Конструктивные аспекты и проблемы пожарной безопасности высотных объектов с НВФ U-kon


рис. 1. новая разработка – система u-kon high для высотного фасадостроения
Рис. 1. Новая разработка – система U-kon HIGH для высотного фасадостроения
фото 1. общий вид фрагмента фасада до проведения огневых испытаний
Фото 1. Общий вид фрагмента фасада до проведения огневых испытаний
фото 2. вид оконного проема до проведения огневых испытаний
Фото 2. Вид оконного проема до проведения огневых испытаний
фото 3. фрагмент фасада во время проведения огневых испытаний
Фото 3. Фрагмент фасада во время проведения огневых испытаний
фото4 центральная направляющая и передвижная салазка после снятия облицовки
Фото4 Центральная направляющая и передвижная салазка после снятия облицовки
Современное высотное строительство предъявляет повышенные требования к уровню безопасности возводимых высотных зданий, обеспечению прочности и надежности несущих и ограждающих конструкций.
В связи с этим большое значение приобретают надежность крепления и несущая способность современных систем навесных вентилируемых фасадов, получивших в последнее время большое распространение при облицовке фасадов различного типа зданий

Основной проблемой, с которой сталкиваются разработчики навесных вентилируемых фасадов, является низкая несущая способность материала ограждающих конструкций каркасных зданий. Необходимость снижения нагрузки от собственного веса высотного здания на фундамент приводит к тому, что наружные ограждающие стены от перекрытия до перекрытия выполняют из легких пустотных материалов, в которых любой тип крепления анкеров имеет низкую несущую способность.
С увеличением высоты здания многократно возрастают ветровые нагрузки, передаваемые на поверхность фасада здания. При этом наибольшую опасность представляет повышенное отрицательное давление ветра (отсос) в угловых зонах здания. Отсос вызывает значительные вырывающие усилия анкерных элементов, крепящих подконструкцию навесных фасадов к стенам здания.
В условиях низкой несущей способности материала стены приходится снижать нагрузку, воспринимаемую одним анкером, за счет увеличения количества точек закрепления по высоте направляющей. Это приводит не только к значительному удорожанию подконструкции в целом, но и к снижению теплотехнических характеристик здания с увеличением количества теплопроводных включений.
Очевидно, что надежным основанием для крепления НВФ может служить только материал каркаса здания – железобетон.
Специально для облицовки фасадов высотных зданий в собственном конструкторском бюро «Юкон Инжиниринг» была разработана система U-kon HIGH (рис. 1).
Система U-kon HIGH обеспечивает надежность крепления подконструкции, так как крепится только к железобетонным перекрытиям здания, исключая неоправданный перерасход материалов. Направляющие профили системы HIGH имеют развитое сечение по высоте, что обеспечивает их повышенную жесткость на больших пролетах.
Усиленная конструкция кронштейна позволяет крепить концы профилей в одном кронштейне, сохраняя при этом принцип свободы перемещений одного из них, что позволяет избежать дополнительных напряжений при температурных расширениях.
Для восприятия вырывающих усилий кронштейн может крепиться с помощью 2 или 4 анкерных элементов. Для обеспечения большей устойчивости кронштейн выполнен с минимальным количеством отверстий в боковых стенках.
Главной особенностью крепления двух направляющих в одном кронштейне через салазку является уменьшение прогиба направляющей под воздействием ветровой нагрузки за счет защемления ее концов. По сравнению с шарнирным опиранием прогиб направляющей (f) уменьшается более чем в 2 раза.
Все элементы системы выполнены из высококачественных алюминиевых сплавов AlMgSi 6060. Плотность алюминия составляет 2,6–2,7 г/см³, что почти втрое меньше стали. Система предусматривает крепление любых типов облицовочных панелей.
Применение в качестве облицовки керамогранита на высоте более 75 м нежелательно. Он имеет в 3–5 раз большую массу по сравнению с ALUCOBOND А2 и под воздействием вибрации вследствие регулярных колебаний здания от ветра и других деформаций может смещаться и растрескиваться с последующим обрушением, что представляет большую опасность. Альтернативой керамограниту может служить легкий, удобный в обработке композитный материал. Но при этом следует серьезно подходить к вопросам безопасности фасадных систем с облицовкой таким материалом.

Система U-kon HIGH обеспечивает надежность крепления подконструкции, так как крепится только к железобетонным перекрытиям здания, исключая неоправданный перерасход материалов. Направляющие профили системы HIGH имеют развитое сечение по высоте, что обеспечивает их повышенную жесткость на больших пролетах

Композитные трехслойные панели (двухсторонние алюминиевые обшивки и средний слой с применением полимерных материалов) являются новым видом строительной продукции, правила применения которых в строительстве в настоящее время достаточно детально еще не разработаны. Поэтому при выборе облицовочного материала следует прежде всего тщательно изучить его технические характеристики.
Особую актуальность в свете потенциальной способности композитных материалов содействовать распространению пожара приобретает тема пожарной безопасности фасадов зданий. В особенности эта тема актуальна для высотных зданий, которые представляют собой объекты повышенного риска. В зависимости от вида полимерного слоя, находящегося между алюминиевыми обшивками, материал классифицируется по группе горючести, которая определяет область его применения.
«Следует обращать внимание на присвоенные материалам индексы А2, В1/FR, В2/D/РЕ и т. д. Эти индексы соответствуют европейским методикам определения пожарной опасности материалов. Несмотря на незначительные различия в методиках пожарных испытаний в нашей стране и за рубежом, эти индексы могут являться первичным критерием пожарных характеристик композитных материалов». [1] По этим индексам определяется прежде всего область применения АКП. Они являются критерием качества того или иного материала. Например, композитный материал ALUCOBOND, области применения разновидностей которого уже прописаны, и при простом их соблюдении последствия от возгораний могут быть просто исключены (табл. 1).
«Этот композитный материал является единственным сертифицированным как серийное производство с инспекцией СЦ, с полным контролем производства и отбором проб с линии. Другие торговые марки иных зарубежных производителей сертифицируются ввозимыми партиями».[2]
Заметим, что подобная классификация – B2, FR, A2 – единообразна и распространяется на все АКП! [3]
Классы пожарной опасности систем НВФ устанавливают путем проведения огневых испытаний по ГОСТ 31251-2003. При проведении этих испытаний воспроизводят особые условия теплового воздействия на навесной фасад с воздушным зазором или иные условия будущего применения этой системы. Результаты натурных испытаний используют для определения области применения систем НФВ в установленном порядке независимо от класса их пожарной опасности, определенного на основе стандартных испытаний. Натурные огневые испытания проводятся в соответствии с согласуемой в установленном порядке программой.
Натурные огневые испытания проводятся на 2-этажном фрагменте здания размерами 5,1 х 3,1 м (высота х ширина). (Фото 1.) Первый этаж фрагмента здания представляет собой огневую камеру, в которой размещается пожарная нагрузка. Оконный проем огневой камеры имеет размеры 1,6 х 0,75 м (высота х ширина). (Фото 2, 3.) Оформление оконного проема, пожарные отсечки выполняются согласно разработанным конструктивным решениям с применением конкретного вида композитного материала.[4]
По окончании испытаний проводят детальный осмотр конструкций. Исследуют обрамления оконного проема, элементы облицовки, утеплитель и детали подконструкции. (Фото 4).
На основании анализа огневых испытаний Центром противопожарных исследований Центрального научно-исследовательского института строительных конструкций им. В. А. Кучеренко выдается экспертное заключение об области применения навесной фасадной системы определенным видом композитного материала.
На сегодняшний день только четыре вида композитных панелей – Alucobond A2, Alpolic A2, Alpolic FR/SCM, Alpolic FR/TCM – рекомендованы для облицовки высотных зданий и оконных откосов. НВФ с облицовкой из этих панелей может монтироваться при безусловном соблюдении всех конструктивных решений, при которых успешно пошли огневые испытания. [5]
В сочетании с облицовкой из композитного материала ALUCOBOND А2 система U-kon HIGH для высотных зданий в большей степени удовлетворяет повышенным требованиям высотного строительства, предъявляемым к весу, несущей способности и пожарной безопасности систем НВФ.

Таблица сравнительных испытаний по оценке характеристик пожарной опасности образцов панелей ALUCOBOND

.
Наименование материала, характеристика

Горючесть ГОСТ 30244-94

Воспламеняемость ГОСТ 30402-95

Температура дымовых газов, 0С

Продолжительность самостоятельного горения,
сек

Степень повреждения по длине, %

Степень повреждения по массе, %

Поверхностная плотность теплового потока, кВт/м2

Время до воспламенения

Коэффициент дымообразования ГОСТ 12.1.044-89 (п.4.18)

Показатель тактичности продуктов горения ГОСТ 12.1.044-89
( п.4.20)

Панель Alucobond А2 (внутренний слой на основе гидрооксида алюминия ), общая толщина 4 мм

112

0

26

8

50

125

41

Более 120

Группа горючести Г1

Группа воспламеняемости В1

Малая дымообразующая способность (Д1)

Малоопасный (Т1)=

Панель Alucobond В1 (FR) ( внутренний слой на основе гидрооксида алюминия и смолы), общая толщина 4 мм

122

5

20

14

50

123

57

Более 120

Группа горючести Г1

Группа воспламеняемости В1

Умеренная дымообразующая способность (Д2)

Малоопасный (Т1)=

Панель Alucobond B2 (внутренний слой на основе полиэтилена), общая толщина 4 мм

777

761

100

69

50

125

207

43.6+/-3.3

Группа горючести Г4

Группа воспламеняемости В1

Умеренная дымообразующая способность (Д2)

Умеренноопасный (Т2)

Список литературы
1. Письмо ассоциации «АНФАС» первому заместителю мэра Москвы в Правительстве Москвы В. И. Ресину
2. Письмо в Департамент градостроительной политики развития и реконструкции г. Москвы «Комментарии к вопросу применения алюминиевых композитных панелей на объектах Москвы», Михаил Соколов
3. Дыма без огня не бывает // Технологии строительства. 2007. № 6 (54).
4. Протокол огневых испытаний по ГОСТ 31251-2003 системы навесных вентилируемых фасадов U-kon (АТС-101) с воздушным зазором, минераловатным утеплителем, каркасом из алюминиевых профилей и облицовкой кассетного типа из ALUCOBOND А2 № 22Ф-04 2004 г.
5. Пестрицкий А. В. К вопросу привязки систем наружного утепления к фасадам зданий /А. В. Пестрицкий// Технологии строительства. 2007. № 1(49). С. 10–12.



Другие новости индустрии:


Алюминиевые композитные панели Goldstar
ЗЕРНЫШКО К ЗЕРНЫШКУ
Совершенно в ногу со временем
Сверкающая новостройка в историческом окружении