Проектирование

и строительство зданий

на основе металлокаркаса

В 2020 году, по данным МЧС России, в стране произошли 439 тыс. пожаров, причинами которых в 34% случаев стали устаревшие и аварийные системы пожаротушения. Однако возгорания не редкость и в новых домах. Эксперты компании «Ферро-Строй» рассказывают о том, как защищены от огня строения из металла, каковы пределы их огнестойкости и какие технологии оберегают стальные конструкции от пожара.

Зачем стальные здания защищать от пожара

Большинство зданий в развитых странах строят из металлоконструкций. Сталь давно стала основным и универсальным элементом самых разных строений – от стандартных складских и промышленных до сложных комплексов, признанных объектами архитектурного искусства. Стальные конструкции при этом играют главную, «несущую» роль. Пожары при этом остаются самой частой чрезвычайной ситуацией, которая угрожает целостности здания.

Яркий и печальный пример из недавнего прошлого – судьба башен Всемирного торгового центра в Нью-Йорке, которые были разрушены в результате террористической атаки 11 сентября 2001 года. Для большинства инженеров и архитекторов обрушение небоскребов стало неожиданностью. По результатам работы двух комиссий специалисты в области строительства, материаловедения и чрезвычайных ситуаций заключили, что основной причиной обрушения стал пожар. По расчетам Федерального агентства по управлению в чрезвычайных ситуациях США (Federal Emergency Management Agency, FEMA), горение авиационного топлива и других материалов воздействовало на металлоконструкции небоскребов температурой до 900-1 100 °C в одних и до 400-800 °C – в других зонах. Это значительно превышало пределы огнестойкости (о них – далее) несущих колонн, которые, впрочем, проектировались с расчетом на повреждение крупным самолетом.

Горит ли сталь

Нет, сталь – негорючий материал, но она теряет свои полезные свойства, если долго подвергается высокой температуре. Собственный предел огнестойкости стали в среднем составляет 15 минут. Впрочем, это не значит, что любой пожар может обрушить стальное здание за 15 минут: даже не считая обязательной огнезащиты, чтобы деформировать/размягчить сталь необходимо масштабное, долгое и интенсивное горение, воздействующее на очень большую площадь конструкций. Такие пожары случаются не часто – катастрофа 11 сентября как раз стала тем редким случаем, который, по признанию специалистов, инженеры и архитекторы детально не могли спрогнозировать при строительстве небоскребов.

Критическая температура стальной конструкции, при которой она теряет несущую способность, зависит от марки стали. Самая низкая критическая температура у низколегированной стали 30ХГ2С – 500 °C. У стали марки 10Х17Н13М2Т она достигает 700 °C.

Как определяют огнестойкость здания

В целом огнестойкость строения из стали зависит от его размера. Точнее от этажности здания, площади помещений и функционального назначения. При этом у каждого элемента – несущих конструкций, наружных стен и перекрытий – свой предел огнестойкости. Он измеряется в количестве минут, в течение которых конструкция может подвергаться воздействию пожара. К примеру, высотные здания строят из стали с 9-м или 10-м уровнем огнестойкости, которые предполагают, что конструкции смогут успешно противостоять огню 180 и 240 минут соответственно. Предельный 11-й уровень огнестойкости (360 минут) на практике не используется.

Разделяются стальные конструкции и по результату воздействия огня на них. Маркировка R означает, что при достижении предела огнестойкости (допустим 180 минут) конструкция теряет несущую способность; E – теряет целостность; I – теплоизолирующую способность. К примеру, если какая-либо конструкция имеет маркировку R 120, это значит, что через 120-150 минут после воздействия огня она потеряет несущую способность.

Как защищают стальные здания от огня

Сталь сравнительно быстро нагревается, поэтому чтобы ее защитить, нужно оградить её от источника огня.

