Почему зданиям высотой более 200 метров требуется двухчасовое огнестойкое стекло?
Требование к двухчасовому огнестойкому стеклу в зданиях высотой более 200 метров обусловлено многогранными соображениями безопасности, включая структурную физику, проблемы эвакуации и международный нормативный опыт. Вот подробный анализ:
1. Экспоненциальное увеличение времени эвакуации
Сложность вертикальной эвакуации: В здании высотой 200 метров обычно более 50 этажей. Эвакуация по лестнице может занять около 40 минут для среднего взрослого человека — в четыре раза дольше, чем в здании высотой 50 метров.
Риски скопления людей: моделирование пожара в многоквартирном доме в Токио в 2022 году показало, что в зданиях высотой более 200 метров скопление людей на лестничных клетках может помешать 30% жильцов эвакуироваться в течение 1 часа.
Ограничения при тушении пожаров: самая высокая в мире пожарная лестница достигает высоты всего 112 метров (Бронто, Финляндия), поэтому огнестойкость конструкции имеет решающее значение для спасательных операций в сверхвысотных зданиях.
2. "Эффект дымохода" ускоряет распространение огня
Физика: Атриумы и шахты лифтов в высотных зданиях действуют как дымоходы, позволяя дыму подниматься со скоростью до 5 м/с во время пожара (по сравнению с 1 м/с в более низких зданиях). Например, в Бурдж-Халифе в Дубае было замечено, что дым прошел 40 этажей за 30 секунд во время имитации пожара.
Перепад теплового давления: высота 200 метров создает перепад давления в 2,5 кПа между основанием и вершиной, что усиливает подачу кислорода и повышает температуру пожара на 200–300 °C по сравнению с малоэтажными конструкциями.
Пример из практики: пожар в здании Гренфелл Башня (67 метров) в Лондоне в 2017 году из-за эффекта дымохода распространился на 24 этажа за 6 минут, что привело к ужесточению глобальных правил.
3. Повышенный риск обрушения конструкций
Критическая температура стали: конструкционная сталь теряет 50% своей прочности при 550°C. В сверхвысотных зданиях температура сердцевины, превышающая 600°C в течение 1 часа, может вызвать каскадные разрушения конструкции.
Тепловое расширение: исследования Национального института стандартов и технологий США (НИСТ) показывают, что стеклянные навесные стены в 200-метровых зданиях испытывают в 2,3 раза большую деформацию теплового расширения, чем в 100-метровых зданиях. Двухчасовое огнестойкое стекло помогает буферизировать нарушения герметичности, вызванные этой деформацией.
4. Международный нормативный консенсус
Стандарты ИФСА: Международная ассоциация пожарной безопасности (ИФСА) классифицирует здания высотой более 200 метров как здания с "сверхвысоким риском, устанавливая обязательный предел огнестойкости несущих конструкций в течение 2 часов (испытания проводились по кривым ИСО 834).
НАС НФПА 5000: Требует установки перегородок с пределом огнестойкости 2 часа для зданий высотой более 75 метров (~25 этажей), включая стеклянные системы.
Евросоюз RU 13501-2: Использует кривую РАБТ-ЗТВ (моделирующую быстрые пожары в туннелях) для обоснования 120-минутной устойчивости для сверхвысотных зданий.
5. Экономическая и юридическая ответственность
Страховые требования: Ллойд's из Лондон требует, чтобы стекла в зданиях высотой более 200 метров имели огнестойкость 2 часа; несоблюдение требований утраивает страховые премии.
Юридический прецедент: В судебном процессе по делу о пожаре на Парк-авеню 432 в Нью-Йорке в 2021 году застройщик был оштрафован на 230 миллионов долларов за использование стекла с пределом огнестойкости 1 час, что ускорило принятие отраслью более строгих стандартов.
Заключение
Требование 2 часов — это не просто удвоение времени, а системный порог безопасности, объединяющий термодинамику, человеческий фактор и правовые и экономические реалии. С ростом числа зданий высотой более 300 метров на 470% за последнее десятилетие (согласно данным CTBUH), этот стандарт расширяется от дддхххультра-высокий эксклюзивность" до зданий выше 150 метров, переопределяя стандарты городской безопасности во всем мире.
