Безопасный дом
Существует множество факторов, как явных, так и скрытых, угрожающих жизни и здоровью человека. К их числу относятся негативное влияние вредных веществ, входящих в состав строительных и отделочных материалов, опасность возникновения пожара, частичного обрушения или разрушения здания. Поэтому забота о построении безопасного дома должна носить комплексный характер. Рассмотрим наиболее распространенные угрозы и некоторые аспекты строительства безопасного сооружения.
Экологическая безопасность
Согласно данным исследований, концентрация токсичных веществ в закрытых помещениях в 1,5-4 раза превышает аналогичные показатели за пределами здания. При этом человек проводит в помещении в среднем 19 часов в сутки. Для населения крупных городов время нахождения на свежем воздухе сокращается до полутора часов в день.
Тяжелые металлы, окись углерода, продукты, выделяющиеся при распаде полимерных материалов, – всего в здании присутствует порядка 100 химических соединений, в той или иной степени представляющих угрозу для здоровья человека. В частности, в их число входят такие вещества, как двуокись азота, окись этилена, бензол, которым, согласно ГОСТ 12.1.007-76 "Классификация и общие требования безопасности", присвоен второй класс опасности (высокоопасные вещества). Поэтому длительное пребывание в закрытом помещении способно привести к различным негативным последствиям для организма человека, включая заболевания дыхательных путей, кожи и аллергии.
Можно выделить несколько источников загрязнения. Среди них - бытовая химия, пыль, газовые плиты, микроорганизмы, а одним из главных являются строительные и отделочные материалы, в том числе различные полимеры, обои, лаки, краски и бетонные конструкции.
Список материалов, соответствующих экологическим стандартам, сформирован Государственным комитетом по санитарно-эпидемиологическому надзору, но, как показывает практика, застройщики далеко не всегда руководствуются им в своем выборе. По оценкам экспертов, порядка 50% всех отделочных материалов, представленных на рынке, не соответствуют санитарно-гигиеническим требованиям.
В эту категорию входят многие полимерные материалы, которые получили широкое распространение во второй половине прошлого века. Сегодня полимеры применяются для отделки стен и полов, в качестве звукоизоляционных материалов и т.д. Наиболее токсичными являются изоцианаты, в том числе некоторые виды монтажной пены, которые выделяют вредные вещества при нагревании. При выборе полимерных материалов следует руководствоваться положениями СанПиН 2.1.2.729-99, которые устанавливают санитарно-гигиенические требования и регламентируют область применения полимеров. Кроме того, необходимо убедиться в наличии санитарно-эпидемиологического заключения, подтверждающего соответствие нормам.
В целом существует несколько ключевых требований, которым должны отвечать безопасные с точки зрения экологии материалы, применяемые при строительстве и отделке зданий. В том числе они не должны создавать специфический запах после ввода здания в эксплуатацию, стимулировать развитие микроорганизмов, а также накапливать на своей поверхности статическое электричество и негативно влиять на микроклимат помещений.
Определенную опасность могут представлять собой строительные материалы, обладающие повышенной радиоактивностью. Как правило, сырьем для их производства служат природные материалы, которые содержат в микропримесях изотопы урана, радия, тория и калия. Повышенной радиоактивностью отличаются многие минералы, например, гранит и кварцевый диорит, а также осадочные глины. По этой причине все материалы, в состав которых входят природные минералы, должны иметь заключение по радиоактивности. Следует помнить, что концентрация радиоактивных элементов в строительных материалах, полученных с использованием такого сырья, невелика и измерения обычным дозиметром редко показывают уровень излучения, превышающий природный фон.
Основная угроза для организма связана с радоном – газом, который появляется при распаде радионуклидов. Его дочерние продукты обладают свойством конденсироваться и осаждаться на мельчайших аэрозольных частицах, делая их радиоактивными. Оседая на поверхности верхних дыхательных путей, частицы создают источники альфа-облучения клеток, способствующих развитию онкологических заболеваний.
Таким образом, для строительства и отделки зданий необходимо выбирать материалы с низким содержанием природных радионуклидов, излучение которых соответствует стандартам "Норм радиационной безопасности" (НРБ-99) и требованиям ГОСТ 30108-94 "Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов".
Пожарная безопасность
Одной из наиболее существенных угроз для находящихся в здании людей является возможность возникновения пожара, поэтому при строительстве зданий необходимо соблюдение требований пожаробезопасности, которые устанавливают Технический регламент о требованиях пожарной безопасности и Своды правил, регулирующие отдельные аспекты противопожарной защиты.
Эффективная система пожарной безопасности состоит из элементов активной и пассивной защиты. К последним относятся объемно-планировочные решения, способствующие локализации горения, снижающие его интенсивность и продолжительность. Прежде всего, речь идет о делении здания на пожарные отсеки с использованием огнестойких преград. Площадь пожарного отсека не должна превышать 2000 кв.м для жилых зданий и 2500 кв.м - для зданий другого типа. Помимо горизонтального деления, при помощи противопожарных стен, в высотных зданиях осуществляется вертикальное зонирование: при этом высота пожарного отсека не должна превышать 50 метров (16 этажей).
Необходимым элементом пассивной защиты является устройство огнеупорных преград между помещениями различной пожарной опасности, а также отделение жилых помещений от остального пространства здания.
Еще более жесткие требования предъявляются к объемно-планировочным решениям при проектировании высотных зданий: например, ограничение высоты расположения помещений, тушение пожара в которых затруднено, количества шахт лифтов, пересекающих границы пожарных отсеков, отделение лифтовых холлов от прилегающих комнат противопожарными преградами.
