Огнестойкость зданий, сооружений.

Одним из критериев пожарно-технической классификации зданий, сооружений согласно ст.29 ФЗ №123 является степень огнестойкости. В соответствии со ст.30 (ч.1) ФЗ №123 здания, сооружения подразделяются на I, II, III, IY и Y степени огнестойкости; при этом порядок определения степени огнестойкости установлен ст.87 ФЗ №123.

В соответствии с ч.9 ст.87 ФЗ № 123 пределы огнестойкости и классы пожарной опасности строительных конструкций должны определяться в условиях стандартных испытаний по методикам, установленным нормативными документами по пожарной безопасности (в частности, ГОСТ 30403-96 /29/). Согласно ч.10 этой же статьи ФЗ №123 пределы огнестойкости и классы пожарной опасности строительных конструкций, аналогичных по форме, материалам, конструктивному исполнению строительным конструкциям, прошедшим огневые испытания, могут определяться расчетно-аналитическим методом, установленным нормативными документами по пожарной безопасности (до настоящего времени такой нормативный документ отсутствует, что может способствовать неоправданному проведению дополнительных огневых испытаний, требующих значительных затрат времени и финансовых средств; между тем, десятилетиями накопленный опыт научных исследований ФГУ ВНИИПО МЧС России, ФГУ НИЦ «Строительство» и др. позволяет во многих случаях использовать для оценки огнестойкости результаты расчетов!).

Согласно табл.21 приложения к ФЗ №123 наиболее высокий предел огнестойкости строительных конструкций для зданий I степени огнестойкости - R 120 (стены, колонны и другие несущие элементы) и REI 120 (внутренние стены лестничных клеток). При этом следует отметить, что порядок отнесения строительных конструкций к несущим элементам здания, сооружения нормативными документами по пожарной безопасности до настоящего времени не установлен (это требование примечания к табл.21 приложения к ФЗ №123), хотя правомерность отнесения данного вопроса к регулированию НД по пожарной безопасности представляется весьма спорной.

Таблица 21 приложения к ФЗ №123

Соответствие степени огнестойкости и предела огнестойкости

строительных конструкций зданий, сооружений, строений и пожарных

отсеков

Примечание. Порядок отнесения строительных конструкций к несущим элементам здания, сооружения и строения устанавливается нормативными документами по пожарной безопасности.

Тем не менее, ранее в п.5.18* СНиП 21-01-97* /55/ кратко перечислялись основные несущие элементы здания (несущие стены и колонны, связи, диафрагмы жесткости, балки, ригели или плиты), если они участвуют в обеспечении общей устойчивости и геометрической неизменяемости здания при пожаре. При этом также указывалось, что сведения о несущих конструкциях, не участвующих в обеспечении общей устойчивости здания, приводятся проектной организацией в технической документации на здание. Современные архитектурные решения зданий, сооружений часто не ограничиваются вышеприведенными конструкциями и в их качестве могут использоваться мачты, подвесные канатные (вантовые) системы для покрытий, козырьков, навесов и т.д., т.е. состав несущих элементов зданий, сооружений должны определять проектировщики, создающие конструктивную схему. В любом случае перечень конструкций, приведенный в табл.21 приложения к ФЗ №123, нельзя считать исчерпывающим и более детально требования к несущим и иным конструкциям следует отражать либо собственно в проектной документации (например, в разд. №9), либо в СТУ.

Целесообразно упомянуть, что для зданий каркасного типа I степени огнестойкости пределы огнестойкости R 120 (стены, колонны и другие несущие элементы) и REI 120 (внутренние стены лестничных клеток), а для зданий II степени огнестойкости пределы огнестойкости соответственно R 90 и REI 90 в принципе возможны из стальных несущих элементов (быстрота монтажа, технологичность, относительная дешевизна по сравнению с железобетоном) вполне могут быть обеспечены не только с помощью конструктивной огнезащиты (это во многих случаях дорого, нетехнологично, избыточно в отношении увеличения нагрузок), но и с помощью широкой номенклатуры сертифицированных тонкослойных огнезащитных покрытий, что предусмотрено в частности п.6.5.3, п.6.6.3 СП 2.13130.2009 /8/, п.8.2.6 ТСН 31-332-2006 Санкт-Петербург /107/. Такое проектное решение каркаса здания из стальных конструкций будет, видимо, реализовано на одной из высотных башен Москва-Сити. Вместе с тем, при проектировании таких зданий, сооружений сборно-разборными (наиболее известный пример – 7 зимних спортивных сооружений Олимпиады Сочи-2014, которые после завершения Игр подлежат передислокации в другие регионы РФ) не представляется возможным обеспечить заполнение каркасов наружных стен, стен лестничных клеток по признаку R, хотя по двум другим показателям (потере целостности – E и теплоизолирующей способности - I) нет проблем достижения пределов огнестойкости 120 или 90мин. Целесообразно, чтобы подобные прогрессивные проектные конструктивные решения нашли отражение в сводах правил, поскольку на данном этапе приходится отражать данный вопрос в СТУ, что приводит к дополнительным затратам времени их разработку и согласование, а также и финансовых средств - для реализации дополнительных компенсирующих противопожарных мероприятий (приказ МЧС России от 16.03.2007г. №141) на стадиях проектирования и строительства.

Дополнительно к вышесказанному, в ч.1 ст.35 ФЗ №123 указывается, что пределы огнестойкости строительных конструкций могут быть 150, 180, 240 и даже 360мин., однако по существу ни в одном из действующих НД по ПБ не сформулированы требования по области применения таких конструкций. На практике, например, для жилых зданий, высотой до 100м, с учетом ранее применявшихся требований п.2.20 МГСН 4.04-94, п.14.24 (табл.14) МГСН 4.19-2005 /69/, п.16.3.1 и приложение Л ТСН 31-332-2006 Санкт-Петербург /107/, предъявляются требования по повышенным пределам огнестойкости несущих элементов, т.е. R 180 и REI 180, а при высоте более 100м – R 240 и REI 240 (!). Об избыточности таких требований говорили многие специалисты в период переработки МГСН 4.19-2005, что нашло свое отражение в СТО 01422789-001-2009 /54/ в виде возможности применять REI 180 при согласовании с УГПН ГУ МЧС России по г.Москве. Вместе с тем, в большинстве ведущих европейских стран требования по пределам огнестойкости для несущих строительных конструкций высотных зданий составляет 2-3 часа. Например, в немецких нормах высотные здания делятся на классы: при высоте зданий до 200м (III класс) предел огнестойкости установлен 2 часа, а свыше 200м (IY класс) – 3 часа. При определении необходимых пределов огнестойкости в западных странах основная концепция состоит в том, что заданные пределы должны гарантированно обеспечить безопасную эвакуацию людей из здания при пожаре. Проблема сохранения здания как имущественной ценности относится к системе страхования и решается в каждом конкретном случае посредством соглашения между собственником и страховой компанией.

Существенно более прогрессивным является требование п.13.2.4 (приложение Ж ТКП 45-3.02-108-2008 /73/, где наибольший предел огнестойкости несущих конструкций составляет REI (EI)180 с примечанием, что предел огнестойкости должен быть не менее чем на 30мин. больше значения расчетного времени эвакуации людей из высотного здания, что в принципе, при соответствующем обосновании расчетами, позволяет применять в высотных зданиях строительные конструкции с пределами огнестойкости значительно менее 180мин., естественно при условии минимизации расчетного времени эвакуации людей при пожаре, что предопределяется, в основном, объемно-планировочными решениями эвакуационных путей и выходов.

Тем не менее, аналогичные требования (R 240 и REI 240) вошли в настоящее время в проект СП «Высотные здания», а также во многих случаях отражаются в СТУ, согласовываемых МЧС России и Минрегионом России. Это приводит к существенному росту нагрузок на основания и фундаменты, неоправданному расходу строительных материалов, потере полезной площади, затрудняет выбор эффективных архитектурных и конструктивных решений и т.п.

Между тем, вполне очевидно, что в таких зданиях с учетом фактической реальной пожарной нагрузки и при наличии всего комплекса систем ППЗ (пожарная сигнализация, автоматические установки пожаротушения, вытяжная противодымная вентиляция, внутренний противопожарный водопровод и др.) реальный температурный режим пожара, если он все-таки произойдет и получит активное развитие, будет существенно отличаться (очевидно, в меньшую сторону) от «стандартного» режима. Этот режим десятилетиями применяется во многих странах лишь для стандартизации условий испытаний и сопоставления получаемых пределов огнестойкости идентичных конструкций, а продолжительность пожара в реальных условиях, вероятно, вряд ли превысит 1-1, 5 часа, либо из-за полного выгорания за это время пожарной нагрузки (см. публикации д.т.н., проф. Молчадского И.С. /93/, д.т.н., проф. Ройтмана В.М. /92/), либо в результате влияния систем противопожарной защиты и (или) тушения пожара силами пожарных подразделений.