Инженеры практикуют три способа огнезащиты зданий из стального каркаса. Первый – конструктивный, то есть он предполагает облицовку конструкций различными плитами, огнезащитными экранами, штукатуркой и т.п. Гипсоволокнистые листы, минераловатные плиты, гипсокартон, бетон или кирпичи замедляют прогревание стали и увеличивают время до наступления предела огнестойкости.

Второй способ – окрашивание конструкций различными огнезащитными красками, которые вспучиваются при нагреве. Такие краски состоят из различных добавок (антипиренов, газообразователей, жаростойких веществ). При контакте металла с огнем они начинают разлагаться и поглощать тепло, выделяя газ и пары, которые замещают кислород и подавляют пламя рядом с металлом. Некоторые краски содержат стабилизаторы вспененного угольного слоя. При контакте с огнем они формируют похожий на пену угольный слой, который покрывает сталь и замедляет ее нагревание.

Наконец, третий способ – комбинированный. В этом случае сами конструкции покрывают различными огнестойкими красками и составами, а затем монтируют на них огнезащитные экраны.

«Здания из стальных конструкций одни из самых надежных с точки зрения пожарной безопасности, – говорит Григорий Ваулин, генеральный директор ГК «Ферро-Строй». –Обычное локальное возгорание, как правило, не может нарушить их прочности в силу сложности и устойчивости каркаса. Большая полезная площадь с минимум внутренних несущих перегородок при этом позволяет еще на стадии проектирования разработать максимально рациональные планировки и эвакуационные маршруты».

Компания «Ферро-Строй» возводит с применением металлического каркаса многоуровневые паркинги, многофункциональные физкультурно-оздоровительного комплексы, офисные здания, школы, детские сады. При «Ферро-Строй» работает инжиниринговый центр новых продуктов на металлическом каркасе, который занимается НИОКР в этой сфере. Внедряются BIM-проектирование и сквозной контроль качества.

Минимальное изменение конструктивных решений в проектировке складов позволяет сэкономить не только на строительстве, но и эксплуатации логистической недвижимости. Об этом рассказал Максим Пешков, коммерческий директор компании «Ферро-Билдинг», на «Логистическом пикнике», прошедшем в Москве в конгресс-парке «Волынское». Инвестор, по словам экспертов компании, может получить экономический эффект до 30%.

Максим Пешков, коммерческий директор компании «Ферро-Билдинг», принял участие в «Логистическом Пикнике», который прошел в конгресс-парке «Волынское» в Москве. Также от «Ферро-Билдинг» присутствовали Екатерина Глова, менеджер по продажам, и Алексей Горбатенко, руководитель направления продаж полнокомплектных зданий.

«Рационализация выбора конструкции кровли дает значительную экономию при строительстве и эксплуатации складов, – рассказал Максим Пешков. – Сейчас складские помещения, как правило, покрывают кровлей на основе ферм высотой 2,4 метра. Высота такого здания составляет порядка 14,3 м. Обратившись к международному опыту и проведя ряд испытаний в нашем инжиниринговом центре, мы обнаружили, что такую ферму можно с легкостью заменить другой, более компактной высотой 1,25 м. Соответственно, высота здания уменьшается до 13,25 м, но полезная внутреннее пространство не сокращается.

Что это дает? Уменьшается нагрузка на каркас и ограждающие конструкции здания, что позволяет сэкономить 1,5% вложений на материалах. Соответственно ниже эксплуатационные расходы на теплопотребление и воздухообмен на 8%, на оборудование для отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВиК) – на 5%, на электричество – на 7%»

Еще больше средств можно сохранить на строительстве и эксплуатации актуальных сейчас для логистического рынка складов с регулируемым температурным режимом (морозильники, среднетемпературные склады). Затраты на здание сокращаются на 2,6%, на теплопотребление – на 6,5%, на воздухообмен – на 6,5%, на оборудование ОВиК – на 10,4%, на электропотребление – на 10,4%. В обоих случаях уменьшается размер страхового взноса на 30%.

