НОРМИРОВАНИЕ ОГНЕСТОЙКОСТИ И ИДЕНТИФИКАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

4-19   Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация

УДК 699.814 DOI 10.25257/FE.2019.4.28-38

КУЗНЕЦОВА Ирина Сергеевна                                 ЗИМИН Сергей Сергеевич
Кандидат технических наук                                 Санкт-Петербургский политехнический университет
НИЦ «Строительство», Москва, Россия                       Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия
E-mail: irina-yanko@mail.ru                               E-mail: zimin_sergei@mail.ru

ГРАВИТ Марина Викторовна                                  СЕРДОБИНЦЕВ Руслан Михайлович
Кандидат технических наук, доцент                         Научно-технический центр «Эталон»,
Санкт-Петербургский политехнический университет           Санкт-Петербург, Россия
Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия                   E-mail: bolsheru@gmail.ru
E-mail: marina.gravit@mail.ru

НОРМИРОВАНИЕ ОГНЕСТОЙКОСТИ

И ИДЕНТИФИКАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

При проектировании зданий и сооружений в части определения требуемых пределов огнестойкости конструкций и назначении огнезащиты важную роль играет однозначная идентификация строительных конструкций как элементов несущей конструктивной системы здания, влияющая на принимаемые технические решения, и, как следствие, на устойчи- вость всего здания в условиях пожара.

Авторами проанализирована таблица Федерального закона от 22.07.2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», регламентирующая соответствие степени огнестойкости зданий и требуемых пределов огнестойкости строительных конструкций, а также ряд нормативных документов в отношении требований к пределам огнестойкости конструкций зданий. Установлено, что возможны различные интерпретации при идентификации конструкций и назначении нормируемых пределов огнестойкости. Предложены изменения для таблицы 21 Технического регламента о требованиях пожарной безопасности и проекта СП «Здания и комплексы высотные. Требования пожарной безопасности».

Сделан вывод, что в проектной документации необходимы не только сведения о несущих конструкциях, участвую- щих в обеспечении общей устойчивости и геометрической неизменяемости здания, но и расчётные обоснования соответ- ствия требуемых и фактических пределов огнестойкости строительных конструкций.

Ключевые слова: здания, сооружения, высотные здания, пожарная безопасность, строительные конструкции зданий, несущие конструкции, требуемые пределы огнестойкости конструкции.

О    дной из наиболее распространённых оши-
бок при разработке специалистами проек-
та огнезащиты строительных конструкций является
конструктивных систем: связевая, рамная и рамно-
связевая [1].
В связевых системах жёсткость и устойчивость
неверная идентификация несущего каркаса здания,           зданий обеспечивается продольными и поперечными
образованного, как правило, железобетонными               связями, в качестве которых могут выступать торцо-
и стальными строительными конструкциями, обе-             вые стены, вертикальные или горизонтальные связи,
спечивающими пространственную неизменяемость              либо диафрагмы жёсткости, располагающиеся между
и устойчивость здания или сооружения (далее объ-          колоннами.
екта защиты) в целом.                                            В рамных системах жёсткость здания в верти-
Понятие устойчивости объекта защиты при по-        кальном направлении обеспечивается поперечными
жаре в Федеральном законе от 22.07.2008 г. № 123-ФЗ       и продольными рамами за счёт неизменяемости
«Технический регламент о требованиях пожарной             жёстких узлов, образуемых системой стоек, ригелей
безопасности» (далее Технический регламент) опре-         и рам, а в горизонтальном – за счёт перекрытий, рас-
деляется как свойство объекта защиты сохранять            сматриваемых как жёсткие диафрагмы.
конструктивную целостность и (или) функциональное                В рамно-связевой конструктивной схеме жёст-
назначение при воздействии опасных факторов пожа-         кость и устойчивость здания обеспечиваются свя-
ра и их вторичных проявлений.                             зевой и рамной частями за счёт жёсткого соеди-
Как правило, при разработке строительной           нения ригелей и колонн, не входящих в связевую
проектной документации инженеры-конструкторы              конструкцию.
придерживаются типовых решений конструктивных                    Статьёй 58 и таблицей 21 Технического ре-
схем зданий, отражающих стандартные способы реа-          гламента, аналог которой представлен в таблице 1,
лизации несущей способности и геометрической              регламентируются пределы огнестойкости строи-
неизменяемости объекта защиты. Для обеспечения            тельных конструкций по трём признакам наступления
жёсткости и устойчивости каркасных зданий суще-           предельных состояний в соответствии с ГОСТ
ствуют три варианта реализации пространственных           30247.0–94 «Конструкции строительные. Методы

