تم استخدامها منذ العصور القديمة ، مع وجود أمثلة مبكرة في الأهرامات المصرية وزقورات بلاد ما بين النهرين. على مر القرون ، تطور تصميم السلالم ليشمل مختلف المواد والأساليب وتقنيات البناء ، مما يعكس التفضيلات الثقافية والوظيفية والجمالية للمجتمعات المختلفة. اليوم ، السلالم ليست مجرد ضرورة عملية فحسب ، بل هي أيضًا فرصة للمهندسين المعماريين والمصممين لإنشاء هياكل رائعة ومبتكرة. يتضمن تصميم وبناء السلالم عدة عوامل ، بما في ذلك نوع الدرج والمواد المستخدمة ولوائح السلامة ومتطلبات الوصول. نتيجة لذلك ، يعد فهم المكونات والمصطلحات المختلفة المرتبطة بالسلالم أمرًا بالغ الأهمية للمهنيين في مجال الهندسة المعمارية والهندسة والبناء (Ching، F.، 2007).

أنواع السلالم

يمكن تصنيف السلالم إلى أنواع مختلفة بناءً على تصميمها وموادها ووظائفها. السلالم المستقيمة هي النوع الأكثر شيوعًا ، وتتميز برحلة خطية واحدة دون تغيير في الاتجاه. السلالم على شكل حرف L ، والمعروفة أيضًا باسم سلالم ربع دورة ، لها دوران 90 درجة ، عادةً عند الهبوط. يتكون السلالم على شكل حرف U ، أو السلالم نصفية ، من رحلتين متوازيتين متصلتين بهبوط ، وتشكلان دورانًا بزاوية 180 درجة. تتميز السلالم الحلزونية بتصميم حلزوني مضغوط ، وغالبًا ما يستخدم في الأماكن الضيقة أو كسلم ثانوي. تشبه السلالم الدائرية السلالم الحلزونية ولكن لها نصف قطر أكبر ومنحنى أكثر تدريجيًا. سلالم اللفاف هي نوع مختلف من السلالم على شكل حرف L أو على شكل حرف U ، حيث يتم تحقيق الانعطاف من خلال سلسلة من الدرجات المستدقة بدلاً من الهبوط. أخيرًا ، تتميز السلالم المتفرعة ، الموجودة عادةً في التصميمات المعمارية الكبرى ، برحلة مركزية تنقسم إلى رحلتين متماثلتين عند الهبوط. يوفر كل نوع من أنواع السلالم مزايا جمالية ووظيفية فريدة ، اعتمادًا على المتطلبات المحددة لتصميم المبنى واستخدامه.

المكونات والمصطلحات

تعتبر السلالم عنصرًا معماريًا أساسيًا في المباني متعددة المستويات ، حيث توفر الدوران الرأسي والوصول بين الطوابق. تشمل المكونات الأساسية للسلالم الدرجات ، والناهضون ، والأنوف ، والمراسلين. المداس هي الأسطح الأفقية التي يخطو عليها الأفراد ، بينما الناهضون هم الأسطح الرأسية التي تربط الدرجات المتتالية. تشير الأنوف إلى الحافة البارزة للأسطح ، والتي غالبًا ما تعزز السلامة والجمال. سترينجرز هي العناصر الهيكلية التي تدعم الدعامات والناهضات ، والتي تعمل على طول جوانب الدرج.

بالإضافة إلى هذه المكونات الأساسية ، قد تحتوي السلالم أيضًا على الدرابزينات والدرابزين والهبوط. الدرابزينات هي الحواجز الواقية على طول الجوانب المفتوحة للدرج ، وتتكون من سلسلة من الدرابزينات (أعمدة رأسية) وسكة علوية. توفر الدرابزين الدعم والاستقرار للمستخدمين ، وعادة ما يتم تثبيتها على الدرابزينات أو الجدران. عمليات الإنزال هي منصات المستوى الموجودة في النقاط العلوية أو السفلية أو الوسيطة من الدرج ، مما يسمح بالتغييرات في الاتجاه أو توفير منطقة للراحة. يعد فهم هذه الشروط أمرًا ضروريًا لتصميم الدرج الفعال والبناء والصيانة ، وضمان السلامة والامتثال لأنظمة البناء (Ching، F.، 2014. Building Construction Illustrated. John Wiley & Sons).

