Лекции и пособия / POSOBIE-po-Vysotkam_Pdf

система податливых связей ограждающей конструкции с каркасом здания. В соответствии с противопожарными требованиями [16], при проектировании конструкций наружных стен высотных зданий, вентилируемый зазор между утепляющим и наружным ограждающим слоями прерывается по высоте не реже, чем через три этажа, при помощи устройства горизонтальных огнестойких диафрагм. С целью обеспечения непрерывного процесса естественной вентиляции утепляющего слоя в наружной стене, в конструкции наружного облицовочного слоя, на полную высоту вентилируемой зоны, предусматриваются воздухозаборные – на нижней отметке, и воздуховыводящие – на верхней отметке стены, отверстия суммарной расчетной площади.

Имеются технические ограничения на применение в высотном строительстве навесных фасадных систем с вентилируемым воздушным зазором. Поэтому применение таких систем фасадов разрешается только при наличии соответствующих технических свидетельств на использование в высотном строительстве (рис. 4.1а). К конструкциям наружных ограждающих элементов высотных зданий (навесные утепленные стеновые панели, витражные системы и др.), наряду с действующими общетехническими нормативными требованиями, предъявляются дополнительные повышенные требования (рис. 4.1б), включая :

–надежную и гарантированную способность к восприятию дифференцированных по высоте ветровых нагрузок, в том числе их пульсационную составляющую, в соответствии с [5], приложением 5.1. [35] и разделом 1.2. настоящего пособия. Узлы крепления ненесущих навесных наружных стен к несущим конструкциям остова высотного здания выполняют из условия обеспечения свободных деформаций, в пределах расчетной податливости стен при температурно-влажностных перемещениях и горизонтальных воздействиях от ветровой или сейсмической нагрузки. Крепление конструкций ненесущих наружных стен высотных зданий к несущим конструкциям их остова выполняется преимущественно на болтовых соединениях;

–соответствие современным требованиям к уровню тепловой защиты высотных зданий и экономии основных энергоресурсов в зависимости от их высоты в соответствии с п.7.3 [35];

–долговечность теплоизолирующего слоя конструкции наружного ограждения должна быть равной долговечности самой ограждающей конструкции высотного здания. В том случае, если это требование не выполняется, то конструкция наружного ограждения здания должна обеспечивать возможность ремонта или замены теплоизолирующего слоя;

–соответствие эксплуатационным требованиям, связанным с техническим обслуживанием и возможностью ремонта конструктивных элементов или ремонтопригодности фасадов высотных зданий. Технические решения по обеспечению ремонтопригодности фасадов, устройства и приспособления для чистки и мытья светопрозрачных ограждений предусматриваются в проектах на высотные здания.

Ветровая или сейсмическая нагрузка, приложенная, как правило, по горизонтали к наружным ограждающим конструкциям высотных зданий, имеет принципиальное значение при решении инженерных задач расчета по прочности,

81

устойчивости, надежности и длительной эксплуатационной пригодности конструкций окон, витражей и навесных светопрозрачных фасадных конструкций и их креплений к несущим конструкциям остова. С целью безопасной эксплуатации, все конструкции окон, витражей и навесных светопрозрачных фасадных конструкций, включая тип, материал и поперечное сечение переплета; толщину и тип стекла; расчетную предельно допустимую площадь остекления; геометрическое соотношение сторон поля остекления, проектируются с требуемой жесткостью из плоскости элемента в соответствии с требованиями [53] и рассчитываются на действие ветровой нагрузки с учетом всех ее составляющих по [5]. Для применения в качестве наружных ограждающих конструкций высотных зданий, каждый комплект системы витражей и навесные фасадные конструкции снабжается специальными техническими свидетельствами.