28 © Кузнецова И. С., Гравит М. В., Зимин С. С., Сердобинцев Р. М., 2019

Огнестойкость конструкций

испытаний на огнестойкость. Общие требования»: по-                      другие конструктивные элементы. Потеря не-
тере несущей способности R, потере целостности E,                       сущей способности верхней несущей оболочки и
потере теплоизолирующей способности I.                                  потеря целостности боковых оболочек не приве-
Согласно таблице 21 Технического регла-                           дёт к потере пространственной жёсткости и (или)
мента, требуемые пределы огнестойкости несущих                          к развитию прогрессирующего разрушения объ-
конструкций отличаются от требуемых пределов                            екта защиты (особенно если учесть малую веро-
огнестойкости перекрытий, покрытий и лестничных                         ятность одновременного действия снеговой и ве-
клеток. Максимальные значения требуемых пределов                        тровой нагрузки максимальной интенсивности
огнестойкости конструкций в данной таблице заданы                       и температурного воздействия от пожара).
для несущих стен, колонн и других несущих элемен-                             Однако вышеприведённые рассуждения, касаю-
тов и вполне обоснованы для связевых конструктив-                       щиеся элементов бесчердачных покрытий, актуаль-
ных систем зданий, когда устойчивость здания обе-                       ны, по мнению авторов, только для конструктивных
спечивается связями или диафрагмами жёсткости.                          систем объектов защиты, в которых «вклад» этих эле-
При жёстких сопряжениях элементов в рамной                        ментов в образование конструктивной системы в це-
(или рамно-связевой) пространственной конструк-                         лом, её пространственной жёсткости и устойчивости
тивной системе выход из строя (обрушение) одного                        незначителен. Например, для конструктивных систем
или нескольких элементов может привести к измене-                       зданий повышенной этажности и высотных зданий.
нию конструктивной системы здания, нарушению его                              Данным конструктивным системам можно про-
пространственной жёсткости, устойчивости и раз-                         тивопоставить, например, конструктивные системы
рушению в целом. По мнению авторов, для зданий,                         зданий торговых центров, в которых основной торго-
имеющих рамную и рамно-связевую конструктив-                            вый объём сосредоточен в едином одноэтажном или
ные системы, нелогично назначать разные значения                        многосветном пространстве, образованном системой
пределов огнестойкости для разных типов конструк-                       колонн и ферм (балок), а также прогонов и связей.
ций (например, для колонн и перекрытий), которые                        Потеря несущей способности и устойчивости одной
в равнозначной степени ответственны за устойчи-                         или нескольких ферм, по сути, ставит под вопрос
вость конструктивной системы здания в целом.                            существование всего здания торгового центра в целом.
Пониженные значения нормируемых преде-                                  Следует вывод об актуальности корректиров-
лов огнестойкости для конструкций бесчердачных                          ки требуемых пределов огнестойкости конструкций
покрытий и наружных ненесущих стен можно объяс-                         бесчердачных покрытий для торговых центров в та-
нить следующим образом. Данные конструкции                              блице 21 Технического регламента. Авторы счита-
«замыкают» конструктивную систему объекта                               ют необходимым откорректировать нормативные
защиты соответственно сверху и с боков. По сути,                        документы (своды правил) для конкретного класса
данные конструкции образуют «наружную обо-                              функциональной пожарной опасности в зависимости
лочку» объекта защиты, и на них не опираются                            от конструктивной системы зданий и сооружений.

Таблица 1

Соответствие степени огнестойкости и предела огнестойкости строительных конструкций зданий, сооружений и пожарных отсеков согласно Федеральному закону от 22.07.2008 г. № 123-ФЗ

«Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»

Предел огнестойкости строительных конструкций
Степень
огнестойкости                                         Перекрытия                                                 Строительные
Строительные конструкции
зданий,    Несущие стены,                         междуэтажные                                                 конструкции
Наружные                            бесчердачных покрытий
сооружений колонны и другие                          (в том числе                                             лестничных клеток
и пожарных                          ненесущие
несущие                               чердачные           Настилы                                           Марши
отсеков                             стены                                          Фермы, балки,       Внутренние
элементы                                  и над          (в том числе                                      и площадки
подвалом)                        прогоны             стены
с утеплителем)                                        лестниц

I R 120 E 30 REI 60 RE 30 R 30 REI 120 R 60

II R 90 E 15 REI 45 RE 15 R 15 REI 90 R 60

III R 45 E 15 REI 45 RE 15 R 15 REI 60 R 45

IV R 15 E 15 REI 15 RE 15 R 15 REI 45 R 15

V Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется

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

4-19   Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация

Назначение несущих конструкций заключается     правило, рассчитывать как единые пространствен-
в образовании пространственной системы, сочетаю-      ные системы с учётом факторов, определяющих
щей вертикальные и горизонтальные элементы, при       напряжённое и деформированное состояние, осо-
этом часто возникает проблема идентификации несу-     бенности взаимодействия элементов конструкций
щих строительных конструкций зданий и сооружений      между собой.
в аспекте определения требуемых пределов огнестой-           Для многофункциональных зданий и ком-
кости. Рассмотрим определения «несущих конструк-      плексов требования к огнестойкости строительных
ций» для объекта защиты в различных нормативных       конструкций следует принимать в соответствии
документах.                                           с Техническим регламентом и СП 2.13130.2012,
Согласно п. 5.4.2 СП 2.13130.2012 «Системы     согласно СП 267.1325800.2016 «Здания и комплек-
противопожарной защиты. Обеспечение огнестой-         сы высотные. Правила проектирования», для объек-
кости объектов защиты» (с изменением № 1), к не-      тов защиты (общественных зданий) выше 50 м раз-
сущим элементам зданий относятся несущие стены,       рабатываются специальные технические условия,
колонны, связи, диафрагмы жёсткости, фермы, эле-      в которых могут обосновываться различные требуе-
менты перекрытий и бесчердачных покрытий (балки,      мые пределы огнестойкости несущих конструкций,
ригели, плиты, настилы), если они участвуют в обе-    принятые разработчиком.
спечении общей устойчивости и геометрической                 В соответствии с п. 9.3 СП 160.1325800.2014
неизменяемости здания при пожаре. Сведения о не-      «Здания и комплексы многофункциональные. Прави-
сущих конструкциях, не участвующих в обеспечении      ла проектирования», к основным несущим конструк-
общей устойчивости и геометрической неизменяе-        циям зданий относятся несущие стены, колонны,
мости здания, приводятся проектной организацией       связи, диафрагмы жёсткости, фермы, элементы пере-
в технической документации на здание.                 крытий и бесчердачных покрытий (балки, ригели,
Несущие конструкции в ГОСТ 30247.1–94          плиты, настилы), если они участвуют в обеспечении
«Конструкции строительные. Методы испытаний на        общей устойчивости и геометрической неизменяе-
огнестойкость. Несущие и ограждающие конструк-        мости здания при пожаре. Конструктивная система
ции» определяются как конструкции (элементы), вос-    высотного здания является совокупностью взаимос-
принимающие постоянную и временную нагрузку, в        вязанных несущих конструктивных элементов, обе-
том числе нагрузку от других частей зданий.           спечивающих его прочность, устойчивость и необ-
Далее, п. 3 в СП 13–102–2003 «Правила об-      ходимый уровень эксплуатационных качеств. Кон-
следования несущих строительных конструкций зда-      структивные системы высотных зданий состоят из
ний и сооружений» определяет несущие конструкции      вертикальных несущих элементов (колонн, пилонов,
как строительные конструкции, воспринимающие          стен), горизонтальных несущих элементов (плит пе-
эксплуатационные нагрузки и воздействия и обеспе-     рекрытий, покрытия, ферм) и фундамента.
чивающие пространственную устойчивость здания.               Требуемые пределы огнестойкости несущих
К основным несущим конструкциям относятся: фун-       конструкций высотных зданий в СП 160.1325800.2014
даменты, ростверки, стены, колонны, пилоны, стой-     должны определяться в соответствии с Техническим
ки, перекрытия и покрытия (в том числе балки, арки,   регламентом с учётом СП 267.1325800.2016 (табл. 2).
фермы, плиты, прогоны), подкрановые балки и фер-             Как видно из таблицы 2, к несущим кон-
мы, связевые конструкции, элементы жёсткости, сты-    струкциям относятся только стены и колонны. Под
ки, узлы, соединения и размеры площадок опирания.     «другими несущими элементами» могут подразу-
В ГОСТ 27751–2014 «Надёжность строитель-       меваться и конструкции покрытий и перекрытий,
ных конструкций и оснований. Основные положения»      причём в случае конструктивной схемы с участием
несущей способностью называется максимальный          стальных аутригерных ферм обеспечить требуемый
эффект воздействия, реализуемый в строительном        предел огнестойкости R180 будет технологически до-
объекте без превышения предельных состояний.          статочно сложно (см. рисунок).
Согласно пп. 5.2.2–5.2.3 СП 53–102–2004               Для определения основных несущих конструк-
«Общие правила проектирования стальных кон-           ций следует учитывать нагрузки и воздействия с учё-
струкций» значения нагрузок и воздействий, а так-     том коэффициентов аварийного сочетания, обеспе-
же предельные значения прогибов и перемещений         чивающие безопасность здания.
элементов конструкций принимаются согласно тре-              Как показал анализ нормативных документов,
бованиям СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздей-         под несущими конструкциями в зданиях и соору-
ствия»; при проектировании зданий и сооружений        жениях могут пониматься различные строительные
принимаются конструктивные схемы, обеспечива-         конструкции, и чёткое определение для несущих кон-
ющие прочность, устойчивость и пространствен-         струкций зданий и сооружений отсутствует.
ную неизменяемость зданий и сооружений в целом               Разработанные в развитие положений Техни-
и их отдельных элементов при транспортировании,       ческого регламента нормативные документы, а имен-
монтаже и эксплуатации. Расчётные схемы должны        но: СП 267.1325800.2016; СП 160.1325800.2014;
отражать действительные условия работы стальных       СП 385.1325800.2018 «Защита зданий и со-
конструкций. Стальные конструкции следует, как        оружений от прогрессирующего обрушения.

Огнестойкость конструкций

Таблица 2

Требуемые пределы огнестойкости строительных конструкций согласно СП 267.1325800.2016

Пределы огнестойкости строительных конструкций

Высота здания, м Основные несущие

Противопожарные стены конструкции здания Шахты лифтов и стены и перекрытия для деления здания

(несущие стены, колонны лестничных клеток на пожарные отсеки и другие несущие элементы)

До 100                   R 150                             REI 150                             REI 150
От 100 до 150               R 180                             REI 180                             REI 180

150 и выше R 240 REI 240 REI 240

Правила проектирования. Основные положения»;                относится к несущим конструкциям каркаса рассма-
СП 296.1325800.2017 «Здания и сооружения. Осо-              триваемого здания.
бые воздействия» основаны на принципах иденти-                     Поскольку плиты перекрытий являются несу-
фикации несущих и ненесущих конструкций с тре-              щими конструкциями, их также можно отнести как
буемыми пределами огнестойкости, отражёнными                ко второму, так и к четвёртому столбцу таблицы 21
в таблице 21 Технического регламента, которая,              Технического регламента.
с учётом вышеизложенного, может привести к двум                    В настоящее время помимо определения не-
принципиально разным интерпретациям данных.                 сущих конструкций и информации об их назначении,
I вариант. Во втором столбце таблицы 21 Тех-        в п. 5.4.2 СП 2.13130.2012 уточняется, что сведения
нического регламента указаны все несущие элементы           о несущих конструкциях, не участвующих в обеспече-
каркаса здания, за исключением тех, которые пере-           нии общей устойчивости и геометрической неизме-
числены в следующих столбцах. Для отдельного кон-           няемости здания, приводятся проектной организаци-
структивного элемента, например, фермы покрытия,            ей в технической документации на здание.
для здания I степени огнестойкости по таблице 21                   Применение несущих конструкций, не участву-
Технического регламента назначается предел огне-            ющих в обеспечении общей устойчивости и геометри-
стойкости R30. Следовательно, несмотря на то, что           ческой неизменяемости здания, не рассматривается
ферма покрытия является несущим элементом, в со-            типовыми схемами ввиду неэффективности с точки
ответствии с данной таблицей назначается значение           зрения прочностных характеристик и экономиче-
не из второго столбца (R120), а из шестого (R30).           ской нецелесообразности. Другими словами, любое
II вариант. Во втором столбце таблицы 21            здание состоит из строительных конструкций:
Технического регламента указаны все несущие эле-                   а) участвующих в обеспечении общей устой-
менты каркаса здания, а в следующих столбцах – не-          чивости и геометрической неизменяемости здания
сущие элементы, не относящиеся к основному каркасу          (то есть несущих);
здания (например, конструкции антресолей, вставок                  б) выполняющих ограждающие функции (не-
и т. п.), а также ненесущие элементы. В данном случае       несущих);
для отдельного конструктивного элемента, напри-                    в) совмещающих несущие и ограждающие
мер, фермы покрытия, для здания I степени огнестой-         функции.
кости назначается значение предела огнестойкости                   Остаётся неясным уточнение в п. 5.4.2
из второго столбца R120, так как ферма покрытия             СП 2.13130.2012 в назначении несущих строитель-

