垂直方向的限定,使其成为由六个面围合成的封闭空间,具有内向性和向心性,给使用者安全感、领域感,封闭楼梯间和防烟楼梯间均属于封闭式。另一种围合只是为了塑造楼梯独立且完整的空间轮廓,利用透明或者半透明的材料围合空间,使得相邻空间在功能方面相互独立,在视觉上又可保持相互贯通。
其他形式的楼梯
电梯
其一是电动扶梯,电动扶梯是一种以
输送带方式输送行人的运输工具,主体部分是
金属制造的梯级,两旁设有与梯级同步移动的扶手,供使用者扶握。大部分电动扶梯的运行轨迹为
直线式,。螺旋式的电动扶梯除了可以节省空间外,还增加了一定的艺术效果。其二是垂直升降电梯,垂直升降电梯是以电动机为动力的垂直升降机,装有箱状吊舱,用于多层建筑的电梯形式,按用途分为:
乘客电梯、观光电梯、载货电梯等。乘客电梯与载货电梯形式相对简单,多为封闭式的方形箱状结构。观光电梯的形式则相对活跃,井道和厢壁至少有同一侧透明,乘客可观看轿厢外景物的电梯。
坡道
连接有高差的地面或楼面的斜向交通道。常见的坡道有两类:一类是连接有高差的地面而设置的,如出入口处为通过车辆常结合台阶而设的坡道;另一类是连接两个楼层而设的行车坡道,常用在医院、残疾人机构、幼儿园类场所。此外,室外公共活动场所也有结合台阶设置坡道,以利残疾人轮椅和婴儿车通过。此外,在一些现代建筑空间中坡道与楼梯结合设计,将不同高度、不同功能的空间连接起来。坡道的使用可以解消楼梯强烈的形式感,使空间更加连贯。
代表作品
故宫
故宫又被称作紫禁城,是中国古代宫殿建筑的精华。故宫中的台阶多使用
汉白玉构建,汉白玉洁白光滑,质地细腻,容易雕镂。故宫中台阶的主要作用分为四个方面。其一,台阶最主要的作用是连接庭院和房屋。其二,装饰作用,台阶布满了极具装饰作用的云龙纹样,同时也彰显了天子的尊贵。其三,可将房屋抬高用于防潮,以及调节建筑的整体比例,使建筑更加立体。其四, 通常是身份和地位的象征。
三大殿矗立在一个三层台基上,这些台基由大块汉白玉砌成,石刻的栏杆柱头纹饰多样,等级分明,显示皇家建筑的显赫和气派。根据我国古代风水学说和阴阳关系,单数为阳,而九则是阳数至极,所以建筑前的台阶均以9级为一组,也符合古代皇帝九五至尊的说法,彰显天子的权威。
长城
长城是人类文明史上最伟大的
建筑工程,它始建于2000多年前的
春秋战国时期,汉、明两代也曾大规模修筑。长城位于中国北部,东起
山海关区,西到
嘉峪关,全长约6,700公里,通称万里长城。其工程之浩繁,气势之雄伟,堪称世界奇迹。为了防御北方游牧民族的入侵,统治者用砖石砌筑西起
甘肃省,东达
辽东的长城。其城墙用条石、青砖依山而筑,地处险要,墙体高大坚固,敌台密集,气势雄伟,是中国古代建筑的极致。为了提高士兵的奔走速度而又不至于消耗太多体力,台阶的形式由三步低和一步高或者两步低两步高组成,台阶的高低不一,并无固定比例。
蓬皮杜国家艺术中心
高技派作品
伦佐·皮亚诺设计的“蓬皮杜国家艺术中心”中,建筑师将楼梯这个“元素”放置在建筑外侧,并涂上鲜艳的颜色,成为整个建筑的标志,整座大厦看上去犹如一座被五颜六色的管道和钢筋缠绕起来的庞大的化学工厂厂房。蓬皮杜国家艺术中心打破了文化建筑所应有的设计常规,将所有柱子、楼梯及以前从不为人所见的管道等一律请出室外,以便腾出空间,以供内部使用。突出强调现代科学技术同文化艺术的密切关系,它是一座新型的、现代化的知识、艺术与生活相结合的宝库。
设计手法
施工工艺
保护层建设
楼梯的保护层是楼梯的重要构成,应避免与楼梯相关的保护层建设工作的问题。在温度、收缩
应力较大的现浇板区域内,钢筋间距宜取为150-200mm,并应在板的未配筋表面布置温度收缩钢筋,板的上、下表面沿纵横两个方向的配筋率均不宜小于0.1%。防治措施:根据施工设计以及施工环境的需要,适当的增强混凝土层的强度和厚度,同时做好垫块的放置工作,保证垫块的质量满足施工的需要,增强其自身的强度。随着技术的发展垫块的材料多种多样,考虑到施工的成本需要,使用塑料垫块,在满足施工的同时还节省了成本。