Важную роль играет проектирование путей эвакуации людей. Эвакуационные выходы должны открывать путь на не задымленные лестничные клетки, ведущие наружу. Лестничные клетки и пожаробезопасные зоны, в особенности в высотных зданиях, дополнительно защищаются от пожара и задымления, а эвакуационные выходы оборудуются противопожарными дверями.
Помимо компонентов пассивной защиты, гарантией безопасности людей в здании является система активной защиты, в функции которой входят оповещение о возникновении пожара, удаление дыма, локализация очага возгорания и тушение пожара. Первым элементом активной защиты является пожарная сигнализация. Система обнаруживает очаг возгорания при помощи датчиков, реагирующих на повышение температуры и задымление. После этого сигнал поступает на пульт. Наиболее эффективной является сигнализация, сообщающая координаты очага возгорания – данные о том, от какого именно датчика был получен сигнал.
Как правило, пожарная сигнализация интегрирована с системой пожаротушения, которая включается автоматически после того, как сигнал поступает на пульт. Современным решением являются сплинкерные системы, распыляющие микрокапли толщиной менее 200 микрон. При этом образуется водяной туман, который существенно увеличивает скорость поглощения тепла из горючих газов и пламени, а также вытесняет кислород из зоны горения. Происходит практически мгновенная локализация очага возгорания и затухание пламени. По сравнению с традиционными, системы пожаротушения тонкораспыленной водой позволяют обойтись меньшим количеством жидкости и быстрее справиться с пожаром. Кроме того, их применение значительно снижается ущерб, причиняемый водой.
Немалую опасность представляет дым, который ограничивает видимость и содержит токсичные продукты горения, вызывающие отравление. Например, при горении материалов на основе пенополистирола выделяется едкий удушливый дым, который включает токсичные вещества – оксид и диоксид углерода, цианистый водород, бензол, оксид азота и другие, поэтому следует избирательно подходить к вопросам их выбора и применения. При строительстве безопасных жилых и общественных зданий необходимо создание эффективной системы автоматического дымоудаления, которая начинает работать, как только срабатывает пожарная сигнализация. Она открывает шахту для удаления дыма и включает подпор свежего воздуха на путях эвакуации. В результате концентрация угарного газа поблизости от очага пожара снижается, а время, необходимое для эвакуации людей из здания, увеличивается.
В современных интеллектуальных зданиях компоненты активной защиты от пожара часто интегрированы с охранной системой. Последняя может включать в себя видеонаблюдение и контроль доступа. Вся информация от внешних устройств – камер, датчиков, электронных замков - поступает на единый пульт, что позволяет оперативно устранить любую угрозу – от пожара до несанкционированного проникновения в здание.
Защита от обрушения
Другой угрозой при возникновении пожара является возможность обрушения здания или отдельных его частей под воздействием критических температур. Поэтому к материалам, используемым при возведении несущих и ограждающих конструкций, а также перекрытий и кровель здания, предъявляются особые требования. Например, уже при температуре 150°С в железобетоне возникают микротрещины, а нагрев до 380°С приводит к полной потере прочности. Эффективным способом защиты бетонных конструкций от пожара является монтаж системы огнезащиты на основе негорючей каменной ваты, которая обеспечивает необходимый предел огнестойкости.
Важный аспект защиты здания от пожара и обрушения - не горючесть теплоизоляционных материалов, используемых при создании многослойной конструкции стен и фасадных систем. Например, теплоизоляционные материалы на основе пенополистирола, в зависимости от марки, относятся к классу Г1-Г4 (горючие и трудногорючие материалы) и воспламеняются при температуре от 220°C до 380°C. Это накладывает серьёзные ограничения на их использование в зданиях. Другой теплоизоляционный материал – стекловата - может относиться к классу негорючих в том случае, если её плотность не превышает 40 кг/м3. Этого недостаточно, когда теплоизоляция подвергается значительным нагрузкам. В отличие от других видов утеплителей теплоизоляция на основе каменной ваты способна, не плавясь, выдержать воздействие температуры около 1000°С и обеспечивает предел огнестойкости до 4 часов.
В каркасах многих современных зданий широко применяются несущие металлические конструкции, которые также могут подвергнуться деформации и разрушению при пожаре. Дело в том, что под воздействием высоких температур механические свойства металла ухудшаются, а при нагреве до 500°С металлоконструкция полностью утрачивает свою несущую способность.
Для защиты металлических конструкций от воздействия высоких температур разработано несколько решений. Самое действенное из них, обеспечивающее предел огнестойкости до 4 часов, - система огнезащиты ROCKWOOL ROCKFIRE. Главным ее компонентом является плиты на основе каменной ваты, которая, благодаря своим свойствам, способна эффективно защищать материалы с низким пределом огнестойкости. Помимо защиты от пожара, этот материал обладает высокими теплоизоляционными свойствами.
В связи с развитием строительства высотных зданий актуальной проблемой является их защита от прогрессирующего разрушения, которое возникает при повреждении отдельных несущих конструкций в результате пожара, взрыва, дефекта строительных материалов и т.д.
В число основных мер по обеспечению безопасности входит разработка конструктивно-планировочных решений здания, учитывая возможность возникновения чрезвычайной ситуации, обеспечение неразрезности конструкций, а также применение материалов и решений, обеспечивающих развитие в элементах конструкций и соединениях пластических деформаций. В целом, защита от обрушения любого здания основана на грамотных проектных решениях, применении качественных материалов и неукоснительном соблюдении технологии монтажных работ. Ошибка на любом этапе снижает эффективность всех принятых мер.
Подводя итоги, необходимо еще раз отметить, что забота о безопасности людей, которые будут находиться в здании, должна носить комплексный характер. Большое количество угроз диктует необходимость внедрять защитные меры на всех этапах строительства – от проектирования, выбора строительных материалов и технологий до оценки качества выполненных работ. Только используя данный подход, можно построить действительно безопасное здание.