Главная / Письмо законодателю: о проблемах сертификации и расчета снеговых нагрузок систем дымоудаления

Письмо законодателю: о проблемах сертификации и расчета снеговых нагрузок систем дымоудаления

Zenitka1В № 1 (24) 2010 журнал «Кровли» опубликовал результаты дискуссии вокругФедерального закона от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», в котором статьями 56, 85, 138 установлены требования к системам противодымной вентиляции, в том числе — с естественным побуждением тяги. В этом номере мы решили продолжить обсуждение нормативных требований, предъявляемых к данным системам.

АЛЕКСАНДР ПУСЕВ, ДИРЕКТОР МОСКОВСКОГО ФИЛИАЛА КОМПАНИИ «КЕРАПЛАСТ» 

На сегодня важен вопрос противодымной вентиляции — каким же образом правильно сертифицировать системы? Конечно, есть ГОСТ-Р 53301-2009 «Клапаны противопожарные вентиляционных систем. Метод испытаний на огнестойкость». По нему и проводятся сертификационные испытания. Но мы вынуждены заметить, что современные системы противодымной вентиляции являются инновацией в России. На это указывает относительно недавнее появление понятия «противодымная защита с естественным побуждением тяги». Российская нормативная база, да и лаборатории для испытаний, пока не могут дать полного ответа на то, каким должен быть люк дымоудаления.

Итак, что же нам говорит ГОСТ? Люк дымоудаления, установленный на кровле здания, должен быть испытан на возможность срабатывания при пожаре или задымлении в соответствии с климатическими условиями расположения здания. При испытаниях в течение определенного времени на люк воздействует температура в печи в совокупности с механической и ветровой нагрузками, после чего люк должен открыться.

Надо напомнить, что в соответствии с методикой испытаний время открытия люка должно быть не более 90 с. Далее люк находится в открытом состоянии, и к нему прикладывается только ветровая нагрузка. На последнем этапе испытаний на люк воздействуют максимальной температурой 480°С в течение 10 мин.

ГОСТ-Р 53301-2009, п. 8.7.1: «Освобождение от механической нагрузки должно осуществляться произвольно в момент срабатывания конструкции образца (при полном открытии его заслонки)».

Zenitka2 Zenitka22Однако нигде не говорится, на какой угол должен открываться люк и что значит «полное открытие его заслонки»? Может быть, будет достаточно, если люк откроется на 45°, освободится от снеговой нагрузки и зафиксируется в открытом положении? Но позвольте сказать, что система противодымной вентиляции должна спасать жизни людей и помогать работе пожарных расчетов. Люк, открытый на угол в 45°, не будет работать эффективно. В процессе испытаний производится контроль и осуществляются измерения следующих основных показателей и параметров:
• температуры в печи (на первом и третьем этапах);
• температуры в зоне установки термоэлемента привода образца (на первом этапе);
• статического давления в печи (на третьем этапе);
• перепада давлений на комбинированном приемнике давления (на третьем этапе, факультативно);
• интервала времени срабатывания образца (полноты открытия заслонки, сохранения фиксированного открытого положения заслонки, наличия частичных разрушений, приводящих к внутреннему выпадению фрагментов конструкции образца).

В ГОСТе так и написано – «факультативно». Что это значит? Получается, что перепад давления на комбинированном приемнике давления (КПД) можно и не замерять — для сертификации эти данные не обязательны. Не удивительно, что по факту испытания не проводятся, хотя и декларированы. Пожарные службы рекомендуют пользоваться при расчета коэффициентом расхода люка μ (коэффициент расхода дыма, проходящего через люк дымоудаления), значение которого заявляет сам производитель. Это очень удобно для поставщиков систем дымоудаления. Спасибо.

ГОСТ-Р 53301-2009, п. 5.8.3: «Наружная механическая нагрузка на конструкцию дымового люка (клапана) в процессе теплового воздействия должна быть эквивалентна снеговой нагрузке с установленным значением не менее (600±50) Н/м2 заслонки дымового люка (клапана)».

 Теперь поговорим немного о механической нагрузке.

По поводу снеговых нагрузок на люки нет других требований, кроме этого. В принципе, цифра 600 Н/м2 похожа на правду. Можно взять, к примеру, максимальную снеговую нагрузку на люк в близкой к нам по климату Финляндии. В соответствии с финскими строительными нормами RIL 232-2007 значение составляет 500 Н/м2. Люк должен открываться и принимать необходимое в пожарной ситуации положение не менее чем через 60 с после запуска и оставаться в таком положении без внешней энергии (пока его не вернут в исходное положение). При размещении люков на крыше в зоне, на которой образуются снежные сугробы, следует учитывать форму крыши, соседние здания и установленные на крыше приборы, а также нагрузку, согласно сборнику строительного законодательства и противопожарным требованиям. А также принимать во внимание высоту основания люка и толщину снежного покрова.

Если наименьший угол установки крышки люка составляет > 45° и если снег свободно соскальзывает с люка, то можно использовать люки, которые относятся к классу SL0 (0 кг/м2). Это предполагает, что высота основания люка должна быть больше, чем толщина снежного покрова, скопившегося на крыше.

Но снова возникает вопрос, почему же в России установлено только минимальное значение снеговой нагрузки? Специалисты ФГУ ВНИИПО МЧС РФ занимают очень осторожную позицию и предлагают производителям самим определить, на какую максимальную нагрузку они хотят испытать свои люки. Получается, что по ГОСТу температурные режимы, значения величин перепада давления, значения механической и ветровой нагрузок при испытаниях могут быть изменены в соответствии с технической документацией заказчика.

Давайте попытаемся воспользоваться принятыми в России СНиПами, чтобы понять, какие же нагрузки могут воздействовать на крышку люка в реальных условиях. Первый из них — СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование». Согласно п. 8.9 г) данного документа, «…Допускается выброс продуктов горения…через дымовые люки в проемах покрытий зданий, оснащенные автоматически и дистанционно управляемыми приводами, обеспечивающими открытие люков при пожаре, в районах с расчетной скоростью ветра до 11 м/с и при снеговой нагрузке до 60 кг/м2…».

Чтобы понять, в каких же районах действуют указанные нагрузки, заглянем в СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» с изменениями от 2003 г., где, согласно п. 5.2, «Расчетное значение веса снегового покрова Sg на 1 м2 горизонтальной поверхности земли следует принимать в зависимости от снегового района Российской Федерации по данным табл. 4».

Zenitka3

Примечательно, что район со снеговой нагрузкой 60 кг/м2 отсутствует здесь. Это очередной «камень в огород» наших продвинутых законодателей и разработчиков данных документов. Одни из них делают дополнения к строительным нормам, совершенно не учитывая используемые в строительстве инновационные технологии, другие утверждают их с «закрытыми глазами». И получается в итоге, что мы по-прежнему «где-то позади», в далеком 1985 г.

И все же хочется сказать спасибо за то, что в СНиП «Нагрузки и воздействия» есть ссылка: «Нагрузки и воздействия на строительные конструкции и основания зданий и сооружений, отличающихся от традиционных, допускается определять по специальным техническим условиям». Хочется, чтобы поскорей системы дымоудаления уже вошли в российскую традицию. А пока мы ждем, иностранные инвесторы вовсю используют их. Взять к примеру такие важные объекты на территории РФ, оборудованные системами ЕДУ, как автомобильные заводы Ford, Тоyota, GM, Henday.  ГОСТ-Р 53301-2009, п. 5.8.4: «Ветровая нагрузка на конструкцию дымового люка (клапана) в процессе теплового воздействия должна соответствовать нормативному значению ветрового давления, но не менее (11±1) м с–1».

Далее хотелось бы акцентировать внимание на то, как применяется понятие ветровой нагрузки. В тексте ГОСТа сказано: «Ветровая нагрузка на конструкцию дымового люка (клапана) в процессе теплового воздействия должна соответствовать нормативному значению ветрового давления, но не менее (11±1) м с–1».(ГОСТ-Р 53301-2009, п. 5.8.4)

По европейским нормам EN 12101-2 понятие ветровой нагрузки при испытаниях несколько другое. Помимо испытаний на боковую ветровую нагрузку 10 м/с люки испытываются на подъемную силу ветра, которая возникает вследствие воздействия ветра на поверхность кровли.

Дополнительно в Европе проводятся аэродинамические испытания на «незадуваемось» люка. При этом одностворчатый люк должен быть открыт на 140°.

Про испытания на срабатывание люков при низких температурах в России тоже пока речь не идет. Это может быть связано либо с отсутствием желания властей оборудовать строительные объекты качественным современным оборудованием, либо отсутствием соответствующих лабораторий на базе ВНИИПО МЧС РФ.

Павел Девлишев, заместитель начальника ЦТР ФГУ ВНИИПО МЧС России.

В ответ на замечания А. Пусева

Вообще говоря, надо было бы подробно прокомментировать каждый из высказанных здесь тезисов, однако ограничусь общим обзором.

Во-первых, разработка технического регламента о требованиях пожарной безопасности (далее по тексту ТР ПБ) велась не «на скорую руку», а в течение без малого пяти лет и явилась следствием реализации положений Федерального закона от 27.12.2002 г. «О техническом регулировании». Как и в любом другом нормативном правовом документе, в ТР ПБ зафиксированы положения, адекватные современным научным подходам, инженерно-техническому, технологическому, организационному и экономическому обеспечению пожарной безопасности, с учетом перспектив на ближайшие годы. И тот, кто вводит в ТР ПБ простую сумму положений, переписанных из старых норм, и не обнаруживает новизны в данном законе, — мягко говоря, читал сей документ весьма поверхностно.

Так, в частности, в соответствии с требованиями ФЗ № 184, в ТР ПБ зафиксированы основные минимально необходимые требования пожарной безопасности (другие требования, в том числе конкретика и подробности, устанавливаются документами добровольного применения СП и НС); внедрена система гибкого нормирования в области пожарной безопасности в результате использования механизмов оценки пожарного риска; упрощена система нормативных документов по пожарной безопасности.

Zenitka4

Предположение о том, что новые технические регламенты в области строительства не будут согласовываться с ТР ПБ — по крайней мере не продумано, так как законы (!) должны образовывать единое правовое поле, а не противоречить друг другу.

Представляется весьма ошибочной подмена термина «документ добровольного применения», касающегося СП и СН, термином «необязательные своды правил». В соответствии с ФЗ № 184 своды правил и национальные стандарты – это документы, на основании многократного и добровольного применения которых обеспечивается выполнение требований технических регламентов. Так вот, если требования СП и НС учтены при проектировании объекта, иных подтверждений выполнения положений ТР ПБ не требуется. Но, если вы пользуетесь требованиями СНиПа 1962 г. издания, или NFPA, или противопожарными нормами Доминиканской республики (что не возбраняется), — необходимо подтвердить, что величина пожарного риска не превышает допустимого значения.

Теперь несколько слов об испытаниях на огнестойкость. Мы считаем, что дымовые люки должны быть классифицированы по уровню огнестойкости, поскольку есть люки повышенного класса надежности. Такие люки можно испытывать при температуре 600°С. При этом, после того как люк остыл, «горловина» не должна уменьшиться более чем на 10%. Такие люки можно использовать в зданиях, где необходимо предотвратить распространение огня на кровлю при пожаре. После того как такой люк выполнит функцию дымоудаления, его можно закрыть, тем самым предотвратив возгорание покрытия кровли снаружи.

По испытаниям все более-менее стало понятно. Вывод один — у нас еще все впереди, и предстоит большая работа по внесению поправок в действующие ГОСТы и СНиПы. Хочется пожелать разработчикам новых нормативных документов больше обращать внимания на то, что уже сделано их европейскими коллегами, и активней внедрять в России инновационные технологии. Главное, чтобы было желание.

ИГОРЬ ВАСИЛЬЕВ, ТЕХНИЧЕСКИЙ ДИРЕКТОР КОМПАНИИ «МЕРКОР-ПРУФ» 

На сегодняшний день сертификация систем дымоудаления проводится по единой методике ГОСТ Р 53301-2009, которая, в свою очередь, была синтезирована из НПБ 241-97 «Клапаны противопожарные вентиляционных систем. Метод испытания на огнестойкость» и «Временной методики испытания дымовых люков систем вытяжной противодымной вентиляции» (2002 г.).

Изменения в новом ГОСТ Р 53301 по сравнению с вышеперечисленными методиками несущественны. То есть, по сути, как и в большинстве случаев, создается видимость обновления нормативной базы при фактическом сохранении старых стандартов под новыми названиями. И если б под новыми?!