接栏位置处理
楼梯与墙壁交接的部位以及转角位置被称为接搓位置,不同类型的楼梯的接搓位置也存在差异。若施工间竭时间未超过所采用水泥的初凝时间(根据试验确定。无试验资料时,不应超过2小时),继续浇筑混凝土时,可将新混凝土均匀倾入,盖满先浇好的混凝土,然后用振捣工具穿过新混凝土达到已浇筑好的混凝土层内5~10cm,将新老混凝土一并捣实,形成整体。
其他质量问题处理
楼梯模板厚度存在偏差也是影响比较大的楼梯施工问题。浇筑混凝土,应保证钢筋位置和保护层厚度正确;钢筋密集时,应选用适当
粒径的石子,保证混凝土配合比准确和良好的易性。模板应充分湿润并认真堵好缝隙,混凝土振捣严禁撞击钢筋;操作时,避免踩踏钢筋,如有踩弯或脱扣等及时调直修正;保护层混凝土要振捣密实;正确掌握脱模时间,防止过早拆模,碰坏棱角。模板表面清理干净,不得沾有
砂浆等杂物,浇灌前模板应浇水充分湿润,模板缝隙应用油毡纸等堵严。混凝土应分层均匀振捣密实,至排除气泡止。
规范要求
疏散规范
栏杆扶手的高度不应小于1.10m,楼梯的净宽度不应小于0. 90m;倾斜角度不应大于45°;梯段和平台均应采用不燃材料制作。平台的耐火极限不应低于1.00h,梯段的耐火极限不应低于0.25h;通向室外楼梯的门应采用乙级防火门,并应向外开启;疏散用楼梯和疏散通道上的阶梯不宜采用螺旋楼梯和扇形踏步;确需采用时,踏步上、下两级所形成的平面角度不应大于 10°,且每级离扶手250mm 处的踏步深度不应小于220mm;建筑内的公共疏散楼梯,其两梯段及扶手间的水平净距不宜小于150mm。
无障碍设计
无障碍楼梯应符合下列规定:宜采用直线形楼梯;公共建筑楼梯的踏步宽度不应小于280mm,踏步高度不应大于 160mm;不应采用无踢面和直角形突缘的踏步;宜在两侧均做扶手;如采用栏杆式楼梯,在栏杆下方宜设置安全阻挡措施;踏面应平整防滑或在踏面前缘设防滑条;距踏步起点和终点 250mm~300mm宜设提示盲道;踏面和踢面的颜色宜有区分和对比;楼梯上行和下行的第一阶宜在颜色或材质上与平台有明显区别。
台阶的无障碍设计应符合下列规定:公共建筑的室内外台阶踏步宽度不宜小于300mm,踏步高度不宜大于150mm,并不应小于100mm;踏步应防滑;三级及三级以上的台阶应在两侧设置扶手;台阶上行及下行的第一阶宜在颜色或材质上与其他阶有明显区别。
设计风格
欧式风格空间的楼梯设计
欧式风格的楼梯设计基本符合人们对于传统的楼梯的定义,主要包括开敞式的楼梯设计和传统封闭式的楼梯设计两类。欧式古典风格空间的楼梯设计中,栏杆扶手的设计细节往往重点体现出欧式古典风格的柱式元素和传统的植物纹样装饰元素。铁艺栏杆通常会配以欧式古典风格的纹样,柔美的曲线线条使相对单一的楼梯空间显得柔和与温馨。 在扶手上的装饰较为复杂,多为手工雕刻。欧式风格的设计元素较多,从装饰图案到颜色丰富华丽。
中式风格空间的楼梯设计
中式风格空间的楼梯设计一般采用比较传统的造型。楼梯的踏步一般采用外观比较稳重的木质材料,再配以具有典型中式韵味的木质的栏杆或栏板、扶手,营造一种亭台楼阁的古韵之美。有些楼梯的踏步侧面采用经典中式图案的
透雕工艺,凸显楼梯的细节。栏杆是装饰的重要部位,各种中国古建筑中的经典图案被运用到其中。一些较大的空间中,楼梯通过采用折线式多跑的形式,给人一种中式特有的“曲径通幽”之感。中式风格空间的楼梯色彩通常以深木色为主,也有 采用浅色的石材踏步与木质栏杆的组合,整体的色调看上去比较稳重、大方。
现代主义风格空间的楼梯设计
