Пожаробезопасность высотных зданий

Высотное здание является технологически сложным строительным объектом. Поэто му его проектирование требует учета влияния множества различных факторов. Так, определяются ветровые воздействия (с помощью специального оборудования для «продувания макетов зданий), оценивается климатический фон (на основании многолетних ис следований изменения температуры), решаются задачи энергоэффективности (оптими зирования удельного расхода энергии), выполняются комплексные геологические ис следования.

Особое внимание уделяется вопросам обеспечения комплексной пожаробезопас ности высотных строений. Специфика высотных комплексов существенно ограничивает методы и средства борьбы с пожаром, а так же затрудняет эвакуацию людей. Все это выдвигает проектировщикам качественно новые требования, которые мы вкратце проанализируем в этой статье.

Нормативное регулирование

Долгое время нормативная база высотно го строительства в России оставалась непроработанной - ее развитие затормозилось еще в эпоху знаменитых «сталинских высоток». Однако необходимость реализации но вых проектов высотных зданий в Москве по требовала разработки современных требова ний, в том числе и в сфере пожарной безопасности.

Итогом совместной работы ФГУ ВНИИ ПО и УГПН МЧС России стали МГСН 4.19-05 «Многофункциональные высотные здания и комплексы», принятые в 2005 году. Важной частью новых строительных норм является раздел «Противопожарные мероприятия», в котором перечислены основные требования к обеспечению противопожарной защиты высотных зданий.

Разумеется, при разработке проекта дол жны учитываться и более общие документы: ГОСТ 12.1.004 «Пожарная безопасность» и СНиП 21-01 -97 «Пожарная безопасность зда ний и сооружений».

Надо сказать, любой проект высотного здания, прежде чем быть воплощенным, про ходит тщательную проверку на соответствие существующим нормативным документам. В столице этим занимается Мосгосэкспертиза.

Специалисты этого учреждения выделяют следующие основные ошибки в проектирова нии высотных зданий, повышающие их по жарную опасность;

    * использование конструкционных матери алов с низкой степенью огнестойкости;
    * отсутствие противопожарных преград;
    * ошибочная компоновка инженерных сис тем;
    * отсутствие в инженерных системах прин ципов независимости и резервирования;
    * высокая концентрация легкосгораемых материалов.

Какие же современные методы снижения пожароопасности есть в арсенале проекти ровщика?

Активная и пассивная ППЗ

Регламентируемые в нормативной доку ментации методы и средства борьбы с пожа ром можно разделить на две категории - на активную и пассивную противопожарную за щиту (ППЗ).

Активная ППЗ представляет собой набор технических средств, предназначенных для оперативного обнаружения и устранения оча гов возгорания. Классифицировать средства активной ППЗ можно на внутренние и вне шние.

В состав внутренней активной ППЗ высот ных зданий входят:

    * система оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ);
    * система аварийного поддержания темпе ратуры (АПТ);
    * автоматические установки пожаротуше ния (АУПТ);
    * система автоматической пожарной сигна лизации (АПС);
    * средства противодымной защиты (ПДЗ).

Согласно нормативным требованиям, во дяными АУПТ должны быть оборудованы по мещения, холлы, пути эвакуации и т.д. Причем размещать оросители следует так, что бы гарантировать защиту оконных проемов и дверей, выходящих в коридор.

Кроме того, для зданий высотой более 100 м предъявляются требования не только по подпору воздуха (созданию избыточного дав ления) в шахтах лифтов и по дымоудалекию с этажей посредством ПДЗ, но и по исполь зованию незадымляемых лестничных клеток. Это обусловлено статистикой: системы под пора воздуха и дымоудаления эффективно срабатывают всего в 6-7% случаев.

Хочется отметить, что по России, в среднем, ежегодно происходит около 2-3 тыс. по жаров в зданиях, оснащенных средствами активной ППЗ. При этом системы активной защиты были задействованы примерно 50% случаев. Если же говорить об аэрозольных установках пожаротушения, то они сработа ли только в 20 - 30% случаев. Поэтому нали чие в системах пожаробезопасности высот ных строений автономных дымовых датчиков, а также устройств защитного отключения просто необходимо.