Примеры узлов аутригерных ферм по СП 160.1325800.2014

4-19   Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация

ных конструкций в части выполнения ими функций                       здания, представляющих собой жёсткий каркас ко-
в обеспечении устойчивости и геометрической неиз-                    лонн и перекрытий, тогда для всех несущих конструк-
меняемости здания при пожаре. Исходя из данного                      ций (и вертикальных и горизонтальных) должны быть
определения, можно сделать вывод о том, что техни-                   назначены аналогичные пределы огнестойкости.
ческая документация (проектная и рабочая) на здание                         Для однозначного понимания и идентифика-
или сооружение должна содержать сведения о:                          ции конструкций при назначении требуемого преде-
– несущих строительных конструкциях, уча-                    ла огнестойкости предлагается внести в таблицу 21
ствующих в обеспечении общей устойчивости и гео-                     Технический регламент корректировку заголовков
метрической неизменяемости здания при обычных                        (таблица 3).
условиях;                                                                   С учётом того, что предел огнестойкости уз-
– несущих строительных конструкциях, уча-                    лов крепления по признаку R и примыкания по при-
ствующих в обеспечении общей устойчивости и гео-                     знакам E, EI строительных конструкций между собой,
метрической неизменяемости здания при пожаре.                        за исключением специально оговоренных случаев
В проекте новой редакции СП 2.13130.2012                     и противопожарных преград, должен быть не ниже
«Системы противопожарной защиты. Обеспечение                         требуемого предела огнестойкости стыкуемых стро-
огнестойкости объектов защиты» несущие конструк-                     ительных конструкций и определяется в рамках оцен-
ции определяются согласно ГОСТ 30247.1–94:                           ки огнестойкости стыкуемых строительных конструк-
– несущие элементы здания: несущие кон-                      ций (п. 5.2.1 СП 2.13130.2012), именно для ж¸стких
струкции, обеспечивающие общую прочность и про-                      расч¸тных схем зданий таблица 21 Технического регла-
странственную устойчивость здания, а также предот-                   мента может иметь вид, представленный в таблице 4.
вращающие прогрессирующее (лавинообразное)                                  Как показал анализ нормативных документов
разрушение его конструкций за пределами очага по-                    по пожарной безопасности, порядок отнесения строи-
жара (п. 3.13 ГОСТ 30247.1–94);                                      тельных конструкций к несущим элементам здания
– несущие конструкции (элементы): конструк-                  и сооружения в них чётко не отображается [2–10].
ции, воспринимающие постоянную и временную на-                       При этом ответственность за обеспечение механичес-
грузку, в том числе нагрузку от других частей зданий                 кой и пожарной безопасности лежит на проектной
(п. 3.1 ГОСТ 30247.1–94).                                            организациив связи с чем таблица 21 Технического
Согласно п. 3.1 СП 2.13130.2012, термин «огне-               регламента может быть интерпретирована в третьем
стойкость строительной конструкции» обозначает                       варианте (таблица 5). Требуемые пределы огнестой-
способность строительной конструкции сохранять                       кости маршей и площадок лестниц приняты по ана-
несущие и (или) ограждающие функции в условиях                       логии с Техническим регламентом, за исключением
пожара.                                                              II степени огнестойкости, с учётом требуемых преде-
При этом «к несущим элементам зданий следу-                  лов огнестойкости к междуэтажным перекрытиям,
ет относить несущие стены, колонны, а также связи,                   указанных в данном законодательном акте.
диафрагмы жёсткости, фермы, элементы перекры-                               Требуемые пределы огнестойкости к кон-
тий и бесчердачных покрытий (балки, ригели, плиты,                   струкциям лестничных клеток (марши и площадки)
настилы), если они обеспечивают общую прочность                      следует дополнительно обосновать c учётом на-
и пространственную устойчивость здания. Сведения                     турных экспериментов, практики расследования
о несущих конструкциях, являющихся несущими эле-                     пожаров и результатов моделирования реальных
ментами здания, приводятся проектной организацией                    пожаров. Также согласно ч. 4 ст. 87 Технического
в технической документации на здание».                               регламента на незадымляемых лестничных клетках
Таким образом, если в технической документа-                 типа H1 допускается предусматривать лестничные
ции на здание будут сведения о несущих конструкциях                  площадки и марши с пределом огнестойкости R 15,

Таблица 3

I интерпретация для заголовков таблицы 21 Технического регламента

Пределы огнестойкости строительных конструкций

Строительные конструкции здания или сооружения

Степень огнестойкости зданий, Конструкции Конструкции сооружений Несущие стены Плиты Конструкции бесчердачных покрытий лестничных клеток и пожарных и стержневые перекрытий наружных отсеков конструкции междуэтажные ненесущих стен

(колонны, балки, (в том числе Плиты

Марши рамы, арки, чердачные и настилы Фермы, балки, Внутренние и площадки фермы и т. п.) и над подвалом) (в том числе прогоны стены лестниц с утеплителем)

Огнестойкость конструкций

Таблица 4

II интерпретация для таблицы 21 Технического регламента

Пределы огнестойкости строительных конструкций

Степень       Несущие стены                                 Плиты                  Конструкции                          Конструкции
огнестойкости     и стержневые                            междуэтажных           бесчердачных покрытий                  лестничных клеток
зданий, сооружений                           Наружные
конструкции                               перекрытий
и пожарных отсеков (колонны, балки,          ненесущие                                Плиты
(в том числе                                                              Марши
стены                                и настилы        Фермы, балки,     Внутренние
рамы, арки,                               чердачные                                                              и площадки
фермы и т. п.)                           и над подвалом)       (в том числе        прогоны           стены
лестниц
с утеплителем)
REI 60                                 R 30                            R 60
I              R 120               E 30                                    RE 30                           REI 120
REI 120                                R 120                           R 120
REI 45                                R 15                             R 60
II              R 90               E 15                                    RE 15                            REI 90
REI 90                                R 90                             R 90
R 15
III              R 45               E 15              REI 45                RE 15                            REI 60          R 45
R 45

IV R 15 E 15 REI 15 RE 15 R 15 REI 45 R 15

V Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется

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

Таблица 5

III интерпретация для таблицы 21 Технического регламента

Пределы огнестойкости строительных конструкций

Степень огнестойкости Несущие стены Плиты Конструкции Конструкции лестничных Конструкции зданий, и стержневые перекрытий бесчердачных покрытий клеток наружных сооружений, конструкции междуэтажные ненесущих и пожарных Плиты стен

(колонны, балки, (в том числе и настилы Фермы, балки, Внутренние

Марши отсеков рамы, арки, чердачные (в том числе прогоны стены и площадки фермы и т. п.) и над подвалом) с утеплителем) лестниц

I R 120 REI 120 RE 30 R 120 REI 120 R 60 E 30

II R 90 REI 90 RE 15 R 90 REI 90 R 45 E 15

III R 45 REI 45 RE 15 R 45 REI 60 R 45 E 15

IV R 15 REI 15 RE 15 R 15 REI 45 R 15 E 15

V Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется

Примечание. Сведения о несущих конструкциях, участвующих в обеспечении общей устойчивости и геометрической неизменяемости здания или со- оружения, приводятся проектной организацией в технической документации на здание. Плиты перекрытий (в том числе чердачные и над подвалом), фермы, балки, прогоны, марши и площадки лестниц лестничных клеток, участвующие в общей устойчивости и геометрической неизменяемости здания или сооруже- ния, должны быть с пределами огнестойкости не ниже (идентичными или выше) несущих стен и стержневых конструкций.

и данные конструкции могут участвовать в общей                                     Проект нового свода правил во многом
устойчивости и геометрической неизменяемости                                 заимствует положения отменённого документа
здания или сооружения.                                                       МГСН 4.19–2005 «Временные нормы и правила
В настоящее время практически завершилось                              проектирования многофункциональных высотных
публичное обсуждение нового свода правил «Здания                             зданий и зданий-комплексов в городе Москве».
и комплексы высотные. Требования пожарной                                    Рассмотрим регламентирование требуемых преде-
безопасности», который устанавливает требования                              лов огнестойкости в МГСН 4.19–2005 (табл. 6)
пожарной безопасности при проектировании, строи-                             и сравним с модификацией, представленной в новом
тельстве, реконструкции и эксплуатации высотных                              своде правил по высотным зданиям (табл. 7).
зданий и сооружений класса функциональной пожар-                                   Анализ таблиц 6 и 7 показывает, что таблица
ной опасности Ф1.3 (многоквартирные жилые дома)                              МГСН 4.19–2005, применяемая ранее, была достаточно
высотой более 75 м, зданий и сооружений других                               подробной и чётко разграничивала типы конструкций.
классов функциональной пожарной опасности высо-                                    Таблица-аналог в новом своде правил для вы-
той более 50 м.                                                              сотных зданий (табл. 7) содержит противоречия,

4-19   Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация

Таблица 6

Требуемые пределы огнестойкости строительных конструкций согласно МГСН 4.19–2005

№ п/п Наименование конструкций R, мин E, мин I, мин

1 Несущие стены

1.1 Наружные 180 60 НН

1.2 Внутренние 180 п. 5 п. 5

1.3 Противопожарные 180 180 180

2 Колонны 180 НН НН

3 Самонесущие стены

3.1 Наружные 90 60 НН

3.2 Внутренние 90 п. 5 п. 5

3.3 Противопожарные 180 180 180

4 Наружные ненесущие стены (из навесных панелей) НН 60 НН

5 Внутренние ненесущие стены (перегородки)

5.1 Между гостиничными номерами, офисами и т. д. НН 60 60

5.2 Отделяющие помещения от атриума; между коридорами и номерами гостиниц, офисами и т. д. НН 60 60

5.3   Отделяющие помещения для аварийного генератора и дизельных электростанций                           НН          180          180
Отделяющие торговые залы площадью более 2 000 м и другие помещения зального типа
5.4                                                                                                       НН          180          180
для одновременного пребывания более 500 чел.
5.5   Отделяющие квартиры друг от друга и от других помещений и коридоров                                 НН          120          120

5.6 Отделяющие лифтовые холлы НН 60 60

5.7 Отделяющие лифтовые холлы и тамбуры лифтов для транспортирования пожарных подразделений НН 120 120

5.8   Отделяющие встроенную баню сухого жара от других помещений                                          НН           60          60
Отделяющие помещения предприятий бытового обслуживания площадью более 300 м,
5.9                                                                                                       НН           60          60
в которых применяются легковоспламеняющиеся вещества
5.10   Отделяющие помещения для книгохранилищ, архивов и т. д.                                             НН          180          180

5.11 Отделяющие помещения трансформаторных подстанций НН 60 60

6 Стены лестничных клеток

6.1 Внутренние 180 180 180

6.2 Наружные 180 60 НН

7 Элементы лестничных клеток (площадки, косоуры, балки, марши) 60 НН НН

8    Элементы перекрытий
Междуэтажных и чердачных:
8.1   – балки, ригели, рамы, фермы                                                                        180         НН           НН
– плиты, настилы                                                                                    120         120          120
Междуэтажных и чердачных над и под помещениями по пп. 5.3 и 5.4:
8.2   – балки, ригели, рамы, фермы                                                                        180         НН           НН
– плиты, настилы                                                                                    180         120          120

8.3 Противопожарных 180 180 180

9 Элементы покрытий

Предназначенные для эвакуации и спасения людей, а также размещения площадки для вертолета или спасательной кабины на кровле:

9.1

– балки, ригели, рамы, фермы 180 НН НН

– плиты, настилы 120 120 120

Над другими помещениями:

30 НН НН

9.2 – балки, ригели, рамы, фермы

30 30 НН

– плиты, настилы

Как балки, ригели, рамы, фермы

10 Ветровые связи по пп. 8 и 9

11 Конструкции шахт

11.1 Лифтовые и коммуникационные шахты, каналы и короба, не пересекающие границы пожарных отсеков 120 120 120

Лифтовые шахты, пересекающие границы пожарных отсеков, и шахты лифтов

11.2 180 180 180 для транспортирования пожарных подразделений

11.3 Шахты, каналы и короба, пересекающие границы пожарных отсеков 180 180 180

Примечания: 1) НН – не нормируется; 2) для зданий высотой более 100 м предел огнестойкости, как правило, устанавливается REI 240, R 240;

3) для зданий высотой более 100 м предел огнестойкости устанавливается REI 180, EI 180.

Огнестойкость конструкций

Таблица 7

Требуемые пределы огнестойкости строительных конструкций

(фрагмент таблицы 6.1 проекта СП «Здания и комплексы высотные.

Требования пожарной безопасности»)

Минимальный предел огнестойкости, мин

№ п/п Наименование конструкций (элементов зданий) Высота здания, м

До 100 От 100 до 150

Более 150 включительно включительно

Несущие колонны, стены, связи, диафрагмы жёсткости, фермы, элементы перекрытий

1 R 150 R 180 R 240 и бесчердачных покрытий (балки, ригели, плиты, настилы)

Наружные ненесущие стены, в том числе:
2     – типы 1, 2 и 4.1;                                                                   E 60             E 60           E 60
– типы 3 и 4.2                                                                      EIW 60           EIW 60         EIW 60

3 Перекрытия междуэтажные (в том числе чердачные и над подвалами) REI 120 REI 120 REI 120

Элементы покрытий:
4     – настилы;                                                                           RE 30           RE 30           RE 30
– балки, ригели, прогоны, рамы, фермы                                                R 30            R 30            R 30

Элементы покрытий, предназначенных для эвакуации и спасения людей, а также для размещения площадки для вертолета или спасательной кабины на кровле:

– настилы; RE 120 RE 120 RE 120

– балки, ригели, прогоны, рамы, фермы R 180 R 180 R 180

Конструкции лестничных клеток:
6     – внутренние стены;                                                                 REI 150         REI 180         REI 240
– марши и площадки                                                                   R 60            R 60            R 60

которые будут приводить к ошибкам проектирова-                            вертолетной площадки должны быть REI 150, а не
ния в части обеспечения огнестойкости строительных                        RE 120, как в таблице 7.
конструкций и пожарной безопасности. Обозначим                                   Из вышесказанного следует, что необходи-
некоторые из них:                                                         мы пересмотр и значительная корректировка по-
– плиты перекрытий можно отнести как к пер-                        ложений таблицы «Пределы огнестойкости строи-
вой, так и к третьей строке с разными значениями                          тельных конструкций», представленной в проекте
нормируемых параметров;                                                   свода правил. В частности, в первой строке следует
– третья строка «перекрытия междуэтаж-                             удалить слова «плиты, настилы» из скобки; в тре-
ные…» может относиться как к конструкциям балок,                          тьей строке следует заменить «перекрытия меж-
так и к плитным конструкциям, но предел огнестой-                         дуэтажные» на «плиты перекрытий и настилы»,
кости балок назначается по первой строке таблицы;                         в четвёртой строке следует уточнить «элементы
– элементы покрытий можно отнести как                              чердачных покрытий» и т. д.
к первой, так и к четвёртой строкам, так как покрытия                            Таким образом, к несущим строительным
всегда являются несущими (воспринимают, как ми-                           конструкциям объекта защиты относятся все эле-
нимум, собственный вес и снег);                                           менты здания (в том числе фермы, плиты перекры-
– в четвёртой строке следует уточнить: «эле-                       тия, прогоны бесчердачных покрытий), если они об-
менты чердачных покрытий»;                                                разуют его несущий каркас. Пределы огнестойкости
– для стен, плит перекрытий и настилов следу-                      некоторых конструкций в ряде действующих норма-
ет нормировать не предельное состояние R (см. пер-                        тивных документов назначены противоречиво, что
вую строку таблицы 7), а REI;                                             приводит к проблемам в проектировании зданий
– перекрытие верхнего этажа здания или со-                         и сооружений (в первую очередь, высотных и много-
оружения (под вертодромом) должно выполнять-                              функциональных) с позиций объёмно-планировоч-
ся в соответствии с требованиями для противо-                             ных и конструктивных решений в целях обеспечения
пожарных перекрытий I типа СП 135.13130.2012                              пожарной безопасности.
«Вертодромы. Требования пожарной безопасно-                                      Без детального анализа строительной кон-
сти», а общие требования по обеспечению огне-                             структорской документации возрастает риск при-
стойкости объектов защиты и предотвращению                                нятия некорректных технических решений в части
распространения пожара следует принимать по                               обеспечения требуемых пределов огнестойкости
СП 2.13130.2012. Таким образом, настилы для                               строительных конструкций зданий и сооружений.

4-19   Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация

В настоящее время актуальными являются                                пожарной безопасности» и норм проектирования
исследования, направленные на научное обоснование                           высотных зданий в части нормирования требуемых
нормирования пределов огнестойкости несущих кон-                            пределов огнестойкости строительных конструкций
струкций высотных и уникальных зданий и сооруже-                            с учётом конструктивных систем зданий.
ний [11–18].                                                                      Качественное проектирование зданий и соору-
Также требуется обоснованная корректиров-                             жений с обеспечением огнестойкости строительных
ка положений Федерального закона от 22.07.2008 г.                           конструкций является залогом пожарной безопас-
№ 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях                               ности объектов.

ЛИТЕРАТУРА
1. Маклакова Т. Г., Нанасова С. М., Шарапенко В. Г., Балаки-          пожара» // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение,
на А. Е. Архитектура. Учебник. М.: АСВ, 2004. 472 с.                        ликвидация. 2018. № 2. С. 81–85. DOI: 10.25257/FE.2018.2.81-85
2. Gravit M., Mikhailov E., Svintsov S., Kolobzarov A., Popovych I.         12. Соломонов В. В., Кузнецова И. С., Пирогов Ю. М., Соко-
“Fire and Explosion Protection of High-Rise Buildings by Means of           лов М. С. Проблемы обеспечения пожарной безопасности при про-
Plaster Compositions”, Materials Science Forum, vol. 871, pp. 138–          ектировании высотных зданий // Бюллетень строительной техники.
145, 2016. DOI 10.4028/www.scientific.net/MSF.871.138                       2008. № 6. С. 54–59.
3. Иванов В. Н. Комплексный подход к определению требу-                     13. Кирюханцев Е. Е., Иванов В. Н. Проблемы пожарной без-
емых пределов огнестойкости высотных жилых зданий // Пожары                 опасности высотных зданий и пути их решения [Электронный ре-
и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2018.                  сурс] // Технологии техносферной безопасности. 2013. Вып. 4 (50).
№ 1. С. 28–38. DOI: 10.25257/FE.2018.1.28-38                                Режим доступа: http://academygps.ucoz.ru/ttb/2013-4/2013-4.html
4. Пронин Д. Г., Конин Д. В. Проблемы применения стальных             (дата обращения 15.09.2019).
и железобетонных несущих конструкций высотных зданий с точки                      14. Кирюханцев Е. Е., Иванов В. Н. О повышении эффективно-
зрения их огнестойкости / Пожаровзрывобезопасность. 2018. T. 27.            сти тушения пожаров в высотных жилых зданиях [Электронный ре-
№ 1. С. 50–57. doi.org/10.18322/PVB.2018.27.01.50-57                        сурс] // Технологии техносферной безопасности. 2013. Вып. 5 (51).
5. Мешалкин Е. А. Огнезащита: проблемы и перспективы //               Режим доступа: http://academygps.ucoz.ru/ttb/2013-5/2013-5.html
Архитектура и строительство. 2017. № 2 (142). С. 21–23.                     (дата обращения 12.11.2019).
6. Давыдкин Н. Ф., Мешалкин Е. А. Гибкие технологии про-                    15. Иванов В. Н., Кирюханцев Е. Е. Проблемы разработки
ектирования систем пожарной безопасности объекта // Пожарная                и согласования специальных технических условий в области пожар-
безопасность. 2000. № 3. С. 94–99.                                          ной безопасности [Электронный ресурс] // Технологии техносфер-
7. Соломонов В. В., Кузнецова И. С. Обеспечение огнестой-             ной безопасности. 2016. Вып. 5. Режим доступа: http://academygps.
кости и огнесохранности при проектировании монолитных железо-               ucoz.ru/ttb/2016-5/2016-5.html (дата обращения 23.11.2019).
бетонных перекрытий высотных зданий // Пожарная безопасность                      16. Мешалкин Е. А. Гармонизация и парадоксы нормативной
в строительстве. 2011. № 1. С. 32–34.                                       базы по пожарной безопасности [Электронный ресурс] // Про-
8. Сюй Пэйфу, Фу Сюеи, Ван Цуйкунь, Сяо Цунчжэнь Проек-               мышленная и экологическая безопасность, охрана труда. 2011.
тирование современных высотных зданий. М.: АСВ, 2008. 469 с.                № 2 (52). Режим доступа: https://prominf.ru/article/garmonizaciya-
9. Костерин И. В., Муслакова С. В., Присадков В. И., Фаде-            i-paradoksy-normativnoy-bazy-po-pozharnoy-bezopasnosti-0 (дата
ев В. Е. Надёжность железобетонных плит перекрытий в условиях               обращения 23.11.2019).
пожаров // Пожарная безопасность. 2016. № 3. С. 94–97.                            17. Чуприян А. П., Борзов Б. А., Матюшин А. В. Профилакти-
10. Пузач С. В., Зернов С. И., Богатищев А. И., Карпов С. Ю.          ка и тушение пожаров в высотных зданиях и зданиях повышенной
Расчёт фактических пределов огнестойкости строительных кон-                 этажности с вентилируемыми фасадами. Учеб. пособие. М.: ФГБУ
струкций с учётом реальных параметров пожара, действий систем               ВНИИПО МЧС России, 2015. 334 с.
пожаротушения, механической вентиляции и дымоудаления: (ма-                       18. Шебеко Ю. Н., Шебеко А. Ю., Гордиенко Д. М. Расчётная
тематическая модель и методика расчета). Саранск: Мордовское                оценка эквивалентной продолжительности пожара для строитель-
книжное издательство. 2004. 80 с.                                           ных конструкций на основе моделирования пожара в помещении //
11. Ройтман В. М. О физическом смысле и основных под-                 Пожарная безопасность. 2015. № 1. С. 31–39.
ходах к оценке показателя «эквивалентная продолжительность
Материал поступил в редакцию 23 августа 2019 года.

Огнестойкость конструкций

Irina KUZNETSOVA Sergei ZIMIN

PhD in Engineering Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University,

Research Institute of Concrete and Reinforced Concrete St. Petersburg, Russian Federation named after A. A. Gvozdev, Joint Stock Company – E-mail: office.ice@spbstu.ru

Research Center of Construction, Moscow, Russia

E-mail: irina-yanko@mail.ru Ruslan SERDOBINTSEV

Science and Technology Center «Etalon», Moscow, Russia

Marina GRAVIT

PhD in Engineering

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University,

St. Petersburg, Russian Federation

E-mail: office.ice@spbstu.ru

FIRE RESISTANCE RATING AND IDENTIFICATION

OF BUILDING CONSTRUCTIONS

ABSTRACT
Purpose. The authors determined that load-                                   Findings. The authors proposed several options
bearing structures in buildings and constructions can                        to amend table 21 of Federal Law No. 123-FL “Technical
be understood as various engineering structures and                          Regulations on Fire Safety Requirements” and the code
currently there is no clear definition for load-bearing                      of practice “High-rise buildings and complexes. Fire
structures of buildings and constructions. Meanwhile,                        Safety Requirements.”
in designing buildings and constructions to determine                               Research application field. The unambiguity in
the actual fire resistance limits of structures and the                      determining the fire resistance limits of some structures
objective of fire protection is of great importance for                      in a number of existing regulatory documents will
unambiguous identification of engineering structures                         allow avoiding problems in designing buildings and
as elements of the load-bearing structural system of                         constructions (primarily, high-rise and multifunctional
a building. It affects the technical decision-making                         structures) from the standpoint of space-planning and
performance, and, as a consequence, the stability of the                     structural decisions.
entire building under fire conditions.                                              Conclusions. The conclusion was made that
Methods. For the purposes of the study, the                           the design documentation requires not only providing
analysis of regulatory documents and legislative acts                        information on load-bearing structures that are not
of the Russian Federation was carried out. In particular,                    involved in ensuring the overall and geometric stability
the authors analyzed table 21 “Correspondence of                             of a building, but also providing calculated justifications
the fire resistance level and the fire resistance limit                      for the compliance of the required and actual building
of engineering structures of buildings, constructions,                       construction fire resistance limits.
and fire compartments” of Federal Law No. 123-FL
“Technical Regulations on Fire Safety Requirements”,
which standardizes the compliance of the level and                                  Key words: buildings, structures, high-rise
limits of building constructions fire resistance, and also                   buildings, fire safety, structural design of buildings,
a number of regulatory documents regarding requirements                      load-bearing structures, required fire resistance limits of
for building constructions fire resistance limits.                           a structure.

REFERENCES

1. Maklakova T.G., Nanasova S.M., Sharapenko V.G., Balakina A.E.              5. Meshalkin E.A. Fire protection: problems and prospects.
Arkhitektura [Architecture]. Moscow, ASV Publ., 2004. 472 p.                 Arkhitektura i stroitelstvo. 2017, no. 2 (142), pp. 21–23. (in Russ.).
2. Gravit M., Mikhailov E., Svintsov S., Kolobzarov A., Popovych I.,          6. Davydkin N.F., Meshalkin E.A. Flexible design technologies for
“Fire and Explosion Protection of High-Rise Buildings by Means of            fire safety systems of an object. Pozharnaya bezopasnost, 2000, no. 3,
Plaster Compositions”, Materials Science Forum, Vol. 871, pp. 138–           pp. 94–99. (in Russ.).
145, 2016. DOI 10.4028/www.scientific.net/MSF.871.138                               7. Solomonov V.V., Кuznetsova I.S. Ensuring of fire resistance
3. Ivanov V.N. Complex approach to determinig required fire-           and fire preserveness at the stage of projecting of monolithic
resistance of high-rise residential buildings. Pozhary i chrezvychaynye      ferroconcrete floors for high-rise buildings. Pozharnaya bezopasnost
situatsii: predotvrashchenie, likvidatsiia, 2018, no. 1, pp. 28–38.          v stroitelstve, 2011, no. 1, pp. 32–34. (in Russ.).
DOI: 10.25257/FE.2018.1.28-38 (in Russ.).                                           8. Xu Peifu, Fu Xiuyeyi, Wang Cuikun, Xiao Congzhen, editor
4. Pronin D.G., Konin D.V. Problems of application of steel            Xu Peifu. Proektirovanie sovremennykh vysotnykh zdaniy [Design
and reinforced concrete bearing structures for tall buildings with           of Modern High-rise Buildings]. Moscow, ASV Publ., 2008, 467 p.
respect to their fire resistance. Pozharovzryvobezopasnost, 2018,                   9. Kosterin I.V., Muslakova S.V., Prisadkov V.I., Fadeev V.E.
vol. 27, no. 1, pp. 50–57. doi.org/10.18322/PVB.2018.27.01.50-57             Reliability of concrete floor slabs under conditions of fire. Pozharnaya
(in Russ.).                                                                  bezopasnost, 2016, no. 3, pp. 94–97. (in Russ.).

4-19   Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация

10. Puzach S.V., Bogatishchev A.I., Zernov S.I., Karpov S.Yu. Raschet   bezopasnosti. 2013. no. 5, available at: http://academygps.ucoz.ru/
fakticheskikh predelov ognestoykosti stroitelnykh konstruktsiy s uchetom       ttb/2013-5/2013-5.html (accessed September 30, 2019) (in Russ.).
realnykh parametrov pozhara, deystviy sistem pozharotusheniya,                        15. Ivanov V.N., Kirukhantsev E.E. Проблемы разработки
mekhanicheskoy ventilyatsii i dymoudaleniya: (mat. model i metodika).          и согласования специальных технических условий в области по-
[Calculation of True Fire Resistance of Building Structures Accounting         жарной безопасности. Tekhnologii tekhnosfernoi bezopasnosti. 2016,
for Real Parameters of Fire and Operation of Fire Suppression, Forced          no. 5, available at: http://academygps.ucoz.ru/ttb/2016-5/2016-5.
Ventilation and Smoke Removal Systems (Mathematical Model and                  html (accessed November 21, 2019) (in Russ.).
Technique)]. Saransk, Mordovian Publ., 2004. 80 p.                                    16. Meshalkin E.A. Harmonization and paradoxes of the
11. Roytman V.M. On physical meaning and basic approaches               regulatory framework for fire safety. Promyshlennaia i ekologicheskaia
to evaluating “equivalent fire duration” indicator. Pozhary i                  bezopasnost, okhrana truda. 2011, no. 2 (52), available at: https://
chrezvychaynye situatsii: predotvrashchenie, likvidatsiia, 2018, no. 2,        prominf.ru/article/garmonizaciya-i-paradoksy-normativnoy-bazy-
pp. 81–85. DOI: 10.25257/FE.2018.2.81-85 (in Russ.).                           po-pozharnoy-bezopasnosti-0 (accessed November 11, 2019)
12. Solomonov V.V., Kuznetsova I.S., Pirogov Yu.M., Sokolov M.S.        (in Russ.).
Problems of ensuring fire safety in the design of high-rise buildings.                17. Chupriyan A.P., Borzov B.A., Matiushin A.V. Profilaktika
Byulleten stroitelnoy tekhniki, 2008, no. 6, pp. 54–59. (in Russ.).            i tushenie pozharov v vysotnykh zdaniiakh i zdaniiakh povyshennoi
13. Kirukhancev E.E., Ivanov V.N. The problems of high-                 etazhnosti s ventiliruemymi fasadami [Prevention and suppression
rise buildings fire safety and the ways of their solving. Tekhnologii          of fires in high-rise buildings and high-rise buildings with ventilated
tekhnosfernoi bezopasnosti, 2013, no. 4 (50), available at: http://            facades]. Moscow, All-Russian Research Institute for Fire Protection of
academygps.ucoz.ru/ttb/2013-4/2013-4.html (accessed September                  EMERCOM of Russia Publ., 2015. 334 p.
15, 2019) (in Russ.).                                                                 18. Shebeko Yu.N., Shebeko A.Yu., Gordienko D.M. Assessment
14. Kirukhancev E.E., Ivanov V.N. On improving the efficiency           of equivalent fire duration for building structures based on compartment
extinguishing fires in high-rise buildings. Tekhnologii tekhnosfernoi          fire modeling. Pozharnaia bezopasnost. 2015, no. 1, pp. 31–39.