Dla wysokich budynków najgroźniejszy jest ogień
Zdaniem Jerzego Pierzchlewicza, dyrektora ds. projektowania w Budimex Projekt, największe zagrożenie dla wysokościowców stanowi ogień. Uważa on, że budynki biurowe w Warszawie to dobrze zaprojektowane, bezpieczne obiekty.
„Puls Biznesu”: Na jakie zagrożenia, już na etapie projektowania, muszą zwracać uwagę projektanci tworzący wysokie obiekty w Polsce?
Jerzy Pierzchlewicz: Na wstępie trzeba wyjaśnić, co rozumie się pod pojęciem wysokiego obiektu. Według Rozporządzenia Ministra Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa, budynki wysokie w Polsce to obiekty o wysokości powyżej 25 m. Natomiast budynki wysokościowe to te, które sięgają powyżej 55 m. Dalszego podziału już nie ma. Jednak obiekty o wysokości powyżej 100 m można już określać mianem superwysokościowych.
Zaprojektowany przeze mnie 19-piętrowy wysokościowiec w Kabulu, czyli na terenach sejsmicznych, był odporny na obciążenia poziome trzydziestokrotnie większe, niż te które są przewidziane w obiektach tego typu powstających na terenach nie zagrożonych trzęsieniem ziemi. W Polsce nie ma zagrożeń sejsmicznych. Jedynie na terenach górniczych możemy mówić o wpływach górniczych. Mówię tu o zagrożeniach sejsmicznych, ponieważ projektując bardzo wysokie obiekty trzeba brać pod uwagę obciążenia dynamiczne właśnie podobne do tych, jakie powstają w wyniku trzęsienia ziemi.
„PB”: Na jakie obciążenia zwracają uwagę projektanci?
J.P.: Projektując wysokościowiec trzeba brać pod uwagę obciążenia stałe, do których zalicza się np. ciężar konstrukcji, oraz obciążenia użytkowe, czyli te które związane są z przeznaczeniem obiektu. Tu trzeba brać pod uwagę, ile sprzętu oraz materiałów palnych będzie w danym obiekcie, ilu ludzi w nim będzie przebywać. Oprócz tego projektanci biorą pod uwagę wiatr, co ma szczególne znaczenie zwłaszcza przy wysokich budynkach. Obciążenie powodowane przez podmuchy wiatru rośnie wraz z wysokością. Te obciążenia są bardzo silne.
„PB”: Czy bardzo wysokie biurowce, które powstały w ostatnich latach w Warszawie, są obiektami bezpiecznymi?
J.P.: Oczywiście. To bardzo bezpieczne konstrukcje. Problem stanowią wyjątkowe sytuacje, takie jak działania wojenne, pożary, czy jak ostatnio w Nowym Jorku, uderzenie samolotu. Nie sądzę by projektanci warszawskich biurowców obliczali obciążenia związane z uderzeniem samolotu. Na pewno jednak uwzględnia się w obliczeniach to, że jeżeli nastąpi zniszczenie jakiegoś elementu konstrukcji, to inne jej elementy będą w stanie utrzymać obiekt. Najważniejsze są elementy pionowe, bowiem zniszczenie np. słupów czy trzonu biurowca spowoduje automatyczne zawalenie się całego obiektu. Jeżeli natomiast w budynku nastąpi zniszczenie stropu, to nie powinien się on zawalić.
Budynek w Afganistanie projektowałem z uwzględnieniem najnowszych wówczas metod amerykańskich, opracowanych w latach 70. Zastosowane tam zostały tzw. przestrzenne ciągliwe ramy, co znaczy, że już na etapie projektowania ustala się, gdzie mogą powstać zniszczenia, tak aby budynek nie uległ katastrofie.
„PB”: Teoretycznie więc budynki wysokościowe są tak zaprojektowane, że nawet poważne uszkodzenia nie powinny prowadzić do zniszczenia całego obiektu?
J.P.: Tak to prawda. Siły, które oddziaływały na budynki World Trade Center podczas uderzenia samolotu, można porównać do obciążeń, jakie powstają podczas trzęsienia ziemi. Ponadto tam nastąpił wybuch, który osłabił konstrukcję. Przy projektowaniu uwzględnia się jednak możliwość wypadnięcia jednej z belek, np. wskutek wybuchu bomby. Jednak wypadnięcie jednej belki nie powinno spowodować zawalenia się całej budowli. Budynki World Trade Center też nie zawaliły się na skutek uderzenia samolotu. One runęły pod wpływem działania bardzo wysokiej temperatury na konstrukcję nośną. Tam płonęła przecież olbrzymia ilość paliwa. Myślę, że gdyby nie pożar, konstrukcja WTC wytrzymałaby katastrofę.
Największym zagrożeniem dla wysokościowców są właśnie wysokie temperatury. Projektanci stale zastanawiają się, jak zabezpieczyć takie budynki. Zazwyczaj wysokie obiekty są tak zaprojektowane, że nie powinny się zawalić od pożaru. Zwraca się uwagę na to, ile w danym obiekcie będzie materiałów łatwopalnych, czy ściany będą wyłożone boazerią czy jakimś innym materiałem. W takich obiektach używa się jak najwięcej materiałów ogniotrwałych. Można wręcz powiedzieć, że problem wytrzymałości konstrukcji wysokościowców został rozwiązany. Największy problem związany jest z tym, co dzieje się z materiałami właśnie w trakcie pożaru. Wysokie temperatury najbardziej osłabiają konstrukcję. Wysokościowce są przygotowane na pożary wywołane np. spięciem w instalacji elektrycznej, ale nie na eksplozję samolotu.
„PB”: Czyli gdyby w biurowcu wybuchł zwykły pożar, to teoretycznie nie powinien on runąć?
J.P.: Więcej, taki obiekt nie ma prawa runąć. Może ulec zniszczeniu jego wnętrze, ale konstrukcja nie powinna się zawalić.
Podstawowymi materiałami stosowanymi w budowie takich obiektów są stal i żelbet. Każdy z tych materiałów ma zalety i wady. Stal ma dużą wytrzymałość, ale ma małą odporność na wysokie temperatury. Żelbet charakteryzuje się za to większą odpornością na pożar. Konstrukcje stalowe są odpowiednio przed pożarem chronione. W World Trade Center żadna ochrona ogniowa nie miała znaczenia, ponieważ na skutek uderzenia i wybuchu nastąpiło zniszczenie otulin. Dlatego stal stopiła się i budynek runął.
W wysokich budynkach niesłychanie ważnym problemem jest kwestia ewakuacji i przeprowadzania akcji ratunkowych. W nowoczesnych obiektach przy wystąpieniu silniejszego wstrząsu następuje odcięcie prądu i gazu w instalacjach. Prawdę powiedziawszy na terenach sejsmicznych największe szkody zazwyczaj powstają w wyniku nie wstrząsów, lecz pożarów. Oczywiście przy bardzo silnych wstrząsach budynki nie wytrzymują, jednak w większości przypadków największe zagrożenie stwarza ogień. Nie ma nic groźniejszego.
„PB”: Jak się zabezpieczać przed wysokimi temperaturami?
J.P.: Najlepiej by było, gdyby projektanci dysponowali bardzo wytrzymałymi na temperatury materiałami. Być może w przyszłości powstaną takie technologie, ale jest to też kwestia kosztów.