Фасадные системы: тенденции применения и пожарная опасность
Во многих периодических изданиях [1–3] часто публикуются статьи по применению фасадных систем (ФС), что обусловлено нарастанием масштабов их использования при строительстве и реконструкции зданий (сооружений) различного назначения. В некоторых изданиях обоснованно подчеркивается нерешенность проблем обеспечения пожарной безопасности ФС, отставание противопожарных норм от современных архитектурных и конструктивных решений [4–6]. Продолжая эту тему в дополнение к ранее опубликованной статье в журнале «СтройПРОФИль» [5], рассмотрим некоторые дополнительные аспекты проблемы.
Правовой аспект
Для ввода объекта в эксплуатацию, согласно ст. 54 и 55 Градостроительного кодекса РФ, необходимо получение заключения органов Госстройнадзора (ГСН) о соответствии требованиям технических регламентов и проектной документации (до 01.01.2007 г. эти полномочия осуществлялись органами Госпожнадзора). С 01 января 2006 г. вступила в силу ст. 49 Градостроительного кодекса РФ (с изменениями, внесенными федеральными законами № 199-ФЗ, № 210-ФЗ и №232-Ф3) о проведении государственной экспертизы проектной документации (а значит и по ФС). За исключением особо опасных, технически сложных и уникальных объектов (федеральный уровень), такая экспертиза должна проводиться соответствующим органом исполнительной власти (Главгосэкспертиза или ГГЭ) субъекта РФ. При этом следует учесть, что согласно ст. 6 ч. 11 ФЗ «О пожарной безопасности» (в редакции согласно ФЗ №232-Ф3) при строительстве государственный пожарный надзор осуществляется в рамках государственного строительного надзора.
В связи с названными изменениями законодательной базы имеется письмо МЧС России от 28 декабря 2006 г. №43-4357-19, где в п. 2 отмечено, что до принятия соответствующего нормативного правового акта МЧС России необходимо рассмотрение материалов по обоснованным отступлениям от требований пожарной безопасности или на объекты, на которые отсутствуют требования пожарной безопасности, возложить на экспертные советы территориальных органов МЧС России, пожарно-технические научно-исследовательские и образовательные учреждения. Последующее рассмотрение этих решений надо осуществлять в Управлении государственного пожарного надзора МЧС России. Этим же письмом уточнено, что при обращении заинтересованных юридических и физических лиц по вопросам соответствия объектов строительства, реконструкции и капитального ремонта требованиям ПБ органы ГПН в своих ответах должны делать запись об их консультационном характере.
Следует принять во внимание, что в Кодексе Российской Федерации в разделе об административных правонарушениях (статьи 9.4, 9.5, 19.5 и др. в редакции № 232-ФЗ от 18 декабря 2006 г.) предусмотрены весьма серьезные санкции за несоблюдение требований органов ГСН, вплоть до административного приостановления деятельности юридических лиц на срок до 90 суток.
В этой связи можно утверждать, что на практике при применении ФС неизбежен этап согласования проектной документации на объект с вышеуказанными государственными структурами, а в органы ГПН лучше обратиться хотя бы за консультативной помощью, ведь после ввода объекта в эксплуатацию органы ГПН будут по-прежнему осуществлять соответствующие контрольные функции. Особенно сложным это представляется в случае, когда здание целиком «одевается» в светопрозрачную оболочку, хотя согласно п. 7.9 МГСН 4.19-2005 «Временные нормы и правила проектирования многофункциональных высотных зданий и зданий-комплексов в городе Москве» при площади светопрозрачных ограждений более 50% всей площади наружных ограждений требуется технико-экономическое обоснование. Тем не менее, на практике при проектировании и строительстве современных общественных зданий площадь светопрозрачной оболочки ФС порой достигает практически 100%.
Нормативные требования
Общие требования к конструкции ФС установлены СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» и приложением к СП 23-101-2000«Проектирование тепловой защиты зданий». Требования пожарной безопасности, предъявляемые к системам наружного утепления фасадов, в т.ч. и к навесным ФС, установлены СНиП 21-01-97*.Требования ко всей ФС и каждому ее элементу должны быть отражены в Техническом свидетельстве, выдаваемом ФГУП ЦНС Росстроя. На основе натурных огневых испытаний ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко и ВНИИПО МЧС России разработан ГОСТ 31251-2003 «Конструкции строительные. Методы определения пожарной опасности. Стены наружные с внешней стороны», где установлены классы пожарной опасности наружных стен при наличии внешней изоляции, отделки толщиной более 0,5 мм, оклейки и облицовки. Однако требования названного стандарта не распространяются, в частности, на наружные стены из светопрозрачных конструкций.
