Проектирование конструкций и инженерных
систем с применением BIM-технологий
БЛОГ
17.05.2018
Где здания безопаснее: в России или на Западе?

 

Давайте попробуем сопоставить требования к безопасности зданий в России и на Западе? На мой взгляд, интересно узнать, чьи нормы жестче, а, следовательно, чьи здания имеют большую материалоемкость и стоимость?

Еще несколько лет назад, в период теплых отношений с Европой, на всех уровнях, в т.ч. на министерских, активно развивался процесс по «гармонизации российской и европейской системы нормативных документов в строительстве», целью которого являлось создание благоприятных условий для укрепления экономических связей в строительной отрасли между Россией и Европой.

Предполагалось, что это позволит убрать технические барьеры в торговле, ведь чтобы экспортировать строительные материалы и оборудование в Европу требуется обеспечить соответствие качества продукции требованиям Евросоюза.

 

Интересен опыт цементной промышленности Беларуси. Некогда республика занимала около 40% рынка цемента в Литве и Латвии и 20% — в Польше. С их вхождением в Евросоюз экспорт цемента из Беларуси обрушился, так как новые члены ЕС ввели у себя евростандарты на цемент.

После того, как европейские стандарты на цемент были введены, белорусское присутствие на рынках Евросоюза сохранилось. Кроме того, цемент, произведенный по евростандартам, с успехом начал продаваться на рынках России и других стран СНГ, а также на внутреннем рынке страны.

(Журнал «Цементное пространство», № 7 (2012).

 

Кроме того, внедрение европейских норм в строительстве должно привести к росту иностранных инвестиций в строительство РФ. Иностранные компании не редко требуют, чтобы здания для их бизнеса были спроектированы и построены с учетом европейских норм.

На данный момент часть требований, принятых в Евросоюзе, учтены в ряде нормативных документах РФ. К ним относятся, прежде всего ГОСТы, вы можете видеть на обложках официальных изданий надпись «ГОСТ EН», что означает, что этот стандарт идентичен международному стандарту.

 

МЧС России практически на четверть привело действующие российские стандарты в сфере пожарной безопасности в соответствие с европейскими нормами.

Общий подход к проектированию и строительству способствует обмену услугами в области строительства между странами участниками, обеспечивает возможность товарооборота строительных материалов и оборудования, стандартизирует обучение проектированию, позволяет унифицировать специализированное программное обеспечение.

 

Отличие европейских норм от российских СП

Главное отличие европейских норм от российских СНиПов и пришедших им на смену СП состоит в том, что EN (European Norms, Европейские нормы), условно говоря, описывают конечный результат, а наши СП описывают методику.

Иначе говоря, европейские нормы описывают, каким критериям должен отвечать конечный продукт — прочность и устойчивость здания, качество воздуха и прочее. Аналог EN в России — это ГОСТы, в них тоже описываются результаты.

А вот в СП содержится рекомендуемые параметры и инженерные способы их достижения, обеспечивающие весь комплекс требований. В них описываются строительные технологии.

Евронормы также дают стандарты на материалы и изделия, которые допускаются к применению.

Структура европейских норм такова. Обязательные Европейские строительные стандарты – документы, позволяющие осуществлять унификацию проектирования и строительство объектов, независимо от их географического местоположения.

Климатические и прочие особенности учитываются в специально разрабатываемых национальных приложениях, количество параметров, которые определяются на национальных уровнях достигает 1500 единиц.

Существует особый тип норм — еврокоды, которые регламентируют область проектирования конструкций зданий.

 

Безопасность конструкции зданий

Для точной оценки и сравнения уровня безопасности и материалоемкости зданий, спроектированных в Европе и России, необходимо одновременно спроектировать здание по европейским нормам и по российским, а потом сравнить ведомости объемов работ.

Подобные эксперименты на примере комплексного проектирования зданий довольно дорогостоящи, поэтому такой работы не было выполнено.

Однако, предпринимались попытки сравнения на примерах отдельных конструкций. Вот их результаты.

