Не думай о пожарах свысока!
С тех пор, как американский инженер Генри Отис в конце XIX века совершил революцию, придумав лифт, серьезных препятствий для массового строительства многоэтажных и высотных зданий не стало.
Плата за науку
Конечно, за удобства пришлось платить: именно высота превращала при пожарах лифты в запертые ловушки. Вспомним хотя бы события последних лет – Мадрид, Чикаго, Йоханнесбург, Дубай, наконец, трагедию нью-йоркских «близнецов» 11 сентября 2001 года.
Тем не менее, высотки по-прежнему популярны. К тому же на защиту людей и сооружений сегодня встают новые технологии.
На заре высотного строительства перекрытия делались из дерева, что облегчало конструкцию, но существенно снижало пожарную безопасность – не случайно многоэтажных зданий той поры почти не осталось.
Несколько десятков лет спустя, когда стали более широко использовать железобетон, появилась новая генерация небоскребов с более прочной конструкцией и относительно небольшими помещениями. Зданий такого типа сохранилось довольно много, например, знаменитый Эмпайр-Стейт-Билдинг на пятой авеню Нью-Йорка.
Но уже со второй половины ХХ столетия тяжелый железобетон был частично заменен прочной и достаточно легкой легированной сталью. При этом межэтажные перекрытия в небоскребах 60-70-х оказались значительно легче, чем в более старых зданиях, что дало возможность избавиться от колонн. А это, в свою очередь, позволило увеличить сдаваемые внаем площади, что вызвало интерес инвесторов. Наступила эра расцвета небоскребов.
Символом и кульминацией новой эпохи стало возведение в 1973-м по новой технологии (без каменной кладки) башен-близнецов WTC. И буквально сразу загорелась новая 25-этажная башня в бразильском Сан-Паулу, унеся жизни 250 человек…
По большому счету, конструктивно почти любая высотка представляет собой трубу сложного сечения – внешняя оболочка и множество сквозных тоннелей сверху донизу. Понятно, что при возгорании создается тяга, способная достигать ураганной силы.
Трагедия в Бразилии вызвала активные дискуссии среди специалистов по безопасности, проектировщиков и девелоперов. В 1976-м глава противопожарной службы Нью-Йорка даже издал книгу, в которой назвал небоскребы последнего поколения «самовозгорающимися». Он первым обратил внимание на то, что замена железобетона «голыми» стальными балками вместе с новыми архитектурными и технологическими возможностями несет существенную опасность из-за снижения прочности конструкции при сильном нагреве. К сожалению, труд пожарного на архитектурную общественность впечатления не произвел. Итог известен: сентябрьским днем 2001-го «близнецы» рухнули, похоронив под руинами архитектурную концепцию 70-х годов. А соседнее высотное здание начала ХХ века, хотя и выгорело дотла, осталось стоять и было восстановлено. Выдержал полвека назад прямой удар самолета и уже упоминавшийся Эмпайр-Стейт-Билдинг…
Чем выше – тем труднее
Системный анализ выявил слабые места уже построенных небоскребов. Это низкая огнестойкость их конструкций (особенно несущих металлических балок и ферм) и инженерного оборудования. Плюс наличие значительных внутренних объемов без противопожарных преград, явный недостаток лестничных клеток и узкие эвакуационные лестницы. Подвесные потолки, масса горючих материалов, электрокабелей и т.п. также не способствуют безопасности. В случае пожара особенно трудно приходится тем, кто остался на верхних этажах, где разведка пожара, спасение людей и подача воды могут быть весьма затруднены. Кроме того, возможны отказы лифтов и систем противопожарной защиты.
Чтобы решить эти проблемы, были разработаны новые строительные нормативы для высотных зданий. И хотя каждая страна имеет собственные стандарты, общие принципы едины. Один из главных – использование в основных несущих конструкциях материалов повышенной огнестойкости. Конструктив должен исключить прогрессирующее обрушение при потере прочности отдельных несущих строительных конструкций (на время эвакуации и проведения спасательных работ). Важна также огнестойкость и химическая безопасность отделочных материалов.
Необходимы и специальные объемно-планировочные решения – зонирование, пожарные отсеки и пр. Например, по московским «высотным» нормам, надземная часть здания должна иметь пожарные отсеки через каждые 50 метров (16 этажей). Этого требуют Временные нормы и правила проектирования многофункциональных высотных зданий и зданий-комплексов в городе Москве (МГСН 4.19-2005).
При проектировании следует предусматривать безопасные пути эвакуации и эффективное дымоудаление. Необходимо иметь средства индивидуальной защиты и спасения людей. Между прочим, по мнению специалистов, даже наличие бытовых респираторов в «близнецах» помогло бы сохранить жизнь сотням людей. Да и спасательное оборудование тоже сократило бы потери.
В России, к слову сказать, разработаны весьма удачные средства экстренной эвакуации – от индивидуальных (типа БАРС) до коллективных (типа ESCAPE).
Наконец, и это, пожалуй, главное, необходима эффективная система пожаротушения. Она должна быть надежной, автономной и достаточно мощной, чтобы, если не убить огонь в зародыше, то хотя бы сдержать его до конца эвакуации людей. А для этого простых гидрантов, увы, недостаточно. Сегодня противопожарные системы – это сложные конгломераты насосного оборудования, трубопроводов и оросителей тонкораспыленной воды, объединенные современной автоматикой.
Умный дом
Большинство высоток строится нынче по принципу «smart house» («умный дом»). Это означает полную автоматизацию здания – работа всех его систем контролируется компьютерной системой. Как правило, предусматриваются один-два диспетчерских пульта (общий и пожарный), которые и обеспечивают жизнедеятельность небоскреба. При этом надо иметь в виду, что типовых проектов таких сооружений не бывает – все они уникальны. Поэтому и разработка технических решений, в том числе для пожаротушения, – дело штучное, требующее высокой квалификации инженеров и тщательного подбора всех компонентов по критериям надежности и возможностям встраиваться в общую инженерную архитектуру.
В связи с активным «небоскребостроением» законодательницей моды выступает столица – здесь даже принята специальная программа «Новое кольцо Москвы», предусматривающая строительство 60 объектов большой этажности до 2015 года. Пока наиболее знаменит деловой район «Москва-Сити», венцом которого станет гигантская башня «Россия» (высота 612 метров). В этом заповеднике высоток все здания уникальны, и каждое снабжено серьезными системами противопожарной защиты. Все они полностью автоматизированы и, по прогнозам и результатам испытаний, вполне способны защитить здания от любых неприятностей, включая последствия 8-балльных землетрясений, хотя они маловероятны в средней полосе.
Вот, к примеру, «старейшая» из местных высоток – стометровая «Башня-2000», построенная десять лет назад. Системы пожаротушения здесь вполне современны. Помимо разветвленных спринклерных систем, в здании, как и полагается, создана система гидрантов. Интересно, что напор в них создают всего два мощных насоса, способных обеспечить заданное давление и дублировать друг друга. Они включены в единую компьютерную систему, которая контролируется отдельным диспетчерским пунктом.
Гораздо более сложное решение осуществлено в недавно построенной 128-метровой «Северной башне». Система пожаротушения здания также состоит из спринклерных систем и пожарных кранов. В ней задействовано несколько десятков различных насосов, обеспечивающих подачу воды. Все агрегаты при помощи промышленных шин связи сведены в единую сеть и контролируются из диспетчерского центра. Особенностью «Северной башни» является то, что она станет своеобразным противопожарным форпостом района – здесь предусмотрено современное депо.
Активный рост городской застройки вверх объясняется многими причинами. Это и дефицит свободных площадей, и дороговизна земли, и острая нехватка качественных офисов, и престиж, в конце концов. И единственный способ соблюсти баланс между безопасностью и модой – применение надежных систем защиты от огня.