تصميم وبناء السلالم

يتضمن تصميم وبناء السلالم العديد من الاعتبارات والعمليات الرئيسية لضمان الأداء الوظيفي والسلامة والجماليات. أولاً ، يجب تحديد الغرض من الدرج وموقعه ، حيث سيؤثر ذلك على اختيار المواد والأسلوب والأبعاد. يجب أن يأخذ اختيار المواد بعين الاعتبار عوامل مثل المتانة والصيانة والتأثير البيئي. على سبيل المثال ، يعد الخشب والخرسانة والصلب من الخيارات الشائعة ، ولكل منها مزايا وعيوب (Chudley & Greeno ، 2010).

تتضمن عملية التصميم حساب الأبعاد المناسبة للسلم ، بما في ذلك الارتفاع والجري وعرض الدرجات ، وكذلك ارتفاع وطول الدرابزين. يجب أن تلتزم هذه الحسابات بلوائح البناء وإرشادات الوصول لضمان السلامة والشمولية (British Standards Institution ، 2010). بالإضافة إلى ذلك ، يجب تقييم السلامة الهيكلية للسلالم ، مع الأخذ في الاعتبار عوامل مثل قدرة تحمل الأحمال والاستقرار.

في مرحلة البناء ، تعتبر القياسات الدقيقة والتصنيع الدقيق للمكونات أمرًا بالغ الأهمية لضمان سلم جيد التركيب وسليم من الناحية الهيكلية. يعد التثبيت الصحيح للسلالم ، بما في ذلك التوصيلات الآمنة بالهيكل المحيط والتشطيبات المناسبة ، أمرًا ضروريًا لتحقيق المتانة والسلامة على المدى الطويل (Chudley & Greeno ، 2010).

مواد الدرج

يتضمن بناء السلالم استخدام مواد مختلفة ، كل منها يقدم مزايا فريدة وجاذبية جمالية. تشمل المواد التقليدية الخشب ، الذي يستخدم على نطاق واسع لتعدد استخداماته ودفئه وجماله الطبيعي. تعتبر الأخشاب الصلبة مثل البلوط والقيقب والجوز اختيارات شائعة لقوة تحملها وتنوعات ألوانها الغنية. تعتبر الأخشاب اللينة مثل الصنوبر والتنوب من الخيارات المعقولة التكلفة ولكنها قد تتطلب صيانة إضافية بسبب قابليتها للتلف والتلف.

الخرسانة هي مادة أخرى شائعة لبناء السلالم ، لا سيما في الأماكن التجارية والصناعية. إن قوتها ومتانتها تجعلها مناسبة للمناطق ذات الازدحام الشديد والتطبيقات الخارجية. يمكن تصنيع السلالم الخرسانية سابقة الصب خارج الموقع وتركيبها بسرعة ، مما يقلل من وقت البناء وتكاليفه.

السلالم المعدنية ، المصنوعة عادة من الفولاذ أو الألومنيوم ، مفضلة لجمالها الحديث وقوتها ومقاومتها للتآكل. غالبًا ما تستخدم في الهندسة المعمارية المعاصرة ويمكن دمجها مع مواد أخرى مثل الزجاج أو الخشب لتصميم فريد.

الحجر الطبيعي ، مثل الرخام والجرانيت والحجر الجيري ، هو خيار فاخر لبناء السلالم ، مما يوفر الأناقة والجاذبية الخالدة. السلالم الحجرية متينة ويمكنها تحمل حركة السير الكثيفة ، لكن تركيبها وصيانتها يمكن أن يكون أكثر تعقيدًا وتكلفة مقارنة بالمواد الأخرى (فريدمان ، 2010).

