Палки и камни: Исследование демонстрирует безопасность высоких деревянных зданий с защитными системами

Новые реальные исследования подчеркивают безопасность новых высоких деревянных зданий, поскольку интерес к деревянному строительству продолжает расти по всей Канаде и всему миру.

Опубликованная в рецензируемом журнале Fire Technology в июле 2022 года статья «Многоквартирные дома, построенные из горючих и негорючих строительных материалов» Алекса Чжэна, Лен Гариса и Яна Пайка подтверждает доводы в пользу того, что современные строительные технологии и защитные системы нейтрализовали риск возгорания, традиционно связанный с горючими строительными материалами.

Статья была основана на исследовании авторов за апрель 2022 года Fire Severity Outcome Comparison of Apartment Buildings Built from Combustible and Non-Galtible Materials, опубликованном Университетом долины Фрейзер в Британской Колумбии.

Авторы, которые специализируются на исследованиях пожарной безопасности и травматизма, проанализировали почти 14 000 пожаров в квартирах по всей Канаде и определили, что при наличии защитных систем, таких как дымовая сигнализация и спринклеры, тип конструкции (горючий или негорючий) не влияет на тяжесть пожара. Это было первое широко распространенное исследование с использованием реальных сценариев для подтверждения этой теории, которое ранее было продемонстрировано в различных исследованиях с использованием тематических исследований, контролируемых сред или компьютерного моделирования.

«Мы знаем, что наличие работающих дымовых сигнализаций и спринклеров не только спасает жизни, но и снижает тяжесть пожара, как уменьшая усилия по тушению со стороны пожарной службы, так и предотвращая распространение огня за пределы места возгорания», – сказал Ларри Томас, начальник пожарной охраны города Суррей. «Учитывая, что спринклерные и аварийные системы требуются во всех новых зданиях, мы можем быть уверены, что имущество и жизни защищены независимо от того, было ли здание сделано из дерева, бетона или стали».

Сложное восприятие

Авторы намеревались бросить вызов давнему представлению о том, что древесина, хотя и обычно используется в строительстве, менее безопасна, чем негорючие материалы, такие как бетон или сталь.

Это убеждение сохраняется, несмотря на растущие доказательства обратного, а также растущий интерес к строительству из дерева – в частности, массивной древесины – в Канаде и во всем мире, потому что это естественно, устойчиво и экономично. Массивная древесина относится к прочным и огнестойким панелям, столбам и балкам, созданным путем склеивания или крепления слоев древесины вместе.

До 2009 года строительный кодекс Британской Колумбии разрешал только деревянные конструкции высотой до четырех этажей. В этот момент ограничения по высоте начали ослабевать с растущим пониманием защиты, предлагаемой современным дизайном здания и требованиями безопасности, включая спринклеры и дымовую сигнализацию, противопожарное разделение, огнезащитную обработку материалов и облицовки, а также инспекции пожарной службы.

Сегодня Британская Колумбия разрешает деревянное строительство до шести этажей и с массивным деревянным строительством до 12 этажей, что отражает изменение, ожидаемое в следующем Национальном строительном кодексе Канады. Однако проекты, превышающие эти пределы, осуществляются с использованием альтернативных процессов утверждения.

В апреле 2022 года провинциальное правительство Британской Колумбии запустило Mass Timber Action, способствующее массовому производству древесины, и демонстрационную программу, которую оно запустило в 2021 году с финансированием 12 проектов массивной древесины и исследований. К ним относятся пожарная часть, терминал аэропорта, коммерческие и жилые здания до 20 этажей. По данным правительственного справочника Британской Колумбии в апреле 2022 года, по состоянию на декабрь 2020 года в провинции было завершено или введено в эксплуатацию 285 зданий из массивной древесины.

Высота деревянных зданий также растет во всем мире. Обновление Международного строительного кодекса 2021 года позволяет создавать массивные деревянные здания высотой до 82,2 метра (270 футов) или около 18 этажей.

Одними из самых высоких в мире завершенных массивных деревянных сооружений на сегодняшний день являются резиденция Брока Коммонса в Университете Британской Колумбии (18 этажей) и здания в Милуоки, штат Висконсин (25 этажей), Брумунддале и Бергене, Норвегия (18 этажей и 14 этажей), Лондоне, Англия (10 этажей) и Мельбурне, Австралия (10 этажей).

Архитекторы выпустили проекты еще более высоких зданий, в том числе 31 этажа в Торонто и 32 этажа в Швейцарии. В докладе State of Timber 2022, опубликованном в феврале 2022 года Советом по высотным зданиям и городской среде обитания в Чикаго, насчитывается 139 зданий из массивной древесины восьми этажей или более, которые завершены, строятся или предлагаются по всему миру.

