Пожарная безопасность фасадных систем
Широкое применение фасадных систем (ФС), в том числе остекленных и вентилируемых, способствует совершенствованию архитектурного облика зданий и сооружений. Однако в публикациях [1–4] обоснованно подчеркивается нерешенность проблем обеспечения их пожарной безопасности, отставание противопожарных норм от современных архитектурных и конструктивных решений. К фасадным системам, особенно многофункциональных высотных зданий, должны предъявляться более жесткие нормативные требования, а для их ввода, проектирования и приемки в эксплуатацию согласно ст. 55 Градостроительного кодекса необходимо получение заключения органов Гос-пожнадзора (ГПН) о соответствии требованиям технических регламентов и проектной документации. Кроме того, с 01 января 2006 г. вступила в силу статья 49 Градостроительного Кодекса Российской Федерации от 29.12.2004 г. № 190-ФЗ (с изменениями, внесенными Федеральными Законами от 31 декабря 2005 г. № 199-ФЗ и № 210-ФЗ) о проведении государственной экспертизы проектной документации, в т. ч. и по ФС. Установлен также порядок взаимодействия экспертных организаций субъектов Российской Федерации и органов Государственной экспертизы (ГЭП) МЧС России при проведении государственной экспертизы проектной документации в области пожарной безопасности (письмо Главгосэкспертизы от 12.01.2006 г. № 11-3/11).
В этой связи можно утверждать, что на практике при применении ФС неизбежен этап согласования технических условий и проектной документации на объект с вышеуказанными государственными структурами. При этом из-за явной недостаточности нормативных требований по пожарной безопасности ФС, решение должно приниматься индивидуально и, вероятнее всего, с обоснованными компенсирующими мероприятиями. Рассмотрим аспекты этой проблемы на основе анализа некоторых нормативных документов.
В п. 14.30 МГСН 4.19-2005 «Временные нормы и правила проектирования многофункциональных высотных зданий и зданий-комплексов в городе Москве» для предотвращения распространения пожара по фасаду предусмотрены:
- устройство в уровне противопожарных перекрытий козырьков и выступов шириной не менее 1м из негорючих материалов;
- защита оконных проемов устройствами (от авторов — далее ни в одних НД это не уточняется!), которые перекрывают их при пожаре.
В п. 6.3.1 МГСН 4.19-2005 определено, что в случае применения ФС с воздушным зазором необходимо согласовать материалы с органом ГПН на стадии «Проект» и предусмотреть мероприятия по предотвращению распространения огня и разрушению (обрушению) конструкции или элементов фасада при пожаре (п. 6.3.10 МГСН 4.19-2005). Однако собственно состав таких мероприятий в этих и других нормах отсутствует. Вместе с тем, органы ГПН при выдаче заключений по объектам должны установить их соответствие требованиям нормативных документов (НД) по пожарной безопасности (см., например, п. 5 ст. 49 и п. 9 ст. 55 ГрадостроительногоКодекса РФ), а не согласовывать документацию в условиях неопределенности или без дополнительных противопожарных мероприятий, разрабатываемых организацией, имеющей соответствующую лицензию. Следует также заметить, что противопожарные требования к ФС согласно ст. 46 ФЗ № 184 от 27.12.02 г. «О техническом регулировании» необходимо отнести к категории обязательных для исполнения требований, поскольку они имеют непосредственное отношение к обеспечению безопасности людей (причем не только находящихся собственно на объекте, а и окружающих, участников тушения пожара и др.) и чужого имущества (например, припаркованных транспортных средств, городских коммуникаций, пожарной техники и т. п.).
Кроме того, в названных МГСН, других НД по ПБ даже не упоминаются такие прогрессивные технологии, как, например, структурное остекление или планарные фасады.
Структурное остекление [1] — это технология крепления стеклопакетов к фасаду здания с помощью силикона, где силиконовый слой является несущим элементом конструкции.