Как ни странно, но ГОСТ Р 53301 получил в наследство идентичное название с НПБ 241-97, что вызывает путаницу и недопонимание у большинства людей, не вникающих в суть нормативных требований.

Несмотря на то, что в ГОСТ Р 53301 четко разграничены понятия «дымовой люк» и «клапан» (дымовой люк используется для естественной вентиляции, а различные клапаны — для механической вентиляции), все равно ошибочно требования к клапанам переносят на люки дымоудаления, к примеру огнестойкость (и название ГОСТа поспособствовало этому). Действительно, клапаны испытывают на огнестойкость, но к люкам дымоудаления такое требование никогда не предъявлялось, и само понятие «огнестойкости» для люка дымоудаления абсурдно, так как люк дымоудаления должен быть открыт во время пожара и не сможет препятствовать распространению огня.

Но все же рассмотрим требования, которые предъявляются к люкам дымоудаления в России. В общем они сформулированы в п. 5.6 как безотказность срабатывания и надежность конструкции, а по сути, они все изложены в п. 5.8.1-5.8.4 ГОСТ Р 53301 – это инерционность срабатывания (т.е. время открывания), коэффициент расхода конструкции люка (т.е. эффективная площадь дымоудаления) и снеговая/ветровая нагрузки.

К примеру, европейская норма EN 12101-2 по части функциональности предъявляет к люку следующие требования: активная площадь дымоудаления, открывание под нагрузкой, надежность срабатывания механизма открывания, функционирование при низких температурах, устойчивость к всасывающему действию ветра и устойчивость к действию высоких температур.

При всей кажущейся похожести, в отличие от декларативных требований п. 5.6. ГОСТ Р 53301, требования EN 12101-2 имеют конкретные числовые характеристики и конкретные методы для испытания.

Рассмотрим более детально отечественные требования.
1) Если со временем открывания все понятно, то вот по поводу угла открывания люка остается много вопросов. На какой все-таки угол должен открыться люк за время менее 90 с? Ведь от угла открывания зависит эффективность работы люка, т.е. коэффициент расхода конструкции люка.
2) А коэффициент расхода конструкции люка определяется по желанию производителя. Причем даже если у производителя есть такое желание, то в России мне не известно ни одной лаборатории, которая могла бы его определить и провести соответствующие испытания.
3) Вопрос снеговой нагрузки также остается неоднозначным. С одной стороны, при проведении испытаний достаточно, чтобы нагрузка на люк была не менее 600 Н/м2. С другой стороны, минимальная расчетная снеговая нагрузка, действующая в I снеговом районе, составляет 800 Н/м2. Так как нет соответствующих разъяснений, то проектировщики часто требуют, чтобы нагрузка на люк соответствовала расчетным значениям конкретного снегового района, при этом без внимания остается тот факт, что снеговая нагрузка на люк должна рассчитываться, исходя из условий пожара и конструктивных особенностей люка. Кроме того, влияет высота основания люка над уровнем кровли, которая никак не учитывается. Вот и получается, что по факту достаточно 600 Н/м2, а в проект закладывается значительно большее значение снеговой нагрузки, которое ставит под сомнение применение люков дымоудаления с естественным побуждением тяги.

Напоследок хотелось бы обратить внимание, что люк дымоудаления — это целостное изделие, которое, согласно п. 7.6 ГОСТ Р 53301, сертифицируется в сборе и в полной комплектации вместе с приводом. Привод дымоудаления не нуждается в отдельной сертификации, и производитель в своей документации должен сам определить, каким приводом будет комплектоваться тот или иной типоразмер люка в зависимости от нагрузки на люк. А на уровне норм должна быть определена процедура выбора образцов люков для испытаний, чтобы отразить данные характеристики люка. На сегодняшний день выбор образцов для испытаний никак не рассмотрен в методике испытаний.

Резюмируя вышесказанное, нормативная база для сертификации систем дымоудаления в России носит декларативный и формальный характер. Требования к люкам дымоудаления неоднозначны и часто приводят к тому, что проектировщики отказываются от них в пользу более дорогостоящей механической вентиляции, основывая свое решение на страхе перед отсутствием конкретных и четких требований к данной продукции.