а б

Рис. 4.1. Принципиальные схемы фасадных систем высотных зданий:

а – фасадная система с вентилируемым воздушным зазором: 1– основание (ж/б панель); 2 – утеплитель укрытый пароароницаемой пленкой; 3 – паронитовая прокладка; 4 – анкерный дюбель; 5 – кронштейн с подвижной вставкой; 6 – прижим для утеплителя; 7 – тарельчатый дюбель; 8 – вертикальный профиль; 9 – скоба; 10 – кляммер; 11 – заклепка; 12 – плита из натурального камня. б – принципиальная схема поперечного сечения по ограждающей конструкции наружной стены по высоте с фасадной панелью на основе металлического фасада: 1 – фасадная панель; 2 – плитка керамическая; 3 – плита перекрытия; 4 – стальная трубка с анкерами; 5 – консоль регулируемая; 6 – болт с гайкой; 7 – слой утеплителя; 8 – кладка легкобетонных блоков; 9 – козырек; 10 – планка фиксации слоя утеплителя; 11 – поэтажная опорная решетка для утеплителя

Расчетный срок службы гибких металлических связей в наружных ограждениях принимается не менее его проектного срока с изготовлением конструкций гибких связей из коррозионностойкой стали по ГОСТ 5632-71*.

82

Коррозионную защиту металлических закладных, накладных и других соединительных элементов в железобетонных и сталежелезобетонных конструкциях высотных зданий осуществляют путем замоноличивания товарным бетоном пластичной консистенции с заполнителями мелкой фракции. При этом класс бетона для замоноличивания металлических изделий принимается не ниже проектного класса бетона, примененного для несущих железобетонных или сталежелезобетонных конструкций остова.

5. ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ

При проектировании высотных зданий, для каждого из них, наряду с основным паспортом на здание, составляется энергетический паспорт с указанием класса энергетической эффективности и процента снижения расчетного удельного расхода тепловой энергии на отопление здания в пределах величин отклонений, в соответствии с требованиями [20].

Класс энергетической эффективности устанавливается организациейзаказчиком и указывается в задании на проектирование. В соответствии с классификацией, приведенной в [20], для высотных зданий класс энергетической эффективности может приниматься: класс «А» – очень высокий; класс «В» – высокий. В исключительных случаях, при соответствующем обосновании, допускается понижение класса энергетической эффективности, но не ниже класса «С», квалифицируемого, как «нормальный».

Вопросы тепловой защиты высотных зданий, регламентируются требованиями [20], разделом 7 [35] , основные позиции которых представлены в настоящем пособии.

В отношении тепловой защиты высотные здания дифференцируются по их высоте на две группы: до 150 м и выше 150 м. При этом, независимо от высоты, для каждой группы назначается единый уровень тепловой защиты высотного здания. Только при специальном обосновании допускается принимать различные уровни тепловой защиты по высоте.

Величина расчетного приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих вертикальных и горизонтальных конструкций (за исключением светопрозрачных) R0, (м2·оС)/Вт, для различных условий расчета, включая: функциональный тип помещения (жилые, административные, общественные и др.); высота (от 76м до150м и свыше 150м); покрытий и перекрытий над проездами, перекрытий чердачных, над неотапливаемыми подпольями и подвалами, должна приниматься не менее нормируемых численных значений Rreq, (м2·оС)/Вт, приведенных в табл.7.3.1., прил.7.3 [35], или приведенной ниже табл.5.1.

(м2·оС)/Вт (за исключением светопрозрачных), величину R0 разрешается снижать, но не ниже минимальных значений Rreq, (м2·оС)/Вт, приведенных в табл. 5.1.

Величина расчетного удельного расхода тепловой энергии на отопление за

учетом пункта 7.2, по табл. 7.3.2, приложению 7.36 [35] или табл.5.2.

Таблица 5.1

Нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, применительно к высотным зданиям

84

Таблица 5.2 Нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление

многофункциональных высотных зданий за отопительный период Qkreq

Нормируемый удельный расход тепловой энергии

Примечание к табл.5.2. Нормы на 1 м2 установлены из расчета высоты помещений (от пола до потолка без учета подвесного потолка) жилых зданий и гостиниц равными 3 м, административных (офисных) и других общественных зданий – 3,3 м; допускается величины норм, установленные в таблице, пересчитывать на другие высоты помещений конкретного проекта.

С целью обеспечения оптимальных и комфортных условий для проживания, работы и отдыха в помещениях высотных зданий, теплотехнический расчет ограждающих конструкций выполняется при расчетной температуре внутреннего воздуха (tint, оС),принятой для большего числа функциональных помещений по

*) НН – не нормируется.

Таблица 5.4

Оптимальные значения параметров внутреннего воздуха высотных общественных зданий

эксплуатации обеспечивается системами лучистого отопления или охлаждения с панелями, размещенными в потолке, производится проверка допустимой температуры поверхности панелей из условия ограничения облученности головы человека. В этом случае тепловой поток , при условии соблюдения теплового

комфорта, должен удовлетворять условию: 11,6<<35 ВТ/м2.

С целью рационального и экономного расходования энергоресурсов допускается снижение температуры внутреннего воздуха до +16ОС в помещениях жилых, гостиничных и общественных зданий при длительном (более одних суток) отсутствии людей в помещениях квартир или незанятых номерах гостиниц, а также в офисах во внерабочее время, в соответствии с табл.5.5.

Таблица № 5.5

Допустимые параметры внутреннего воздуха жилых, гостиничных и общественных высотных зданий

86

*) НН – не нормируется.

Воздухопроницаемость наружных ограждений при определении разности давлений воздуха внутри и снаружи высотного здания учитывается в зависимости от изменения ветрового напора по высоте здания. Расчетная скорость ветра определяется по табл. 7.1.7. , приложению 7.1. [35] или табл. № 5.6 с учетом коэффициента изменения ветрового напора 4 по высоте здания, принимаемого по табл. 7.1.8., приложению 7.1. [35] или табл.5.7. с учетом результатов аэродинамических испытаний.

Примечания к табл. 5.7.

1.Расчетные скорости ветра в табл. 5.6 и 5.7 соответствуют стандартной высоте 10 м. При определении расчетной скорости ветра на соответствующей высоте, значения скоростей ветра, приведенные в табл. 5.6. и 5.7, следует умножать на коэффициент ξ, принимаемый по табл.5.7.

2.Коэффициент ξ учитывается в формуле ∆Р=0,55Н(γext-γint)+0,03γext·ν2, где

ν– максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь с учетом коэффициента ξ, принимаемого по [20].

87

Проектирование конструкций наружных стен высотных зданий с вентилируемым фасадом выполняется по результатам теплотехнического расчета в соответствии с СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» [30], а также расчета влажностного режима стен в соответствии с «Методикой расчета влажностного режима стен с вентилируемым фасадом», приведенной в приложении 7.4. [35].

Величина нормируемого сопротивления теплопередаче светопрозрачных наружных ограждений Rreq, (м2·оС)/Вт, в жилых помещениях при площади остекления высотного здания не более 18%, а в общественных не более 25%, принимается по СНиП 23-02-2003 [20]. Если же площадь светопрозрачных наружных ограждений превышает указанные выше значения, то нормируемое сопротивление теплопередаче Rreq для светопрозрачных наружных ограждений окон (кроме витрин, витражей и навесных светопрозрачных конструкций), принимается не менее Rreq ≥ 0,56 (м2·оС)/Вт. При этом приведенное сопротивление теплопередаче R0 витрин, витражей и навесных светопрозрачных конструкций принимается не менее R0 ≥ 0,65 (м2·оС)/Вт.

Если проектом предусматриваются в качестве наружного ограждения высотных зданий светопрозрачные элементы с расчетной площадью более 50% фасада, то в таком случае выполняется технико-экономическое обоснование принимаемого решения.

Впрактике высотного строительства для наружных ограждающих конструкций часто применяют комплексные конструкции, состоящие из нескольких самостоятельных конструктивных слоев, каждый из которых выполняет свою функцию. Например, глухие участки наружных стен, выполненные из облегченных строительных материалов, закрываются с наружной стороны сплошным светопрозрачным ограждением. В таких случаях глухие участки наружных стен высотных зданий, расположенные за остеклением, по уровню тепловой защиты должны соответствовать требованиям пп. 7.5. и 7.6. [35]. В таких конструкциях наружных стен межстекольное пространство и пространство между каждым из конструктивных элементов наружного ограждения, проектируется с вентиляцией.

С целью обеспечения индивидуальной и общественной безопасности, проектирование окон высотных зданий, расположенных выше 75 м, выполняют из глухих неоткрываемых переплетов. Для обеспечения естественной вентиляции и проветривания помещений высотного здания выше отметки 75 м, строительными нормами допускается применение окон с открываемыми переплетами при установке светопрозрачных защитных экранов (с вентиляционными отверстиями) или окон, выдвигаемых на безопасное расстояние.

Всветопрозрачных конструкциях защитных экранов, остеклении балконов (лоджий), а также в наружных слоях окон применяют закаленные стекла толщиной, соответствующей наибольшим расчетным ветровым нагрузкам. Оконные блоки с открывающимися переплетами для высотных здания

проектируются с притворами класса А в соответствии с требованиями ГОСТ 26602.2-99 [54] и при этом должны отвечать требованиям нормируемого сопротивления воздухопроницанию по [20].

88

6.ПРОТИВОПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

6.1.ОСНОВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ПРОТИВОПОЖАРНЫХ ТРЕБОВАНИЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ, СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ

Комплекс основных противопожарных требований для каждого конкретного высотного здания разрабатывается сертифицированными специалистами в ведущих проектных и научных организациях РФ. В составленных специальных технических условиях (СТУ), а также в задании на проектирование, выделяется раздел противопожарной защиты для многофункциональных высотных зданий и комплексов высотой более 50 м, а при наличии жилой части – высотой более 75 м.

С учетом специфических особенностей функционирования высотных зданий, а также требований органов Государственного пожарного надзора (ОГПН), для обоснования требуемой пожарной безопасности высотных зданий в состав СТУ включается необходимый комплекс расчетов, включая:

–расчет динамики опасных факторов пожара на фасадах для оценки возможности использования независимых лестничных клеток Н1 при эвакуации, обоснование размещения воздухозаборных устройств систем противодымовой защиты и мероприятий по защите от попадания продуктов горения в системы подпора воздуха;

–расчет параметров газовой среды и опасных факторов пожара в зоне

покрытия здания для оценки возможности использования вертолетной техники с целью спасения людей, обоснование мероприятий по противопожарной защите здания, позволяющих использовать вертолетную технику для спасения людей с покрытия, а также формирование требований к средствам защиты людей, находящихся на покрытии при пожаре;

–расчет огнестойкости конструкций здания для несущей способности отдельных элементов и конструктивной системы в целом, а также возможности распространения пожара за пределы помещения очага пожара (в том числе наружу);

–расчет динамики развития опасных факторов пожара, а также временных интервалов эвакуации и спасательных работ для разработки алгоритма эвакуации, плана спасательных работ и оценки уровня безопасности людей;

–расчет зон распространения опасных факторов пожара за пределы здания,

втом числе при его обрушении.

Методы перечисленного комплекса расчетов согласовываются в установленном порядке, и результаты представляются в УГПН ГУ МЧС России.

89

6.1.1.Противопожарные требования

кобъемно-планировочным решениям высотных зданий

Сучетом функциональной пожарной опасности помещений, высотные здания разделяются на пожарные отсеки. Для разделения на пожарные отсеки по горизонтали применяются противопожарные стены, а по вертикали – используются противопожарные перекрытия или технические этажи. В качестве конструкций для противопожарных стен и перекрытий применяются прочные и негорючие материалы с соответствующим пределом огнестойкости. Пределы огнестойкости для различных конструктивных элементов приведены в табл.4.1. Конструкции технических этажей высотных зданий выделяются противопожарными перекрытиями 1-го типа. Каждый из выделенных пожарных отсеков в пределах высотного здания оснащается автономными секциями систем противопожарной защиты (СПЗ), а также объектовым пунктом пожаротушения. Современными пожарными нормами регламентируется значение наибольшей допустимой площади надземного этажа между противопожарными стенами

(площадь пожарного отсека) Ап.о, а также предельно допустимая высота каждого пожарного отсека высотного здания Нп.о в соответствии с табл.6.1.

Таблица 6.1

Площади пожарных отсеков Ап.о и предельно допустимые высоты Нп.о. пожарных отсеков надземной части высотного здания

Назначение габаритных размеров ширины и высоты стилобатной части к высотным зданиям осуществляется из условий возможности беспрепятственного доступа пожарных с автолестниц или автоподъемников в любое помещение или квартиру с учетом технических характеристик автолестниц и автоподъемников. Проектирование многофункциональных высотных зданий предполагает размещение зальных помещений различной вместимости на различных этажах по высоте. Пожарными требованиями регламентируется вместимость (число мест) и соответствующая этому предельно допустимая высота, на которой допускается размещать зальные помещения с точки зрения своевременной и безопасной эвакуации людей при возникновении чрезвычайных ситуаций. В табл.6.2 приведены соотношения вместимости зальных помещений N и соответствующие ей предельные высоты H их расположения в составе высотного здания.

90