Нагрузки:
- собственный вес стеклопакета (постоянная величина);
- ветровая нагрузка;
- снеговая нагрузка (при наклонном расположении стеклопакетов);
- термическое расширение элементов системы как в суточном цикле, так и в годичном.
Принимая во внимание эти и другие параметры (от авторов: видимо, должен учитываться и пожар!?), производится расчет размеров силиконового соединения. В результате система структурного остекления имеет следующие коэффициенты надежности: для системы в целом — 6, для силиконового герметика — 8.
Для сравнения: коэффициент надежности обычной стоечно-ригельной фасадной системы, как правило, равен 3.
В статье по данной теме [1] также отмечается: чтобы получить разрешение на использование, герметик должен продемонстрировать уровень приемлемости по всем аспектам, относящимся к механическому сопротивлению, пожарной безопасности (от авторов: в НД — никаких упоминаний!?), гигиене, охране здоровья, защите окружающей среды, безопасности использования, уровню шума и энергетической эффективности.
В этой же статье приводятся примеры использования структурного остекления: Европейский парламент в Брюсселе, Французская национальная библиотека в Париже, музей Гугенхайма в Бильбао, стадион футбольного клуба «Манчестер Юнайтед», железнодорожный вокзал в Минске, Международный дом музыки, мост Багратиона в Москве, офисные, торговые и жилые комплексы.
Планарные фасады [2] — важнейшим функциональным и архитектурно-строительным элементом является стальная структура. Несущие конструкции фасада могут быть плоскими и пространственными. Плоскими несущими конструкциями служат стальные трубчатые фермы, вертикальные стойки, стержневые и вантовые предварительно-напряженные фермы. Последняя разработка — система вертикально натянутых канатов. Для планарных остеклений, среди прочих видов, используется закаленное стекло (при закалке стекло нагревается до +64 0С и мгновенно охлаждается. В Европе вентилируемые планарные фасады применяются при остеклении бизнес-центров, вокзалов и общественных зданий. На этапе реконструкции планарные фасады могут сочетаться с классическими старыми зданиями. Часто планарный фасад не является ограждающей конструкцией всего здания, а используется для акцентирования главного фасада или входа. Воздушная прослойка между стеклом и стеной позволяет вентилировать помещения за счет создания направленного конвекционного потока, а также создавать оптимальные условия для отвода влаги из утеплителя основной стены. Cистемы остекления: на зажимах (состоит из опорных деталей для опирания стекла, которое снаружи фиксируется планками) и «спайдерная» (реализуется точечным опиранием стекла на круглую головку, что требует сверления стекла. Исходя из [2] и от авторов: при пожаре возможно быстрое замыкание стекла в металлической структуре и его разрыв в зоне отверстий с последующим обрушением. Решение проблемы в устройстве шарового шарнира в точечном креплении спайдера, достаточные размеры шва между стеклами, установка силиконовых прокладок в отверстиях для исключения контакта стекла и металла.
В п. 6.2.40 МГСН 4.19-2005 установлено, что в светопрозрачных фасадных системах следует предусматривать использование стекол, обеспечивающих их безопасную эксплуатацию, но не оговариваются требования по их, например, огнестойкости, как это делается по отношению к остеклению противопожарных дверей, противопожарных остекленных перегородок.