现代主义风格的楼梯没有过多的装饰,“形式追随功能”“少就是多”的设计理念践行其中。现代主义风格的楼梯注重功能性,除了发挥垂直交通的功用,楼梯空间的储藏功能与造型巧妙地融合在一起,楼梯踏步下的半高空间可以被巧妙地设计为一个其他使用空间。钢梁、木质踏步、玻璃栏板等组合较常用,造型一般为简洁、硬朗的几何形。其中楼梯的踏步可封闭也可透漏,体现不同的美感。而在颜色的选择上,则多以浅色调为主,力求营造一种清新自然的氛围。
后现代主义风格空间的楼梯设计
设计也必须注意到情感方面的问题,一件物品的意义,应该比它的简单外形更其重要。一件产品的设计细节,即它的形状、 颜色、标志与记号,都应该能够在人与物之间建立起一种无须借助于口头语言的交 流。后现代的设计已经不止关注外观形式,相对于现代主义, 倾入了更多的情感要素。
设计安全
设计荷载
应按《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2001)要求取值,比如中小学栏杆顶部水平荷载标准值应取 1.0 kN/m ,其
构造柱、压顶筋需严格按照规范,否则将有严重的安全隐患。再有室外楼梯与主体结构连系拉结不紧,采用悬臂板式休息平台板(应用悬臂梁支承悬臂板)或旋转式楼梯,都容易留下安全隐患。
配筋
楼梯比较曲折,其钢筋成型角度与图纸要求偏差往往较大,又容易被施工踩陷,这些都会影响钢筋强度,从而降低楼梯的承载力,因此,楼梯配筋应采用塑料垫块固定钢筋标高和位置,绑扎之后应加强检查,禁止踩踏,保证钢筋工程的施工质量,尽量杜绝安全事故的发生。
应用领域及作用
观念层面
建筑具有把客观智慧和直觉表达结合的力量。建筑通过形式、空间各种组合升华人们日常生活的体验。建筑具有精神上的深度、物质上的强度同时具有触及思想、灵魂和眼晴的潜力。在无阶级的氏族社会,人们幻想中反映的仅仅是对于自然力量的歪曲、恐惧和崇拜。为了表达这种对神的崇拜,人类设计了有很多台阶的
祭坛,表明神圣和权威并使人产生畏惧和崇敬。例如像金字塔这类墓葬建筑的阶梯多采用直线形式,并且台阶高度难以攀登。这些都是为了使人的心理上产生对神的敬畏以及崇拜。关于圣经里面对天堂的描述,去往天堂的路都会通过又长又高的台阶,以此来体现出人类对神的敬畏感,包括崇高、神圣、庄严和壮丽等大脑反应。而教堂就是人们心目中天国的样子,是
雅威存在的地方。而且楼梯的工整规律除了给人感觉对上帝的景仰之外,还隐含了教律和仪式。例如
布达拉宫门口的长台阶就体现出人门为了能达到精神空间高度的神圣体验。所以,早期的楼梯大多出现宗教建筑中,无论是东方还是西方,宗教建筑中的楼梯也是比较壮观的,是具有象征意义的建筑符号。楼梯的高度和造型往往是由信仰的大小和坚定程度决定的。从思想观念层面来讲,楼梯是高不可攀的神权的象征,是人类精神活动的一种体现。
自然层面
楼梯随着人的社会活动是人类改造自然,创造人文景观的结果。台阶作为楼梯的一种简化形式,在自然层面上的表现就是一种嵌入自然的人工。人类社会初期生产力不发达,人类主要依附于自然。这些台阶自然嵌入坡体,与大自然互为衬托,是人类建筑与大自然和谐结合的典范。建筑活动是人类改造自然满足自身需要的活动,和景观联系在一起还具有了装饰的功能。台阶作为与人类社会活动密切相关的建筑物及其构成元素,需要满足人类越来越高层次的复杂要求。台阶作为建筑的一种元素实际上是建筑在自然界中的介入和自然界在建筑中的穿插,双方互相渗透,使得台阶的功能及形式更加多样化。台阶作为广泛存在的嵌入自然的人工形式,是自然界的一种延续,传递出人类对自然属性的感悟与理解。其美学与其建造的目的以及它所依附对象之间有着紧密的联系,楼梯的功能、公共空间、周围环境都是对楼梯起决定作用的因素。
城市层面
城市空间是组织城市社会经济生活的重要载体,城市空间的外在表现形式即为城市形态。楼梯由于自身空间特性被赋予了
城市公共空间的连接职能,起到了塑造城市形态、提供城市公共活动场所的作用,成为城市公共空间系统的一部分。城市空间的连接是不同事物之间的一种有机交接关系,在宏观上需要考虑