Насколько безопасна массивная древесина?

Авторы проанализировали данные Национальной базы данных пожарной информации Канады (NFID) и Управления пожарного комиссара Британской Колумбии (BCOFC) для пожаров в многоквартирных домах высотой до шести этажей. Информация от NFID была ограничена теми юрисдикциями, которые представляли информацию о строительных материалах с 2005 по 2015 год: Британская Колумбия, Альберта и Манитоба. Это было дополнено данными BCOFC с 2007 по 2019 год.

Тяжесть пожара измерялась на основе количества погибших, количества травм, того, требовали ли пожары тушения пожара и распространения пожара. Учитываемые факторы включали строительный материал (горючий или негорючий), защитные системы (нет, только дымовая сигнализация, только разбрызгиватели или и то, и другое) и высоту (этажи). Материал считался горючим, если он был изготовлен из открытой деревянной балки, древесины, защищенной штукатуркой, или тяжелой древесины.

Набор данных NFID предоставил для анализа 9 711 пожаров в квартирах, при этом в общей сложности 74 смертельных случая, 961 раненый, 4 032 (42 процента) потребовали тушения пожаров в пожарной службе и 1 950 (20 процентов) распространились за пределы комнаты происхождения.

Аналогичные закономерности были выявлены в наборе данных БКОФК, включающем 4 474 пожара, в результате которых 32 человека погибли и 429 получили ранения, причем 1 794 (40 процентов) потребовали тушения пожаров в пожарной части, а 421 (девять процентов) – за пределы места происхождения.

Дополнительная информация, имеющаяся в отношении пожаров в Британской Колумбии, показала, что 1 011 (23 процента) произошли в зданиях с разбрызгивателями и дымовой сигнализацией, 564 (13 процентов) произошли в зданиях только с рабочими сигналами тревоги, 1 734 (39 процентов) произошли в зданиях, где не было ни сигнализации, ни спринклеров, 270 (шесть процентов) произошли в зданиях из негорючих материалов и 665 (15 процентов) имели неизвестные или отсутствующие данные.

Из изучения объединенных данных можно получить следующие идеи:

• При рассмотрении только материалов здания, изготовленные из негорючих материалов, имели лучшие результаты. Однако при рассмотрении таких факторов, как высота здания и защитные системы, тип строительного материала не оказывал существенного влияния на результаты.
• Доля пожаров, требующих тушения пожаров в пожарной части или распространяющихся за пределы помещения происхождения, была самой низкой, когда присутствовали как спринклеры, так и дымовые извещатели.
• Наличие работающих разбрызгивателей оказало наибольшее влияние на уровень травматизма (смертей было слишком мало для адекватного сравнения).
• В то время как спринклеры имели больший защитный эффект, чем дымовые извещатели, наличие обеих систем для обнаружения и подавления пожара имело наибольший защитный эффект.

В целом, анализ показывает, что на пожарную безопасность зданий больше влияют защитные системы, чем строительные материалы. Это подтверждает более ранние исследования, в том числе модельное исследование 2015 года, которое показало, что риск смерти и травм из-за пожара в среднеэтажных и высотных жилых зданиях был аналогичен между древесиной и негорючими материалами, если бы были обнаружены пожары и разбрызгиватели.

«При всех типах строительства пожарная служба по-прежнему несет ответственность за надежное управление и мониторинг зданий, чтобы гарантировать, что их системы пожарной безопасности остаются в обслуживании и функционировании», – сказал Томас, начальник пожарной охраны Суррея. «В то же время сочетание спринклеров, дымовых извещателей, огнестойких материалов и других систем противопожарной защиты в новых зданиях сделало их самыми безопасными в истории как для жильцов, так и для пожарных команд, независимо от высоты и строительных материалов».

Ограничения исследования включали отсутствие надежных данных в результате низких частот полностью развитых пожаров в жилых зданиях, что дало бы представление о производительности строительных материалов, полностью участвующих в пожарах, а также низкий уровень смертности и травматизма.

Несмотря на это, исследование вносит ценный реальный вклад в растущий объем исследований, демонстрирующих, что современные защитные системы и методы строительства компенсируют риск пожара, связанный с горючими строительными материалами.

В целом, полученные данные подтверждают дальнейшее использование древесины и массивной древесины для более высоких конструкций при наличии защитных систем и других методов пожарной безопасности.

Нажмите здесь, чтобы ознакомиться со статьей Fire Technology и оригинальной исследовательской работой