首先来看一下建筑相关规范中对台阶(楼梯)踏步的一般规定:公共建筑室内外台阶踏步宽度不宜小于0.3米,踏步高度不宜大于0.15米,并不宜小于0.1米,踏步应防滑。室内台阶踏步数不应少于2级,当高差不足2级时,应按坡道设置;楼梯梯段净宽不应小于1.10米。
在建筑设计中,关于台阶(楼梯)踏步截面尺寸的设计,遵循三个原则,第一是舒适原则,第二是安全原则,第三是节约原则。现代建筑的基本尺度是基于人体工学。人在平地上的步幅约为60~65厘米。经过人体工学的研究,得到大致的三个规则:
平均步幅规则:2r+g=s,其中r为踏步高度,g为踏步宽度,s为步幅(60~65厘米);安全规则:g+r≈46厘米;舒适规则:g-r≈12厘米。
中国的建筑规范和建筑设计资料集基于日本设计资料集的取值,将s取值为60,因此通过以上三个公式的综合,兼顾舒适性与安全性的踏步尺寸,高度定为15厘米,宽度定为30厘米。
因此人流量大、安全标准高的公共建筑中,要求以此为下限。在实际工程中,建筑物的高差不一定恰好与这个模数对应,基于均分的原则,会以此有微小浮动。而在一般建筑楼梯或者消防楼梯的设计中,因为人流量小,安全隐患相应的也小,本着节约的原则,楼梯高度可以适当增高,宽度适当减窄,但坡度不宜大于38°,比如住宅楼梯的高度上限是17.5厘米,宽度下限是26厘米。
而一些特殊建筑比如幼儿园的设计中,考虑到儿童的步幅要小,规定高度区间是12~14厘米,宽度区间是26~28厘米。