Фасадные системы.

Фасадные системы находят все более широкое применение при проектировании и строительстве зданий, сооружений по следующим основным причинам:

создание современного архитектурного облика;

обеспечение необходимой тепловой защиты;

ограничение воздействия неблагоприятных внешних факторов на строительные конструкции;

придание надлежащего внешнего вида несущему каркасу и его заполнению при наличии внешних строительных дефектов.

По имеющейся информации застройщиками в г.Москве применение штукатурных фасадов составляет почти 5 млн.м², а навесных фасадных систем – около 6, 6 млн.м² . При этом доля навесных фасадных систем по группам объектов строительства (реконструкции) составила: новые жилые здания – 45%, реконструкция жилья – 35%, торгово-коммерческие объекты (торгово-развлекательные и бизнес-центры, магазины и др.) – 69%, промышленные объекты – 73%, социальные объекты – 68%. Около 31% площади навесных фасадных систем облицовываются волокнисто-цементными и фиброцементными плитами, примерно столько же приходится на керамогранит (32%). Композитные панели и металлокассеты составляют соответственно 20% и 13% площади утепленных фасадов.

Применение в проектных решениях фасадных систем при недостаточной проработке вопросов обеспечения их пожарной безопасности приводит к пожарам с тяжелыми последствиями. Так, 15 ноября 2010 года произошел пожар в 28-этажном здании (г.Шанхай, КНР) при проведении работ по монтажу фасадных систем. В результате пожара погибли 53 человека, госпитализированы более 100 человек, наружные несущие строительные конструкции здания получили значительные повреждения. Примерно аналогичный пожар произошел в 2006 году в строящемся высотном административном здании в г.Астана (Казахстан). Пожар возник при проведении огневых работ на покрытии здания, распространился по двум сторонам фасадов до нижнего этажа; в результате пожара фасадная система всех этажей здания подлежала замене.

В табл.21 приложения к ФЗ №123 для зданий I и II степеней огнестойкости пределы огнестойкости наружных ненесущих стен установлены Е30 и Е15 соответственно (аналогично было в табл.4* п.5.18* СНиП 21-01-97* /55/), а в табл.6.1СНиП 31-06-2009 /49/ были выделены навесные ненесущие стены с требуемыми пределами огнестойкости EI 60 и EI 45 соответственно. При экспертизе проектной документации это требование часто относят и к остекленным фасадным системам, которые, очевидно, нельзя считать стенами в традиционном их понимании, однако ни в ст.87 ФЗ №123, ни в других НД, в т.ч. СНиП 23-02-2003 /108/, разд.7 СНиП 21-01-97* /55/, МДС 21-1.98 /56/, ТСН 31-332-2006 /107/, по существу нет конкретных требований пожарной безопасности к фасадным системам (кроме ГОСТ 31251-2003 /30/ по определению пожарной опасности), тем более со 100% остеклением.

На основе натурных огневых испытаний ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко и ВНИИПО МЧС России разработан ГОСТ 31251-2003 / 30 /, где установлены классы пожарной опасности наружных стен при наличии внешней изоляции, отделки толщиной более 0, 5мм, оклейки и облицовки. Требования стандарта /30/ не распространяются, в частности, на наружные стены из светопрозрачных конструкций.

Согласно п.8.3 СНиП 31-06-2009 /49/ площадь светопрозрачных конструкций здания, как правило, не должна превышать 18% общей площади стен и допускается увеличивать площадь светопрозрачных ограждающих конструкций при приведенном сопротивлении теплопередаче указанных конструкций более 0, 56м².град.С/Вт. Согласно п.7.9 МГСН 4.19-2005 /69/ при площади светопрозрачных ограждений более 50%площади наружных ограждений требуется технико-экономическое обоснование. Однако, на практике при проектировании и строительстве современных общественных зданий (все чаще также и высотных жилых зданий) площадь светопрозрачной оболочки ФС может достигать 100% (нормативное значение – 25%).

В этом случае одной из основных проблем, кроме снижения теплопотерь, являются требования по обеспечению пределов огнестойкости такого остекления на основании табл.21 приложения к ФЗ №123-ФЗ (ранее по табл.4* п.5.18* CНиП 21-01-97* /55/), когда для зданий I степени огнестойкости для наружных ненесущих стен этот показатель должен быть Е30, для II – IV степеней огнестойкости – E15. В нормативных документах по пожарной безопасности, как уже отмечалось выше, эта проблема не решена, т.к., например, для ленточного остекления (при отсутствии ограничений по его площади) по п.4.1.7 МДС 21-1.98/56/ требуется только, чтобы противопожарные стены разделяли остекление (допускается, чтобы противопожарная стена не выступала за наружную плоскость стены). Аналогично, по существу, требование по противопожарным перекрытиям (п.4.2.1 МДС 21-1.98 /56/), с дополнением, что их примыкание к наружным стенам из негорючих материалов (НГ) должно быть без зазоров, а в местах пересечения целесообразно устраивать козырьки, что и нашло отражение в п.14.30 МГСН 4.19-2005 /69/.Иными словами, требований по пределу огнестойкости собственно остекления не предъявляется, а при наличии противопожарных стен и перекрытий в местах их пересечения (примыкания) к остеклению (в т.ч. сплошному) можно было бы говорить о необходимости соблюдения требования табл.21 приложения к ФЗ №123-ФЗ, т.е. по обеспечению предела огнестойкости Е 30 или Е 15, но не всего остекления, а только его части в местах примыкания к противопожарным преградам на высоту, например, этажа или на конкретное расстояние.

В проекте изменений ст.87 ФЗ №123 предусмотрено недопущение выполнять из горючих материалов облицовку внешней поверхности наружных стен, но этого явно недостаточно, а скорее всего - избыточно, т.к. не допускает, например, применение всех видов полимерных штукатурок даже в сочетании с негорючим утеплителем из минераловатных плит, а также композитных панелей, слоистых пластиков, клеев, уплотнителей, окрашенных полимерными красками стальных и алюминиевых облицовок и т.п. При этом указанное требование не связано с этажностью здания, сооружения, что имеет широкое применение в международной практике нормирования. Очевидно, что нужен ТР по фасадным системам, не ограничиваясь отдельными требованиями в других ТР без учета реальных процессов производства и применения фасадных систем, включая обширный зарубежный опыт.

До вступления в силу такого ТР применение фасадных систем следует рассматривать как отсутствие или недостаточность требований к безопасности, что требует разработки СТУ (аналогом может быть принято Положение, утвержденное В.И.Ресиным 01.10.2007г., согласовано Москомархитектурой, Мосгосэкспертизой, Мосстройнадзором), где в п.3.2 и приложении Б приведены общие требования к содержанию раздела СТУ по конструктивным решениям ФС, включая мероприятия по мониторингу ФС и их эксплуатации. Отмечая необходимость мониторинга ФС, следует учесть, что тогда он должен быть составной частью структурированной системы мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений (СМИС) в соответствии с ГОСТ Р 22.1.12-2005 /31/. Для объектов г. Москвы СМИС следует предусматривать в соответствии с требованиями постановления Правительства Москвы от 6 мая 2008г. № 375-ПП /83/.

Следует также заметить, что противопожарные требования к ФС, согласно ст.46 ФЗ №184, следует отнести, очевидно, к категории обязательных для исполнения требований, поскольку они имеют непосредственное отношение к обеспечению безопасности людей ( причем, не только находящихся собственно в объекте, а и прохожих, участников тушения пожара и др.) и чужого имущества ( например, припаркованных транспортных средств, городских коммуникаций энергообеспечения и связи, пожарной техники и т.п.). Данное обстоятельство целесообразно учесть при подготовке, например, Технического регламента «Фасадные системы зданий, сооружений. Обеспечение безопасности», корректировке других нормативных документов.

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 тем, что прошли огневые испытания и разрешены к применению.

Для обеспечения минимальных сроков проектирования ФС и упрощения процедуры согласования их применения следует ввести в нормативные документы по пожарной безопасности (видимо, национальный стандарт) и СТУ на конкретные объекты защиты обязательный раздел «Фасадные системы». Для включения в его состав могут быть рекомендованы следующие противопожарные требования (выбор для конкретного объекта следует проводить из этого перечня в зависимости от вида применяемой ФС):

применение поясов из пожаростойкого остекления E60 или Е30 (в зависимости от функционального назначения и высоты здания, сооружения) на высоту этажа в уровне противопожарного перекрытия или технического этажа, используемых для деления здания на пожарные отсеки по вертикали. Соответствующая продукция зарубежных и российских фирм активно предлагается на отечественном рынке – например, «Пиробатис» (Словакия), SCHUCO (Германия), REYNAERS (Бельгия), концерн «Главербель», ООО «Фототех», фирма «Гласс», пожарно-технический информационно-испытательный центр (г.Москва) и др.;

защиту оконных проемов устройствами, которые перекрывают их при пожаре, в том числе с использованием подъемно-опускных штор с пределом огнестойкости не менее EI 30;

в штукатурных системах наружного утепления фасадов, где в качестве утеплителя обычно используется плитный пенополистирол (ППС) и некоторые виды полиуретанов (ППУ) или экструдированного пенополистирола (например, XPS), применять окантовки оконных (дверных) проемов и, с учетом высотности здания, противопожарные поэтажные рассечки из негорючих минераловатных плит с температурой плавления не менее 1000 град.С (стекловолокнистые плиты не допускаются, т.к. их температура плавления не более 550 град. С);

применение для материала каркаса в качестве базового материала коррозионностойкой или нержавеющей стали, а также алюминиевых профилей с заполнением центральных камер термостойкими и термопоглощающими композициями;

применение противопожарных поясов с пределом огнестойкости EI 60 (EI 30) и высотой не менее 1, 2м (верхняя часть, выступающая над перекрытием должна быть не менее 0, 6м, нижняя под перекрытием не менее 0, 4м) в остекленных фасадных системах в местах примыкания остекления к противопожарным перекрытиям (один из возможных вариантов представлен на рис.);

перекрывание вентилируемой прослойки через три этажа огнестойкими диафрагмами при обязательном наличии воздухозаборных и воздуховыводящих отверстий расчетной площади (см., например, п.6.2.38 МГСН 4.19-2005 /69/);

ограничение использования утеплителя: пенополистирол - как правило, до 28м, минеральные и силикатные системы – до 75м, остальное – по согласованию в составе СТУ с территориальными органами ГНД МЧС России (для стадии «Проект»);

обеспечение крепления кронштейнов фасадных систем непосредственно к плитам перекрытий, особенно при заполнении бетонного каркаса пено - и газобетонными блоками;

наличие негорючего утеплителя и обеспечение сопротивления дымопроницанию не менее 8000кг/м на 1м²) в зонах между фасадными системами и междуэтажными перекрытиями;

ограничение применения мембран типа «Тyvek» в конструкциях навесных ФС с воздушным зазором и, по возможности, свести к минимуму в зданиях выше 28м. В качестве альтернативы может быть рекомендовано применение утеплителя с кэшировочным слоем группы горючести не ниже Г1 (например, минераловатные плиты «ISOVER Ventiterm Plus»). Если необходимо применить в ФС защитные мембраны, то следует провести поиск других негорючих (НГ) или слабогорючих (Г1) ветрогидрозащитных и паропроницаемых материалов. Так; в рамках международного салона «Комплексная безопасность» фирмой «Аяском» была представлена пожаробезопасная ветрозащитная мембрана «Изолтекс»;

использование в системах остекления со «спайдерами» шарового шарнира в точечном креплении спайдера, обеспечение достаточности размеров шва между стеклами, установка силиконовых прокладок в отверстиях для исключения контакта стекла и металла;

при применении композитных материалов класса К1 или К2 через каждый этаж устанавливать противопожарные преграды по всему периметру здания из оцинкованных сталей и отсекателей пламени из оцинкованной стали, выступающих за плоскость фасада до 50мм, на каждом оконном проеме;

при применении материала ALUCOBOND А2 допустить выполнение откосов и отливов с примыканием к окнам и дверным проемам без дополнительных противопожарных отсечек, выступающих за плоскость фасада;

применение в НВФ облицовок в виде плоских элементов из трехслойных изделий из алюминиевого листа со средним слоем из негорючего материала на основе гидроокиси алюминия; при прочих равных условиях рекомендуется использование облицовок из трехслойных панелей с обшивками из алюминиевых листов и средним слоем из полиизоцианурата по сравнению с облицовкой из трехслойных панелей с обшивками из алюминиевых листов и средним слоем из модифицированного полиэтилена;

применение в НВФ теплоизоляционных материалов плотностью 15-20кг/м³ на основе стекловолокна как в сочетании с волокнистыми материалами плотностью 60-80кг/м³, обладающими ветрозащитными свойствами (двухслойный вариант), так и в сочетании с ветрозащитными мембранами (однослойный вариант);

использование закладных конструктивных элементов с самостоятельным креплением к несущим конструкциям здания (снаружи или в помещениях вблизи от оконных проемов) для применения индивидуальных или групповых спасательных средств;

проведение периодической (ежегодной) ревизии конструкций НВФ.

Кроме того, при проектировании структурированных систем мониторинга и управления инженерными системами высотных зданий (СМИС) целесообразно предусматривать подсистему мониторинга (непрерывного и дискретного) НВФ согласно требований ГОСТ /31/.

В целом, применение ФС, особенно остекленных, требует внесения изменений в существующие методики расчетов, особенно применительно к НВФ и остекленным атриумам, высота которых (по нормам) может достигать 50м (п.п. 14.4 и 14.10 МГСН 4.19-2005 /69/, прил.6* МГСН 4.04-94* /59/), а по ряду проектов зданий – достигать 100м и более.

В соответствии с п.1 ст.52 ФЗ №123, ст.8 ФЗ №384 и п.4.2 СП 4.13130.2009 /10/ необходимо предусмотреть мероприятия по ограничению распространения пожара за пределы очага, между помещениями, между группами помещений различной функциональной пожарной опасности, между этажами и секциями и т.д. В настоящее время при проектировании многих объектов применяются нестандартные технические решения, например: участки фасадов с витражным остеклением выполняются без устройства глухих простенков в уровне междуэтажных перекрытий (то есть перекрытие вплотную примыкает к витражам); наружные ненесущие стены не используются и полностью (100%) заменяются остеклением и т.д. При применении остекления органы надзора часто требуют использования огнестойкого стекла (включая остекление атриумов внутри зданий), например, с E 30 (табл.21 ФЗ №123), что удорожает строительство в этой части в 3-4 раза, поскольку в НД требований к фасадным системам, как уже отмечалось, нет.

Вывод. Отнесение навесных фасадных систем к наружным ненесущим стенам приводит к явному завышению требований по их огнестойкости, существенно удорожает строительство, хотя в отношении зон примыкания к противопожарным перекрытиям является вполне обоснованным. Необходимо принятие технического регламента по фасадным системам, учитывающего, в том числе, требования пожарной безопасности на основе опыта разработки Специальных технических условий.