في السنوات الأخيرة ، اكتسبت المواد المستدامة مثل الخيزران والخشب المستصلحة شعبية في بناء السلالم ، لأنها تساهم في تقليل التأثير البيئي لمشاريع البناء (Ching & Adams ، 2014).

أنظمة سلامة الدرج والبناء

تلعب اعتبارات السلامة ولوائح البناء دورًا مهمًا في تصميم وبناء السلالم لضمان رفاهية المستخدمين والامتثال للمعايير الدولية. أحد جوانب السلامة الأساسية هو الأبعاد المناسبة لمكونات السلالم ، مثل الروافع ، والمداسات ، والأنف ، لتوفير الراحة ومنع الحوادث (BSI ، 2010). تعتبر الدرابزين والدرابزين ضرورية أيضًا لدعم المستخدمين ومنع السقوط ، مع متطلبات الارتفاع والتباعد المحددة الموضحة في قوانين البناء (ICC ، 2018).

بالإضافة إلى متطلبات الأبعاد ، يجب أن تلتزم السلالم بلوائح السلامة من الحرائق ، والتي قد تشمل استخدام مواد مقاومة للحريق ودمج أبواب أو حاويات مقاومة للحريق (NFPA، 2019). علاوة على ذلك ، تعد إمكانية الوصول ومبادئ التصميم الشامل ، مثل توفير المنحدرات أو المصاعد ، ضرورية لاستيعاب الأفراد ذوي الإعاقة (ADA ، 2010). أخيرًا ، تعد الصيانة الدورية وإصلاح مكونات السلالم أمرًا حيويًا لضمان استمرار سلامتها وامتثالها لأنظمة البناء (RICS ، 2017).

سلالم في العمارة والتاريخ

لعبت السلالم دورًا مهمًا في الهندسة المعمارية عبر التاريخ ، حيث تخدم كل من الأغراض الوظيفية والجمالية. من الناحية الوظيفية ، فهي توفر دورانًا رأسيًا داخل المباني ، وتربط بين المستويات والمساحات المختلفة. من الناحية الجمالية ، تم استخدام السلالم كعنصر تصميم لخلق شعور بالفخامة والأناقة والدراما في مختلف الأساليب المعمارية. تاريخياً ، تطورت السلالم من سلالم ومنحدرات بسيطة في الحضارات القديمة إلى تصميمات أكثر تعقيدًا وزخرفة في فترات لاحقة. على سبيل المثال ، عرضت السلالم الكبيرة لعصر النهضة والباروك ثروة وقوة رعاتها ، بينما تعكس التصاميم البسيطة والأنيقة للسلالم الحديثة الاتجاهات المعمارية المعاصرة. علاوة على ذلك ، تم استخدام السلالم أيضًا بشكل رمزي في السياقات الدينية والثقافية ، مثل الزقورات القديمة في بلاد ما بين النهرين والسلالم المقدسة في المعابد الهندوسية والبوذية. باختصار ، كانت السلالم جزءًا لا يتجزأ من التصميم المعماري عبر التاريخ ، حيث كانت بمثابة عناصر وظيفية وتعبيرات فنية للمجتمعات التي أنشأتها (Rybczynski ، 2001 ؛ Curl & Wilson ، 2015).

قياس الدرج وحسابه

تعتبر قياسات وحسابات السلالم من الجوانب الحاسمة في تصميم وبناء السلالم ، مما يضمن الأداء الوظيفي والسلامة والامتثال لأنظمة البناء. تبدأ العملية بتحديد الارتفاع الكلي ، وهي المسافة العمودية بين الطابقين السفلي والعلوي. ثم يتم تقسيم هذا القياس على ارتفاع الرافعة المطلوب ، عادةً في نطاق 150-220 مم ، لحساب عدد الرافعات المطلوبة. يتم حساب إجمالي المدى ، أو المسافة الأفقية ، بضرب عدد المداس (أقل بمقدار واحد من عدد الناهضين) بعمق المداس المطلوب ، عادةً ما بين 250-300 مم.

بالإضافة إلى هذه الحسابات الأساسية ، يجب مراعاة عوامل مثل مساحة الرأس وأبعاد الهبوط وعرض الدرج. يوفر المعيار الدولي لقياس الملكية (IPMS) إرشادات لقياس مساحات الأرضية ، بما في ذلك السلالم ، لضمان الاتساق والدقة في التصميم والبناء. علاوة على ذلك ، ينبغي دمج مبادئ إمكانية الوصول والتصميم الشامل لاستيعاب الأفراد ذوي احتياجات التنقل المختلفة. في نهاية المطاف ، تعد القياسات والحسابات الدقيقة للسلالم ضرورية لإنشاء سلالم آمنة وعملية وجمالية في سياقات معمارية مختلفة (RICS ، 2021 ؛ Spotblue.com ، nd).

سهولة الوصول والتصميم الشامل

تعد إمكانية الوصول والتصميم الشامل في بناء السلالم ضرورية لضمان تلبية المباني للاحتياجات المتنوعة لجميع المستخدمين ، بما في ذلك ذوي الإعاقة. أحد الاعتبارات الرئيسية هو توفير الدرابزين على جانبي الدرج ، والذي يجب أن يكون مستمرًا وسهل الإمساك به ويمتد إلى ما بعد الدرجتين العلوية والسفلية لتوفير الدعم (BS 8300-1: 2018). بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تكون أبعاد المداس والرافعة متسقة في جميع أنحاء الدرج ، مع أقصى ارتفاع للناهض يبلغ 170 ملم وعمق مداس لا يقل عن 250 ملم (ISO 21542: 2011).

يمكن أن يساعد التباين المرئي بين المداس والناهض ، بالإضافة إلى الأنف ، المستخدمين الذين يعانون من إعاقات بصرية في التنقل عبر السلالم بأمان. علاوة على ذلك ، فإن دمج أسطح التحذير اللمسية في أعلى وأسفل الدرج يمكن أن ينبه المستخدمين الذين يعانون من إعاقات بصرية إلى وجود سلالم (BS 8300-1: 2018). تعد الإضاءة المناسبة أمرًا ضروريًا أيضًا لضمان الرؤية والسلامة لجميع المستخدمين. في الحالات التي قد لا تكون فيها السلالم مناسبة لجميع المستخدمين ، يجب توفير وسائل بديلة للوصول الرأسي ، مثل المنحدرات أو المصاعد أو مصاعد المنصة ، لضمان الشمولية (قانون المساواة 2010).

صيانة وإصلاح السلالم

تعتبر صيانة وإصلاح السلالم من الجوانب الحاسمة لضمان السلامة والامتثال لأنظمة البناء. يعد الفحص المنتظم للسلالم ضروريًا لتحديد أي علامات تآكل أو تلف أو مشكلات هيكلية قد تعرض سلامتها للخطر. يتضمن ذلك التحقق من عدم وجود أسطح أو أعمدة أو درابزين أو درابزين مفكوك أو تالف ، بالإضافة إلى التأكد من خلو الدرج من أي عوائق أو مخاطر قد تتسبب في وقوع حوادث.

بالإضافة إلى عمليات الفحص البصري ، من الضروري الالتزام بقوانين وأنظمة البناء المحددة التي تحكم تصميم السلالم والبناء في الولاية القضائية المعنية. تغطي هذه اللوائح عادةً جوانب مثل الحد الأدنى للعرض ، والحد الأقصى للارتفاع والجري ، وارتفاع الدرابزين المطلوب والتباعد. إن ضمان الامتثال لهذه المعايير لا يعزز السلامة فحسب ، بل يسهل أيضًا إمكانية الوصول والتصميم الشامل لجميع المستخدمين.