  • Сопоставление расчетов конструктивных элементов каркаса промышленного здания по требованиям российских и европейских норм показывает рост расхода материалов. Так, по данным ЦНИИПСК им. Мельникова расход стали (при расчете по еврокодам) увеличился на 30%.

  • В докладе Минрегионразвития «Гармонизация российской и европейской систем нормативных документов в строительстве» сообщается следующее. Коэффициент перехода от нормативной прочности бетона к расчетной в СНиП равен 1,3, в то время как в Еврокоде ЕN 1992 этот коэффициент равен 1,5. Экспериментальные расчеты показывают, что применение только этого коэффициента по Еврокоду ЕN1992 приведет к удорожанию железобетонных конструкций на стадии проектирования на 10-15% за счет увеличения материалоемкости (увеличение количества арматуры и более высокий класс бетона).
  • В другом исследовании (ООО «ЭПиРИ», к.т.н. Н.Ю. Симон) был взят расчет основного элемента каркаса промышленного здания. Габариты здания в плане 48х120 м, два равных пролета, высота здания 19 м, шаг поперечных рам 12 м.

При сравнении нагрузок по требованиям европейских и российских норм:

  1. Снеговые нагрузки по требованиям европейских норм оказались в 1,8 раза выше.
  2. Ветровые нагрузки в 1,25 раза выше, чем по российским нормам.
  3. Как следствие высоких нагрузок значения усилий в элементах конструкций выше, чем по российским нормам: для участков колонн на 20-25%; для элементов стропильных ферм на 20-30%.

В результате, вариант расчета по европейским нормам дает перерасход стали до 30% по сравнению с расчетами по российским нормам.

Можно сделать такой вывод — здания, спроектированные по европейским нормам, рассчитаны на большие нагрузки, следовательно, на них уходит больше бетона и металла.

В целом, здания, запроектированные по еврокодам, имеют большую долговечность и надежность по сравнению со строениями, рассчитанными по нашим нормам.

Справедливости ради нужно сказать, что требования еврокодов к огнезащите металлоконструкций менее жесткие, чем в России, поэтому рост веса стальных изделий немного компенсируется снижением объема их огнезащитного покрытия, которое составляет около половины сметы. Поэтому итоговая стоимость конструкций из металла по европейским и российским нормам может быть менее ярко выраженной.

Может ли это означать, что российские нормы не обеспечивают достаточную безопасность по сравнению с европейскими нормами? Конечно, нет.  Вот одна из последних доступных статистик в гражданском строительстве.

 

 

 Как видим, почти 80% обрушений связаны с низким качеством работ, материалов и превышением сроков эксплуатации.

В одном исследовании, касающимся промышленных зданий с металлическим каркасом, приводится следующая статистика причин аварий конструкций.

Статья «Аварии промышленных зданий: анализ причин», Пермяков М.Б.,  кандидат технических наук, доцент

Как видим, 82% случаев разрушений конструкций связаны с некачественным монтажом, материалами и нарушениями эксплуатации конструкций. Обратим внимание, что одной из причин указываются недостатки норм проектирования и правил изготовления и монтажа конструкций.

Противопожарные нормы

Рассмотрим другой аспект безопасности и стоимости зданий – защита от пожаров, для этого сравним некоторые требования NFPA и СП.

NFPA (National Fire Protection Association, национальная ассоциация пожарной безопасности США) – некоммерческая неправительственная организация, созданная по инициативе страховых компаний в 1896 году,  занимающаяся разработкой и продвижением стандартов в области пожарной безопасности.

Сравнительный анализ отечественных и американских требований по количеству эвакуационных выходов показывает, что нормы NFРА существенно жестче, они допускают предусматривать один эвакуационный выход из жилого блока для проектируемых и существующих многоквартирных зданий лишь в тех случаях, когда они защищены автоматической системой пожаротушения (АУПТ), либо безопасная эвакуация по единственному пути эвакуации является практически гарантированной. Что касается отечественных норм, то здесь прослеживается расчет на работу спасательной пожарной техники.

Одним из наиболее существенных факторов обеспечения безопасной эвакуации людей при пожаре является протяженность и ширина путей эвакуации.

В целом в нормах США требования к путям эвакуации являются значительно более жесткими, чем в российских.