В п.14.30 МГСН 4.19-2005 для предотвращения распространения пожара по фасаду предусмотрено:
- устройство в уровне противопожарных перекрытий козырьков и выступов шириной не менее 1 м из негорючих материалов (с точки зрения архитектуры здания и эксплуатации ФС, видимо, не самое эффективное конструктивное решение, — авт.);
- защиту оконных проемов устройствами, которые перекрывают их при пожаре. (Далее ни в одних НД по ПБ или в других документах это техническое решение не уточняется, тем более не рассматривается система приведения таких устройств в действие, что должно быть, видимо, увязано с системами автоматической пожарной сигнализации и в целом с автоматизированной системой управления зданием, согласно п. 13.2.14 МГСН 4.19-2005, — авт.) Можно предположить, что одним из конструктивных решений может быть использование подъемно-опускных огнестойких штор, например системы Fibershield [7], однако в НД этот вопрос по существу упущен.
Несмотря на ограниченные возможности, предоставляемые проектировщику названными требованиями, например, в ТСН 31-332-2006, Санкт-Петербург, «Жилые и общественные высотные здания» (п. 16.4.5) требование сформулировано более жестко, но, с конструктивной точки зрения, еще более неопределенно и неэффективно: «…сплошное остекление должно прерываться противопожарными стенами и перекрытиями». Интересно было бы увидеть пример такого конструктивного решения остекленного фасада!
В п. 6.3.1 МГСН 4.19-2005 определено, что в случае применения ФС с воздушным зазором надо согласовать материалы с органом ГПН на стадии «Проект» (аналогично звучит п. 16.3.5 ТСН 31-332-2006, Санкт-Петербург) и предусмотреть мероприятия по предотвращению распространения огня и разрушения (обрушения) 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. Как уже отмечалось, с 1 января2007 г. такие полномочия у органов ГПН отсутствуют. Вместе с тем органы ГГЭ должны установить соответствие проектной документации требованиям НД по пожарной безопасности (Технические условия — это нормативный документ для проектирования систем ППЗ конкретного объекта, и его все-таки следует рассмотреть или согласовать в УГПН МЧС России). При этом органы ГСН смогут контролировать при строительстве исполнение заложенных в НД и проектную документацию конструктивных и инженерных решений.
Пожарная опасность ФС
В зависимости от вида облицовок ФС подразделяются на системы с керамогранитной облицовкой, облицовкой композитными материалами на основе алюминия (алюкобонд, рейнобонд, алполик и др.), облицовкой в виде цементно-волокнистых листов (фиброцемент, асбестоцемент), металличесмкими облицовками в виде сайдингов, кассет, панелей и др.
Были достаточно детально рассмотрены [4] особенности пожарной опасности ФС, в частности: штукатурные системы наружного утепления фасадов, где в качестве утеплителя обычно используется плитный пенополистирол (ППС) и некоторые виды полиуретанов (ППУ). Механизм пожарной опасности состоит в том, что при тепловом воздействии на ФС происходит термодеструкция ППС с выделением горючих газов, которые через слой штукатурки попадают в факел пламени, увеличивая его высоту и способствуя распространению горения на вышерасположенные этажи. Другой аспект: при пожаре слой штукатурки разрушается, обеспечивается свободный доступ кислорода к ППС и происходит его воспламенение с выделением большого количества тепла и токсичных продуктов. Поэтому рекомендуется всегда применять окантовки оконных (дверных) проемов и иногда противопожарные поэтажные рассечки из негорючих минераловатных плит с температурой плавления не менее 1 000 0С (стекловолокнистые плиты не допускаются, т. к. их температура плавления не более 550 0С). Подчеркивается также важность показателя «трещиностойкость» штукатурки и единственным способом оценки его влияния на пожарную опасность ФС являются огневые испытания ФС по ГОСТ 31251-2003.
И еще: навесные вентилируемые фасады (НВФ), при использовании которых одной из особенностей пожарной опасности отмечается применение в качестве гидроветрозащиты утеплителя либо минераловатных плит с наружной поверхностью из стекловолокна («кашированные» плиты), либо специальная паропроницаемая полимерная пленка [4]. По результатам огневых испытаний указывается, что применение в НВФ облицовок в виде плоских элементов из трехслойных изделий из алюминиевого листа со средним слоем из негорючего материала (группа НГ) на основе гидроокиси алюминия не является опасным; кроме того, при прочих равных условиях использование облицовок из трехслойных панелей с обшивками из алюминиевых листов и средним слоем из полиизоцианурата является более безопасным по сравнению с облицовкой из трехслойных панелей с обшивками из алюминиевых листов и средним слоем из модифицированного полиэтилена.