علاوة على ذلك ، يعد الإصلاح والاستبدال في الوقت المناسب للمكونات التالفة أو البالية أمرًا حيويًا في الحفاظ على السلامة الهيكلية للسلالم. قد يشمل ذلك تقوية أو استبدال الأسطح أو الناهضين أو الدرابزين أو الدرابزينات ، بالإضافة إلى معالجة أي مشكلات تتعلق بأساس الدرج أو الهياكل الداعمة. في الختام ، يعد الفحص المنتظم والالتزام بلوائح البناء والإصلاح والصيانة السريعة جوانب أساسية لضمان سلامة السلالم والامتثال لأنظمة البناء (Chudley & Greeno ، 2017).

الابتكارات في تصميم السلالم

لقد غيرت الابتكارات في تصميم السلالم بشكل كبير طريقة بناء السلالم واستخدامها في العمارة الحديثة. أحد الابتكارات البارزة هو تطوير السلالم العائمة ، التي تدعمها دعامة واحدة أو دعامات مخفية ، مما يخلق وهمًا بأن الدرج يرتفع في الهواء (Pavlovic ، 2017). تقدم آخر يتمثل في دمج إضاءة LED الموفرة للطاقة في السلالم ، مما يعزز الجماليات والسلامة (Bischoff ، 2016). علاوة على ذلك ، فإن استخدام المواد المتقدمة ، مثل الزجاج وألياف الكربون ، قد سمح بإنشاء سلالم قوية من الناحية الهيكلية وملفتة للنظر (Moughtin ، 2003).

لعب التصميم الشامل أيضًا دورًا مهمًا في ابتكار السلالم ، مع تطوير مصاعد السلالم ومصاعد المنصات التي تلبي احتياجات الأفراد الذين يعانون من إعاقات حركية (Heylighen & Strickfaden ، 2019). بالإضافة إلى ذلك ، أدى دمج التكنولوجيا الذكية في السلالم ، مثل المستشعرات التي تكتشف الحركة وتعديل الإضاءة وفقًا لذلك ، إلى تحسين السلامة وكفاءة الطاقة (Bischoff ، 2016). لا تعزز هذه الابتكارات وظائف وجماليات السلالم فحسب ، بل تساهم أيضًا في الاستدامة الشاملة للمباني وإمكانية الوصول إليها.

التأثير البيئي والاستدامة

يعد التأثير البيئي والاستدامة لتصميم وبناء السلالم من الاعتبارات الحاسمة في العمارة المعاصرة وممارسات البناء. تساهم السلالم ، كمكونات أساسية للمباني ، في البصمة البيئية الشاملة للهيكل. يتضمن تصميم السلالم المستدام استخدام مواد صديقة للبيئة ، مثل الفولاذ المعاد تدويره ، والأخشاب من مصادر مستدامة ، والخرسانة منخفضة التأثير ، والتي يمكن أن تقلل بشكل كبير من انبعاثات الكربون المرتبطة بإنتاج ونقل مواد البناء (Chen et al.، 2018 ). بالإضافة إلى ذلك ، يمكن دمج أنظمة الإضاءة الموفرة للطاقة ، مثل مصابيح LED ، في تصميم السلالم لتقليل استهلاك الطاقة (Li et al. ، 2017).

يمكن أن تساهم مبادئ التصميم الشامل أيضًا في استدامة السلالم من خلال ضمان إمكانية الوصول لجميع المستخدمين ، وبالتالي تعزيز العدالة الاجتماعية وتقليل الحاجة إلى بنية تحتية إضافية ، مثل المصاعد ، التي تستهلك المزيد من الطاقة (Imrie & Luck ، 2014). علاوة على ذلك ، فإن تصميمات السلالم المبتكرة التي تزيد من الضوء الطبيعي والتهوية يمكن أن تعزز جودة البيئة الداخلية وتقليل الاعتماد على الإضاءة الاصطناعية وأنظمة تكييف الهواء (Wang et al. ، 2016). في الختام ، يمكن تحسين التأثير البيئي والاستدامة لتصميم وبناء السلالم بشكل كبير من خلال اعتماد مواد صديقة للبيئة ، وتقنيات موفرة للطاقة ، ومبادئ تصميم شاملة.