 

Нормы США позволяют снижать количество лестничных клеток и площадь коридоров в случае защиты здания системами автоматического пожаротушения, что позволяет владельцу здания получить больше полезной площади.

В США системами пожарной сигнализации и оповещения о пожаре должны быть оснащены практически все жилые здания, в то время, как в России в зданиях секционного типа до 10 этажей устанавливать эти системы не требуется.

Некоторые штаты активно продвигают установку спринклерных систем даже в частных домах и коттеджах. Скажем, в Миннесоте новые правила требуют установку домашних комнатных спринклерных систем (10-20 000 USD) во всех домах площадью от 420 квадратных метров. При этом ставка страхования домов снижается до 15%.

В этом вопросе вновь приходится констатировать, что в американских нормах заложен значительно более жесткий подход к вопросам обеспечения безопасности людей при пожаре.

 

Спринклеры используются с XIX века

Головка спринклера была изобретена в 1874 году Генри Пармэли, чтобы защитить его фабрику по производству фортепьяно. Идея спринклеров быстро распространилась по всему индустриальному миру.

В 1930-х годах спринклеры появились на рынке жилых зданий.

В России спринклерные системы пожаротушения появились в 90-х годах XIX века. Основными потребителями спринклерных систем были владельцы фабрик и заводов. Также стимулом к установке являлось уменьшение страховых выплат для зданий с АУПТ. К 1917 году в России насчитывалось около 400 фабрик и заводов, находившихся под защитой установок пожаротушения.

С ликвидацией в начале революции страховых обществ и упразднением непосредственных владельцев предприятий, распространение спринклерных систем приостановилось.

 

Специалисты пожарной охраны в США отмечают, что новые жилые дома стали гораздо более пожароопасными. Три минуты требуется огню, чтобы распространиться по среднестатистическому дому в США. При этом в 1975 году, чтобы спалить весь дом, требовалось 17 минут.

«Таким образом, современные американские дома горят быстрее, чем те же дома, но в 70-х годах прошлого века», – говорится в исследовании Национального института стандартов и технологий (США).

Основной причиной стало существенное увеличение горючей нагрузки жилых помещений.  Мебель, ковры, телевизоры и ноутбуки – все сделано из пластмассы, которая легко загорается и активно горит.  Всего 20 лет назад, предметы интерьера были в основном сделаны из дерева и натуральных тканей, камня и металла. Натуральные материалы труднее зажечь, чем пластик. 

Что касается системы противодымной вентиляции, то Европейские стандарты предусматривают использование в 1,5–2,0 раза более мощных вентиляторов дымоудаления, скажем, в парковках, чем рассчитанных по отечественным стандартам.

В целом, российские нормы более лояльные. К примеру, в России допускается в населенных пунктах с численностью до 5000 человек не устанавливать пожарное водоснабжение. А пожаротушение в таких населенных пунктах осуществляется из водоемов, естественных или искусственных. В Германии любой населенный пункт, независимо от его численности, должен быть оборудован системой противопожарного водоснабжения с гидрантами, насосными станциями и т. д. Если это не сделано, то каждое здание оборудуется системой автоматического пожаротушения. В целом у нас надежды возлагаются на пожарные машины, а в Европе и США – на автоматическую систему пожаротушения.

 Первые строительные нормы. Ответственность строителей.

Традиционно считается, что самые ранние известные письменные строительные нормы и правила включены в Кодекс Хаммурапи (царь Вавилона), который датируется приблизительно 1772 г. до н. э.

В нем сказано:

– если строитель строит дом для кого-то и не строит его должным образом, а дом, который он построил, обрушивается и убивает его владельца, тогда этот строитель должен быть казнен;

– если убьет сына владельца, то сын строителя должен быть казнен;

– если убьет раба владельца, то он должен заплатить за раба владельца дома;

– если разрушит товары, то строитель должен сделать компенсацию за все, что было разрушено, и поскольку он не строил должным образом, дом, который он построил, упал, он должен повторно установить дом за счет своих собственных средств.

В. Перельмутер «Строительные конструкции, здания и сооружения»

 


Автор статьи: Иванов Александр

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить