5.1. Пожарно-техническая классификация
5.1.1. Цель пожарно-технической классификации — установление необходимых требований по противопожарной защите конструкций, помещений, зданий, элементов и частей зданий в зависимости от их огнестойкости и (или) пожарной опасности.
5.1.2. Строительные конструкции классифицируются по огнестойкости и пожарной опасности. Противопожарные преграды классифицируются по способу предотвращения распространения опасных факторов пожара, а также по огнестойкости в целях подбора строительных конструкций и заполнения проемов в противопожарных преградах с необходимым пределом огнестойкости и классом пожарной опасности.
5.2. Строительные конструкции
5.2.1. Предел огнестойкости строительных конструкций устанавливается по времени (в минутах) от начала огневого испытания при стандартном температурном режиме до наступления одного или последовательно нескольких нормируемых для данной конструкции предельных состояний по огнестойкости, с учетом функционального назначения конструкции.
Базовый строительный словарь для чайников. Часть 1.
Для строительных конструкций пределы огнестойкости и их условные обозначения определяют по ГОСТ 30247, ГОСТ 51136, ГОСТ Р 53307 и ГОСТ Р 53308.
Предел огнестойкости узлов крепления и примыкания строительных конструкций между собой должен быть не ниже минимального требуемого предела огнестойкости стыкуемых строительных конструкций и определяется в рамках оценки огнестойкости стыкуемых строительных конструкций.
Предел огнестойкости по признаку R конструкции, являющейся опорой для других конструкций, должен быть не менее предела огнестойкости опираемой конструкции.
5.2.2. Класс пожарной опасности строительных конструкций определяют по ГОСТ 30403, за исключением стен наружных с внешней стороны с применением ФТКС и НФС.
Для конструкций стен наружных ненесущих светопрозрачных допускается без испытаний устанавливать классы их пожарной опасности: К0 — для конструкций, выполненных только из негорючих материалов (НГ), при этом показатели пожарной опасности материалов уплотнителей и герметиков учитывать не следует; К3 — для конструкций, выполненных из материалов группы горючести Г4.
Строительные конструкции не должны способствовать скрытому распространению горения.
В стенах, перегородках, перекрытиях и покрытиях зданий, а также в узлах их сочленения не допускается предусматривать пустоты, ограниченные горючими материалами, за исключением пустот, разделенных элементами сплошного сечения или глухими диафрагмами из негорючих материалов толщиной, равной не менее толщины пересекаемой конструкции, в том числе по контуру помещений и коридоров:
— в деревянных конструкциях перекрытий и покрытий, при условии их разделения глухими диафрагмами на участки площадью не более 54 м2;
— между стальным или алюминиевым профилированным листом и утеплителем, при заполнении этих пустот негорючим материалом (минеральной ватой, огнезащитными плитами, огнестойкими мастиками и др.) на длину не менее 25 см по торцам листов;
Стоимость строительства склада категории А. Как снизить стоимость метра при строительстве.
— между конструкциями стен и перегородок классов К0, К1 и их облицовками (отделками) из горючих материалов со стороны помещений, при условии разделения этих пустот глухими диафрагмами на участки площадью не более 3 м2;
— между облицовками из горючих материалов и наружными поверхностями стен одноэтажных зданий высотой от уровня земли до карнизного свеса не более 6 м и площадью застройки не более 300 м2, при условии разделения этих пустот глухими диафрагмами на участки площадью не более 7,2 м2.
Перечисленные выше требования не распространяются на наружную теплоизоляцию и отделку зданий.
5.2.3. Класс пожарной опасности (в том числе возможность распространять горение) конструкций наружных стен с внешней стороны с применением ФТКС и НФС определяют при проведении огневых испытаний по ГОСТ 31251.
В зданиях и сооружениях I — III степеней огнестойкости, кроме малоэтажных жилых домов, не допускается выполнять отделку (в случае использования штучных материалов — облицовку) внешних поверхностей наружных стен из материалов групп горючести Г2 — Г4, а для зданий классов функциональной пожарной опасности Ф1.1 и Ф4.1 должны применятся фасадные системы класса К0 с применением негорючих материалов облицовки, отделки и теплоизоляции.
5.2.4. Узлы пересечения строительных конструкций с нормируемыми пределами огнестойкости кабелями, трубопроводами, воздуховодами и другим технологическим оборудованием должны иметь предел огнестойкости не ниже пределов, установленных для пересекаемых конструкций. Пределы огнестойкости узлов пересечения (проходок) определяют по ГОСТ 30247, ГОСТ Р 53299, ГОСТ Р 53306, ГОСТ Р 53310.
5.2.5. Эффективность средств огнезащиты, применяемых для снижения пожарной опасности материалов, должна оцениваться посредством испытаний по определению показателей пожарной опасности строительных материалов.
Эффективность средств огнезащиты, применяемых для обеспечения требуемых пределов огнестойкости конструкций, должна оцениваться посредством испытаний по определению пределов огнестойкости строительных конструкций.
Эффективность средств огнезащиты оценивается по ГОСТ Р 53292 и ГОСТ Р 53295. Пределы огнестойкости строительных конструкций с огнезащитой и их класс пожарной опасности устанавливают по ГОСТ 30247 и ГОСТ 30403.
5.2.6. Подвесные потолки, применяемые для повышения пределов огнестойкости перекрытий и покрытий, по пожарной опасности должны соответствовать требованиям, предъявляемым к этим перекрытиям и покрытиям.
Пределы огнестойкости подвесных потолков устанавливают по ГОСТ Р 53298. Предел огнестойкости перекрытий и покрытий с подвесными потолками устанавливают по ГОСТ 30247.1.
Противопожарные перегородки в помещениях с подвесными потолками и фальшполами должны разделять пространство над и под ними.
В пространстве за подвесными потолками и под фальшполами не допускается размещение каналов и трубопроводов для транспортирования горючих газов, пылевоздушных смесей, жидкостей и материалов.
Подвесные потолки и фальшполы не допускается использовать в помещениях категорий А и Б.
5.2.7. Пути эвакуации (общие коридоры, холлы, фойе, вестибюли, галереи) должны выделяться стенами или перегородками, предусмотренными от пола до перекрытия (покрытия).
Указанные стены и перегородки должны примыкать к глухим участкам наружных стен и не иметь открытых проемов, не заполненных дверьми, люками, светопрозрачными конструкциями и др. (в том числе над подвесными потолками и под фальшполами). Светопрозрачные конструкции в данных перегородках и стенах следует предусматривать из негорючих материалов. Узлы пересечения указанных стен и перегородок инженерными коммуникациями должны герметизироваться материалами группы НГ.
Данные стены и перегородки в общественных и административно-бытовых зданиях высотой не более 28 м допускается проектировать с ненормируемыми пределами огнестойкости.
В общественных и административно-бытовых зданиях высотой более 28 м указанные стены и перегородки (в том числе из светопрозрачных материалов) следует предусматривать класса К0 с пределом огнестойкости не менее EI 45.
5.3. Противопожарные преграды
5.3.1. К строительным конструкциям, выполняющим функции противопожарных преград в пределах зданий, сооружений и пожарных отсеков, относятся противопожарные стены, перегородки и перекрытия, противопожарные занавесы, шторы и экраны.
5.3.2. Противопожарные преграды характеризуются огнестойкостью и пожарной опасностью. Огнестойкость противопожарной преграды определяется огнестойкостью ее элементов:
— ограждающей части;
— конструкций, обеспечивающих устойчивость преграды;
— конструкций, на которые она опирается;
— углов крепления и примыкания конструкций.
Пределы огнестойкости конструкций, обеспечивающих устойчивость противопожарной преграды, конструкций, на которые она опирается, а также узлов крепления конструкций между собой по признаку R, а узлов примыкания по признакам EI, должны быть не менее предела огнестойкости противопожарной преграды.
Пожарная опасность противопожарной преграды определяется пожарной опасностью ее ограждающей части с узлами крепления и конструкций, обеспечивающих устойчивость преграды.
5.3.3. Перегородки и перекрытия тамбур-шлюзов должны быть противопожарными. Противопожарные преграды должны быть класса К0. Допускается в специально оговоренных случаях применять противопожарные преграды 2 — 4-го типов класса К1.
5.3.4. Общая площадь проемов в противопожарных преградах, за исключением ограждений лифтовых шахт, не должна превышать 25% их площади.
Не нормируется общая площадь проемов в противопожарных преградах, если значения нормируемых пределов огнестойкости заполнения проемов предусмотрены не менее соответствующих пределов огнестойкости противопожарной преграды.
5.4. Здания, пожарные отсеки, помещения
5.4.1. Здания, сооружения, а также пожарные отсеки (далее — здания) подразделяются по степеням огнестойкости, классам конструктивной и функциональной пожарной опасности.
5.4.2. К несущим элементам зданий относятся несущие стены, колонны, связи, диафрагмы жесткости, фермы, элементы перекрытий и бесчердачных покрытий (балки, ригели, плиты, настилы), если они участвуют в обеспечении общей устойчивости и геометрической неизменяемости здания при пожаре. Сведения о несущих конструкциях, не участвующих в обеспечении общей устойчивости и геометрической неизменяемости здания, приводятся проектной организацией в технической документации на здание.
5.4.3. В зданиях I и II степеней огнестойкости для обеспечения требуемого предела огнестойкости несущих элементов здания, отвечающих за его общую устойчивость и геометрическую неизменяемость при пожаре, следует применять конструктивную огнезащиту.
Средства огнезащиты для стальных и железобетонных строительных конструкций следует использовать при условии оценки предела огнестойкости конструкций с нанесенными средствами огнезащиты по ГОСТ 30247, с учетом способа крепления (нанесения), указанного в технической документации на огнезащиту, и (или) разработки проекта огнезащиты.
Применение тонкослойных огнезащитных покрытий для стальных конструкций, являющихся несущими элементами зданий I и II степеней огнестойкости, допускается для конструкций с приведенной толщиной металла согласно ГОСТ Р 53295 не менее 5,8 мм.
Не допускается использовать огнезащитные покрытия и пропитки в местах, исключающих возможность периодической замены или восстановления, а также контроля их состояния.
Выбор вида огнезащиты осуществляется с учетом режима эксплуатации объекта защиты и установленных сроков эксплуатации огнезащитного покрытия. В случае строительства зданий и сооружений в сейсмическом районе при применении средств огнезащиты должны выполняться требования СП 14.13330.2011.
Если требуемый предел огнестойкости конструкции (за исключением конструкций в составе противопожарных преград) R 15 (RE 15, REI 15), допускается применять незащищенные стальные конструкции независимо от их фактического предела огнестойкости, за исключением случаев, когда предел огнестойкости хотя бы одного из элементов несущих конструкций (структурных элементов ферм, балок, колонн и т.п.) по результатам испытаний составляет менее R 8.
5.4.4. Пределы огнестойкости и классы пожарной опасности заполнений проемов в ограждающих конструкциях зданий (дверей, ворот, окон и люков), а также фонарей, в том числе зенитных, и других светопрозрачных участков настилов покрытий не нормируются, за исключением специально оговоренных случаев и при нормировании пределов огнестойкости заполнения проемов в противопожарных преградах.
Конструкции заполнения светопрозрачных проемов в покрытиях зданий классов конструктивной пожарной опасности С0 и С1 следует выполнять из негорючих материалов.
5.4.5. Пределы огнестойкости и классы пожарной опасности конструкций чердачных покрытий в зданиях всех степеней огнестойкости не нормируются, а кровлю, стропила и обрешетку, а также подшивку карнизных свесов допускается выполнять из горючих материалов, за исключением специально оговоренных случаев.
Конструкции фронтонов допускается проектировать с ненормируемыми пределами огнестойкости, при этом фронтоны должны иметь класс пожарной опасности, соответствующий классу пожарной опасности наружных стен с внешней стороны.
Сведения о конструкциях, относящихся к элементам чердачных покрытий, приводятся проектной организацией в технической документации на здание.
В зданиях I — IV степеней огнестойкости с чердачными покрытиями, при стропилах и (или) обрешетке, выполненных из горючих материалов, кровлю следует выполнять из негорючих материалов, а стропила и обрешетку в зданиях I степени огнестойкости подвергать обработке огнезащитными составами I группы огнезащитной эффективности, в зданиях II — IV степеней огнестойкости огнезащитными составами не ниже II группы огнезащитной эффективности по ГОСТ 53292, либо выполнять их конструктивную огнезащиту, не способствующую скрытому распространению горения.
В зданиях классов С0, С1 конструкции карнизов, подшивки карнизных свесов чердачных покрытий следует выполнять из материалов НГ, Г1 либо выполнять обшивку данных элементов листовыми материалами группы горючести не менее Г1. Для указанных конструкций не допускается использование горючих утеплителей (за исключением пароизоляции толщиной до 2 мм), и они не должны способствовать скрытому распространению горения.
5.4.6. При внедрении в практику строительства конструктивных систем, которые не могут быть однозначно отнесены к определенной степени огнестойкости или классу конструктивной пожарной опасности на основании стандартных огневых испытаний или расчетным путем, следует проводить огневые испытания натурных фрагментов зданий с учетом требований ГОСТ Р 53309 или комплексную расчетно-экспериментальную оценку огнестойкости и (или) класса пожарной опасности.
5.4.7. Для выделения пожарных отсеков применяются противопожарные стены 1-го типа и (или) перекрытия 1-го типа.
Допускается для выделения пожарного отсека использовать технические этажи, отделенные от смежных этажей противопожарными перекрытиями 2-го типа, в случае если не предусмотрено смещение противопожарных стен 1-го типа от основной оси.
5.4.8. Противопожарные стены, разделяющие здание на пожарные отсеки, должны возводиться на всю высоту здания или до противопожарных перекрытий 1-го типа и обеспечивать нераспространение пожара в смежный по горизонтали пожарный отсек при обрушении конструкций здания со стороны очага пожара.
При разделении пожарных отсеков разной высоты противопожарной должна быть стена более высокого отсека. При разделении пожарных отсеков разной ширины противопожарной должна быть стена более широкого отсека.
5.4.9. Противопожарные стены допускается устанавливать непосредственно на конструкции каркаса здания или сооружения.
Конструкции каркаса здания, на которые устанавливается противопожарная стена, не должны примыкать к помещениям категорий А и Б.
5.4.10. Противопожарные стены должны возвышаться над кровлей: не менее чем на 60 см, если хотя бы один из элементов чердачного или бесчердачного покрытия, за исключением кровли, выполнен из материалов групп Г3, Г4; не менее чем на 30 см, если элементы чердачного или бесчердачного покрытия, за исключением кровли, выполнены из материалов групп Г1, Г2.
Противопожарные стены могут не возвышаться над кровлей, если все элементы чердачного или бесчердачного покрытия, за исключением водоизоляционного ковра, выполнены из материалов НГ.
5.4.11. Противопожарные стены 1-го типа в зданиях классов конструктивной пожарной опасности С1 — С3 должны разделять наружные стены и выступать за наружную плоскость стены не менее чем на 30 см.
5.4.12. При наружных стенах с витражным или ленточным остеклением противопожарные стены 1-го типа должны его разделять. При этом допускается, чтобы противопожарные стены не выступали за наружную плоскость стены.
5.4.13. Допускается в наружной части противопожарной стены размещать окна, двери и ворота с ненормируемыми пределами огнестойкости на расстоянии над кровлей примыкающего отсека не менее 8 м по вертикали и не менее 4 м от стен по горизонтали.
5.4.14. Если при размещении противопожарных стен или противопожарных перегородок 1-го типа в местах примыкания одной части здания к другой образуется внутренний угол менее 135°, необходимо принять следующие меры:
— участки карнизных свесов крыш на длине не менее 4 м от вершины угла следует выполнять из материалов НГ либо выполнять обшивку данных элементов листовыми материалами НГ;
— участки наружных стен, примыкающих к противопожарной стене или перегородке, длиной не менее 4 м от вершины угла должны быть класса пожарной опасности К0 и иметь предел огнестойкости, равный пределу огнестойкости противопожарной стены или противопожарной перегородки;
— расстояние по горизонтали между ближайшими гранями проемов, расположенных в наружных стенах по разные стороны вершины угла, должно быть не менее 4 м. При расстоянии между данными проемами менее 4 м они на вышеуказанном участке стены должны иметь соответствующее противопожарное заполнение.
5.4.15. Предел огнестойкости участков покрытий зданий, используемых для проезда пожарной техники или устройства площадки для аварийно-спасательных кабин пожарных вертолетов, должен быть не менее REI 60, класс пожарной опасности — К0.
При устройстве эвакуационных выходов на эксплуатируемую кровлю или специально оборудованный участок кровли конструкции покрытий следует проектировать:
с пределом огнестойкости не менее R 15/RE 15 для эвакуации из помещений без постоянных рабочих мест;
не менее R 30/RE 30 при числе эвакуирующихся по кровле до 5 чел.;
не менее REI 30, класса К0 при числе эвакуирующихся по кровле до 15 чел.;
не менее REI 45, класса К0 при числе эвакуирующихся по кровле более 15 чел.
При использовании покрытия в качестве безопасной зоны (пожаробезопасной зоны) конструкции покрытий следует проектировать класса пожарной опасности К0 с пределом огнестойкости не менее REI 45.
При этом участок кровли, предназначенный для размещения людей, должен быть выполнен из негорючих материалов.
5.4.16. Стены лестничных клеток должны возводиться на всю высоту зданий и возвышаться над кровлей. В случае если перекрытие (покрытие) над лестничной клеткой имеет предел огнестойкости, соответствующий пределам огнестойкости внутренних стен лестничных клеток, стены лестничных клеток могут не возвышаться над кровлей.
Внутренние стены лестничных клеток типа Л1, Л2, Н1 и Н3 не должны иметь проемов, за исключением дверных. Внутренние стены лестничных клеток типа Н2 не должны иметь проемов, за исключением дверных и отверстий для подачи воздуха системы противодымной защиты.
В наружных стенах лестничных клеток типа Л1, Н1 и Н3 должны быть предусмотрены на каждом этаже окна, открывающиеся изнутри без ключа и других специальных устройств, с площадью остекления не менее 1,2 м2. Устройства для открывания окон должны быть расположены не выше 1,7 м от уровня площадки лестничной клетки или пола этажа.
При устройстве лестничных клеток типа Л1 с открытыми проемами в наружных стенах необходимо проводить расчетно-экспериментальное обоснование принятых решений по исключению их блокирования опасными факторами пожара.
В обычных лестничных клетках зданий высотой не более 15 м и зданий классов функциональной пожарной опасности Ф1.3 и Ф1.4, независимо от их высоты, допускается предусматривать двери с ненормируемым пределом огнестойкости. При этом в зданиях высотой более 15 м указанные двери должны быть глухими или с армированным стеклом.
Двери незадымляемых лестничных клеток типа Н2 и Н3 (кроме наружных дверей) должны быть противопожарными 2-го типа для зданий высотой до 50 м и 1-го типа для зданий высотой 50 м и более.
Стены лестничных клеток в местах примыкания к наружным ограждающим конструкциям зданий должны их пересекать или примыкать к глухим участкам наружных стен без зазоров. При этом расстояние по горизонтали между проемами лестничной клетки и проемами в наружной стене здания должно быть не менее 1,2 м.
Если при размещении лестничных клеток в местах примыкания одной части здания к другой внутренний угол составляет менее 135°, необходимо, чтобы наружные стены лестничных клеток, образующие этот угол, имели предел огнестойкости по признакам EI и класс пожарной опасности, соответствующий внутренним стенам лестничных клеток.
Допускается предусматривать в указанных стенах лестничных клеток оконные проемы или светопрозрачные конструкции, а также дверные проемы. При этом расстояние по горизонтали от оконных и дверных проемов лестничных клеток до проемов (оконных, со светопрозрачным заполнением, дверных и т.д.) в наружных стенах зданий должно быть не менее 4 м. При расстоянии между вышеуказанными проемами менее 4 м они должны быть заполнены противопожарными дверями или окнами с пределом огнестойкости не менее EI (E) 30.
При разделении здания на пожарные отсеки противопожарными перекрытиями или техническими этажами стены лестничных клеток должны иметь предел огнестойкости не менее REI 150.
5.4.17. Противопожарные перекрытия 1-го типа должны разделить наружные стены и выступать за наружную плоскость стены не менее чем на 30 см.
Допускается не разделять противопожарными перекрытиями 1-го типа наружные стены, если одновременно выполняются следующие условия:
— участки наружных стен в местах примыкания к перекрытиям (противопожарные пояса) выполнены глухими при расстоянии между верхом окна нижележащего этажа и низом окна вышележащего этажа не менее 1,2 м;
— предел огнестойкости данных участков наружных стен (в том числе узлов примыкания) предусмотрен не менее EI 150;
— класс пожарной опасности данных участков наружных стен (в том числе углов примыкания) предусмотрен не менее К0;
— наружная теплоизоляция и отделка зданий на уровне противопожарного перекрытия должна разделяться огнестойкой отсечкой из негорючих материалов толщиной не менее толщины перекрытия.
5.4.18. Предел огнестойкости наружных несущих стен по потере целостности (E) должен соответствовать требованиям, предъявляемым к наружным ненесущим стенам.
Предел огнестойкости конструкций наружных светопрозрачных стен должен соответствовать требованиям, предъявляемым к наружным ненесущим стенам.
Предел огнестойкости узлов примыкания и крепления наружных стен (в том числе несущих, самонесущих, навесных, со светопрозрачным заполнением и др.) к перекрытиям должен иметь значение не менее требуемого предела огнестойкости перекрытия по теплоизолирующей способности (I) и целостности (E).
В зданиях I — III степеней огнестойкости для наружных стен, имеющих светопрозрачные участки с ненормируемым пределом огнестойкости (в т.ч. оконные проемы, ленточное остекление и т.п.), должны выполняться следующие условия:
— участки наружных стен в местах примыкания к перекрытиям (междуэтажные пояса) следует выполнять глухими, высотой не менее 1,2 м;
— предел огнестойкости данных участков наружных стен (в том числе узлов примыкания и крепления) предусмотрен не менее требуемого предела огнестойкости перекрытия по целостности (E) и теплоизолирующей способности (I). Если требуемый предел огнестойкости перекрытий составляет более REI 60, допускается принимать предел огнестойкости данных участков стен EI 60;
— предел огнестойкости глухих участков наружных стен следует устанавливать: для стен междуэтажного заполнения — по ГОСТ 30247.1, для стен навесных — по ГОСТ Р 53308.
5.4.19. Пределы огнестойкости конструкций переходов между зданиями (корпусами) определенной степени огнестойкости должны соответствовать требованиям, предъявляемым к соответствующим конструкциям зданий этой степени огнестойкости. При разных степенях огнестойкости зданий (корпусов), соединяемых переходом, конструкции переходов должны соответствовать требованиям, предъявляемым к конструкциям зданий более высокой степени огнестойкости. Переходы должны выполняться из материалов НГ.
Коммуникационные, в том числе пешеходные, тоннели следует проектировать из материалов НГ.
Для зданий одного класса функциональной пожарной опасности, соединенных переходами и тоннелями, стены зданий в местах примыкания к ним переходов и тоннелей следует предусматривать из материалов НГ с пределом огнестойкости не менее EI 120. Двери в проемах этих стен должны быть противопожарными 1-го типа. В случае, если общая площадь этажей зданий одного класса функциональной пожарной опасности, соединенных переходами, не превышает допустимой площади этажа в пределах пожарного отсека, данные мероприятия допускается не предусматривать.
Для зданий различного класса функциональной пожарной опасности, соединенных переходами, одну из стен зданий, в местах примыкания к ним переходов и тоннелей, следует предусматривать в виде противопожарных преград согласно положениям СП 4.13130.2009.
5.4.20. Требования к ограждающим конструкциям складских помещений, кладовых для хранения белья, кладовых горючих материалов, гладильных, мастерских, помещений для монтажа станковых и объемных декораций, камер пылеудаления, помещений лебедок противопожарного занавеса, аккумуляторных, трансформаторных подстанций, электрощитовых и других пожароопасных помещений необходимо предусматривать в соответствии с СП 4.13130, для вентиляционных камер — в соответствии с СП 7.13130.
Источник: izhfire.ru
Требования к жилым зданиям
Дом, который мы проектируем, должен нас радовать, быть комфортным и не вредить здоровью. Так коротко можно выразить чаяния будущего владельца дома. Обличая эти мысли в более строгий, нормативный язык, определим ряд требований к современным домам, выполнение которых будет гарантировать желанный комфорт жилища, его санитарно-гигиенические качества, безопасность — экологическую, пожарную и прочую, — энергоэкономичность и т.д. По сути дела, описываемые требования применимы не только к малоэтажным домам, но и к любому жилому зданию.
1. Функциональная целесообразность проектного решения дома заключается в соответствии его помещений своему назначению. Действительно, дом, предназначенный для проживания одинокого человека с небольшим набором интересов, должен значительно отличаться от дома, в котором будет жить многодетная семья с домочадцами разного поколения, которые, к тому же, любят принимать гостей.
Количество проживающих в доме, их образ жизни, род занятий, интересы — всё влияет на проект дома и выливается в соответствующие:
- • архитектуру дома;
- • планировочные решения помещений;
- • конструктивные решения;
- • инженерное оборудование;
- • внутреннюю и внешнюю отделку дома и т.д.
- 2. Инженерные требования заключаются в том, что строительные объекты должны быть запроектированы таким образом, чтобы они обладали достаточной надёжностью при возведении и эксплуатации. Основным свойством, определяющим надёжность зданий и сооружений, является безотказность их работы, т.е. способность выполнять требуемые функции в течение расчётного срока эксплуатации.
Надёжность — очень ёмкое инженерное понятие, которое включает в себя несколько конкретных конструктивных характеристик, опишим их.
2.1. Прочность — способность здания воспринимать нагрузки и воздействия силового характера ( механические) без разрушений в течение заданного периода эксплуатации.
Отличительной особенностью понятия прочности является то, что это расчётная величина. Конструкции и их элементы рассчитываются по прочности на сжатие, растяжение, смятие, скол и т.д.
Прочность здания обеспечивается прежде всего прочностью его несущих конструкций. Но ни одна конструкция здания или любого другого сооружения не работает сама по себе — все конструкции соединены между собой в единую пространственную систему. То, что здание является единой системой, доказывает возможный парадокс: все конструкции прочны, а здание развалилось. Следовательно, чтобы выполнить требование прочности здания в целом, недостаточно прочности его отдельных конструкций — оно должно быть устойчивым и жёстким.
Устойчивость — это способность здания сохранять равновесие при силовых нагрузках и воздействиях или, иными словами, сопротивляться опрокидыванию и сдвигу (как наглядный пример устойчивости какого-либо предмета, можно привести детскую игрушку «Неваляшка»).
Как видно из определения, задача зданий — устоять. Устойчивость обеспечивается целесообразным размещением элементов несущих конструкций в пространстве и особенным их сопряжением в узлах: сопряжения должны быть не только прочными, но и способными воспринимать подвижки, это так называемые «плавающие» узлы. (Например, Останкинская башня спроектирована таким образом, что под воздействием ветровых нагрузок ей «позволительно» отклоняться от вертикали на 6 м).
Есть районы строительства, для которых выполнение требования устойчивости является жизненеобходимым, например сейсмоопасные районы.
Из истории вопроса. Пионером в разработке систем в сейсмостойкой изоляции домов был когда-то Советский Союз. Наши идеи используются по всему миру до сих пор. Разработки велись в Центре исследований сейсмостойкости сооружений ЦНИИСК им. В.А.
Кучеренко, благодаря которым строились и строятся дама на гибких опорах, используются резино-металлические конструкции с подвижными железобетонными конструкциями в подвалах, позволяющие домам адаптироваться и выравниваться при колебаниях почвы. Например, спроектированные таким образом крупнопанельные дома Северобайкальска способны выдержать землетрясение в 9 баллов.
На тему устойчивости приведём ещё пример. Выложенная из кирпича длинная стена толщиной 120 мм и высотой 1,5 м под силой ветра, который развивается в средней полосе России в ненастную погоду, опрокидывается. При толщине 250 мм стена устоит при высоте до 3 м. Стена толщиной 380 мм и высотой до 5 м также выдержит ветровую нагрузку. Если же говорить о стене дома, то устойчивость наружной стены помогают обеспечить поперечные стены, которые служат опорами для наружной стены при ветровом напоре. Поэтому высота дома может быть значительно больше.
Жёсткость — это способность здания или его отдельных конструкций сохранять геометрическую неизменяемость Формы, т.е. сопротивляться деформациям. Конечно, деформаций совсем избежать не удастся, но величины деформаций должны быть в пределах разрешённых соответствующими нормативами.
Чтобы лучше усвоить понятие жёсткости, посмотрим на рис. 1.2, а. Здесь показана схема работы шарнирного соединения вертикальных и горизонтальных конструкций, например колонн и балок перекрытия. Это стоечно-балочная система. Шарнирное соединение допускает поворот одного элемента относительно другого, таким образом позволяя изменять геометрическую форму сопряжения.
Мы видим, что при прикладывании горизонтальной нагрузки, например ветровой, система изменяет свою геометрию. Обеспечить жёсткость системе можно двумя способами.
Рис. 1.2. Геометрически изменяемые и неизменяемые системы:
а — геометрически изменяемая стоечно-балочная система; б — преобразование геометрически изменяемой системы в неизменяемую с помощью диагонального стержня; в, г — рамные системы; д — пример жёсткого узла; 1 — шарнирное соединение; 2 — диагональный стержень; 3 — стержень, преобразовывающий шарнирный узел в жёсткий; 4 — жёсткое соединение
Первый способ делает узел сопряжения жёстким, при котором исключается возможность перемещения или поворота одного элемента относительно другого; такой узел способен воспринимать узловые моменты. Это произойдёт, если в зону узла ввести элемент, образующий треугольник — геометрически неизменяемую фигуру (рис. 1.2, в). Так стоечно-балочная система становится рамной.
Такой же эффект мы будем наблюдать, если плиты или балки перекрытия «жёстко» заделать в стены. Например, в монолитных зданиях узлы соединения стен и перекрытия жёсткие (рис. 1.2, д, здесь же показано армирование узла соединения плиты перекрытия и стены).
Другой способ обеспечения жёсткости системы применяют, если не представляется возможным сделать узел жёстким или этого недостаточно. Тогда системе придают жёсткость, вводя диагональный элемент — раскос (рис. 1.2, б). Такой элемент называется связью, а система — связевой.
В практике малоэтажного строительства это можно посмотреть на примере ныне популярных каркасных (фахверковых) домов (рис. 1.3, а). Такие же раскосы вводят для обеспечения жёсткости скатных крыш, только здесь раскосы заделаны между стойками (рис. 1.3, б).
Рис. 1.3. Обеспечение жёсткости конструкций малоэтажных домов:
а — стен каркасных (фахверковых) домов; б — стропильных конструкций; 1 — стойки стен; 2 — раскосы; 3 — стропила; 4 — стойки стропильной конструкции
Жёсткость и устойчивость взаимосвязаны. Потеря жёсткости, т.е. превышение допустимых величин деформаций неизменно приводит к потере устойчивости и, как следствие, к разрушению.
Рис. 1.4. Взаимосвязь между жёсткостью и устойчивостью на примере разрушения колонны:
- 1 — выпирание колонны из своей плоскости;
- 2 — разрушение колонны
Взаимосвязь жёсткости и устойчивости особенно показательна на отдельно стоящих опорах — колоннах, что схематично продемонстрировано на рис. 1.4. Сначала недостаточная жёсткость колонны приведёт к образованию трещин в растянутой зоне конструкции, потом в сжатой зоне начнётся дробление бетона, и вот результат — потеря устойчивости и разрушение колонны.
Аналогичную ситуацию можно наблюдать и в стенах (см. рис. 4.2 и пояснения к нему).
Предотвратить такой исход можно увеличением толщины стены, или запроектировав пилястры или контрфорсы (широко известным примером применения контрфорсов является Собор Парижской Богоматери) и другими приёмами.
Некоторые конструкции, например перекрытия, рассчитывают на деформации — прогибы. Если допустимые нормы прогибов превышены, перекрытие усиливают.
2.2. Долговечность — способность здания сохранять физические качества в заданном режиме эксплуатации в течение установленного срока службы.
В отличие от прочности, долговечность характеризует свойство здания воспринимать не только силовые нагрузки, но и воздействия несилового характера.
Чтобы было понятно, рассмотрим такой пример. Жилое здание стоит прочно, не разрушено и способно воспринимать расчётные нагрузки. Однако как жилище здание эксплуатироваться не может, так как не обеспечена его теплозащита (недостаточная для теплозащиты толщина стен, разрушился или вообще отсутствует утеплитель, в образовавшиеся щели дует ветер), из-за отсутствия должной вентиляции на стенах образуется влага (конденсат) и грибок, крыша течёт, пол промерзает и т.д. Поэтому в заданном режиме эксплуатации — как жилище со всеми его санитарно-гигиеническими требованиями — дом использоваться не может.
Долговечность и прочность здания — свойства взаимосвязанные: необеспеченная долговечность приведёт к ускоренной потере прочности здания и, в конечном итоге, к его разрушению.
Стабильность эксплуатационных качеств здания в целом и отдельных его конструкций обеспечивается прежде всего строительными материалами, которые должны обладать определёнными свойствами.
Морозостойкость — способность водонасыщенного материала сохранять прочность при многократных циклах замораживания/оттаивания. Если материал не обладает таким свойством, то расширяющаяся при замерзании в порах влага расшатывает межмолекулярные связи, разрушает их, появляются трещины, они увеличиваются в размерах, и происходит разрушение материала.
Влагостойкость — способность материала сопротивляться воздействию влаги, вызывающей разбухание, размягчение, коробление, расслоение и, как следствие, разрушение материала. Чтобы такие неприятности не произошли с недостаточно влагостойким материалом, применяемым во влажной среде, нужно принимать меры по его защите.
Несколько примеров. Возьмём дерево — гигроскопичный природный материал. Дом, фасадные плоскости которого отделаны натуральным деревом, бесспорно, смотрится красиво, но требует постоянного эксплуатационного ухода — покрытия специальными составами, лаками, красками и пр. Защиты требуют и некоторые виды утеплителя.
Ведь напитанный влагой утеплитель не может выполнять заданные функции —держать тепло в доме. Для защиты утеплителя применяют специальные плёнки.
Коррозиестойкость — способность материала сопротивляться разрушению под действием агрессивной среды, вызываемой химическими, физико- и электрохимическими процессами. Коррозия как бы «съедает» материал, сокращая его срок службы — долговечность. Конечно, мы не рассматриваем здесь здания с химическими и прочими производствами. Для жилого здания агрессивной средой, воздействие которой воспринимают внешние поверхности дома — от фундамента до кровли, — является атмосферная влага и подземные воды.
Материалы, не обладающие необходимой коррозиестойкостью, нельзя применять в строительстве без соответствующей защиты специальными составами, цементной штукатуркой и т.д. Особо коррозируют открытые стальные конструкции. Например, стальная кровля без соответствующей защиты ржавеет. Дом с ржавой крышей не обрушится, но крыша будет течь, что приведёт к непригодности жилища.
Серьёзнее дело обстоит, если коррозируют несущие конструкции. Из прокатной стали, например, могут быть сделаны опоры под балкон, лоджию. Коррозия уменьшит расчётное сечение опоры, снизив, тем самым её несущую способность. Чтобы не произошло таким образом потери прочности опоры, её защищают специальными составами, красками и т.п. или обетонируют.
Биостойкость — способность материала противостоять разрушающему воздействию микроорганизмов, в частности плесени и грибов. Плесень — синдром «больного дома». Грибы и плесень развиваются там, где для них создаётся питательная среда: постоянная сырость в помещении, недостаточная вентиляция и пр. Грибок губителен для человека, вызывая различные заболевания, вплоть до астмы и онкологии. Развитие подобных организмов в доме приводит к непригодности жилья, т.е. не выполняются его заданные качества, характеризующие долговечность.
Грибы и плесень могут развиться не только на внутренних поверхностях дома, но и на внешних: например, на натуральной черепице за несколько лет образуется плотный слой грибов, от которых крышу нужно периодически чистить.
Мы перечислили основные свойства, влияющие на долговечность материалов. Их значение для разных районов строительства и условий эксплуатации различно; учёт этого производится на основе соответствующих проектных норм.
Долговечность конструкций и здания в целом зависит от срока службы отдельных элементов конструкций, в том числе закладных элементов и крепёжных деталей, связей, узлов сопряжений и т.п. Действительно, некачественные крепёжные детали, например скобы, которые соединяют плиты перекрытия между собой, разрушат целостность конструкции перекрытия, и оно обрушится.
На долговечность здания влияет также процесс малых непрерывных деформаций материала при длительном нагружении (ползучесть бетонов, релаксация стали).
Методика расчёта долговечности здания и его отдельных конструкций не создана, пока применяется оценка долговечности по сроку службы здания, которое установлено эмпирически. Примерные сроки службы приведены в табл. 1.1.
Примерные сроки службы зданий и сооружений
Примерный срок службы
Временные здания и сооружения (бытовки строительных рабочих, летние павильоны и т.п.)
Здания и сооружения массового строительства в обычных условиях эксплуатации (здания жилищно-гражданского и производственного строительства)
Не менее 50 лет
Уникальные здания и сооружения (здания основных музеев, хранилищ национальных и культурных ценностей, стадионы, театры, здания высотой более 75 м, большепролетные сооружения и т.п.)
100 лет и более
Это интересно. Вообще говоря, современные постройки современных городов, как дети, требуют постоянного ухода. Стоит лишь раствориться в веках «доктору их тела», как они начнут рассыпаться. Особо стремительно это будет происходить в нашем «тяжелом» климате.
Без отопления полопаются трубы, и теперь материал зданий будет подвергаться регулярным циклическим нагрузкам: то оттаивать, то замерзать. Зашелушиться штукатурка; металлические детали проржавеют; деревянные доски и балки сгниют. Корни деревьев, прижившихся возле стен или даже на их кладке, постепенно разрушат их.
Разрушившееся и «распластавшееся» по земле здание особого вреда природе не принесет. Сталь превратиться в оксиды железа, как то бывает и с природным минералом — гематитом, а бетон — в гравий и песок, осколки стекол постепенно скроются в почве. Самыми долговечными оказались бы древнейшие памятники мирового зодчества (египетские пирамиды, Кельнский собор, Московский Кремль или даже Собор Святой Софии в сейсмически опасном Стамбуле) — чудеса времени своего и нашего. Так «работают» строительные материалы древних построек и, конечно, их конструкции.
3. Пожарная безопасность здания — это самое жесткое требование, ведь оно связано с жизнью людей. Поэтому вопросы проектных решений домов, выбора строительных и отделочных материалов особенно тщательно продумываются. Поговорим об этом достаточно подробно. Существуют понятия пожарной опасности и пожарной безопасности здания.
Пожарная опасность здания — это состояние здания, характеризуемое возможностью возникновения и развития пожара, а также воздействия на людей опасных факторов пожара.
Пожарная безопасность здания — это состояние здания, характеризуемое возможностью предотвращения возникновения и развития пожара, а также воздействия на людей опасных факторов пожара.
Обратите, пожалуйста, внимание. Пожарная безопасность занимается вопросами предотвращения пожара, а пожарная опасность — возможностью возникновения пожара.
- 3.1. Пожарная опасность здания рассматривается применительно к строительным и отделочным материалам. Свойства материалов и их способность к образованию опасных факторов пожара делят материалы на следующие группы:
- • негорючие — маркируются как Н Г;
- • горючие, которые, в свою очередь, делятся на: слабогорючие — Г1, умеренногорючие — Г2, нормальногорючие — ГЗ и сильногорючие — Г4.
К негорючим материалам относятся натуральный камень, железобетон, сталь, газобетон, базальтовая минеральная вата (утеплитель) и другие.
Горючими материалами являются не обработанное с целью повышения огнестойкости дерево, пенополистирол (утеплитель), всевозможные отделочные материалы и т.д.
Степень горючести материалов влияет на проектные решения. Например, для выделения пожарных отсеков в многосекционных домах возводятся противопожарные стены из негорючих материалов (брандмауэры), которые препятствуют распространению огня по примыкающим отсекам (рис. 1.5). Брандмауэры опираются на фундаменты и пересекают все конструкции и этажи.
Противопожарные стены должны возвышаться над кровлей на высоту, зависящую от материалов, из которых выполнены элементы чердачного и бесчердачного покрытия, за исключением кровли: не менее чем на 60 см при группе горючести ГЗ и Г4 и не менее чем на 30 см при группе Г1 и Г2. Если же материалы покрытия выполнены из группы НГ, то противопожарная стена может над кровлей не возвышаться. Конечно, в доме коттеджного типа брандмауэры не устраивают, а вот в блокированных домах они обязательны.
Рис. 1.5. Разделение здания брандмауэром на противопожарные отсеки: 1 — отсек дома; 2 — брандмауэр
Строительные и отделочные материалы так же классифицируются по воспламеняемости, по скорости распространения пламени по поверхности, по дымообразующей способности, по токсичности продуктов горения и другим показателям. По совокупности этих характеристик строительным конструкциям присваивают классы по пожарной опасности:
- 1) непожароопасные — КО;
- 2) малопожароопасные — К1;
- 3) умеренноопасные — К2;
- 4) пожароопасные — КЗ.
Численные значения отнесения конструкций к тому или иному классу определяются соответствующими методами.
Как это отражается на проектных решениях? Поясним на том же примере с противопожарными стенами (брандмауэрами). Если группа Kl, К2, КЗ, то противопожарная стена должна пересекать наружную стену и выступать за наружную плоскость стены не менее, чем на 30 см. Если класс КО, то брандмауэры допускается не выпускать за наружную плоскость стены.
- 3.2. Для осуществления требований пожарной безопасности зданий их классифицируют с учетом следующих критериев:
- 1) степень огнестойкости;
- 2) класс конструктивной пожарной опасности;
- 3) класс функциональной пожарной опасности.
- 3.2.1. Степень огнестойкости зданий — это классификационная характеристика зданий, определяемая пределами огнестойкости их конструкций.
Предел огнестойкости несущих и ограждающих строительных конструкций — это промежуток времени от начала огневого воздействия до достижения одного или последовательно нескольких из следующих признаков предельных состояний:
1) потеря несущей способности — маркируется как R;
- 2) потеря целостности — Е;
- 3) потеря теплоизолирующей способности, которая может произойти вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных значений — I.
Каждая конструкция рассчитывается на свое (или несколько) предельное состояние.
Здания и сооружения классифицируются по пяти степеням огнестойкости.
К I степени огнестойкости относят здания, несущие и ограждающие конструкции которых (стены, перекрытия, покрытия) выполнены из негорючих материалов: камня, бетона или железобетона.
В зданиях II степени огнестойкости конструкции также выполнены из негорючих материалов, но имеют меньший предел огнестойкости. Например, когда перекрытия выполнены по стальным балкам.
В зданиях III степени огнестойкости допускается применение горючих материалов для перегородок и ненесущих наружных стен. В малоэтажном строительстве это дома с деревянными перегородками.
В зданиях IV степени огнестойкости допускается применение горючих материалов для стен и перекрытий. К этой степени относятся фахверковые дома.
Здания V степени огнестойкости относят к временным, и пределы их огнестойкости не нормируются.
Пределы огнестойкости строительных конструкций должны соответствовать принятой огнестойкости зданий. Соответствие степени огнестойкости зданий и предела огнестойкости их конструкций приведено в табл. 1.2.
Соответствие степеней огнестойкости и предела огнестойкости строительных конструкций зданий
Предел огнестойкости строительных конструкций, мин, не менее
вертикальные
конструкции
Наружные не- несущие стены
Перекрытия междуэтажные, в т.ч. чердачные и над подвалами
Элементы конструкций бесчердачных перекрытий
Конструкции лестничных клеток
настилы, в т.ч. с утеплителем
марши и площадки лестниц
Рассмотрим таблицу и увидим, что самыми огнестойкими проектируются вертикальные несущие конструкции — колонны и стены: они должны устоять дольше всех (2 часа для зданий I степени огнестойкости). Действительно, при обрушении этих конструкций не устоит и все здание. Они рассчитываются только на несущую способность (показатель R). На все показатели (R, Е, I) рассчитывается перекрытие, и в здании той же I степени огнестойкости перекрытие должно продержаться в условиях пожара только 1 час.
3.2.2. Здания по конструктивной пожарной опасности подразделяются на классы СО, С1, С2 и СЗ.
Класс конструктивной пожарной опасности зданий должен соответствовать классу пожарной опасности их строительных конструкций, что показано в табл. 1.3.
Соответствие класса конструктивной пожарной опасности здания и класса пожарной опасности строительных конструкций
Класс кон- структивной пожарной опасности здания
Класс пожарной опасности строительных конструкций
Несущие стержневые элементы (колонны, ригели, фермы)
Наружные стены с внешней стороны
Стены, перегородки, перекрытия, бесчердач- ные покрытия
Стены лестничных клеток и противопожарные преграды
Марши и площадки лестниц в лестничных клетках
К домам высотой до 2 этажей включительно требования по степеням огнестойкости и классу конструктивной пожарной опасности не предъявляются. В домах высотой 3 этажа основные конструкции должны соответствовать требованиям, предъявляемым к зданиям III степени огнестойкости (характеристики несущих конструкций см. в табл. 1.2, предел огнестойкости межкомнатных перегородок не регламентируется).
Встроенная автостоянка для двух машин и более должна отделяться от других помещений дома перегородками и перекрытием с пределом огнестойкости не менее REI 45. Дверь между автостоянками и жилыми помещениями не должна выходить в помещение сна.
- 3.2.3. Здания по классу функциональной пожарной опасности в зависимости от их назначения, а также от возраста, физического состояния и количества людей, находящихся в здании, подразделяются на:
- • Ф1 — здания, предназначенные для постоянного проживания и временного пребывания людей (жилые дома, дошкольные образовательные учреждения, больницы, гостиницы и пр.)
- • Ф2 — здания зрелищных и культурно-просветительных учреждений (театры, музеи, спортивные сооружения и пр.);
- • ФЗ — здания организаций по обслуживанию населения (здания торговли, вокзалы, поликлиники и пр.);
- • Ф4 — здания научных и образовательных учреждений.
- 4. Санитарно-гигиенические требования. Наверное, если не задумываться о выше приведенных специальных требованиях, для человека санитарно-гигиенические условия проживания являются самыми важными: они связаны со здоровьем. Санитарно-гигиенические качества жилища, которые нормируются соответствующими стандартами, включают в себя:
- • величину времени (длительность) инсоляции;
- • естественную освещенность;
- • состояние воздушной среды в помещении (температуру, влажность и подвижность воздуха);
- • шумовое воздействие.
Совокупность этих параметров определяет микроклимат помещения, т.е. состояние внутренней среды помещения, оказывающее воздействие на человека.
Оптимальные параметры микроклимата — это сочетание значений показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают тепловое состояние организма при наименьшем напряжении механизмов терморегуляции и ощущение комфорта не менее чем у 80% людей, находящихся в помещении.
4.1. Инсоляция — облучение прямыми солнечными лучами помещений. Инсоляция оказывает световое, ультрафиолетовое и тепловое воздействие. Это необходимо человеку, так как световое и ультрафиолетовое облучение укрепляюще действует на него и его психофизиологическое состояние. Инсоляция также оказывает бактерицидное воздействие на микроорганизмы во внутреннем пространстве зданий, тем самым оздоравливая его.
Нормами проектирования регламентируется минимальная длительность прямого облучения помещений, причем нормы дифференцированы в зависимости от климатических условий строительства. Так, на юге, где тепловая составляющая инсоляции (солнечная радиация) может вызвать дискомфорт из-за перегрева помещений, нормативная длительность инсоляции минимальна и составляет 1,5 часа, в умеренном климате — 2 часа, а в северных районах возрастает до 2,5 часов. Понятно, что эти нормы не касаются частного домовладения, где каждый владелец сам решает, что ему нужно. Однако в задачу архитектора входит обязанность просветить владельца о возможных последствиях недостатка инсоляции или, напротив, перегрева помещений вследствие радиации и утомляющего зрение слепящего действия солнечных прямых лучей. В последнем случае предусматривают солнцезащитные устройства.
4.2. Естественная освещенность должна быть обеспечена во всех жилых комнатах. В кухнях допускается искусственное освещение.
Естественную освещенность жилых комнат нормируют по отношению площади оконного проема к площади пола освещаемого помещения. Она должна составлять не менее 1:8 во всех климатических районах, кроме южных, где она принимается равной 1:10. Эта норма обеспечивает минимально допустимую величину коэффициента естественной освещенности (КЕО), равную 0,5% на расстоянии 1 м от наиболее удаленной от окна внутренней стены. Норма в 1:10 допускается во всех климатических районах для комнат, расположенных в мансардах.
Справедливости ради надо отметить, что в практике современного проектирования норму освещенности редко не соблюдают, а скорее наоборот, зачастую сильно превышают в угоду архитектурным решениям фасадов и интерьеров. Коэффициент остекления фасадов (отношение площадей светопроемов к суммарной площади наружных ограждающих конструкций фасада здания, включая светопроемы) достаточно высок. В малоэтажных домах повышенная освещенность достигается «вторым светом» с помощью стеклянных крыш или фонарей, большими светопропускающими ограждениями (витражами) и т.п.
Тем не менее, по экономическим соображениям отношение оконных проемов во всех помещениях и кухнях к площади фасада не должно превышать 1:5,5 в целях экономии единовременных и эксплуатационных затрат. Дело в том, что сметная стоимость светопрозрачной части наружных стен на 30—40% выше, чем глухой части. Кроме того, теплопотери через окна больше, чем через стены (сопротивление теплопередаче окон в среднем в четыре—шесть раз меньше, чем стен), поэтому для поддержания нужной температуры в помещении требуются большие эксплуатационные затраты на отопление.
4.3. Воздушная среда жилых зданий должна отвечать гигиеническим требованиям к величинам ее основных параметров: температуре, влажности и скорости движения воздуха. Оптимальные величины этих параметров различны и зависят от природно-климатических условий района строительства и времени года. Движение воздуха, переводя на привычный язык, означает проветривание. В летнее время проветривание помещений осуществляется естественным путем, а зимой температурно-влажностный режим и скорость движения воздуха регулируется с помощью инженерных систем.
На состояние воздушной среды помещения влияет степень инфильтрации воздуха, которая характеризуется воздухопроницаемостью ограждающих конструкций. Воздухопроницаемость — это физическое явление, заключающееся в фильтрации воздуха в ограждающей конструкции, вызванной перепадом давления воздуха.
К инфильтрации мы относим также проникание воздуха через неплотности конструкции, например оконных переплетов.
4.4. Шумовая защита. Защита жилища от проникающего шума (преимущественно транспортного) является одним из ведущих гигиенических требований. Беда в том, что человек к шуму не адаптируется. Ему может только казаться, что он привык к грохоту за окном и не замечает его.
На самом деле шум воспринимается мозгом и крайне коварно действует на человека: постоянный шумовой фон, пусть и не очень громкий, подрывает нервную систему, повышает кровяное давление, изменяется сердечный ритм, а также повышается уровень стрессовых гормонов, даже когда мы спим. Со временем это может привести к развитию сердечно-сосудистых заболеваний. Источников шума много, это показано на рис. 1.6.
Это интересно. По мнению специалистов ВОЗ и Еврокомиссии, изучавших экологические причины смертей и болезней, шум в этом списке стоит на втором месте, уступая первую позицию загрязнению воздуха. Они посчитали, что в общей сложности шум отнимает у европейцев 1,6 миллиона лет здоровой жизни. Ежегодно теряется 61 тысяча лет из-за проблем с сердцем, появляющихся после шумовых атак.
Расстройства сна, вызванные шумом, отнимают 903 тысячи лет. Нервное раздражение за год лишает европейцев 587 тысяч здоровых лет. В нашей стране такие исследования не проводились, но наши города, особенно мегаполисы, не отличаются от европейских тишиной и вряд ли наносят меньший вред здоровью. Шумовое загрязнение приводит к повышенной раздражительности, нарушению внимания, снижение
Рис. 1.6. Распространение шума в здании:
1 и 2 — прямой и косвенный пути воздушного звука; 3 и 4 — прямой и косвенный пути ударного звука
мыслительных способностей. Говорить о привыкании человека к шуму можно, но любое привыкание очень опасно. Когда человек привыкает к шуму, он перестает замечать его на уровне сознания, но шумовая информация, минуя сознание, идет в подсознание, так что избежать воздействия на психику в этом случае невозможно.
Конечно, если дом находится в деревне или на берегу моря, и нарушить сон может только пение птиц или шум прибоя, этот вопрос не актуален. Вредное воздействие оказывает только антропогенный, не природный, шум. Решать вопросы шумозащиты необходимо, если тревожит транспортный шум, что часто наблюдается в случаях расположения таунхаусов вдоль крупных магистралей.
Современные нормы проектирования ограничивают величины проникающего шума дифференцированно для дневного (с 7 ч до 23 ч) и ночного (с 23 ч до 7 ч) времени. Допускаемые величины эквивалентного уровня проникающего внешнего шума зависят от уровня комфортности жилища. Уровень шума Lw измеряется в децибелах и не должен превышать для высоко комфортных условий проживания (I категория комфортности) в дневное время 35, а в ночное — 25 дБА; в остальных случаях — 45 и 60 дБА соответственно.
Это интересно. Приведем данные по уровню шума некоторых явлений:
- 15 дБА — шелест листвы; 80 дБА — работа пылесоса.
- 30 дБА — шепот, тиканье настенных часов; 95 дБЛ — шум внутри вагона метро;
- 50 дБА — спокойный разговор; 100 дБА — автомобильная сирена;
- 65. 75 дБА — улица с автомобильным 120дБА — отбойный молоток;
движением. 140 дБА — старт реактивного самолета.
Свыше 110дБ — опасно для здоровья, свыше 150дБА — звук непереносим.
Защита от шума достигается комплексом градостроительных, объемно-планировочных и конструктивных мер. Вот некоторые из них.
Градостроительные меры предусматривают установку шумозащитных стенок вдоль трасс, устройство экрана из малоэтажных нежилых зданий (например, складов, гаражей, объектов торговли, развлечений и т.п.), экранирование многоэтажными шумозащитными домами (в таких домах предусматриваются специальные объемно-планировочные решения зданий и квартир).
Конструктивной преградой шуму служит прежде всего массивность наружных стен (200. 300 кг/м 2 ). Пытаясь защититься от шума, не стоит уповать на стеклопакеты, дабы не оказаться закупоренным без доступа воздуха. Стеклопакеты дают шумозащитный эффект только в закрытом состоянии. Для обеспечения естественной вентиляции помещений, выходящих на шумную магистраль, окна оборудуют специальными клапанами-глушителями либо, отказываясь от естественной вентиляции, прибегают к кондиционированию с притоком свежего воздуха.
- 4.5. Тепловая защита здания необходима для обеспечения комфортного температурно-влажностного режима в помещениях. Касается это районов не только с холодным, но и жарким климатом, во избежание перегрева помещений. В соответствии с теплотехническими требованиями ограждающие конструкции должны обладать следующими свойствами:
- • температура на внутренней поверхности конструкции не должна значительно отличаться от температуры внутреннего воздуха помещения, чтобы вблизи ограждения не ощущалось холода, а на поверхности его не образовывался конденсат;
- • обладать достаточной тепловой инерцией, чтобы колебания наружной температуры возможно меньше отражались на температуре внутри помещений;
- • воздухопроницаемость ограждения не должна превышать допустимых пределов;
- • быть стойкими к увлажнению, так как избыточное увлажнение ухудшает теплозащитные свойства конструкции и сокращает ее долговечность.
В деле создания комфортного жилья ориентировка на сохранение тепла в доме приняла решающее значение. В конкретной климатической зоне для каждой ограждающей конструкции, предназначенной «хранить» тепло (наружные стены, покрытия, перекрытия над холодным подвалом и пр.), проводится теплотехнический расчет. Для полноты картины приведем некоторые основы теплотехники.
Основным теплотехническим показателем материала является его термическое сопротивление R. Оно характеризует сопротивляемость материала прохождению через него тепла. Чем выше этот показатель, тем лучше теплозащитные свойства материала.
Как правило, ограждающая конструкция состоит из нескольких слоев: помимо несущего слоя в ее состав входят отделочные слои, звукоизолирующие, утепляющие и т.д. (рис. 1.7). Термическое сопротивление отдельного слоя:
где 5 — толщина слоя, м;
X — коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт /°С-м; чем выше коэффициент теплопроводности, тем хуже теплозащитные свойства материала.
Рис. 1.7. Пример расчётно-конструктивной схемы ограждающей конструкции:
сгу, а2, 0з, °4 —толщины составляющих слоёв конструкции;
0вп — толщина воздушной прослойки;
Я/, л2. — коэффициенты теплопроводности;
ан, ав — коэффициенты теплопередачи наружной
и внутренней поверхностей;
Ren — термическое сопротивление воздушной
Термическое сопротивление многослойной конструкции Rk определяется как сумма термических сопротивлений отдельных слоев, при этом учитывается теплоотдача наружной и внутренней поверхностей:
где 8;, 82, . 8; — толщины составляющих конструкцию слоев, м;
Х/у Х2. Хп — коэффициенты теплопроводности материалов слоев конструкции — это то количество тепла, которое проходит через слой материала площадью 1 м 2 и толщиной 1 м за 1 час при разности температур его поверхности в один градус; измеряется в Вт/°См;
ан, ан — коэффициенты теплопередачи наружной и внутренней поверхностей конструкции, Вт /°С- м 2 (эти коэффициенты учитывают то, что наружная поверхность ограждения всегда несколько теплее, чем воздух на улице, а внутренняя — немного холоднее, чем воздух в помещении); берутся из таблиц соответствующих нормативных документов.
Нетрудно заметить, что коэффициент теплопередачи слоя ап является обратной величиной термического сопротивления, т.е. ап = X/Ьп.
Если в конструкции стены есть замкнутая воздушная прослойка, как показано на рис. 1.7, то добавляется ее термическое сопротивление Ren, которое берется из нормативных документов.
Расчеты по теплозащите здания идут исходя из двух условий:
- 1) из санитарно-гигиенических и комфортных условий; здесь решающим является средняя температура строительно-климатического района возведения здания и продолжительность отопительного сезона;
- 2) из условий энергосбережения; здесь определяющим является температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки (для Москвы — это минус 30°). Для сравнения в табл. 1.4. показаны данные других городов.
Справка. Энергосбережение — это реализация организационных, правовых, технических, технологических, экономических и иных мер, направленных на уменьшение объема используемых энергетических ресурсов при сохранении соответствующего полезного эффекта от их использования (в том числе объема произведенной продукции, выполненных работ, оказанных услуг).
Источник: studref.com