Современное высотное строительство — эффективные технологии и материалы

В Московском государственном строительном университете прошел Международный симпозиум на тему «Современное высотное строительство. Эффективные технологии и материалы». Его организаторами выступили группа КНАУФ, Московский государственный строительный университет (МГСУ), в стенах которого и проходило мероприятие. Поддержку симпозиуму оказали Минобразования и науки РФ, Российская академия архитектуры и строительных наук, московское правительство, РНТО строителей, Центр новых строительных технологий, материалов и оборудования. В симпозиуме приняли участие представители профильных строительных вузов России и СНГ, научно-исследовательских организаций, ведущих проектных, строительных и инженерных фирм, зарубежные специалисты — профессора крупнейших технических университетов Германии — razgovorodele.ru. Тематика докладов охватывала всю основную проблематику возведения высотных зданий: проектирование: архитектурно-планировочные решения, расчеты и конструирование, вопросы строительной физики; технологию возведения, организацию и экономику высотного строительства; современные строительные материалы; инженерное оснащение и обеспечение безопасности высотных зданий.

Третий день работы симпозиума был посвящен осмотру объектов высотного строительства и посещению завода «Кнауф-Гипс» в Красногорске.
Компания КНАУФ сознательно выбрала темой нынешнего симпозиума современное высотное строительство, поскольку в ближайшие годы ожидается значительный рост объемов именно в этом секторе, причем не только в Москве, но и в других крупных городах России. Честолюбивые планы ответственных за строительную отрасль руководителей относительно высотного строительства ставят серьезные задачи, которые могут быть решены только с использованием самой современной техники и ориентированных на будущее строительных систем. Выступления докладчиков касались технологических аспектов высотного строительства, использования инженерной техники, а также систем «Кнауф», которые по своим характеристикам наилучшим образом пригодны для использования в высотном строительстве.

Решение ряда задач, поставленных практикой возведения высотных зданий, требует объединения усилий многих специалистов строительной отрасли. Необходима совместная работа научно-исследовательских, учебных, проектных, строительных организаций по выработке научно-технической базы высотного строительства, методов расчета и конструирования, новых современных технологий, концепции использования современных строительных материалов.

Проектирование высотных зданий предоставляет возможность инженерам решать сложные, но очень интересные новые задачи. Основные проблемы, которые сегодня приходится решать проектировщикам в области высотного строительства, это определение ветровых воздействий — в России нет специального оборудования для «продувания» макетов зданий, возникают трудности с обеспечением строительства сверхпрочными, пластичными бетонами, плитами перекрытия.

Также важно, чтобы у нас, помимо бетона, появились пластичные стали — их производство только начинает осваивать наша промышленность. Другими важнейшими проблемами являются инженерное оборудование высотных сооружений, а также их правильное архитектурное планирование, в котором должны учитываться и психологические аспекты, связанные с пребыванием человека на высоте. Не случайно в ряде стран мира введены ограничения на строительство высотных зданий.

Сегодня в связи с участившимися террористическими актами возрастает актуальность такой проблемы, как живучесть высотных домов в чрезвычайных ситуациях. Подрыв или обрушение части несущей конструкции или одного из перекрытий не должны приводить к прогрессирующему разрушению здания.

Если оценивать стоимость инвестиций в реализацию всего намеченного объема высотного строительства в Москве только на ближайшую перспективу, то речь должна идти о десятках миллиардов долларов. В связи с отсутствием нормативной базы Правительство Москвы поручило строительному комплексу разработать Московские городские строительные нормы многофункциональных высотных зданий и комплексов (МГСН). Головной организацией по разработке этих норм был назначен ЦНИИЭП жилища. Всего же в разработке нормативов приняло участие около 20 организаций. В настоящее время идет работа по гармонизации МГСН с европейскими нормами.

В нормы, помимо основного текста, включен значительный объем обязательных, рекомендуемых и справочных приложений, необходимых для всестороннего охвата специфики высотных зданий. Проблема безопасности является концептуальной при разработке МГСН. Высотные здания отнесены к I повышенному уровню ответственности, при этом значения коэффициентов надежности по ответственности в зависимости от высоты здания назначаются в диапазоне от 1,0 до 1,2.

Нормы распространяются на отдельно стоящие или находящиеся внутри многофункциональных комплексов здания высотой от 76 до 400 м.