Также Максим Пешков ответил на вопрос участников конференции о сроках реализации проекта склада: «Срок проектирования – порядка 4 месяцев, однако все решения, которые мы предлагаем – стандартизированные, и на их выработку уходит около 2 месяцев. Строительство под ключ – 9-12 месяцев, хотя возможно при определенных условиях и сократить срок до 6-7 месяцев».

«Сейчас мы разрабатываем новые проекты складов с учетом тенденций развития онлайн-торговли, – рассказал Максим Пешков. – Растет спрос на небольшие, но многофункциональные склады, которые позволяет приблизить доставку к городам посредством не большегрузных, а относительно небольшого транспорта. Мы разрабатываем многоуровневые склады и в скором времени планируем реализовать эти проекты».

Ранее «Ферро-Билдинг» реализовала проекты строительства торговых центров, заводов, паркингов, спортивных сооружений. В составе компании работает инжиниринговый центр, который постоянно улучшает качество и технические решения для подобных объектов.

Благоустройство общественного пространства в рамках девелоперских проектов – это обязательная опция, на которой среди прочего инвестор может хорошо заработать, а также выигрышная практика для города и застройщика. Об этом рассказал Григорий Ваулин, генеральный директор ГК «Ферро-Строй» на панельной дискуссии на Московском урбанистическом форуме, раскрыв «экономику» строительства набережной в проектах компании.

На Московском урбанистическом форуме прошла панельная дискуссия на тему «Трансформация городской среды и жилья». Комфортная среда является преимуществом городского развития и привлечения инвестиций, и в рамках сессии спикеры обсудили, какова цена нового комфорта и где найти баланс между интересами разных групп пользователей города. Модератором выступил Петр Кудрявцев, партнер Citymakers, а среди спикеров были Алексей Елисеев, руководитель Департамента капитального ремонта города, представители общественных организаций, архитекторы и застройщики.

Григорий Ваулин рассказал об опыте создания общественного пространства в проектах «Ривер Парк» и «Южный порт». Инвестор за свой счет благоустраивает порядка 3 км набережных вдоль Москвы-реки, которые одновременно становятся рекреационной зоной для жителей новостроек, а также местом притяжения всех горожан. Чтобы социальное пространство было современным, качественным, красивым, привлекаются международные архитектурные бюро. Тендер вызывает мощный отклик у звезд архитектуры мирового уровня. В частности, на конкурс мастер-плана реконструкции «Южного порта» и набережной получено 56 заявок. В итоге, соединяя финансовые и технические возможности девелопмента с опытом и креативом лучших архитекторов, в городе можно создавать комфортную среду, которая помимо прочего приносит доход.

«Сейчас по нашей набережной в «Ривер Парке» гуляют 18 тыс. человек, – рассказал Григорий Ваулин. – Среди них как жители нового квартала, так и другие горожане. Люди больше не хотят платить за квадратные метры, они стремятся обрести определенный уровень и комфорт жизни, частью которого является досуг на открытом воздухе рядом с домом. Мы идем им на встречу. Вложили в среднем в благоустройство набережной порядка 7 тыс. рублей за кв.м., а получили – около 10 тыс. рублей. То есть полностью вернули наши вложения и заработали помимо еще 40%. В абсолютных цифрах – это 1 млрд рублей. В выигрыше остались все: люди, город, инвестор».

Впрочем, отметил Григорий Ваулин, есть и некоторые сложности в этом процессе. Стандарты благоустройства, которые задают городские власти часто противоречат современным практикам и их необходимо между собой увязать.

Компания «Ферро-Строй» возводит с применением металлического каркаса многоуровневые паркинги, многофункциональные физкультурно-оздоровительного комплексы, офисные здания, школы, детские сады. При «Ферро-Строй» работает инжиниринговый центр новых продуктов на металлическом каркасе, который занимается НИОКР в этой сфере. Внедряются BIM-проектирование и сквозной контроль качества.