CC BY
126Научно-технический и производственный журнал
-------ЖИЛИЩНОЕ ---
СТРОИТЕЛЬСТВО
High-rise construction
УДК 69.032.22
С.В. НИКОЛАЕВ1 (ingil@ingil.ru), д-р техн. наук, ген. директор; В.И. ТРАВУШ2, д-р техн. наук, вице-президент РААСН по направлению «Строительные науки», главный конструктор, зам. ген. директора по научной работе; Ю.А. ТАБУНЩИКОВ3, д-р техн. наук, президент, А.Н. КОЛУБКОВ3, вице-президент;
Г.Г. СОЛОМАНИДИН4, д-р техн. наук; А.А. МАГАЙ1, канд. архитектуры, директор по научной деятельности, Н.В. ДУБЫНИН1, канд. архитектуры, рук. отдела архитектуры жилых и общественных зданий
1 АО «ЦНИИЭП жилища» (127434, г. Москва, Дмитровское ш., 9, стр. 3) 2 ЗАО «Горпроект» (105005, г. Москва, наб. Академика Туполева, 15, корп. 15, эт. 5) 3 НП «АВОК» (127051, г. Москва, а/я 141) 4 Университет Комплексных Систем Безопасности (115088, г. Москва, ул. Шарикоподшипниковская, 38, стр. 1, оф. 427)
Нормативная база высотного строительства в России
Рассмотрены проблемы формирования нормативно-технической базы высотного строительства на современном этапе его развития. Они заключаются в том, что на фоне постоянного увеличения объемов строительства высотных зданий своды правил по их проектированию до сих пор не были разработаны, а используемые ранее территориальные строительные нормы ТСН утратили юридическую силу. Сложилась ситуация, когда в рассматриваемой области практически отсутствуют официальные нормативные документы, положения которых были бы включены в перечень обязательных к применению или как минимум в доказательную базу, что отрицательно влияет на безопасность строящихся объектов и развитие отрасли в целом. В связи с этим в настоящее время Департаментом градостроительной политики города Москвы был заключен Госконтракт с ЦНИИЭП жилища на выполнение научно-исследовательской работы, цель которой - разработка проекта Свода правил «Здания и комплексы высотные. Правила проектирования». Данный документ станет первым и основным в области высотного строительства и будет иметь большое значение для специалистов. В целях обмена опытом и повышения качества Свода правил его основные положения предлагаются к обсуждению.
Ключевые слова: высотные здания, высотные комплексы, нормативная база высотного строительства, архитектура высотных зданий, конструкции высотных зданий.
S.V. NIKOLAEV1, (ingil@ingil.ru), Doctor of Sciences (Engineering), General Director; V.I. TRAVUSH2, Doctor of Sciences (Engineering), Vice-President of RAACS for direction of "Construction Sciences", Deputy General Director for Scientific Work; Yu.A. TABUNSHCHIKOV3, Doctor of Sciences (Engineering), President, A.N. KOLUBKOV3, Vice-President, G.G. SOLOMANIDIN4, Doctor of Sciences (Engineering), Vice-Rector, A.A. MAGAY1, Candidate of Architecture, Director for Scientific Activity, N.V. DUBYNIN1, Candidate ofArchitecture, Head of Department ofArchitecture of Residential and Public Buildings
1 AO "TsNIIEPzholoshcha" (9, structure 3, Dmitrovskoye Hwy, 127434, Moscow, Russian Federation) 2 ZAO "Gorproekt (15, structure 15, floor 5, Academic Tupolev Embankment, 105005, Moscow, Russian Federation) 3 NP "AVOK" (a/ya 141, 127051, Moscow, Russian Federation) 4 University ofComplex Security Systems and Engineering Maintenance (38, structure 1, Off. 427, Sharikopodshipnikovskaya Street, 115088, Moscow, Russian Federation)
Regulatory Framework of High-Rise Construction in Russia
The article considers problems of the formation of regulatory and technical base of high-rise construction at the present stage of its development. They are that against the background of the constant increase in volumes of construction of high-rise buildings, codes of rules for their construction are not still developed, and territorial building regulations (TBN) used previously lost effect. There is a situation when in the field considered official normative documents, provisions of which could be included in the list of obligatory for execution or, as minimum, in the evidence base, are practically absent. This negatively affects the safety of objects under construction and the development of the industry as a whole. In connection with this, at present, the Department of Urban Development of Moscow has concluded the State Contract with TsNIIEPzhilishcha for executing the research works aimed at the development of the Code of Rules "High-Rise Buildings and Complexes. Design Rules". This document will be the first and basic in the field of high-rise construction and will have a great importance for specialists. In order to exchange experience and improve the quality of the Code of Rules, its main provisions are offered for discussion.
Keywords: high-rise buildings, high-rise complexes, regulatory framework for high-rise construction, architecture of high-rise buildings, structures of high-rise buildings.
Актуальность высотного строительства в России
определяется тем, что на современном этапе развития для градостроительства характерны высокие темпы урбанизации крупных и крупнейших городов, наиболее отчетливо это прослеживается прежде всего на примере Москвы. Этот процесс ставит перед архитекторами и инженерами проблемы расселения, контроля за увеличением затесненности застройки городских районов, эффективного использования территорий, создания сети необходимых служб и услуг
1-2'2016 ^^^^^^^^^^^^^
в жилых и административных районах, развития их инфраструктуры, экономии материальных и энергетических ресурсов. Все это стимулирует строительство высотных зданий, доля которых в застройке неуклонно растет. Постепенно они становятся наиболее привлекательными объектами инвестиций. Этому также способствуют развитие технологий в строительстве и появление на рынке новых материалов.
В последние 20 лет наблюдается резкое увеличение объемов высотного строительства. Среди городов, где оно ведет- 3
Высотное строительство
------ЖИЛИЩНОЕ ---
строительство
Научно-технический и производственный журнал
ся, учитывая здания только выше 100 м, можно назвать Санкт-Петербург, Казань, Барнаул, Владивосток, Новосибирск, Уфу. Высотное строительство в России является не только ответом на высокую стоимость земельных участков в мегаполисах, прежде всего это стремление к новаторству, освоению новых, прогрессивных конструктивных и инженерных решений [1]. Начало современного высотного строительства в конце ХХ - начале XXI в. ознаменовал проект Международного московского делового центра (ММДЦ). Массовое же строительство началось в результате утверждения в столице городской программы «Новое кольцо Москвы», по которой предполагалось возвести 60 высотных жилых гостиничных и офисных зданий [2].
Следует отметить, что в высотном строительстве наша страна является одной из передовых в мире. Первые уникальные идеи возведения высотных объектов появились еще в 1919 г. и преследовали не материальные интересы, а идею создания символа динамично развивающегося общества [3]. В настоящее время обобщение ряда научных публикаций и источников, включающих данные по зарубежным странам, показывает, что по количеству наиболее высоких зданий (выше 200 м) лидирующие позиции занимают США, которые можно назвать родиной небоскребов, и Китай, где строительный комплекс развивается особенно динамично с 1990-х гг. [4]. Хотя и с отрывом от них, Россия возглавляет список остальных стран - ОАЭ, Австралия, Сингапур, Канада, Япония и др. [5].
Между тем разработка норм в данной области значительно отстает от практики проектирования и строительства, что снижает возможности эффективного нормативно-технического регулирования отрасли и тормозит высотное строительство.
В настоящее время можно констатировать отсутствие официальных действующих нормативных документов. В связи с этим проектирование высотных зданий ведется исключительно по специальным техническим условиям (СТУ) по обеспечению механической и пожарной безопасности. Разработка СТУ, как правило, занимает от 3-6 месяцев, после чего готовый документ необходимо согласовать в Минстрое РФ. При этом отсутствие единых официальных требований к архитектурно-планировочным и конструктивным решениям, утвержденных определений терминов, методов расчетов конструкций, прогрессирующего обрушения и даже, казалось бы, рутинных методов определения высоты и технико-экономических показателей высотных зданий значительно усложняет и тормозит разработку СТУ, создавая спорные ситуации среди проектировщиков и экспертов. При этом очевидно, что СТУ являются необходимыми при проектировании уникальных объектов, но не должны и не могут полностью заменить базовые нормативные документы.
Отечественные нормы по проектированию и строительству высотных зданий были разработаны сравнительно недавно. Первым из них можно считать МГСН 4.19-2005 «Временные нормы и правила проектирования многофункциональных высотных зданий и зданий-комплексов в городе Москве», разработанные ЦНИИЭП жилища как головной организацией [2] совместно с ФГУ ВНИИПО МЧС России, ВАНКБ, ФГУП «КТБ ЖБ», ГУП «МНИИТЭП», МГСУ, НИИ ВДПО ОПБ, ГУП НИИЖБ, НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, НИиПИ генплана г. Москвы, ОАО «Моспроект», НИИСФ РААСН, ФГУП «СантехНИИпроект», ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, АВОК, ПНИИИС. В нем были рассмотрены вопросы архитектурно-планировочных, конструктивных и инженерных решений, обеспечивающие безопасность при проектировании высотных зданий.
4| -
В 2007 г. на основе МГСН 4.19-2005 ЦНИИЭП жилища с тем же авторским коллективом были разработаны проекты Специального технического регламента «Многофункциональные высотные здания и здания-комплексы» и Национального стандарта «Проектирование зданий высотой более 75 метров». Данные документы были выполнены с учетом полученного опыта применения МГСН 4.19-2005 и разработки специальных технических условий на проектирование и строительство высотных зданий и комплексов. Однако указанные документы не были официально утверждены ввиду законодательных коллизий, связанных с изменением Федерального закона от 27.12.2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании».
МГСН и ТСН частично потеряли юридическую силу вследствие принятия Федерального закона от 27.12.2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», где в ст. 13 были определены документы в области стандартизации, в число которых ТСН не вошли. А позже полностью утратили актуальность, когда в соответствии с ч. 3 ст. 42 Федерального закона от 30.12.2009 г. № 384-Ф3 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» было принято Распоряжение Правительства РФ от 21 июня 2010 г. № 1047-р «Об утверждении перечня национальных стандартов и сводов правил, в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», а также Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 июня 2010 г. № 2079 «Об утверждении Перечня документов в области стандартизации, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений». ТСН не были включены в число нормативных документов как обязательных, так и добровольного применения, составляющих доказательную базу.
Однако сложившаяся на тот период ситуация в нормативно-технической сфере позволила перейти к разработке стандартов организаций. Учитывая это, в 2009 г. ЦНИИЭП жилища при участии ведущих научно-исследовательских институтов, проектных организаций России и учреждений Москвы, таких как АВОК, ФГУ ВНИИПО МЧС России, ВАНКБ, ГУП «МНИИТЭП», Комитет Мосгосстройнадзора, МГСУ, Мо-скомэкспертизы, НИИ ВДПО ОПБ, ГУП НИИЖБ им. А.А. Гвоздева, НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, НИиПИ генплана г. Москвы, ОАО «Моспроект», НИИСФ РААСН, ФГУП Сантех-НИИпроект, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, ГУ «Центр Энлаком», ОАО «КТБ ЖБ», ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, ЗАО «М. Инженерная компания», был разработан, согласован и введен в действие СТО 01422789-001-2009 «Проектирование высотных зданий».
Позже в НОСТРОЙ и НОП был выполнен целый ряд СТО по инженерным системам высотных зданий, которые были признаны Ростехнадзором и рекомендованы к применению письмом от 14.08.2012 г.
Следует упомянуть также ряд документов по смежным градостроительным и инженерным вопросам проектирования и строительства высотных зданий, разработанных в виде «Методической документации в строительстве» (МДС), «Методических руководящих документов в строительстве» (МРДС), «Региональных методических документов» (РМД), а также ГОСТов.
М-2'2016
Научно-технический и производственный журнал
High-rise construction
В результате была создана представительная база нормативно-технических документов как территориального, так и федерального значения, имеющих обязательный и рекомендательный характер. Приведенные в них требования, инструкции и предложения представляют собой комплекс апробированных положений по различным вопросам проектирования высотных зданий, который можно уверенно использовать для разработки сводов правил.
В настоящее время на данной основе готовится к утверждению Свод правил «Инженерные системы высотных зданий», разрабатываемый ЗАО «ИСЗС-Консалт». Еще раньше Рабочей группой Межгосударственной научно-технической комиссии по стандартизации, техническому нормированию и оценке соответствия в строительстве (МНТКС) был разработан Межгосударственный свод правил МСП «Инженерные системы высотных зданий». При этом планировалось, что в случае утверждения и соответствующего международного голосования данный документ примут в Азербайджане, Армении, Беларуси, Казахстане, Киргизии, Молдове, России, Таджикистане, Узбекистане.
Ключевое место занимает Свод правил, разрабатываемый ЦНИИЭП жилища совместно с ведущими научно-исследовательскими институтами и организациями РФ (ЗАО «ГОРПРОЕКТ» АО «НИЦ строительство» - ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, НИИЖБ им. А.А. Гвоздева, ГУП «МНИИТЭП», ЗАО НИЦ СтаДиО, ООО «ТЕКТОПЛАНф», НИИСФ РААСН, НП «АВОК», ОАО «СантехНИИпроект», ООО «СанТехПроект», АНО «ВАН КБ») «Здания и комплексы высотные. Правила проектирования», как включающий в себя основные положения по архитектурным, конструктивным решениям, инженерным системам и комплексной безопасности.
Разрабатываемый ЦНИИЭП жилища документ принципиально отличается от предшествующих, он не является механическим повторением МГСН 4.19-2005 или СТО 01422789-001-2009, работа над ним основана на переработке и переосмыслении разработанных ранее норм, причем не только выполненных в России, но и в Казахстане, Украине, Белоруссии, где нормативная база в рассматриваемой области уже активно создается [6, 7], а также учитывает многолетний опыт разработки СТУ для проектирования и строительства высотных зданий практически по всей стране.
В текст документа введен ряд новых положений, принципиально отличающих его от предшествующих по архитектурным, конструктивным и инженерно-техническим решениям.
В области архитектурно-планировочных требований введены следующие положения:
- определение высотного здания и комплекса, которые до сих пор отсутствовали. Также дополнены определения других терминов объемно-планировочных элементов;
- дана методика расчета высоты здания, которая, по мнению подавляющего большинства специалистов, должна отличаться от обычных зданий в силу специфики и целей ее учета в проекте;
- рассмотрены нюансы расчета площади и этажности высотного здания;
- уточнен набор обязательных служебных помещений. По конструктивным решениям:
- откорректированы в соответствии с законодательными актами и действующими национальными стандартами условия определения уровня ответственности и коэффициента надежности конструкций по уровню ответственности;
1-2'2016 ^^^^^^^^^^^^^
- конкретизированы методы расчетов конструкций, учета ветровых и сейсмических нагрузок, условия назначения классов бетонов;
- уточнена методика расчета на устойчивость к прогрессирующему обрушению.
Конкретизированы и дополнены требования разделов по вертикальному транспорту, тепловой защите, санитарно-гигиеническим и экологическим требованиям, мероприятиям по научно-техническому сопровождению. В частности, введен раздел по технологии геодезического обеспечения.
Принят новый подход к формированию требований к инженерным системам. В силу их большого объема в рассматриваемом документе приводятся только основные положения, а конкретизирующие и обеспечивающие их выполнение требования - в отдельном специализированном СП (упомянутом выше).
Основные положения к проектированию инженерных систем документа включены в подразделы: «Теплоснабжение, отопление, вентиляция, кондиционирование и холодоснабже-ние»; «Водопровод, канализация и водостоки»; «Электроснабжение, силовое электрооборудование и электроосвещение»; «Системы связи, сигнализации, автоматизации и диспетчеризации»; «Безопасность функционирования инженерных систем»; «Вертикальный транспорт»; «Мусороудаление».
Принципы подхода к проектированию инженерных систем, изложенные в документе, не имеют ограничения по высоте проектируемых зданий.
Более широко решены вопросы по комплексному обеспечению безопасности с учетом увеличения в настоящее время опасности реализации различных угроз террористического и криминального характера. Как отметил первый заместитель руководителя аппарата Национального антитеррористического комитета Е.П. Ильин, «...современные террористы своей главной задачей ставят достижение масштабных разрушений, сопровождающихся как можно большим количеством человеческих жертв...» [8]. Поэтому высотные здания становятся для них одной из наиболее привлекательных целей в виду присутствия значительного количества людей при ограниченных возможностях их эвакуации [9]. Основные меры по защите от данных угроз определены в базовых требованиях разрабатываемого документа, которые, как предполагается, должны быть положены в основу разработки проекта Постановления Правительства РФ об утверждении требований по обеспечению антитеррористической защищенности и разработке паспортов безопасности высотных объектов.
Главной концепцией комплексной безопасности высотного здания является ее построение на базе единого информационного пространства с использованием самостоятельных структурированных кабельных систем, пространственно отделенных от других слаботочных систем, и принятием мер, обеспечивающих защиту информации в этих системах. В числе новых базовых требований, включенных в разрабатываемый Свод правил и отсутствовавших в предыдущих документах, в том числе в МГСН 4.19-2005, можно назвать следующие:
- включение в состав проектной документации самостоятельного подраздела «Комплексное обеспечение безопасности и антитеррористической защищенности», в котором должны быть разработаны организационные, инженерно-технические и специальные мероприятия, применение которых исключает или сводит к минимуму возможность доставки и размещения в высотном здании или на прилегающей территории взрывных устройств и оружия;
- 5
Высотное строительство
ц м .1
Научно-технический и производственный журнал
- вводится понятие «возможные воздействия угроз террористического и криминального характера», на противостояние которым должен быть разработан и рассчитан комплекс мероприятий обеспечения безопасности и антитеррористической защищенности высотного здания;
- дается определение понятию «кризисная ситуация», что позволяет зафиксировать прекращение нормального функционирования объекта и своевременно принять соответствующие меры. Например, при выходе из строя одной или нескольких систем жизнеобеспечения и отсутствии возможности их восстановления в заданное время. Представленный на обсуждение проект Свода правил, по сути, расширяет возможности проектировщиков. Он не нацелен на какие-либо дополнительные ограничения, но и не преследует цель все разрешить. Главная задача - помочь архитекторам и инженерам строить безопасные высотные здания любой формы, конфигурации и высоты, используя проверенные методики расчетов. К настоящему времени построено большое количество высотных зданий и накоплен большой опыт: апробированные методы формирования объемно-планировочных решений, расчетов, конструирования, разработки инженерных систем, - все это включено в Свод правил и направлено на реальную помощь проектировщикам.
Вместе с тем не надо забывать, что строительство высотных зданий требует более внимательного отношения к безопасности, а соответственно и к обеспечивающим ее дополнительным мероприятиям, как конструктивным, так и инженерно-техническим. Все проектировщики, строители, инвесторы должны понимать, что высотное здание всегда будет дороже обычного. Это и более сложные проектные решения, и дополнительные расчеты, и материалы, включая высокие классы бетонов, и сложные инженерные системы, и особые условия подключения к городским сетям. Но все перечисленное следует относить не к ограничениям, а к дополнительным обязательствам, которые должны взять на себя строители и инвесторы для обеспечения безопасности высотных зданий.
При организации публичного обсуждения (январь - февраль 2016 г.) проект первой редакции Свода правил был размещен на сайте ЦНИИЭП жилища. Все заинтересованные специалисты могли получить документ для рассмотрения, высказать свое мнение, дать замечания и предложения, поделиться опытом. Кроме того, проект первой редакции СП был разослан более чем в 20 проектных и научных организаций по всей России, которые активно участвуют в проектировании высотных зданий. При этом каждое обращение было внимательно рассмотрено соответствующими специалистами.
Высотные здания необходимы для перспективного развития градостроительства, они представляют собой символ развития национальной культуры и техники, а их механическая надежность должна быть достаточна, чтобы противостоять вызовам своего времени, включая изменения климата, техногенные катастрофы и иные угрозы [10]. Эти проблемы и должен помочь решить разрабатываемый нормативный документ, который будет первым Сводом правил в области высотного строительства.
Список литературы
1. Магай А.А. Архитектура высотных зданий мира. Новосибирск: Карт Мастер, 2008. 140 с.
2. Современное высотное строительство. М.: ГУП «ИТЦ Мос-комархитектуры», ОАО ЦНИИЭП жилища, 2007. 464 с.
3. Руководство по высотным зданиям. Типология и дизайн, строительство и технология / Пер. с англ. / Под общ. ред. С.В. Николаева. М.: ООО «Атлант-Строй», 2006. 228 с.
4. Tall buildings of China / Edited by Georges Binder. 6 Bastow Place, Mulgrave, Victoria 3170, Australia.: The Images Publishing Group Pty Ltd, 2015. 248 p.
5. Граник Ю.Г. Строительство высотных зданий. М.: ОАО «ЦНИИЭП жилых и общественных зданий», 2010. 480 с.
6. Марковский М.И. Высотное строительство из монолитного железобетона // Архитектура и строительство. 2011. № 2 (220). http://ais.by/story/12613 (дата обращения 02.02.2016).
7. Серых А.Р. Сравнительный анализ систем технического регулирования Казахстана, России и США / SNIP REGISTER, INC, Чикаго, США 2006. StandartGost.ru: http://standartgost. ru/g/snip-id-48477 (дата обращения 02.02.2016).
8. Ильин Е.П. О современной ситуации в сфере противодействия терроризму в России // Труды III Международной научной конференции по проблемам безопасности и противодействия терроризму. Москва: МГУ, 27 октября 2007 г. 120 с.
9. Соломанидин Г.Г. Концепция комплексного обеспечения безопасности высотных зданий // Алгоритм безопасности. 2006. № 4. http://www.algoritm.org/arch/arch. php?id=22&a=237 (дата обращения 02.02.2016).
10. Wood Antony Tall buildings: search for a new typology. PhD thesis, University of Nottingham, 2010. 28 p.
References
1. Magai А.А. Arkhitektura vysotnykh zdanii mira [Architecture of high-rise buildings of the world]. Novosibirsk: Kart Master, 2008. 140 p. (In Russian).
2. Sovremennoe vysotnoe stroitel'stvo [Modern high-rise construction]. М.: GUP «ITC» Moskomarkhitektury», OAO TsNIIEP zhilishcha, 2007. 464 p. (In Russian).
3. Rukovodstvo po vysotnym zdaniyam. Tipologiya i dizain, stroitel'stvo i tekhnologiya [High-Rise Manual. Typology and Design, Construction and technology]. Lane with English under a general edition S.V. Nikolaev. М.: ООО «Atlant-Stroi», 2006. 228 p. (In Russian).
4. Tall buildings of China. Edited by Georges Binder. 6 Bastow Place, Mulgrave, Victoria 3170, Australia.: The Images Publishing Group Pty Ltd, 2015. 248 p.
5. Granik U.G. Stroitel'stvo vysotnykh zdanii [Construction of high-rise buildings]. М.: ОАО «TsNIIEP zhilykh i obshchestvennykh zdanii», 2010. 480 p. (In Russian).
6. Мarkovskiy M.I. High-rise construction from monolithic reinforced concrete. Arkhitektura i stroitel'stvo. 2011. No. 2 (220). http://ais.by/story/12613 (date of the address 02.02.2016). (In Russian).
7. Serykh А^. Comparative analysis of systems of technical regulation Kazakhstan, Russia and USA / SNIP REGISTER, INC, Chicago, USA 2006. StandartGost.ru. http://standartgost.ru/g/ snip-id-48477 (date of the address 02.02.2016г). (In Russian).
8. Il'in E.P. About a modern situation in the sphere of counteraction to terrorism in Russia. Papers of III international scientific conference on problems of safety and counteraction to terrorism. Moscow: MGU, on October 27, 2007. (In Russian).
9. Solomanidin G.G. Concept of complex safety of high-rise buildings. Algorithm of safety. 2006. No. 4. 2006. http:// www.algoritm.org/arch/arch.php?id=22&a=237 (date of the address 02.02.2016г). (In Russian).
10. Wood Antony Tall buildings: search for a new typology. PhD thesis, University of Nottingham, 2010. 28 p.
6
1-22016