连接体与环境结构之间的关系,保持城市肌理的延续,注重自身结构的完整;在微观上强调城市空间环境的和谐有序、适度宜人。通过形成的结构布局,在城区之间形成过渡,使其内在秩序有机结合,实现城市结构上的连接。从而发挥楼梯自身特色,与原有城市功能实现互补,充实城市空间的功能。
楼梯以台阶形式连接城市空间,成为城市空间的有机构成元素。它们在城市公共化的建筑空间中丰富了自身的内涵,产生物质层面和精神层面的双重意义。而城市空间也由于这种手法而得到整合,其秩序感和连续性得到强化。楼梯在连接不同城市空间时,比较注重对人的视觉引导,控制着各种城市元素形成整体景观,进一步强化了城市形态形成。城市广场提供了一个宽广的视野,需要大尺度城市元素与其融合,同时又要考虑到近距离人的体验与感受。城市空间里的楼梯的形体特点在于远距离欣赏时,其轮廓感是无限大的,体现了与自然的和谐关系;而近距离使用时,又使庞大的建筑体量有近人的尺度。城市空间内的阶梯对城市组成要素进行连接和融合,以它特有的中介性、过渡性的空间特质使得城市各组成要素之间不再孤立存在。城市阶梯是这些城市空间组成要素的
连接体,它们一起构成流动、连续的城市空间。
建筑层面
建筑具有物质和精神的双重属性。就物质属性而言,它不能脱离一定社会物质技术的发展水平;就精神属性而言,它不能超越一定社会的政治制度、哲学文化观念和审美情趣等要素的制约。建筑的秩序在这些要素中得以集中体现,并以建筑语言形式表达出来。在建筑语言形成过程中,把楼梯从建筑表皮中独立出来,在不影响功能的前提下,将楼梯图像化、符号化,赋予楼梯新的内涵,实现建筑表皮的丰富性与秩序感。楼梯作为建筑表皮的一个符号超越了楼梯原本的竖向交通功能,因为其同时具有历时性和同时性,使得它被赋予特别的意义,这是建筑语言生成的一种方式。于是楼梯承载着建筑要表达的丰富性与秩序的精神内涵,成为人们和建筑之间对话的媒介,这些正是楼梯被赋予的深层意义所在。随着新材料的出现、结构技术的进步以及人们对空间形态不同的追求和渴望,促使建筑形态向多向度发展。楼梯作为建筑语言形成的一部分,楼梯在建筑层面所扮演的角色有助于我们进行建筑创作时对楼梯的形态进行操作,适应建筑创作中的空间构成的多元化发展。
室内层面
建筑的内部空间设计,已从传统的静态空间,逐渐发展到现代建筑的动态空间,所以建筑空间表现出较之以前更多的自由、变化和丰富。楼梯作为建筑的基本构成元素,组织和塑造了丰富的空间形式,既能适应多功能的需求,也能满足人类审美的需要。楼梯对建筑空间形态的作用不再只局限于视觉效果和气氛的营造,在不断进步的科学技术的影响和启发下,创造出新的空间秩序。建筑空间的构成在某种程度上依赖于感性的构思,在实现的过程中依赖理性的技术。建立在理性的技术基础上注入了感性的建筑思维的楼梯造型设计,在当代
建筑设计中起着不可忽视的作用,它一方面体现出现代空间造型对技术的认同;另一方面楼梯作为空间造型的主角,所蕴涵的生命力和表现力将被重新认识。
楼梯作为垂直交通核心,是建筑中活动发生比较频繁的场所,它的设计处理对于人与人及人与建筑的交流有着很大的影响。某些建筑空间中人的活动形式相对固定单一,通过人性化的楼梯设计,连接室内垂直空间和创造过渡的灰空间,能够在人与建筑之间建立桥梁,使人的行为活动随之扩展。室内设计中的楼梯不仅要考虑它的功能和形式,还要注重它的趣味性,趣味性的增强可以吸引人们的注意,使楼梯设计在整个室内设计中起到“画龙点睛”的作用。楼梯除了是垂直交通的
连接体转换器外,它还可以是空间交通秩序的主导、空间造型的主体及空间功能的延伸体多重角色。楼梯已经不是简单的
建筑功能的表现,而是有独立思想的、有生命力的建筑元素。并且通过它自身的形式传递历史文脉、地域性及人文精神内涵,成为信息传达的载体。