Огнестойкие строительные технологии: защита жизней и инвестиций по всему миру

Пожарная безопасность является первостепенной задачей при проектировании и строительстве зданий по всему миру. Применение эффективных огнестойких строительных технологий имеет решающее значение для защиты жизней, минимизации ущерба имуществу и обеспечения общей безопасности жильцов. В этом подробном руководстве рассматриваются основные стратегии, материалы и лучшие практики для достижения оптимальной огнестойкости зданий по всему миру.

Понимание огнестойкости

Огнестойкость — это способность здания выдерживать воздействие огня и предотвращать его распространение. Это сложное понятие, которое включает в себя множество факторов, таких как горючесть строительных материалов, конструкция несущих элементов и внедрение систем активной и пассивной противопожарной защиты. Огнестойкое здание замедляет распространение огня, предоставляя жильцам драгоценное время для безопасной эвакуации и позволяя пожарным локализовать возгорание.

Пассивная противопожарная защита

Пассивная противопожарная защита (ППЗ) включает в себя использование огнестойких материалов и методов строительства в конструкции здания. Эти меры предназначены для сдерживания или замедления распространения огня без необходимости активного вмешательства. Ключевые элементы ППЗ включают:

• Огнестойкие стены и перекрытия: Стены и перекрытия, выполненные из огнестойких материалов, таких как бетон, каменная кладка и гипсокартон, могут эффективно разделять здание на отсеки, предотвращая распространение огня в смежные зоны. Предел огнестойкости, обычно выражаемый в часах, указывает на продолжительность времени, в течение которого стена или перекрытие могут выдерживать стандартное испытание огнем.
• Противопожарные двери и окна: Противопожарные двери и окна предназначены для сопротивления прохождению пламени и дыма. Эти конструкции включают в себя специальные рамы, остекление и фурнитуру, которые сохраняют свою целостность при экстремально высоких температурах. Автоматические доводчики обеспечивают, чтобы противопожарные двери оставались закрытыми во время пожара, предотвращая распространение дыма и пламени.
• Противопожарные уплотнения: Материалы для противопожарного уплотнения используются для герметизации отверстий и проходок в стенах и перекрытиях, созданных, например, для труб, кабелей и воздуховодов. Эти материалы предотвращают распространение огня и дыма через скрытые пространства. Распространенные материалы для противопожарного уплотнения включают вспучивающиеся герметики, минеральную вату и огнестойкие пены.
• Огнезащита несущих конструкций: Защита несущих элементов, таких как стальные балки и колонны, имеет решающее значение для сохранения целостности здания во время пожара. Огнезащитные покрытия, обетонирование и напыляемые огнезащитные составы (SFRM) могут обеспечить необходимую изоляцию для предотвращения обрушения конструкций.

Активная противопожарная защита

Активная противопожарная защита (АПЗ) включает в себя системы, которые требуют активного вмешательства для обнаружения и тушения пожара. Эти системы спроектированы для автоматической активации в случае пожара, обеспечивая раннее оповещение и подавление пламени. Ключевые элементы АПЗ включают:

• Системы пожарной сигнализации: Системы пожарной сигнализации используют дымовые извещатели, тепловые извещатели и ручные пожарные извещатели для обнаружения пожаров и оповещения жильцов. Эти системы обычно включают звуковые и световые оповещатели, а также подключение к центральному пульту мониторинга.
• Спринклерные системы: Спринклерные системы предназначены для автоматического тушения пожаров путем распыления воды на пораженный участок. Эти системы обычно активируются от тепла огня и могут значительно уменьшить распространение пламени и минимизировать ущерб имуществу.
• Системы внутреннего противопожарного водопровода: Системы внутреннего противопожарного водопровода обеспечивают пожарных готовым запасом воды для тушения пожаров в высотных зданиях или других местах с ограниченным доступом. Эти системы состоят из сети труб и клапанов, подключенных к источнику воды.
• Огнетушители: Огнетушители — это переносные устройства, которые можно использовать для тушения небольших пожаров. Они обычно классифицируются по типу пожара, для тушения которого они предназначены, например, класс А (обычные горючие материалы), класс В (горючие жидкости) и класс С (электрооборудование).

Ключевые огнестойкие строительные материалы

Выбор подходящих строительных материалов имеет решающее значение для достижения эффективной огнестойкости. Некоторые из наиболее часто используемых огнестойких материалов включают:

• Бетон: Бетон по своей природе огнестоек благодаря своей негорючести и низкой теплопроводности. Он может обеспечить превосходную защиту несущих элементов и предотвратить распространение огня.
• Сталь: Хотя сама по себе сталь не является огнестойкой, ее можно защитить огнестойкими покрытиями или обшивкой, чтобы предотвратить потерю прочности при высоких температурах.
• Гипсокартон: Гипсокартон, также известный как сухая штукатурка, является широко используемым материалом для внутренних стен и потолков, который обеспечивает отличную огнестойкость. Он содержит химически связанную воду, которая высвобождается при воздействии тепла, создавая охлаждающий эффект.
• Каменная кладка: Материалы для кладки, такие как кирпич и бетонные блоки, по своей природе огнестойки и могут обеспечить превосходную защиту стен и перекрытий.
• Огнезащищенная древесина: Древесину можно обработать огнезащитными химикатами (антипиренами), чтобы уменьшить ее горючесть и замедлить распространение пламени. Огнезащищенная древесина обычно используется во внутренней отделке и несущих элементах.
• Минеральная вата: Минеральная вата — это негорючий изоляционный материал, обеспечивающий превосходную огнестойкость. Она обычно используется в стенах, полах и потолках для предотвращения распространения огня и уменьшения теплопередачи.

Аспекты проектирования с учетом огнестойкости

Помимо выбора подходящих материалов, тщательное проектирование необходимо для достижения оптимальной огнестойкости. Ключевые аспекты проектирования включают:

• Разделение на отсеки (компартментализация): Разделение на отсеки предполагает деление здания на отдельные огнестойкие компартменты, что может предотвратить распространение огня за пределы зоны его возникновения. Для создания этих отсеков используются огнестойкие стены, перекрытия и двери.
• Проектирование путей эвакуации: Адекватные и четко обозначенные пути эвакуации имеют решающее значение для обеспечения безопасной эвакуации жильцов в случае пожара. Пути эвакуации должны быть спроектированы огнестойкими и защищенными от дыма и пламени.
• Противодымная защита: Системы противодымной защиты предназначены для предотвращения распространения дыма по зданию, что может значительно улучшить видимость и позволить жильцам безопасно эвакуироваться. Эти системы могут включать дымовые клапаны, вентиляторы дымоудаления и лестничные клетки с подпором воздуха.
• Противопожарные разрывы: Противопожарные разрывы предполагают поддержание достаточных расстояний между зданиями или между различными частями одного и того же здания для предотвращения распространения огня.
• Доступность для пожарных: Здания должны быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечить пожарным легкий доступ ко всем зонам, включая достаточное количество пожарных гидрантов, подъездных путей и площадок для техники.

Мировые нормы пожарной безопасности и строительные кодексы

Нормы пожарной безопасности и строительные кодексы значительно различаются по всему миру. Крайне важно соблюдать местные нормативные акты в регионе, где расположено здание. Некоторые из наиболее широко признанных международных стандартов пожарной безопасности включают:

• Международный строительный кодекс (IBC): IBC — это модельный строительный кодекс, разработанный Международным советом по кодексам (ICC), который широко используется в Соединенных Штатах и других странах. Он включает всеобъемлющие положения по пожарной безопасности, в том числе требования к огнестойким конструкциям, системам пожарной сигнализации и спринклерным системам.
• Стандарты Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA): NFPA разрабатывает и публикует широкий спектр стандартов пожарной безопасности, включая NFPA 13 (Установка спринклерных систем), NFPA 72 (Национальный кодекс пожарной сигнализации и оповещения) и NFPA 101 (Кодекс безопасности жизнедеятельности). Эти стандарты широко используются в Соединенных Штатах и других странах.
• Европейские стандарты (EN): Европейский комитет по стандартизации (CEN) разрабатывает европейские стандарты (EN) по пожарной безопасности, включая EN 13501-1 (Классификация строительной продукции и элементов зданий по пожарной опасности) и EN 1366 (Испытания на огнестойкость инженерных коммуникаций).
• Австралийские стандарты (AS): Standards Australia разрабатывает австралийские стандарты (AS) по пожарной безопасности, включая AS 1530.4 (Методы испытаний на огнестойкость строительных материалов, компонентов и конструкций) и AS 2419.1 (Установки пожарных гидрантов).

Крайне важно консультироваться с местными властями и специалистами по пожарной безопасности, чтобы убедиться, что проект здания и строительство соответствуют всем применимым нормам.

Примеры инновационных проектов огнестойких зданий

Несколько инновационных строительных проектов по всему миру демонстрируют успешное применение огнестойких строительных технологий:

• The Shard (Лондон, Великобритания): Этот знаковый небоскреб включает в себя передовые системы противопожарной защиты, в том числе огнестойкий бетон, несущие стальные конструкции, защищенные огнестойкими покрытиями, и комплексную спринклерную систему. Здание спроектировано в соответствии со строгими стандартами пожарной безопасности и обеспечивает безопасную среду для жильцов.
• Бурдж-Халифа (Дубай, ОАЭ): Самое высокое здание в мире использует многоуровневую стратегию противопожарной защиты, включая огнестойкие материалы, разделение на отсеки и передовые системы противодымной защиты. Проект пожарной безопасности здания основан на лучших мировых практиках и местных нормативных актах.
• Сады у залива (Сингапур): Этот инновационный horticultural-парк включает огнестойкие материалы и конструктивные особенности для защиты строений и посетителей от огня. «Супердеревья», возвышающиеся вертикальные сады, построены из огнестойких материалов и оснащены спринклерными системами.
• Сиднейский оперный театр (Сидней, Австралия): В последние годы Сиднейский оперный театр претерпел значительные усовершенствования в области пожарной безопасности, включая установку новой спринклерной системы пожаротушения и внедрение усовершенствованных методов огнестойкого строительства. Эти обновления улучшили показатели пожарной безопасности здания и защищают его знаковую архитектуру.

Лучшие практики огнестойкого строительства

Для обеспечения оптимальной огнестойкости примите во внимание следующие лучшие практики:

• Проведите тщательную оценку пожарных рисков: Определите потенциальные пожарные опасности и оцените уровень пожарного риска в здании.
• Выберите подходящие огнестойкие материалы: Выбирайте материалы, которые соответствуют или превосходят требуемые пределы огнестойкости для конкретного применения.
• Проектируйте с учетом разделения на отсеки: Разделите здание на отдельные огнестойкие отсеки, чтобы предотвратить распространение огня.
• Установите системы активной противопожарной защиты: Внедряйте системы пожарной сигнализации, спринклерные системы и системы внутреннего противопожарного водопровода для обнаружения и тушения пожаров.
• Обеспечьте адекватные пути эвакуации: Спроектируйте четкие и доступные пути эвакуации, защищенные от дыма и пламени.
• Реализуйте меры противодымной защиты: Установите дымовые клапаны, вентиляторы дымоудаления и лестничные клетки с подпором воздуха для предотвращения распространения дыма.
• Обеспечьте правильный монтаж и техническое обслуживание: Убедитесь, что все системы и материалы противопожарной защиты правильно установлены и обслуживаются в соответствии с инструкциями производителя.
• Проводите регулярные пожарные учения: Проводите регулярные учения для ознакомления жильцов с процедурами эвакуации.
• Консультируйтесь со специалистами по пожарной безопасности: Консультируйтесь с квалифицированными специалистами по пожарной безопасности, чтобы убедиться, что проект здания и строительство соответствуют всем применимым нормам и лучшим практикам.

Будущее огнестойких строительных технологий

Сфера огнестойких строительных технологий постоянно развивается, появляются новые материалы и технологии для повышения пожарной безопасности. Некоторые из ключевых тенденций будущего в области огнестойкого строительства включают:

• Передовые материалы: Разработка новых огнестойких материалов, таких как нанокомпозиты и вспучивающиеся покрытия, улучшает эксплуатационные характеристики строительных элементов.
• «Умные» системы противопожарной защиты: «Умные» системы противопожарной защиты используют датчики и анализ данных для более быстрого и точного обнаружения пожаров, а также для оптимизации стратегий пожаротушения.
• 3D-печать огнестойких компонентов: Технология 3D-печати используется для создания индивидуальных огнестойких строительных компонентов, таких как стены и перекрытия.
• Экологически устойчивая противопожарная защита: Разработка экологически устойчивых материалов и методов противопожарной защиты снижает воздействие мер пожарной безопасности на окружающую среду.
• Проектирование на основе эксплуатационных характеристик: Проектирование на основе эксплуатационных характеристик (performance-based design) позволяет проявлять большую гибкость в проектировании систем противопожарной защиты, при условии достижения требуемых целей по производительности.

Заключение

Огнестойкие строительные технологии необходимы для защиты жизней и инвестиций в зданиях по всему миру. Внедряя эффективные системы пассивной и активной противопожарной защиты, выбирая подходящие огнестойкие материалы и придерживаясь лучших практик, владельцы зданий и проектировщики могут создавать более безопасные и устойчивые сооружения. Осведомленность о последних достижениях в технологиях и нормах пожарной безопасности имеет решающее значение для обеспечения постоянной эффективности мер противопожарной защиты.

Защита зданий от пожара — это общая ответственность, требующая сотрудничества архитекторов, инженеров, подрядчиков, владельцев зданий и специалистов по пожарной безопасности. Работая вместе, мы можем создать застроенную среду, которая будет более безопасной и устойчивой к разрушительным последствиям пожара.