CC BY
24УДК 614.841.1
Безбородов В. И., Вагенлейтнер Е. В., Казиев М. М., Зубкова Е. В.
ОСОБЕННОСТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЖАРОСТОЙКОСТИ НАРУЖНЫХ СВЕТОПРОЗРАЧНЫХ СТЕН
В статье авторами исследуются применяемые в российской и зарубежной строительной отрасли наружные светопрозрачные стены, а также дается оценка степени их влияния на распространение пожара. Рассмотрены требования нормативных документов в области огнестойкости и пожарной опасности наружных светопрозрачных стен, конструктивные и технические решения, направленные на повышение их пожарной безопасности, а также порядок проведения проверок на соответствие требованиям нормативных документов.
Ключевые слова: светопрозрачные конструкции, наружная светопрозрачная стена, водяное орошение, огнестойкое стекло.
Строительство зданий, стены которых выполнены из стекла, является новым и динамично развивающимся направлением в строительной отрасли России, началом которого можно считать момент строительства международного делового центра «Москва-Сити». При проектировании и строительстве подобного типа зданий был заимствован опыт зарубежных стран. Высокие темпы развития современной техники и технологий позволяют быстро и эффективно совершенствовать технологии производства и расширять возможности конструктивного исполнения све-топрозрачных конструкций, применяемых в строительстве наружных стен. На сегодняшний день российские производители светопрозрачных конструкций предлагают многообразие вариантов их конструктивного исполнения, обусловленное разнообразием существующих классификационных структур, отличающихся друг от друга по различным признакам: расположению, типам несущего каркаса, материалам каркаса, вариантам крепления светопрозрачного заполнения, наличием выступающих из плоскости остекления элементов механического крепления, а также видом светопрозрачного заполнения.
Классификация светопрозрачных конструкций в зависимости от способа монтажа:
навесные - конструкции, устанавливаемые на относе от каркаса здания (вся конструкция стены навешивается перед каркасом здания и крепится на плитах перекрытия);
встраиваемые - конструкции, устанавливаемые как между перекрытиями от пола одного этажа до плиты перекрытия следующего, так и в стеновой проём.
Подробное описание конструктивных особенностей светопрозрачных конструкций рассмотрено в статье [1].
Относительная новизна использования светопрозрачных конструкций в качестве ограждающей стены здания определяет повышенное внимание к вопросу безопасности применения подобного типа конструкций. К решению данного вопроса целесообразно подходить на стадии проектирования и на всех этапах строительства здания. Трагические последствия пожаров, произошедших в разных странах, в зданиях типа международного делового центра «Москва-Сити» свидетельствуют о малой пожароустойчивости светопрозрачных стен. Так, пожары в башне Tamweel Tower (ОАЭ, 2012 г.) и в отеле Mandarin (Пекин, 2014 г.) объединяют характерные особенности, к которым относятся: быстрое распространение пожара по фасаду зданий, обрушение горящих фасадных конструкций, способствующих распространению пожара на нижележащие этажи, и большой радиус разлёта фрагментов светопроз-рачных элементов фасадов.
Основная задача ограждающих стен здания, с точки зрения обеспечения пожарной безопасности, это предотвращение выхода пожара за пределы здания и недопущение распространения его по фасаду здания в течение времени, необходимого для эвакуации людей и прибытия пожарных подразделений для ликвидации горения.
Решение поставленной задачи,направленной на достижение соответствия наружных свето-прозрачных стен требованиям эксплуатационной и пожарной безопасности, обеспечивается за счёт конструктивных и технических решений, реализуемых производителями с учётом индивидуальных особенностей объектов защиты. Таким образом, для определения сферы применения светопроз-рачной конструкции необходимо установить область предъявляемых к ней требований нормативных правовых актов и нормативных документов.
Положениями законов [2] и [3], а также требованиями нормативных документов, подробно рассмотренных в статье [1], регулируются общие аспекты безопасности зданий и сооружений, в том числе и в части требования пожарной безопасности к ограждающим конструкциям здания.