Исходя из опыта работы нашей компании по экспертизе проектных решений высотных зданий, в качестве мероприятий к п.п. 6.3.1 и 6.3.10 МГСН 4.19-2005 (часть из них рассмотрена в работе [3]) могут быть предложены (как дополнительные или компенсирующие) следующие:
- применение поясов из пожаростойкого остекления на высоту этажа выше и ниже противопожарного перекрытия, включая применение огнестойких полимерных пленок (альтернатива козырькам и выступам). Соответствующая продукция зарубежных и российских фирм активно предлагается на отечественном рынке: «Пиробатис» (Словакия), SCHUCO (Германия), REYNAERS (Бельгия), концерн «Главербель», ООО «Фототех», фирма «Гласс», пожарно-технический информационно-испытательный центр (Москва) — противопожарные многослойные стекла с гелевым заполнением, ударопрочные , взрывобезопасные композиции на основе пленок Solar Gard и пожаростойкое стекло ЗАО «Солар Гард»;
- предъявление противопожарных требований к материалу каркаса остекления (алюминиевые сплавы легко плавятся уже при 500 0С, более приемлема коррозионностойкая сталь в качестве базового материала [6], но в обоих случаях целесообразна огнезащита каркаса, в том числе в целях сохранения фасадной системы после пожара);
- применение противопожарных рассечек в фасадных системах, а также ограничение использования утеплителя: пенополистирол — до 12 этажей, минеральные и силикатные системы — до 25 этажей, остальное — по дополнительному согласованию с органами ГПН на стадии «Проект»;
- обеспечение крепления кронштейнов фасадных систем непосредственно к плитам перекрытий, особенно при заполнении бетонного каркаса пеноблоками, применение которых следует ограничить высотой до 75 м (дополнительное требование, обеспечивающее более высокую механическую прочность, препятствующую разрушению фасадной или разделительной системы от нагрузок в аварийных условиях, что позволяет избежать дополнительных жертв и разрушений);
- наличие негорючего утеплителя и обеспечение сопротивления дымопроницанию (по аналогии с другими конструкциями — не менее 8 000 кг/м на 1 кв. м площади) в зонах между фасадными системами и междуэтажными перекрытиями.
Кроме того, имеется зарубежный опыт спринклерного орошения остекления фасада, хотя область применения такого решения ограничена, особенно в зимнее время. Однако есть результаты исследований, свидетельствующие, что особо закаленные, керамические и наполненные гелем стекла класса EI выдерживают вызываемый спринклерами «холодный шок», но необходимо получить у изготовителя дополнительную информацию о проведенных спринклерных испытаниях.
Очевидно, это только часть возможных противопожарных требований к фасадным системам. Кроме того, необходимо отметить еще ряд особенностей применения ФС:
- отсутствие в НД или хотя бы рекомендуемых к применению методик испытаний на пожарную безопасность фасадных (особенно — остекленных) систем, тем более на случай применения систем водяного орошения;
- очевидную целесообразность учета различия предъявляемых требований к конструкциям ФС при существенных перепадах температурных режимов снаружи здания и со стороны помещений (включая, опасные факторы пожара);
- обоснование дополнительных требований к противопожарному остеклению оконных проемов, необходимость оценки стойкости межслойного гелевого заполнения к УФ-излучению и воздействию отрицательных температур.
Исходя из опыта нашего сотрудничества с фирмой «Пиробатис» по применению огнестойких стекол, на рис. 1 представлен пример стеклоблока ФС с пределом огнестойкости EI 60.
В настоящее время нами по собственной методике проводятся проверочные испытания противопожарного остекления оконных проемов, результаты которых предусмотрено изложить в отдельной статье.
Рассмотрим также некоторые из нормативных требований, когда они сформулированы без учета использования современных технологий и конструктивных решений фасадных (особенно остекленных) систем:
1. При проектировании проездов обеспечить возможность проезда пожарных машин к зданиям комплекса со всех сторон и доступ с автолестниц или автоподъемников в любую квартиру или помещение (п. 2* приложения 1* СНиП 2.07.01-89*, п. 14.2.1 МГСН 4.19-2005).
При этом нужно учесть, что согласно п. 7.11 МГСН 4.19-2005 при расположении окон выше 75 м следует применять глухие неоткрываемые переплеты. Допускается применение окон с открываемыми переплетами при установке светопрозрачных защитных экранов (с вентиляционными отверстиями или окон, выдвигаемых (?!) на безопасное расстояние. Для защитных экранов в наружных слоях окон следует применять закаленные стекла толщиной, соответствующей наибольшим расчетным ветровым нагрузкам.