ИВАН САВИН, СПЕЦИАЛИСТ ПО РАЗВИТИЮ НАПРАВЛЕНИЯ «СИСТЕМЫ ДЫМОУДАЛЕНИЯ», КОМПАНИЯ ICOPAL 

На сегодняшний день системы противодымной вентиляции или дымоудаления с естественным побуждением уже достаточно широко применяются в РФ. Они предусматриваются проектом и устанавливаются в производственных зданиях, складах, торговых центрах, театрах, т.е. при строительстве объектов абсолютно разного назначения. И, несмотря на вышеуказанный факт, люки (клапаны) дымоудаления по-прежнему являются относительно новыми элементами в строительных конструкциях зданий.

Zenitka5 Zenitka6

Сотрудники компании Icopal в ходе своей работы часто сталкиваются с вопросами со стороны проектировщиков на стадии проектирования или после прохождения проектом процедуры экспертизы, связанными с существенным несоответствиям ряда положений отдельных законов и правил, регламентирующих применение противодымной вентиляции. Так, например, если мы обратимся к Федеральному закону № 123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», то в статье 138 п. 3 сказано следующее: «Дымовые люки с естественным побуждением тяги следует применять с автоматически и дистанционно управляемыми приводами (с возможностью дублирования термоэлементами), обеспечивающими тяговые усилия, необходимые для преодоления механической (в том числе ветровой и снеговой) нагрузки».

Но как же именно определять величину этих нагрузок, которые необходимо преодолеть? Если заглянуть в СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», п. 8.10 г), то он гласит: «Допускается выброс продуктов горения через дымовые люки в проемах покрытий зданий, оснащенные автоматически и дистанционно управляемыми приводами,  обеспечивающими открытие люков при пожаре, в районах с расчетной скоростью ветра до 11 м/с и при снеговой нагрузке до 60 кг/м2». В Своде правил СП 7.13130.2009 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Противопожарные требования», п. 7.10 г) указаны требования относительно величины снеговых нагрузок. Выдержка из пункта 7.10 г): «Допускается выброс продуктов горения:

• через дымовые люки, клапаны и фонари в проемах покрытий зданий и дымовые фрамуги в ограждениях зданий, оснащенные управляемыми приводами, обеспечивающими их открытие при пожаре с учетом собственного веса и при эквивалентном ветровом давлении и снеговой нагрузке по [2], [3], но не менее:
• для снеговой нагрузки 60 кг/м2;
• для ветрового давления 15 кг/м2».

Вышеупомянутые ссылки [2] и [3] – это соответственно СНиП 23-01-99* «Строительная климатология» и СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».

Если мы обратимся к СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия», чтобы рассчитать снеговую нагрузку, как того и требует предписание СП 7.13130.2009 п. 7.10 г), то в расчетах придется опираться на таблицу с указанием величин снеговой нагрузки для разных снеговых районов РФ. Величины эти колеблются от 80 до 560 кг/м2. А сертификационные испытания люков (клапанов) дымоудаления проводятся с учетом снеговой нагрузки 60 кг/м2. Хотя необходимо отметить, что в СНиП «Нагрузки и воздействия» есть ссылка, которая гласит: «…нагрузки и воздействия на строительные конструкции, отличающиеся от традиционных, допускается определять по специальным техническим условиям». Иногда и эта ссылка помогает находить компромиссы между законами и правилами и реальными проектами и их реализацией. Совершенно очевидно, что этот момент, как и некоторые другие, требует доработки или пояснения со стороны нормирующих организаций, чтобы избежать разночтений и недопонимания.

Было бы правильно более подробно описать требования к системам противодымной вентиляции с естественным побуждением тяги и привести их в соответствие с действующими СНиПами.

Вероятно, к решению этого вопроса следовало бы приступить в самое ближайшее время, так как решить его так же быстро и просто, как это было сделано, например, в Белоруссии, в России не получится. В Белоруссии сертификационные испытания проводятся с учетом средней нормативной снеговой нагрузки, принятой по всей стране, – 140 кг/м2.

России, учитывая большие территории и обширную карту снеговых районов, вероятно, ближе опыт коллег из Европы, но с надлежащими доработками, разумеется.