Кроме внутренней активной ППЗ, высот ные здания должны быть обеспечены внешни ми средствами активной защиты. В основном это разного рода пожарная техника; подъемники, высотные автолестницы, площадки на крыше для спасательных вертолетов и т.п.

В отличие от активной ППЗ, основная за дача пассивной ППЗ состоит не в устранении пожара, а в его предотвращении или же ограничении распространения. В первую оче редь, пассивная ППЗ высотных зданий дос тигается путем широкого применения него рючих материалов, повышающих предел огнестойкости различных строительных конст рукций. Во всех случаях их применение регу лируется нормативными документами. Так, согласно требованиям НПБ-257-02, отделка стен, потолков и покрытий полов в направле ниях эвакуации производится из негорючих материалов.

Еще одним из компонентов обеспечения пассивной ППЗ являются противопожарные преграды. Они представляют собой конструк ции, предназначенные для ограничения рас пространения пожара и продуктов горения. Основные виды противопожарных преград - это противопожарные стены, перегородки, перекрытия, клапаны, зоны и т.д.

Несущие и ограждающие конструкции

Степень надежности высотных объектов в немалой степени определяется способнос тью несущих конструкций сопротивляться воздействию высоких температур, то есть таким параметром, как предел огнестойкос ти. На сегодня установлены следующие значения пределов: для зданий высотой до 100 м - 3 часа, для более высоких зданий - 4 часа (в европейских нормах - 3 часа).

Несущий каркас высотных зданий сейчас чаще всего проектируется из монолитного железобетона, что делает здание массивнее, но намного устойчивее, чем при использова нии металлического каркаса. Как сказал уже упомянутый Александр Кузьмин: «Если небос креб, то только железобетонный. Металлоконструкции не обладают достаточным запа сом прочности. Если бы нью-йоркские близ нецы строились из бетона, последствия 11 сентября были бы не столь трагичными».

Известно, что физические свойства бетона существенно изменяются с увеличением температуры. Так, при температуре 150 °С возникают внутренние трещины. В интерва ле от 200 до 250° С происходит взрывное отслаивание бетона. А полная потеря прочнос ти бетона и несущей способности конструк ции происходит при 380° С. Поэтому обеспечение высокой степени огнестойкости бетон ных сооружений считается одной из перво очередных задач обеспечения пожаробезо пасности высотных комплексов.

Для увеличения степени пассивной ППЗ строительных конструкций используются та кие способы повышения огнестойкости, как нанесение на железобетонные конструкции огнезащитных составов (штукатурка, лаки, краски, прошедшие сертификацию ГУ ГПС МЧС России) и обетонирование.

Метод обетонирования заключается в увеличении толщины бетона. Недостаток данного метода состоит в высокой прочнос ти связи бетонного покрытия с защищаемой поверхностью конструкции, что в случае воз никновения наружных трещин может привести к их распространению на несущий мате риал (железобетон).

Защита коммуникаций

Традиционно «слабым местом» высотных зданий считаются многочисленные внутренние инженерные коммуникации - вентиляци онные шахты и каналы, силовые и телефон ные линии, трубопроводы различного назначения. Так, изоляционная оболочка электри ческих кабелей системы электроснабжения и освещения изготавливается в основном из поливинилхлорида (ПВХ) или резины. Горю чая оболочка кабеля может стать источником пожара и причиной его дальнейшего распро странения в случае появления внешнего ис точника возгорания или воспламенения обо лочки кабеля из-за короткого замыкания. Учитывая то, что коммуникации буквально «пронзают» здание снизу доверху, их возго рание приводит к стремительному распрос транению огня по всей высоте здания. Поэто му данные коммуникации нуждаются в очень тщательной защите от огня.

Для повышения пожарной безопасности используется несколько решений - это мон таж огнезащиты из негорючих материалов (каменная вата, вермикулит, перлит, гипс и т.п.), а также нанесение на поверхность кабелей огнезащитных покрытий и паст.

В целях защиты мест прохода электричес ких кабелей через стены и перекрытия, то есть для предотвращения распространения огня из одного помещения в другое, применяются ка бельные проходки (например, «феникс КП», разработанная в ООО «А+В»). В зависимости от толщины, они повышают предел огнестой кости коммуникаций на 45 - 90 минут.

Для огнезащиты воздуховодов и трубопроводов используются как рулонные материалы, так и специальные огнестойкие цилиндры. Например, специалисты компании ROCKWOOL ., мирового лидера в области про изводства негорючей изоляции, разработали маты WIRED MAT ™ из каменной ваты, сертифицированные для огнезащиты инженерных коммуникаций. Такие маты достаточно легко монтируются и обладают не только высокими теплофизическими и механическими показа телями, но и способны без потери свойств выдерживать температуру до 1000 °С.

Менее эффективно применение огнеза щитных составов и штукатурок. Ассортимент данной продукции на российском рынке достаточно широк и разнообразен; тонкослой ные огнезащитные покрытия Pyroplast , огне защитная вспучивающаяся краска ОЗК-02, огнезащитная штукатурка «Фиброгейн» и т.д.

Фасадный вопрос

Наиболее часто на высотных зданиях применяются навесные фасадные системы с каменной или металлической облицовкой или же с остеклением. Нормативные доку менты к таким фасадным системам предъяв ляют жёсткие требования по пожарной безопасности. Игнорирование потенциальной пожароопасности фасадных систем может привести к весьма серьёзным последстви ям. Подтверждением тому является пожар, произошедший 30 мая 2006 года в 32-этаж ном комплексе «Транспорт-Тауэр»- в Казах стане, в результате которого сгорели кров ля и шпиль, а также выгорело до 70% обли цовки здания.

На отечественном рынке присутствует более тридцати навесных систем как отече ственных (например, «Диат» или U - kon ), так и западных производителей ( Marmoroc , Eurofox и др.). Но далеко не все из них при годны для использования на высотных зданиях. Прежде всего, согласно современным нормам, навесные фасадные системы допус каются к применению только при наличии выданного официальными органами серти фиката и Технического свидетельства ФГУ ФЦС Госстроя России, разрешающего при менение в высотных зданиях и на соответ ствующих высотах. Также эти системы под лежат обязательным пожарным испытаниям (например, в ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко), в результате которых определяется макси мальная высота применения.

Каждый компонент навесной системы должен отвечать целому ряду жестких требо ваний. Так, широко распространенные подконструкции из алюминия, который плавит ся при 600 0 С, не подходят по параметру ог нестойкости для высотного строительства. Поэтому предпочтение здесь отдается корро зионно-стойкой стали.

Особые требования предъявляются к теп лоизоляционному слою навесных систем. В случае пожара применение горючих утепли телей способствует стремительному распро странению огня и высокотоксичных продук тов горения. Поэтому теплоизоляционные материалы должны обладать не только высо кими теплотехническими показателями, но и относиться к классу негорючих.

В качестве негорючей теплоизоляции для навесного вентилируемого фасада специа листы рекомендуют специально разработан ные компанией ROCKWOOL плиты из камен ной ваты ВЕНТИ БАТТС™ или плиты двойной плотности ВЕНТИ БАТТС Д™. Такой матери ал применялся при устройстве навесного фасада на «Триумф-Палас» в Москве - самом высоком жилом комплексе Европы.

Отдельной проблемой является повышение предела огнестойкости остекленных кон струкций, для обычного стекла составляющего всего несколько минут. Наиболее перспек тивно применение поясов из огнестойкого остекления на высоту этажа через каждые 15 - 18 м с использованием пожаростойких полимерных пленок. На отечественном рынке данная продукция представлена такими ком паниями, как «Фототех», «Гласе», Schuco (Гер мания), Reynaers (Бельгия) и др. Особое вни мание вопросам обеспечения пожаробезо пасности остекленных конструкций следует обращать проектировщикам сплошных ос текленных фасадов.

Итак, габаритность, технологическая на сыщенность и инновационность высотных зданий существенным образом повышают их потенциальную пожароопасность. Однако существующие технологические разработки и решения при их правильном применении в высотном строительстве позволяют предуп реждать возникновение пожароопасных ситуаций, а в случае, если пожар все-таки воз никнет, оперативно локализовать его и минимизировать возможный ущерб.
       

По материалам компании ROCKWOOL Russia

"Стройка"   09.02.2007