Мир инженерных идей

Нет пожарам!
А. Ю. Калинин, А. А. Гурьев, В. А. Писмарев

№ 1 за 2008  год

Электронная версия научно-популярного журнала "Архитектура и строительство Москвы".

Содержание номера:

В. И. Ресин
Московский Стройкомплекс: приоритеты и перспективы

Ю. Р. Савельев
К истории усадьбы Кусково

Я. Ш. Каждан
Юлий Владимирович Ранинский (1928-2001.

А. Ю. Калинин, А. А. Гурьев, В. А. Писмарев
Нет пожарам!

Е. О. Матухина
К проблеме территориального развития жилой застройки

Н. Е. Егоров
Мирза Мустафаев: от рисунка до проекта

В. Е. Павлов
Августин Бетанкур. К 250-летию со дня рождения

Итоги международного форума «CITY BUILD. Строительство городов 2007»

В. А. Резвин
От Хамовников к Новодевичьему

 

В прошлом году наш журнал начал публиковать цикл статей о работе Энлакома - городского экспертно-научного центра. Энлаком интересен тем, что занимается фасадами. Фасад - сложная конструкция. Она выполняет в архитектурном произведении эстетические, ограждающие и несущие функции. Каждая из них направлена против другой, увязать их, не навредив другой - трудная задача, решать которую приходится каждый раз, проектируя жилой дом, концертный зал или детский сад.

Взаимосвязь решений требует знаний, координации действий специалистов разного профиля, постоянного контроля за проектированием и возведением зданий. Тема фасадов неисчерпаема и в этой статье разговор пойдет о пожарной безопасности навесных конструкций, широко распространяемых в последнее время.

Конструкция навесного фасада многослойна. Основание - кирпичная или железобетонная стена, утеплитель, воздушная зона, металлическая подконструкция, образующая несущий остов для внешнего облицовочного слоя. Да, много всего... Но, что тут сложного, если утеплитель взят не горючий, облицовка - тоже, подконструкция хорошо защищена от воздействия огнем. Тем не менее воздушный поток, постоянно циркулирующий в воздушном прослое, в течении времени может разрушить (растрепать) теплоизоляцию. При точке росы на поверхности теплоизоляционного слоя сочетание этих двух «бяк» неизбежно приведет к потере ограждающей функции фасада. Поэтому теплоизоляцию прячут за ветрозащитной мембраной. Всем хороша такая мембрана, но по горючести не соответствует противопожарным требованиям. Проблема оказалась достойной, чтобы быть предметом рассмотрения на рабочей группе по координации проектирования и возведения фасадов. После дискуссии было решено ограничить применение мембран типа «Тайвек». Указано, что вместо них можно применять утеплители с внешним кашированным слоем, удовлетворяющим и пожарную службу, и проектировщиков.

Применение мембран на определенных сооружениях можно ограничивать, например, в угловых зонах, в выступающих частях фасадов; на высотках оно должно определяться расчетом конструкций. Пожарная безопасность фасадных конструкций в новом строительстве обсуждалась во ВНИИПО МЧС России совместно с организациями, отвечающими за пожарные испытания. В их числе: ЦНИИСК имени В. А. Кучеренко и нормативно-технический отдел МЧС России. Анализ пожаров при строительстве не только в Москве, но и в других городах России (Владивосток), а также в СНГ (Астана), заставил пересмотреть положения существующего ГОСТа, учитывать возникновение пожара не только внутри сооружений, но и, как в названных случаях, снаружи здания и распространения его внутрь. Кроме того, установлено противоречие между ГОСТ и СНиП. В частности в СНиП установлена длительность испытания на огнестойкость наружных ограждающих конструкций 60 минут, а в ГОСТе - 45 минут. МЧС предложило дополнить ГОСТ разбивкой композитных панелей на три категории по степени горючести для того, чтобы можно было бы изначально закладывать в проекты нужное и зависимое от категорий зданий.

Опыт испытаний показал, что традиционные методы определения огнестойкости и пожарной опасности строительных конструкций недостаточны. Применяемый сегодня набор утепляющих материалов существенно зависит от конструктивного решения теплоизоляции. Вот его как раз трудно оценить при маломасштабных огневых испытаниях.

Поэтому так ценен ГОСТ 31251-2003 «Конструкции строительные. Методы определения пожарной опасности», даже при том, что требования указанного стандарта не распространяются на оценку пожарно-технических характеристик для заполнений проемов в наружных стенах и светопрозрачных ограждений. Специалистами ЦНИИСК и МЧС создана и проходит согласование временная методика «Огневые испытания наружных ненесущих стен каркасного типа, в том числе со светопрозрачными элементами, по определению их пожаро-технических характеристик при воздействии пожара с внешней стороны». Проектировщики после утверждения последнего документа получат основание для безопасной работы.

Мембраны опасны не только своей легкой возгораемостью, но и выделением токсичных продуктов при горении. Опасность подстерегает проектировщиков при употреблении алюминиевых профилей в качестве несущей подконструкции (об этом подробнее чуть позже).

Нарушение технологических регламентов при монтаже навесных вентилируемых фасадов, особенно во время сварочных работ - еще одна угроза для фасадов. Особенно уязвимы все те же влагозащитные мембраны и кашировка.

Сказанное в полной мере относится как к жилым зданиям, так и к общественным. Специальные сооружения - склады, библиотеки - требуют особых испытаний по НПБ 233-96 «Здания и фрагменты зданий. Метод натурных огневых испытаний. Общие требования».

Проектировщикам следует знать, что условия огневых испытаний по контролируемому температурному режиму не совпадают с традиционным температурным режимом стандартных испытаний на огнестойкость и конструктивную пожарную опасность для внутренних строительных конструкций. Это связано с тем, что тепловые нагрузки для наружных стен с внешней стороны отличаются от таких нагрузок внутри помещения. Огневые испытания навесных вентилируемых систем позволили выявить некоторые особенности их пожарной опасности.

Слабым звеном многих фасадных систем с вентилируемым зазором до сих пор остается несущий каркас. Алюминиевые направляющие резко теряют свои прочностные характеристики под воздействием температур, превышающих 600°С., но и каркасы из стали требуют противопожарной защиты.

При проектировании возможны различные ситуации, когда архитектор и конструктор могут расходиться во взглядах при выборе материала или технического решения. В помощь им несколько советов.

Первый. Большое значение имеет использование стальных элементов защиты по контуру оконных, дверных и других проемов при облицовке из листовых материалов.

Второй. Для систем с облицовкой из керамической плитки (керамогранита) и открытой схемой крепления, учитывая высокую вероятность растрескивания и выпадения плиток, следует предусматривать увеличение количества кляммеров (крепежных элементов) вблизи проемов.

Третий. Наличие на облицовочных плитах компаундов на основе эпоксидных и полиэфирных смол или акриловых композиций с расходом не более 600 г/м2, служащих для приклеивания декоративной каменной крошки, не увеличивает пожарную опасность фасадных систем.

Четвертый. В случае использования в качестве каркаса направляющих из алюминия и облицовки из керамических плит рекомендуется комбинация из стальных и алюминиевых направляющих, при этом стальные направляющие устанавливаются над оконными проемами и в непосредственной близости к их вертикальным откосам.

Пятый. Применение в фасадных системах облицовок и каркаса из алюминиевого сплава чревато его плавлением с образованием горящего расплава, который становится вторичным источником возгорания расположенных ниже балконов, кровель пристроенных зданий меньшей этажности. Как быть при этом? Каждый случай требует своего решения. Их число может быть очень большим. Поэтому консультация со специалистами ЦНИИСКа, МЧС или Энлакома никогда не будет лишней.

Шестой. Применение в фасадных системах облицовок в виде плоских трехслойных изделий из алюминиевого листа со средним слоем из негорючего материала на основе гидроокиси алюминия (группа горючести среднего слоя НГ - по ГОСТ 30244/13) не опасно.

Седьмой. Использование алюминиевых сплавов с более высокой температурой плавления приводит в ряде случаев к существенному снижению пожарной опасности системы и расширению области применения этих сплавов.

Восьмой. Будьте осторожны. Всегда получайте полную информацию о том, что используете. Не сторонитесь консультаций. Кто-то всегда знает больше вас.

Выводы.

1. Применение навесных фасадных систем с воздушным зазором возможно при наличии технического свидетельства ФГУ ФЦС РОССТРОЯ (ТС) на фасадную систему; технической оценки (ТО); альбома технических решений; заключения об огневых испытаниях от испытательной лаборатории; документа, определяющего пожароопасные свойства материалов; инструкции для эксплуатирующей организации.

2. Монтаж фасадных систем должен выполняться в соответствии с предусмотренным регламентом и технологией монтажных работ строительными организациями, имеющими лицензию на этот вид строительной деятельности, специалисты которых прошли обучение и получили соответствующее подтверждение.

3. При монтаже систем вентилируемых фасадов, а также при монтаже на них информационного, осветительного, рекламного и другого оборудования, при ремонтных и других работах необходимо исключить возможность воздействия открытого пламени и повышенных температур на элементы системы, а также нагрев их выше допустимых (паспортных) температур при эксплуатации. Монтаж систем и выполнение указанных выше работ требует повышенных мер пожарной безопасности.

4. Недопустимо применять навесные фасадные системы в следующих случаях:

- при использовании материалов для облицовки плоскостей и изготовления подсистем, крепежных изделий, утеплителя, не предусмотренных в техническом свидетельстве (то есть, когда внесенные изменения, в том числе и новые конструктивные решения, оказываются таковы, что для подтверждения пригодности системы требуется проведение новых огневых испытаний по ГОСТу, оформление нового технического свидетельства или внесение изменений в действующее);

- использование в системе материалов, не прошедших огневых испытаний по ГОСТу и принятых только на основании идентичности групп горючести и воспламеняемости с материалами-аналогами;

- при нарушении высотности, предусмотренной в техническом свидетельстве и регламентированной классом пожарной опасности системы и нормативными документами;

- при отсутствии документов, подтверждающих происхождение и качество материалов, входящих в систему, особенно импортного производства. (У них другие требования, иногда неприемлимые в наших условиях).

5. Техническое свидетельство (ТС) - основной нормативный документ, разрешающий и регламентирующий устройство фасадной системы на территории Российской Федерации. Вместе с тем, каждая система имеет свои конструктивные особенности, которые часто требует внесения дополнений в альбом технических решений и в ТС после огневых испытаний.

6. Надзорным органам, следует требовать от разработчиков не только техническое свидетельство на фасадную систему, но и официальное заключение об огневых испытаниях. Целесообразно требовать от поставщиков композитных материалов предъявления результатов термического анализа (идентификационного контроля) и определения низшей теплоты сгорания материала, примененного для фасадной системы проектируемого объекта.

7. Обеспечение качества навесных фасадных систем - комплексная задача.

Ее решение должно предваряться постановкой требований к проектированию объекта, изложенных в специальных технических условиях. Проектирование необходимо обеспечить научно-техническим сопровождением.

8. Выбирать тип фасадной системы следует на предпроектной стадии совместными усилиями проектировщиков, архитекторов и Заказчика, исходя из: прочности, деформативности, теплозащиты, теплоустойчивости, звукоизоляции, пожаробезопасности, долговечности, ремонтопригодности и других качеств. Проектная документация для устройства навесных фасадных систем должна включать, кроме собственно чертежей, прочностные расчеты конструкций и крепежных элементов, в том числе с учетом динамических ветровых нагрузок по высоте здания. Выполнение дублирующих (проверочных) расчетов различными программными комплексами поможет снизить количество ошибок.

9. Опыт показывает, что выбор фасадной системы должен, как правило, быть связан со всеми разделами проекта от геофизических исследований участка строительства, конструктивного остова, размеров и формы будущего здания, прочности материалов наружных ограждающих конструкций, климатических условий окружающей среды и так далее. Ошибки в любом из них способны привести к весьма неприятным последствиям - вплоть до полного разрушения фасадной системы.

10. Отсутствие качественного, детально проработанного проекта - корень всех бед при строительстве.

11. Проблемы, связанные с качеством монтажа конструкций навесных фасадных систем на высотных зданиях, обычно обусловлены:

- низким профессиональным уровнем организаций, выполняющих монтаж;

- плохой поверхностью наружных ограждающих конструкций (стена-основа): дефекты бетонирования, сверхдопустимые отклонения по вертикали;

- конструкционными элементами и материалами, не соответствующими рабочему проекту, а иногда подменой комплектующих;

- сложностью монтажа на больших высотах когда отсутствуют детально проработанный проект производства работ, технологические карты рабочих процессов и так далее.

12. Однако и наличие добротного проекта, к сожалению, зачастую не позволяет избежать при осуществлении расхождений с проектными решениями и нормативно-технической документацией, возникающими, в числе прочего, вследствие небрежности, невнимательности, недостаточной обученности и квалификации рабочего персонала, отсутствия должного авторского и технического надзора, постоянной спешки.

13. Помочь в решении указанных проблем призван мониторинг, позволяющий своевременно оценить состояние смонтированных элементов фасадных систем, выявить и устранить допущенные несоответствия.

14. Много значит для долгосрочной и надежной службы конструкций навесных фасадных систем качество их эксплуатации.

Четырнадцать пунктов - это далеко не все, что нужно знать о фасадах и главных их врагах: пожаре и недостатке знаний.
Избавление от второго снижает возможность возникновения первого.
Знать больше, постоянно консультироваться с теми, кто знает много - залог профессионального роста, безопасности зданий и сооружений.