Предел огнестойкости и показатели пожарной опасности наружных светопрозрачных стен определяются областью применения светопрозрач-ных конструкций и устанавливаются в зависимости от высотности, класса конструктивной пожарной опасности, функциональной пожарной опасности и степени огнестойкости зданий, сооружений. В то же время пожарная безопасность наружных светопрозрачных стен определяется не только характеристиками применяемых материалов, в равной степени она может зависеть от технических и конструктивных решений, применённых в конструкции стены для обеспечения её эксплуатационной и пожарной безопасности.
В соответствии с кодексом РФ [4] проектные решения подлежат экспертизе, которая проводится в форме государственной и негосударственной экспертизы. Ввод объекта в эксплуатацию производится в соответствии с положениями статей 54 и 55 [4] на основании заключения органа государственного строительного надзора. Учитывая особенности проведения надзорно-профилактических мероприятий органами государственного пожарного надзора в соответствии с риск-ориентированным подходом, объекты, на которых были допущены ошибки проектирования, как следствие, построена не соответствующая требованиям безопасности светопрозрачная стена, могут эксплуатироваться и нести существенную пожарную опасность как для людей, находящихся внутри здания, так и для самого здания. Для проектировщиков, экспертов, а также органов строительного надзора подготовлены рекомендации, отражающие основные подходы к контролю пожаробезопасных характеристик светопрозрачных конструкций:
- светопрозрачные конструкции, независимо от типа и предназначения, должны подвергаться стандартным огневым испытаниям для установления показателей их пожарной опасности (предел огнестойкости и (или) класс пожарной опасности). По результатам данных испытаний оформляется протокол или заключение, если аналогичные по форме, материалам, конструктивному исполнению фасадные конструкции испытывались ранее, с последующей выдачей сертификата пожарной безопасности;
- сертификат и заключение, выданное испытательной лабораторией должны содержать основные конструктивные особенности светопроз-рачной конструкции, применяемые материалы, схемы монтажа и крепления. Указанные сведения
должны соответствовать фактически принятым конструктивным и техническим решениям системы на объекте защиты;
- протокол огневых испытаний должен содержать сведения о результатах испытаний конструкции в целом, а не отдельных её составных частей (элементов);
- светопрозрачные конструкции, к которым предъявляются требования по огнестойкости, подлежат обязательным огневым испытаниям с выдачей протокола (заключения) и (или) добровольной сертификации. Порядок проведения сертификации строительных конструкций установлен законом [3];
- техническое описание конструкции, указанное в документах, должно соответствовать паспорту, техническим условиям и маркировке на стекле и раме. При этом в техническом описании должны быть указаны марки и производители комплектующих (в том числе на стекло, профиль, терморасширяющуюся ленту и уплотнители);
- заключение или сертификат распространяется на конструкцию в целом, а не на отдельные составные части. Замена стекла или рамы на другие (даже с аналогичными характеристиками) не допускается;
- монтажные работы фасадных конструкций, относящихся к противопожарным светопроз-рачным преградам, должны проводиться организацией, имеющей лицензию МЧС на деятельность по монтажу, техническому обслуживанию и ремонту средств обеспечения пожарной безопасности зданий и сооружений и заполнений проёмов в противопожарных преградах;
- при наличии в рамках разработанных специальных технических условия (СТУ) на объект защиты дополнительных конструктивных или технических решений по обеспечению пожарной безопасности наружных светопрозрачных стен они должны быть согласованы в установленном порядке;
- при разработке СТУ, направленных на повышение пожарной безопасности светопрозрачных стен, необходимо руководствоваться материалами научных исследований, апробированными методиками расчёта и результатами научных экспериментов.
Наиболее остро стоит вопрос проектирования светопрозрачных стен в зданиях повышенной этажности, так как требования нормативных документов к таковым отсутствуют. Для зданий и сооружений, на которые отсутствуют требования пожарной безопасности и противопожарные нормы, а именно: для жилых домов высотой более 75 м, других зданий высотой более 50 м, для особо сложных и уникальных зданий, необходим индивидуальный подход к проектированию систем противопожарной защиты, начиная с разработки специальных технических условий. В составе специальных
Способы повышения пожароустойчивости светопрозрачных фасадов зданий
Тип способа Применение способа
Конструктивный способ Предусматривается: - применение специального огнестойкого стёкла (монолитного или с гелевыми слоями), а также стекло-пакетов с определенными комбинациями специально подготовленных стекол и несущих конструктивных элементов (стойки, ригели и т. п.). Данный способ позволяет повысить предел огнестойкости светопрозрачно-го заполнения до 60 мин и более; - устройство козырьков и выступов из негорючих материалов (в том числе в уровне противопожарных перекрытий) для изменения направления пламени в целях ограничения воздействия теплового потока на свето-прозрачную конструкцию, расположенную над горящим проёмом ограждающей конструкции
Технический способ (специальные технические решения) Предусматривается: - установка противопожарных штор на всей протяженности светопрозрачных конструкций. Шторы могут иметь предел огнестойкости от Е! 30 до El 180; - применение дренчерной завесы по всей длине светопрозрачной конструкции. Дренчерная завеса обеспечивает отсечение стеной огнетушащего вещества помещения, в котором возник очаг возгорания, от других помещений здания [5]; - применение водяного орошения светопрозрачного заполнения строительных конструкций с помощью спринклерных оросителей [6-9]. Суть способа заключается в размещении спринклерных оросителей в непосредственной близости от защищаемого светопрозрачного заполнения для охлаждения поверхности стекла водой
технических условий должны содержаться требования по обеспечению пожарной безопасности наружных светопрозрачных стен.
В зависимости от области применения светопрозрачных конструкций и предъявляемых к ним требований по эксплуатационной и пожарной безопасности производителями применяются различные варианты конструктивных и технических решений, способствующих повышению пожарной безопасности светопрозрачных конструкций и, как следствие, объекта защиты в целом (таблица).
В настоящее время водяное орошение всё чаще применяется в качестве способа защиты светопрозрачных конструкций. В то же время эффективность данного способа зависит от ряда факторов: интенсивности орошения, температуры стекла в момент включения орошения, а также типа и качества самого светопрозрачного заполнения, в связи с чем его применение на объекте требует соответствующего обоснования.
Авторами проводились исследования, направленные на повышение устойчивости огнестойкого стекла в условиях пожара [10, 11]. Было установлено, что водяное орошение может привести к преждевременному разрушению огнестойкого многослойного стекла, так как гель, входящий в огнестойкое стекло, водорастворимый, что обязательным образом должно учитываться при проектировании подобных объектов.
При проведении серии натурных экспериментов учёными Chan-Wei Wu и Ta-Hui Lin установлено, что водяное орошение способствует
ЛИТЕРАТУРА
1. Безбородов В. И., Казиев М. М, Зубкова Е. В. Навесные светопрозрачные фасадные системы: конструктивные особенности и противопожарное нормирование // Пожарная безопасность. - 2016. - № 1. - С. 103-109.
повышению устойчивости неогнестойкого стекла в условиях воздействия пожара [12]. По результатам натурных экспериментов по водяному орошению закалённого стекла A. K. Kim и G. D. Lougheed сформулировали ряд требований и ограничений, при соблюдении которых система водяного сприн-клерного орошения способна повысить устойчивость стекла в условиях пожара в течение часа [13].
В Оренбургском филиале ФГБУ ВНИИПО МЧС России в 2010 г. были проведены испытания по определению эффективности водяного орошения листового, многослойного и закалённого стекла, в ходе которых была установлена эффективность применения водяного орошения для закалённого стекла, а также определена критическая температура в 180 °С, до достижения которой водяное орошение должно создать сплошной поток воды на поверхности стекла.
При обосновании противопожарной защиты наружных светопрозрачных стен высотных зданий в обязательном порядке должны учитываться достижения науки. Существующая теоретическая и экспериментальная база позволяет обосновать принятые технические решения, направленные на повышение пожароустойчивости светопрозрачных фасадных конструкций, однако тенденции развития технологий производства стекла, строительство всё более высоких зданий диктуют условия развития и расширения области исследований, направленных на повышение пожароустойчивости светопрозрачных фасадных конструкций.
2. Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. № 384-Ф3 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» (с изменениями и дополнениями). - М., 2009. -20 с.
3. Федеральный закон от 22 июля 2008 г. № 123-Ф3 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности». -М.: Проспект, 2014. - 111 с.
4. Градостроительный кодекс Российской Федерации в редакции Федерального закона РФ от 18.12.2006 № 232-Ф3.
5. Кривцов Ю. В., Габдулин Р. Ш. Методы снижения пожарной опасности светопрозрачных и комбинированных конструкций фасадов // Сборник научных статей «Проектирование и обоснование противопожарной защиты уникальных объектов». - М.: Научное экспертное бюро пожарной, экологической безопасности и безопасности при чрезвычайных ситуациях в строительстве ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко, 2009. - С. 161-171.
6. Ламкин О. Б., Гравит М. В., Недрышкин О. В. Экспериментальные и теоретические исследования показателей пожарной опасности фасадной системы «Техноком» // Строительство уникальных зданий и сооружений. - 2014. - № 11 (38). -С. 42-58.
7. Казиев М. М, Зубкова Е. В., Безбородов В. И. Эффективность водяного орошения для защиты листового и закаленного стекла [Электронный ресурс] // Технологии технос-ферной безопасности. - 2014. - № 6 (58). - Режим доступа: http://academygps.ucoz.ru/ttb/2014-6/2014-6.html (Дата обращения 28.05.2017 г.).
8. Казиев М. М., Зубкова Е. В., Безбородов В. И. Защита триплекса при пожаре с помощью водяного орошения // Пожа-ровзрывобезопасность. - 2015. - Т. 24, № 3. - С. 32-36.
9. Казиев М. М, Зубкова Е. В. Влияние водяного орошения на огнестойкость светопрозрачных строительных конструкций // Природные и техногенные риски. Безопасность сооружений. -
2014. - № 1. - С. 28-33.
10. Зубкова Е. В. Огнезащита светопрозрачных конструкций с помощью водяного орошения // Материалы 3-й Международной научно-практической конференции молодых учёных и специалистов «Проблемы техносферной безопасности -2014». - М.: Академия ГПС МЧС России, 2014. - С. 39-41.
11. Казиев М. М., Зубкова Е. В. Алгоритм защиты огнестойких светопрозрачных конструкций при пожаре // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. -
2015. - № 3. - С. 71-77.
12. Chan-Wei Wu, Ta-Hui Lin. Full-scale evaluations on heat resistance of glass panes incorporated with water film or sprinkler in a room fire. Building and Environment, September 2007, vol. 42, issue 9, рр. 3277-3284.
13. Kim A. K, Lougheed G. D. Fire Protection of Windows Using Sprinklers. Construction Technology Updates, 1997, no. 12, рр. 1-4.
Материал поступил в редакцию 19 апреля 2017 года.
Bezborodov V., Vagenleytner E., Kaziev M., Zubkova E.
PECULARITIES OF PROVIDING FIRE RESISTANCE FOR OUTSIDE TRANSLUSENT WALLS
ABSTRACT
Purpose. In the article the authors describe outside translucent walls used in Russian and foreign construction industry. The assessment of their impact on fire propagation is also given.
Methods. The authors examined statutory requirements in the field of fire resistance and fire hazard of outside translucent walls, design and technical solutions aimed at increasing their fire safety and the inspection procedures for compliance with the statutory requirements.
Findings. Depending on the field of application of outside translucent walls and operational and fire safety requirements manufactures use different types of design and technical solutions that contribute to increasing fire safety of outside translucent walls and as a result the object under protection as a whole.
Research application field. At justifying fire protection of high-rise buildings outside translucent walls scientific achievements should be taken into account. The existing theoretical and experimental
REFERENCES
1. Bezborodov V.I., Kaziev M.M., Zubkova E.V. Hinged glass curtain-wall systems: constructive features and fire safety regulations. Pozharnaia bezopasnost', 2016, no. 1, pp. 103-109. (in Russ.).
2. Federal law of Russia on December 30, 2009, no. 384 "Technical regulations on the safety of buildings and structures". Moscow, 2009. 20 p. (in Russ.).
3. Federal law of Russia on July 22, 2008, no. 123 "Technical regulations on fire safety requirements". Moscow, Prospekt Publ., 2014. 111 p. (in Russ.).
4. The Urban Development Code of the Russian Federation in edition of the Federal law of the Russian Federation on December 18, 2006, no. 232. (in Russ.).
5. Krivtsov U.V., Gabdulin R.S. Methods of reduction of fire hazards in translucent and mixed facade structures. Metody snizheniia pozharnoi opasnosti svetoprozrachnykh i kombinirovannykh konstruktsii fasadov [Collection of scientific articles "Design and justification of fire-prevention protection of unique objects"]. Moscow, Nauchnoe ekspertnoe biuro pozharnoi, ekologicheskoi bezopasnosti i bezopasnosti pri chrezvychainykh situatsiiakh v stroitel'stve TsNIISK im. V.A. Kucherenko Publ., 2009, pp. 161-171. (in Russ.).
6. Lamkin O.B., Gravit M.V., Nedryshkin O.V. Experimental and theoretical research fire danger facade system "Technocom". Stroitel'stvo unikal'nykh zdanii i sooruzhenii, 2014, no. 11 (38), pp. 42-58. (in Russ.).
7. Kaziev M.M., Zubkova E.V, Bezborodov V.I. Effectiveness of water irrigation for protection sheet and tempered glass. Tekhnologii tekhnosfernoi bezopasnosti: internet-zhurnal, 2014, no. 6 (58),
basis allows to some extent justifying technical solutions aimed at increasing translucent facade constructions fire resistance, but trends in glass production technologies development and high-rise building construction dictate terms of development and expansion in the field of research aimed at increasing outside translucent facade constructions fire resistance.
Conclusions. The relative novelty of translucent constructions use as building enclosure wall with a variety of design differences, ways of mounting and construction materials determines increased attention to the safety of this type of structures use. It is desirable to solve this problem both at the design stage and at all stages of building construction by all the participants: designers, experts, building inspection authorities and state fire supervision.
Key words: translucent constructions, outside translucent wall, watering, flame-resistant glass.
available at: http://academygps.ucoz.ru/ttb/2014-6/2014-6.html (accessed May 28, 2017). (in Russ.).
8. Kaziev M.M., Zubkova Ye.V., Bezborodov V.I. Water irrigation for protection of triplex at fire. Pozharovzryvobezopasnost', 2015, vol. 24, no. 3, pp. 32-36. (in Russ.).
9. Kaziev M.M., Zubkova E.V. The influence of water irrigation on the fire resistance of translucent building constructions. Prirodnye i tekhnogennye riski. Bezopasnost' sooruzhenii, 2014, no. 1, pp. 28-33. (in Russ.).
10. Zubkova E.V. Fire protection of translucent designs by means of water irrigation. Mat-Iy 3-i Mezhdunarodnoi nauch.-prakt. konf. molodykh uchenykh i spetsialistov "Problemy tekhnosfernoi bezopasnosti - 2014" [Materials of the 3rd Intern. sci. and pract. conf. of young scientists and experts "Technosphere safety problems -2014"]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2014, pp. 39-41. (in Russ.).
11. Kaziev M.M., Zubkova E.V. Protection algorithm for fire-resistant translucent structures in case of a fire. Pozhary i chrezvychainye situatsii: predotvrashchenie, likvidatsiia, 2015, no. 3, pp. 71-77. (in Russ.).
12. Chan-Wei Wu, Ta-Hui Lin. Full-scale evaluations on heat resistance of glass panes incorporated with water film or sprinkler in a room fire, Building and Environment, September 2007, vol. 42, issue 9, pp. 3277-3284.
13. Kim A.K., Lougheed G.D. Fire Protection of Windows Using Sprinklers, Construction Technology Updates, 1997, no. 12, pp. 1-4.
VLADiMiR Bezborodov Evgeni Vagenleytner Makhach Kaziev Elena Zubkova
Orenburg branch of All-Russian Research Institute for Fire Protection of EMERCOM of Russia, Prigorodny, Orenburg region, Russia Orenburg branch ofAll-Russian Research Institute for Fire Protection of EMERCOM of Russia, Prigorodny, Orenburg region, Russia Doctor of Philosophy in Engineering Sciences, Associate Professor State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia Doctor of Philosophy in Engineering Sciences State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
