Введение

Устройство лестниц нам знакомо с детства – с той поры, когда корневое слово «лезть», послужившее основой для названия этого предмета, как нельзя более соответствовало нашему способу передвижения в ползунковый период жизни.

Со временем мы научились не только лазить по лестницам, но и ходить. Причем последнее делали гораздо чаще и увереннее, поскольку зачастую пользовались лестницами для ходьбы, нежели сборными лестницами для лазания.

Нечто подобное произошло и в жизни всего человечества: изначально устройство лестницы было задумано для лазанья. В древности выполнение деревянных лестниц было несложным: они представляли собой ряд достаточно прочных палок, закрепленных на одном бревне или двух жердях. В монолитных лестницах просто не было необходимости. С развитием человеческой цивилизации конструкции лестниц усложнялись, приобретая самые разнообразные формы.

Первой известной деревянной лестнице семь тысяч лет. В 2004 году в австрийском городе Холлштадт, в древней соляной шахте ученые обнаружили деревянную лестницу. Эта лестница самая старая из всех известных на сегодняшний день. Раскопано лишь б м ступеней. Соль позволила прекрасно сохраниться деревянным элементам лестницы. Ученые утверждают, что она построена за 5000 лет до н. э.

Первые письменные свидетельства о технологии строительства лестниц содержатся в египетских папирусах 4–1 тысячелетий до н. э. Египетские пирамиды представляют собой гигантские лестницы, уходящие в небо. Лестницы племени майя были покрыты иероглифами и представляли собой важнейшую деталь пирамид.

Первые лестницы появились во времена первых поселений человека. Первобытные люди переняли опыт у животных поднимаясь в гору по так называемым козьим тропам, напоминающим корявую лестницу.

В ассирийской архитектуре было традицией строить здания на возвышении, куда обязательно вела лестница. Во дворце Дария, построенном в 521 году до н. э. стенки лестницы, ведущие к большой ападане, были украшены рельефами с изображением воинов, львов, быков, шествия пленных, несущих дары.

Древние греки и римляне, возводившие колизеи, амфитеатры и храмы, не могли обойтись без массивных лестничных конструкций. Античные храмы строили на приподнятых платформах (стилобатах), состоящих из ряда ступеней. Иногда ступени достигали более 2 м в высоту.

В Средние века замки имели оборонительные стены и башни, на которые поднимались по ступеням винтовых лестниц, и темные сырые подвалы и темницы, в которые по лестницам спускались. Тогда же стали создаваться специальные лестничные гильдии, которые передавали секреты строительства лестниц из поколения в поколение, так как сооружение винтовых лестниц требовало специального математического расчета.

Во Франции готического периода особое внимание уделялось лестничным клеткам, которые часто делались выступающими из фасада и формировали главный вход в здание.

Во времена Возрождения, классицизма, барокко, рококо, модерна лестницы приобретали отпечаток соответствующей эпохи – изгибались, украшались скульптурой, колоннами, коваными перилами.

Сэр Генри Уоттон, английский поэт, архитектор и дипломат в 1624 году писал: «Сделать хорошую лестницу – сложная архитектурная задача». Он рекомендовал хорошо освещать лестницу, чтобы никто не мог случайно упасть или споткнуться, оставлять достаточно места над головой, «чтобы поднимающемуся человеку хватало воздуха», подчеркивал значение широких ступеней и небольшого уклона, «так как ноги наши сильнее устают при подъеме, чем при спуске».

Лестницы используются и как символ во многих религиях и философских учениях. Являясь атрибутом религиозного ритуала, они подчеркивают важность восхождения. При этом для создания нужного эффекта мистическое значение имели ширина и крутизна лестниц. Эквивалентами лестницы являются золотая нить, ось мира, мировое дерево, мировая гора, радуга и др. Лестница пересекает три космические зоны, связывая мир богов, людей и подземный мир. Лестница связана с движением по вертикали. Зачастую ступени лестницы задают иерархию божеств.

Лестница может символизировать переход от одного плана бытия к другому, прорыв на другой онтологический уровень, сообщение Земли с Небесами в обоих направлениях (восхождение человека и нисхождение божества). Лестница имеет значение мировой оси, что связывает ее с Космическим Древом и столбом, олицетворяет доступ к реальности, абсолюту, к трансцендентному, переходя от нереального к реальному, от тьмы к свету, от смерти к бессмертию. Этот переход есть путь в другой мир через смерть. Лестница делает Небо доступным, но может быть и убрана. Первоначально лестница существовала в раю, и между богом и человеком была непрерывная связь, но с грехопадением она была утеряна.

У американских индейцев радуга – это лестница, дающая доступ к другому миру.

В буддизме лестница Шакьямуни изображается со следом Будды на нижней и верхней ступеньках. Шакьямуни сходит с неба Тушита на землю по лестнице, принесенной ему Индрой.

В Тибете связь человека с небом осуществляется посредством му – нити, веревки или лестницы, которая могла принимать вид столба дыма, порыва ветра или луча света. Раньше тела тибетцев растворялись в свете и посредством му возносились на небо. Но однажды человек случайно перерезал му мечом, и с тех пор люди стали умирать, а их тела оставались на земле.

В христианстве лестница является символом страданий Христа. Так, в раннем итальянском Возрождении Иисус Христос поднимается по лестнице либо находится уже возле креста, а палачи, поднявшиеся по лестницам, прибивают гвоздями к поперечинам креста руки Спасителя. Иакову по пути в Харран приснилась лестница, доходившая до самого неба, по которой вниз и вверх передвигались ангелы. А монаху-бенедиктинцу святому Ромуальду также приснилась доходившая до неба лестница, вверх по которой взбирались одетые во все белое монахи его ордена. Лестница Иоанна Лествичника стала символом восхождения от одной добродетели к другой и борьбы со страстями.

У египтян лестница – символ Гора и находится под покровительством бога Ра. Она возвышается над материальным миром и связывает его с Небесами. «Установил я лестницу к Небесам среди богов»; «Пусть я, Осирис, писец Ани, победоносно разделю место с тем, кто на вершине лестницы»; «Я совершил путешествие с земли на небо, Бог Шу помог мне встать, бог Солнца укрепил меня с двух сторон лестницы, и звезды, которые никогда не заходят, направили меня на вершину пути и помогли избежать уничтожения» (Книга Мертвых). Хатхор держит лестницу, чтобы добрые люди могли взобраться на Небо. В египетских захоронениях найдены амулеты в форме лестницы.

У евреев лестница – средство общения Господа с человеком посредством ангелов.

В исламе лестница, увиденная Мухаммедом, ведет верных к Господу.

У японцев лестница – атрибут бога грозы, олицетворяющее средство сообщения между Небом и Землей.

В митраизме инициируемый восходит по семиступенчатой планетарной лестнице, символизирующей проход души через семь небес. Шаман поднимается по лестнице или по жерди с семью зарубками, чтобы пообщаться с духами. Святилища культа Митры находились в подземельях, и в каждом святилище была лестница в семь ступеней, по которой восходили в обитель блаженства.

Сибирские народы представляли мировое (шаманское) дерево в виде лестницы, шеста или столба. Шаман эвенков попадал в Верхний мир, влезая по лестнице-дереву. В костюме шамана среди атрибутов, необходимых для путешествия по различным мирам, встречаются маленькие железные лестницы.

Натуралисты XVIII века строили иерархичную картину мира, определяя «лестницу подчиненности, значимости и первенства в развитии способностей существ».

Зачастую лестница представляется как иерархическая пирамида, знак удачной карьеры («продвигаться вверх по служебной лестнице»). Лестница, ведущая вверх, символизирует храбрость и смелость, ведущая вниз – трусость и подлость.

Две стороны лестницы – правая и левая колонны или Райские Древа, соединенные перекладинами. Как и при всякой инициации, достижение верха сопряжено с опасностями и взбирающийся по ней охвачен двойным чувством радости и страха.

Лестница в современном доме – важнейший элемент объемно-пространственного решения здания. Она как бы является связующим звеном между разными высотными уровнями дома или прилегающей территории. Наличие лестницы в доме, ее вид, размеры и конструктивные особенности определяются общим принципиальным решением здания в целом. Нужно отметить что, обладая многими полезными качествами, лестница является объектом повышенной опасности. Случаи травмирования людей, связанные с эксплуатацией лестницы, происходят чаще, чем с другими конструктивными элементами дома. Поэтому построение хорошей лестницы, отвечающей современным эстетическим требованиям, одновременно сводит к минимуму опасность, связанную с ее эксплуатацией. Над решением этой задачи уже много поколений работают строители и архитекторы в разных странах мира. Казалось бы, о лестницах (особенно деревянных) написано много статей, однако практика показывает, что при сооружении лестницы приходится решать целый ряд проблем, недостаточно освещенных в литературе.

Один из главных показателей удобства устройства деревянной лестницы – размер ступеней. Высота и ширина ступеней лестницы определялась представлениями человека о комфорте передвижения и непосредственно связаны с анатомическими особенностями человека.

Каким же шагом ходит человек по лестнице? Этим вопросом интересуются специалисты следующих областей знаний: художники компьютерной анимации, медики-ортопеды, военные, модельеры, криминалисты. При построении математической трехмерной модели движения человека по лестнице художники-аниматоры и ортопеды показали, что это перемещение сильно отличается от ходьбы по горизонтали. Выделяют три способа движения вверх: ходьба по наклонной плоскости, ходьба по ступеням лестницы, лазанье по стремянке. При этом специалисты определили, что относительная амплитуда шага человека равна в среднем 640 мм.

Линия ходьбы.

Линия ходьбы человека имеет вид ломаной линии, отчего укорачивается шаг, но зато походка становится устойчивее. Поперечное сечение дает расстояние между следами правой и левой ноги 110–120 мм у мужчин и 120–130 мм у женщин. Ось стопы не совпадает с направлением линии ходьбы и составляет с ней угол около 30°.

Например у военных: шаг мужчин – 750 мм, шаг женщин – 500 мм. Усреднив эти значения, получаем (750 + 500) / 2 = 625. Модельеры рекомендуют для изящной походки длину шага не больше размера обуви, т. е. для цикла одной ноги 500 мм.

Криминалисты давно подметили ряд важных особенностей шага человека: длина шага правой ноги у всех «правшей» больше, чем левой: у мужчин – на 20 мм, у женщин – на 3 мм. При прочих равных условиях поворотные лестницы с правым заходом удобнее на подъем, но хуже на спуск, с левым заходом – наоборот. Поскольку движение на спуск более неудобно (при этом используется только проступь, а не вся ширина ступени, как при подъеме), удобство лестницы рекомендуется оценивать на спуск. Поэтому лестницы с левым заходом (поворот при спуске налево) предпочтительнее, так как правая нога шагает шире.

К основным задачам, связанным с построением лестницы, можно отнести правильный математический расчет ее элементов, место установки и расположения, выбор материалов и качественную их обработку. Особое место при конструировании лестницы отводится ступеням и ограждению. От правильного выбора размеров ступеней и расстояния между ними зависит крутизна лестницы и удобство пользования, а следовательно, и безопасность. На крутизне лестницы следует остановиться немного подробнее. Определение, что крутизна напрямую связана с удобством лестницы, можно воспринимать до определенных пределов, так как не все лестницы с малой крутизной являются удобными. Если в расчете отсутствует взаимосвязь крутизны лестницы с длиной шага, то даже достаточно пологая лестница может стать неудобной.

Материал, применяемый для построения ступеней, должен обладать высоким коэффициентом трения, так как скользкая ступень наиболее опасна. Для уменьшения трения скольжения при перемещениях по ступеням лестницы часто приходится применять дополнительные меры, так как не все материалы, используемые для сооружения ступеней, обладают необходимым для безопасности коэффициентом трения.