Недостатки норм и обоснование некоторых компенсирующих мероприятий
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. Требования пожарной безопасности не нашли должного отражения и в «Рекомендациях по фасадному строительству», разработанных Управлением перспективного проектирования и нормативов Москомархитектуры совместно с ЦНИИЭПжилища, ГУП «НИИ Мосстрой», НИИСФ. В этой связи следует отметить актуальность и практическую значимость систем мониторинга вентилируемых фасадов. Его основные принципы рассмотрены в информационном сборнике [8].
Необходимо ввести в НД требования по применению пожаростойких стекол, представляющих собой многослойные стекла с прозрачными расширяющимися при воздействии высокой температуры слоями; стекла имеют предел огнестойкости EI 15, 30, 45, 60, 90 и 120 мин. При пожаре (при достижении температуры 120 0С) промежуточные слои последовательно изменяют свои физические характеристики, и стекло превращается на определенное время в жесткую и непрозрачную конструкцию, обеспечивающую необходимую защиту (более подробно этот вопрос рассмотрен в статье Л. В. Гончаренко [9] и в информационном сборнике [8] с. 58–76). Кроме того, целесообразно рассмотреть в комплексе вопросы пожаростойкости и применения солнцезащитных стекол, в том числе с использованием солнцезащитных полимерных пленок, которые одновременно снижают риск травматизма людей при разрушении стекла.
Совершенно очевидно, что следует предъявить противопожарные требования к материалу каркаса остекления. Нужно принять во внимание, что алюминиевые сплавы (их преимущества, в частности относительная дешевизна, долговечность, малый вес) легко плавятся уже при 500 0С, и в некоторых публикациях [4, 2] отмечается, что более приемлема коррозионностойкая или нержавеющая сталь в качестве базового материала каркаса ВФС. Тем не менее, по мнению ряда специалистов [2], будущее — за системами алюминиевых профилей (от автора: для промышленных и приморских городов при условии их анодирования и окрашивания), в которых учтены все современные тенденции рынка и которые имеют ряд преимуществ перед традиционной стоечно-ригельной конструкцией. Однако во многих публикациях (за исключением, пожалуй, некоторых [4, 10]) по существу не упоминается о проблеме огнестойкости каркаса, но необходимость нормативного решения этого вопроса очевидна, в том числе в целях сохранения фасадной системы после пожара. Один из вариантов решения вопроса предлагается [11], когда огнестойкость алюминиевых профилей обеспечивается путем заполнения их центральных камер термостойкими и термопоглощающими композициями. Это позволяет компенсировать изгибающие моменты, возникающие при одностороннем нагреве конструкции при пожаре, что приводит к ее минимальным прогибам и увеличивает стойкость ФС к высокотемпературному воздействию.
Некоторые конструктивные решения ФС
Можно упомянуть уже хорошо зарекомендовавшие себя НВФ с использованием металлических кассет PRO-1000 и PRO-2000, а также вертикальный сайдинг (компания «Профиль-Про»), успешное продвижение на российском рынке брэнда «Асахи Тостем» — японского фиброцецментного сайдинга AT-WALL, фасадную систему «Профист» (по результатам натурных испытаний имеет класс пожарной опасности К0), облицовочные панели на основе асбоцементного листа с полиуретановым покрытием (ООО Комбинат «Волна»), АКП, керамогранитные и агломератные (90% натурального дробленого сырья, связующее — полиэфирная смола, докраска искусственными пигментами) компании «ПИК и Ко» и многие другие материалы для ФС.
Композитные материалы
Важное значение для пожарной безопасности ФС имеют параметры используемых композитных материалов. Так, в статье [2] рассмотрены результаты экспериментальных исследований ВНИИПО МЧС России параметров пожарной опасности некоторых алюминиевых композитных панелей (АКП) с различными по составу наполнителями. Установлено, что в АКП внутренний слой полиэтилена (цвет наполнителя АКП — черный или темно-серый) на 6–8 мин. испытания выделяет газообразные продукты горения и затем воспламеняется с дальнейшим обильным появлением горящих капель расплава. Отмечается, что коэффициент дымообразования наполнителя АКП на основе полиэтилена относит его к группе Д3, а саму АКП — к Д2 (для высотного строительства нужно Д1), а по горючести и воспламеняемости соответственно к Г4 (по ГОСТ 30244-94) и В1. Некоторыми специалистами обоснованность отнесения к этой группе подвергается сомнению. Область применения таких АКП — малоэтажное строительство, для материалов группы FR следует ограничивать высотой зданий до 21 м (от автора: можно было бы допустить и до 28 м для привязки к российским нормам по зданиям повышенной этажности), а при большей высоте использовать обрамление из оцинкованной стали с выступами за плоскость фасада. При этом, как указывает специалисты [12], окончательное решение о возможности применения указанных материалов в конструкциях ФС можно принимать только после проведения испытаний по ГОСТ 31251-2003 и ГОСТ 30403-96.
В заключение можно сделать следующие выводы:
1. В отечественных нормативных документах необходимые требования, а тем более — противопожарные, отражены явно недостаточно. Это же относится и к методикам огневых испытаний как отдельных элементов ФС, так и в целом всей системы с учетом особенностей применения в высотном строительстве, включая оценку возможности огневого воздействия снаружи здания (вариант в связи с угрозой совершения террористических актов, горения складируемых у здания материалов и т. п.).
2. Для подтверждения возможности применения конкретной системы НВФ необходимо предоставлять Техническое свидетельство, куда при ежегодном его продлении своевременно вносить соответствующие изменения и дополнения на основе новых результатов научных и экспериментальных исследований. При этом в рамках Госстройнадзора необходим жесткий контроль качества выполнения требуемых противопожарных мероприятий, соответствия фактически применяемых НВФ и их элементов тому, что проходило огневые испытания и разрешено к применению.
3. При проектировании структурированных систем мониторинга и управления инженерными системами высотных зданий (СМИС) целесообразно предусматривать подсистему мониторинга (непрерывного и дискретного) НВФ, например, с использованием технологий, предложенных в статье, опубликованной в журнале «СтройПРОФИль» [3].
4. Применение ФС, особенно остекленных, требует внесения изменений в существующие методики расчетов, особенно применительно к НВФ и остекленным атриумам, высота которых по нормам может достигать 50 м (п.п. 14.4 и 14.10 МГСН 4.19-2005, прил. 6* МГСН 4.04-94), а по ряду проектов зданий — 100 м и более.
5. В протоколе №12 от 27.05.2005 г. заседания НТС Москомархитектуры одобрены состав и структура НД на фасадные системы, а также подчеркивается необходимость привлечения к разработке НД специалистов по пожарной безопасности. В этой связи было бы целесообразным формирование соответствующей рабочей группы и обсуждение ее предложений на страницах специализированных изданий, особенно с учетом планируемого введения раздела «Фасадные системы» в МГСН 4.19-2005 и другие территориальные строительные нормы.
Литература
1. Граник Ю. Г. «Современный фасад должен быть безупречен». // Информационный сборник «Уникальные и специальные технологии в строительстве», № 2(3) 2005, с. 9–11.
2. «Современные системы остекления». // «Стройпрофиль», №7(45), 2005, с. 26–29.
3. Зуев М. А. «Вентилируемые фасады: безопасность, надежность, долговечность». // «СтройПРОФИль», № 5(51), 2006, с. 106–107.
4. Хасанов И. Р., Молчадский И. С., Гольцов К. Н., Пестрицкий А. В. «Пожарная опасность навесных фасадных систем». // «Пожарная безопасность», №5, 2006, с. 36–47.
5. Мешалкин Е. А., Баралейчук В. Г. «Пожарная безопасность фасадных систем». / «СтройПРОФИль», №5 (51), 2006, с. 90–93.
6. Мешалкин Е. А., Баскаков А. Т. «МГСН 4.19-2005: значительный прогресс и остающиеся проблемы». // «Пожарная безопасность в строительстве», №6, 2006, с. 24–28.
7. Подковырин В. П. «Новое предложение по противопожарной защите высотных зданий и многофункциональных комплексов». Материалы 4-й международной научно-практической конференции-выставки «Современные системы и средства комплексной безопасности и противопожарной защиты объектов строительства». — М.: «Стройбезопасность», 2006, с. 42–43.
8. Неугодников А. П., Егоров Ф. А. «Принципы мониторинга вентилируемых фасадов: волоконно-оптические датчики и промышленный альпинизм». // Информационный сборник «Уникальные и специальные технологии в строительстве», № 2(3), 2005, с. 30–34.
9. Гончаренко Л. В. «Пожаростойкие стекла». // «Пожарная безопасность в строительстве», №8, 2005, с. 8–12.
10. Мешалкин Е. А., Баралейчук В. Г. «Пожарная безопасность фасадных систем». // «Пожарная безопасность в строительстве», август., 2006, с. 11–15.
11. Галашин А. Е., Баскакова Л. Ю. «Противопожарные светопрозрачные конструкции в комплексе мер по пожарной безопасности зданий». // «Пожарная безопасность в строительстве», июнь, 2006, с. 29–31.
12. Молчадский О. И., Константинова Н. И., Етумян А. С. «Пожарная опасность алюминиевых композитных панелей». // «Пожарная безопасность», №5, 2006, с. 48–51.
| Автор: Е. А. Мешалкин Дата: 30.03.2007 Журнал Стройпрофиль 2-07 Рубрика: фасадные системы. фасады Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |