История и некоторые примеры строительства высотных зданий.
Приветствую. Обратимся к истории развития строительства многоэтажных зданий в России и мире. Именно с началом строительства домов вверх (более двух этажей) изменялись и совершенствовались строительные требования, которые включали в себя, в том числе, требования пожарной безопасности.
Часть информации для данной статьи взято из книги «Проектирование, строительство и эксплуатация высотных зданий» В.А. Харитонова. Спасибо автору за монографию, рекомендую к прочтению.
Бенефициарами в высотном строительстве были Соединенные Штаты Америки, особенно город Чикаго. Так, в 1885 году в Чикаго было построено 16-этажное здание, которое изначально имело только 10 этажей из кирпича, а потом сделали надстройку.
После ряда экономических и политических событий начала 20 века произошли изменения в технологии строительства. Начало развиваться возведение многоэтажных объектов с применением несущих конструкций каркаса из чугуна и стали.
Стальное высотное здание - это здание, у которого вертикальные и поперечные конструктивные элементы (несущие в том числе), выполнены из стали.
Среди первых многоэтажных зданий с металлическим несущим каркасом было 11-этажное здание, построенное в 1883 году также в городе Чикаго. Высота знаменитого Empire State Building в Нью-Йорке превышает 200 метров и в нем тоже применялись стальные конструкции (фото ниже). В 1969 году в Чикаго возвели здание высотой 344 метра с применением металлических стальных трубчатых конструкций.
В России первые многоэтажные дома появились в Москве и Петербурге.
Строительство домов в России выше трех этажей началось во второй половине 19 века и было вызвано ростом цен на земельные участки, особенно в Москве.
Уже в 1882 году число четырехэтажных домов в Москве было более ста.
Первое высотное по тем временам (восьмиэтажное) жилое здание в Москве построили в 1904 году на Садово-Спасской улице возле Красных ворот (фото ниже). Такие дома стали называть «тучерезами» и «туческребами»! Это здание дожило до настоящего времени и является жилым.
Первым десятиэтажным домом в Москве стал «Дом Нирнзее», который до сих пор стоит недалеко от метро Тверская (фото ниже).
Инженеры и проектировщики в СССР тоже работали в сфере строительства высотных зданий, о чем свидетельствуют действующие на тот момент положения СНиП 2.08.01-89, которые распространялись на проектирование жилых зданий высотой до 25 этажей. Сейчас в крупных городах можно встретить достаточное количество многоквартирных домов более 10 этажей, построенных около 30-40 лет назад. Преимущественно дома строились из кирпича и панелей.
С точки зрения пожарной безопасности при проектировании и строительстве зданий из металлоконструкций и не только в обязательном порядке необходимо учитывать требования Технического регламента о требованиях пожарной безопасности, особенно в части обеспечения требуемого предела огнестойкости конструкций (по признаку потери несущей способности). Обеспечение требуемого предела огнестойкости нужно для увеличения несущей способности элементов (колонн, балок, перекрытий и т.д.) при воздействии высоких температур во время возможного пожара. К высотным зданиям предъявляются более жесткие требования по достижению данного показателя (например: R150, R180, R 240), чем к обычным.
Однако в Техническом регламенте о требованиях пожарной безопасности содержатся только общие требования. По причине активного строительства высотных зданий в России в 21 веке, был принят и введен в действие свод правил СП 477.1325800.2020 «Здания и комплексы высотные. Требования пожарной безопасности». Данный нормативный документ распространяется на проектирование многоквартирных домов высотой более 75 метров и иных объектов (за исключением производственных и складских) высотой более 50 метров.
Также инженеры стали внедрять строительство зданий из железобетонных конструкций. Эти конструкции имеют преимущества над кирпичными и стальными (увеличение несущей способности; способность противостоять внешним факторам, в том числе пожарам; долговечность; скорость возведения).
При этом у высотных зданий есть ряд особенностей, которые осложняют проектирование и строительство:
- нужно обеспечить безопасность здания во все время эксплуатации, особенно в сейсмически опасных районах (высотные здания даже при обычном ветре могут отклоняться на несколько метров в верхней части);
- в данной связи конструкции зданий должны иметь необходимую жесткость, особенно на сдвиг при ветровых воздействиях;
- необходимо проектировать и реализовать мероприятия по спасению и эвакуации людей (необходимое количество лестничных клеток и зон безопасности, требуемые инженерные системы противопожарной защиты);
- высотные здания зачастую состоят из двух и более пожарных отсеков различного функционального назначения;
- исключить вероятность распределения пожара по этажам и по фасадам (посмотрите в интернете как огонь распространяется по горючему фасаду в высотках);
- реализовать мероприятия по обеспечению деятельности пожарных (зачастую застройщики хотят построить здания высотой, превышающей возможности пожарной охраны потушить возможный пожар (отсутствие авиации для тушения или автолестниц с возможностью подъема на такую высоту)).
- лифты со временем стали небольшой проблемой при высотном строительстве. При большом количестве этажей увеличивается вес троса лифта и это делает подъем его кабины на большую высоту невозможным. Поэтому в современных небоскребах лифты действуют поэтапно (пример: попробуйте подняться с первого этажа на самый верх одного из небоскребов Москва-Сити). А с учетом большого количества этажей и число людей там тоже увеличивается, поэтому сейчас проектируют целые лифтовые холлы с большим количеством лифтов;
- иногда при проектировании выявляются случаи отсутствия отдельных норм, что приводит к разработке специальных технических условий.
Данные факторы, в том числе, делают строительство высотных зданий довольно затратным и требуют высочайшего уровня подготовки как проектировщиков, так и непосредственно строителей.
Спасибо за прочтение. Пишите в комментарии свои предложения.