Вместе с тем, при спасении людей или тушении пожара по существующим заводским инструкциям по эксплуатации автолестниц верхняя часть лестницы должна, как правило, опираться на конструкции здания (п. 160 ПОТРО-01-2002). Эта нагрузка (статическая и динамическая) не учитывается при расчетах остекленных фасадов и их каркаса. Можно предположить, что эти действия будут сопровождаться разрушением остекления с необходи-мостью соблюдения требований п.п. 144–147 ПОТРО-01-2002. Вместе с тем, непонятно, как это отразится на целостности фасадной системы в целом, и не произойдет ли ее прогрессирующее разрушение.
2. Огнезащита металлических конструкций должна обеспечиваться только конструктивными способами. Для проверки огнезащиты следует предусматривать смотровые люки (п. 14.25 МГСН 4.19-2005).
Вопросы. Имеется в виду, из числа конструкций, указанных в п. 14.24 (табл. 14), или вообще любых? Тогда какой предел огнестойкости металлических конструкций каркаса фасадных систем нужно обеспечить?
Распространяется ли на такие здания с фасадными системами действие табл. 1 и 2 п. 5.14* СНиП 21-01-97?
Скорее всего, названное требование не распространяется на каркас фасадных систем, где конструктивные способы огнезащиты не применимы. Видимо, такое утверждение справедливо, но на практике могут возникнуть вопросы по формальному признаку необходимости соблюдения норм.
3. Кроме технических решений по обеспечению ремонтопригодности фасадов, устройств для чистки и мытья светопрозрачных ограждений (п. 6.36, п. 14.94 и прил. 14.3), в НД целесообразно предусмотреть закладные конструктивные элементы для применения индивидуальных или групповых спасательных средств (одно из возможных компенсирующих мероприятий).
Установлено, что в 20-этажных зданиях время эвакуации по лестничной клетке составляет 15–18 мин., в 30-этажных — 25–30 мин. Недостаточная надежность систем дымоудаления и подпора воздуха может сделать эвакуацию из высотных зданий по лестницам вообще невозможной. Поэтому при проектировании необходимо предусматривать специальные средства спасения. Одна особенность — при пожаре людям, оказавшимся в опасной зоне, часто достаточно спуститься на 1–2 этажа ниже, чтобы оказаться в относительной безопасности, для чего могут использоваться складные спасательные лестницы, канатно-спусковые устройства и т. п. Подтверждение этому — пожар во Владивостоке, когда большинство погибших и травмированных были в числе тех, которые от безысходности выбрасывались из окон этажа пожара. Спасательные устройства достаточно разнообразны, предусмотрены некоторыми нормами (в частности, МГСН 4.04-94, 4.16-98«Гостиницы», но в самом общем виде в составе оборудования объектовых пунктов пожаротушения). Наиболее эффективными из них следует считать рукавные (НПБ 187-99) и канатно-спускные (НПБ 193-2000) спасательные устройства. Неоспоримым преимуществом эластичного спасательного рукава является высокая пропускная способность — 15–36 чел./мин., а время спуска 3–4 чел. с 25 этажа составляет менее 1 мин. Для канатно-спусковых устройств сложность состоит в отсутствии на зданиях мест для их крепления, в нормах этого тоже нет. Соответствующие предложения ООО «Спасснаряжение» (Санкт-Петербург) получили поддержку на состоявшейся в 2004 г. в Москве международной конференции по высотному домостроению, однако за истекший период в нормах по существу ничего не изменилось.
Вопросы. Остается неясным состав конструктивных решений фасадов, когда такие требования будут выполняться. Например, в расчетах по нагрузкам эта составляющая не предусмотрена. Насколько это применимо с точки зрения архитектурного облика фасада?