Таким образом, рассчитав температурный режим «реального» пожара и определив соответствующую ему эквивалентную продолжительность пожара при стандартных испытаниях (см. понятие по п.3.3 СП 2.13130.2009 /8/), вполне можно определить приведенные пределы огнестойкости строительных конструкций и с определенным коэффициентом надежности, без противоречий с ФЗ №123, на основании ст.15 и ст.17 ФЗ №384, а также с учетом 2-го абзаца п.5.4.4 СП 2.13130.2009 добиться заметной экономии строительных материалов, полезной площади, финансовых средств без ущерба для целей обеспечения пожарной безопасности здания, сооружения.

В любом случае можно, очевидно, утверждать, что при нормируемых пределах огнестойкости R 240 и REI 240 фактический их предел огнестойкости будет заметно превышать 4 часа свободного развития «реального» пожара, что по существу получило подтверждение в публикациях д.т.н., проф. Ройтмана В.М. при реконструкции катастрофы в результате террористической атаки на башни Всемирного торгового центра (Нью-Йорк, 11.09.2001г.).

Практическому решению задачи по подтверждению пределов огнестойкости и классов пожарной опасности строительных конструкций, применяемых в проектной документации, т.е. без проведения стандартных огневых испытаний согласно ГОСТ 30403-96 /29/, мог бы способствовать документ, аналогичный ранее действовавшему Пособию к СНиП II-2-80 «Пособие по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов». К сожалению, за прошедший период времени попытки создания такого методического документа не предпринимались, несмотря на накопленный научно-экспериментальный материал ФГУ ВНИИПО МЧС России, НИЦ «Строительство» и других организаций, а также возможность использования для этих целей современной вычислительной техники и программных средств.

Определенное влияние на огнестойкость здания, сооружения имеет учет вероятности локального разрушения несущих конструкций, непосредственно не связанных с пожаром (взрыв снаружи или внутри, террористический акт, землетрясение и т.п.), хотя пожар здесь вполне может являться следствием таких чрезвычайных ситуаций (примеры: башни Всемирного торгового центра в Нью-Йорке 11.09.2001г., общественные и производственные объекты при землетрясении в Японии в марте 2011 года и др.). Такие разрушения несущих конструкций не должны приводить к прогрессирующему разрушению здания, сооружения (количественные параметры данного понятия, т.е. разрушение несущих конструкций здания в пределах 3 и более этажей по вертикали и по горизонтали на площади от 40м² до 20% площади одного этажа или объемно-планировочного элемента, возникающее в результате локального разрушения, приведены лишь в приложении Б ТСН 31-332-2006 /107/ и несколько в иной трактовке – в приложении 6.1 МГСН 4.19-2005 /69/). Меньшее, но все-таки значимое для противопожарной устойчивости объекта, имеет и взрывообразное разрушение защитного слоя бетона в растянутой зоне плит перекрытий, ригелей, балок или бетона колонн с уменьшением их сечения и преждевременным наступлением их пределов огнестойкости. В действующих НД эта проблема практически полностью упущена. Исключением являлось приложение 6.1 МГСН 4.19-2005 «Мероприятия по защите от прогрессирующего разрушения», где были определены возможные схемы локальных разрушений, и приложение 14.6 этих же МГСН /69/ «Обеспечение огнесохранности несущих железобетонных конструкций» и приложении Ж ТСН 31-332-2006 /107/. Обе эти проблемы достаточно детально рассмотрены в монографиях Ройтмана В.М. /92/ и Молчадского И.С. /93/, а также в СТО 36554501-006-2006 /53/. Однако, соответствующие требования названных НД /69, 107/ в части обеспечения толщины защитного слоя бетона не менее 60мм с армированием сеткой в несущих конструкциях здания представляются обоснованными только в отношении растянутой зоны бетона и не должны относиться к сжатой зоне, например, плит перекрытий, балок, ригелей и т.п. строительных конструкций.