Примерно треть от основного текста составляет раздел, описывающий требования противопожарной безопасности высотных зданий. Это вызвано тем, что в процессе разработки норм произошло несколько крупных пожаров в высотных зданиях. Кроме того, отсутствие опыта заставило наших пожарных в ряде случаев перестраховываться.

Впервые в высотных зданиях должны проектироваться помещения для размещения технического оборудования правоохранительных органов, государственной противопожарной службы. Чрезвычайно важно и положение о том, что применение новых технических решений, конструкций, оборудования и материалов допускается только при наличии технических свидетельств или других документов, разрешающих их использование в здании высотой более 75 м. В частности, московский ИГАСН сегодня очень требовательно относится к применению в высотном строительстве фасадных систем, так как уже есть случаи обрушения части фасадов в результате нарушения технологии и качества работ.

Разные функциональные объемно-планировочные элементы высотного здания и комплекса должны иметь обособленные от жилой части входы для посетителей, подъезды и площадки для парковки автомашин. Подземные стоянки под высотным зданием могут использоваться только его жильцами или арендаторами. Расстояние от здания высотой до 100 м до ближайшего пожарного депо должно быть не более 2 км, а при высоте более 100 м — не более 1 км.

Еще один важный вопрос — это высота пожарного отсека. Пожарные считают, что она не должна превышать 50 м. Хотя эту норму можно считать спорной, но в настоящее время она существует именно в таком виде. Площади пожарных отсеков регламентируются в зависимости от функционального назначения в диапазоне от 1500 до 3000 м2. Лестничные клетки в высотных зданиях проектируются только незадымляемыми, при этом допускается применение лестниц с искусственным освещением в лестнично-лифтовом узле. На пожарный отсек должно приходиться не менее двух лестниц. Пожаробезопасные зоны должны предусматриваться в технических этажах или непосредственно под ними. Многие наши архитекторы сегодня проектируют атриумы. По новым нормам для высотных зданий атриумы могут размещаться не выше нижнего пожарного отсека.

Когда мы имеем дело с высотными зданиями, существенное влияние на выбор того или иного архитектурного решения оказывают ветровые нагрузки. Например, при продувании в аэродинамической тр.е макета одного здания, в середине которого архитектором был запроектирован большой проем, внутри этого здания возникали такие аэродинамические эффекты, в том числе звуковые, что пришлось перерабатывать архитектурное решение.

В несущих конструкциях высотных зданий следует применять бетоны класса не ниже В30. В качестве жесткой арматуры могут применяться прокатные стальные профили. Допускается применение легких бетонов соответствующих классов. Окна в высотных зданиях следует проектировать с тройным остеклением и защитными устройствами, которые перекрывают их при пожаре. В высотных зданиях предусматривается применение около 30 разных инженерных и коммуникационных систем, требования к которым приведены в МГСН. Скорость лифтов должна быть в переделах 1,6-7,0 м/с. Применение более скоростных лифтов нецелесообразно, так как нахождение в них во время движения может вызывать дискомфорт. Высотные здания обязательно должны оснащаться лифтами для пожарных. Эти лифты используются также как спасательные для маломобильных групп населения.

Пределы огнестойкости несущих и противопожарных конструкций установлены для зданий до 100 м высотой 3 часа, для более высоких зданий — 4 часа (в европейских нормах — 3 часа).

В зависимости от объемно-планировочных решений и функционального назначения высотного здания в нем должны выделяться зоны доступа. Они должны быть защищены от несанкционированного вторжения и поражения стрелковым оружием. В непосредственной близости от них необходимо размещать помещение для личного состава служб безопасности. Критически важные точки высотного здания должны ограждаться физическими барьерами и находиться под контролем средств охранной сигнализации и видеонаблюдения. Нормами регламентируется необходимость производить расчеты времени эвакуации людей в чрезвычайной ситуации и проектировать варианты систем управления эвакуацией.

Конструкции и система здания в целом должны обеспечивать предотвращение прогрессирующего разрушения при авариях и локальных разрушениях.

Опыт отечественного проектирования и строительства высотных зданий показал, что они значительно массивней зарубежных аналогов. С учетом высоких требований к огнестойкости несущих конструкций необходимо находить дополнительные резервы снижения массы высотных зданий за счет применения легких конструкций наружных ограждений, внутренних перегородок и других конструктивных элементов. В связи с этим серьезный интерес представляет опыт передовых зарубежных производителей по разработке легких огнестойких материалов, изделий и конструктивных элементов.