4. При высоте многофункциональных зданий и комплексов более 50 м, а при наличии жилой части более 75 м, согласно п. 14.1 МГСН 4.19-2005, требования соответствующего раздела должны учитываться при разработке задания и технических условий на проектирование противопожарной защиты. При этом дополнительные требования, отражающие специфические особенности проектируемых зданий, должны устанавливатьсяна основе реализации комплекса расчетов согласно прил. 14.1. Все расчеты согласно п. 14.1.6 согласовываются с Управлением ГПН ГУ МЧС России по Москве в составе материалов на стадии «Проект». Согласно п. 14.1.1 должен проводиться расчет динамики опасных факторов пожара на фасадах зданий, который используется для обоснования размещения воздухозаборных устройств систем противодымной защиты и мероприятий по защите от попадания продуктов горения в системы подпора воздуха.
Представляется, что применение фасадных систем, особенно остекленных, потребует внесения изменений в существующие методики таких расчетов.
5. Необходимо предусмотреть пожаробезопасные зоны (специально оборудованные помещения внутри зданий или на их покрытии) согласно СНиП 35-01-2001. Для обоснования их использования провести расчеты. Несущие конструкции пожаробезопасных зон, связанные с основными конструкциями здания, должны быть предусмотрены таким образом, чтобы потеря огнестойкости последних не привела к потере огнестойкости конструкций зон. Пожаробезопасные зоны должны выделяться противопожарными стенами и перекрытиями с REI 240. Их конструкции должны соответствовать классу КО (не пожаро-опасные) по ГОСТ 30403 (п. 14.9, прил. 14.4 МГСН 4.19-2005).
Вопросы: Какой смысл проектировать такие зоны на покрытии здания? Если принять такое решение, то как оно будет увязано с архитектурным замыслом остекленного фасада в целом по зданию? Возможно, это требование и имеет практическое значение при условии размещения зальных помещений на верхних этажах высотных зданий, но в этом случае, согласно п. 2.6 МГСН 4.04-94, их вместимость ограничивается 100 чел., что и предопределяет вместимость пожаробезопасной зоны.
В высотных зданиях логично устраивать пожаробезопасные зоны в промежуточных технических этажах. Но как тогда обеспечить выполнение требования по сохранению огнестойкости конструкций зон, если остальные конструкции здания огнестойкость потеряют? Ведь многие конструкции по табл. 14 имеют меньший предел огнестойкости, а тем более — остекленные фасадные системы.
Подитоживая все сказанное, можно сделать следующие выводы. В настоящее время, появилась относительно новая проблема пожарной безопасности фасадных (особенно остекленных) систем. Выше рассмотрена, видимо, только часть возможных требований, а нужны еще примеры типовых конструктивных решений. В отечественных нормативных документах соответствующие требования, а тем более — противопожарные, отражены явно недостаточно. Значительную помощь в решении проблемы могла бы оказать реализация Распоряжения Экспертного управления Президента РФ от 25 июня 2004 г. № А67-376: «… согласиться с предложением о включении технического регламента «Светопрозрачные ограждающие конструкции в области строительства» в перечень проектов законодательных актов, разрабатываемых рабочей группой» (создана распоряжением Руководителя Администрации Президента РФ № 524 от 18.04.2001 г.).
Литература
1. Юфин Дм. Новые архитектурные решения в системе структурного остекления. «Светопрозрачные конструкции», 2005, № 4. — М., Изд. Межрегионального института стекла. — 25–26 с.
2. Смирнов А. Конструкции планарных фасадов. «Светопрозрачные конструкции», 2004, № 4, — М., Изд. Межрегионального института стекла. — 41–42 с.
3. Мешалкин Е. А. Обеспечение пожарной безопасности многофункциональных зданий. «Строительная безопасность», 2006, — М., РИА «Индустрия безопасности», 2006. — 124–126 с.
4. Борискина И. В., Плотников А. А. Светопрозрачные конструкции и эксплуатационная безопасность жилых зданий. «Светопрозрачные конструкции», 2004, № 1, — М., Изд. Межрегионального института стекла. — 30–35 с.
| Автор: Е. А. Мешалкин, В. Г. Баралейчук Дата: 14.08.2006 Журнал Стройпрофиль 5-06 Рубрика: фасадные системы. фасады Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |