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Seguridad contra incendios en un
edificio de madera de 20 plantas
George
g Faller (Martin Unger)
g
Associate Director
Arup Fire Europe
Introducción
• Catalizadores para normativas
prestacionales
– Promover
P
lla iinnovación
ió en construcción
t
ió
• Solución sostenible en la edificación
– Madera 100% renovable
– Emisiones de carbono cero
– Baja energía incorporada
• Madera como material estructural
– Declive en el siglo 20, sustituido por
hormigón y acero
– 10-15% participación en el mercado
Despertando el interés
• Interes en un uso más amplio
– Proyecto TF2000 R&D; prototipo de
edificio de 6-plantas de madera
– Ensayos de fuego a escala real1999
– Más
Má d
de 100 edificios
difi i d
de 6
6-7
7 plantas
l t con
marco estructural de madera en RU
• Ejemplo más comtemporaneo de edificio de
madera
– Murray Grove, edificio con marco
estructural
t t l de
d madera
d
d
de 9
9-plantas
l t
– Promociones similares por todo Europa
¿y porqué no construir con madera....?
– Los argumentos
g
convencionales g
giran en torno a…
Durabilidad
Fuerza
Riesgo
Tradición
Degradación
Infestación
Coste
FUEGO
Percepciones sobre la madera
• Temas técnicos
– Abordados por programas i+D adecuados, desarrolar
detalles constructivos eficaces
– Pero el tema que domina es lo del fuego.....
• Percepciones históricas
– Gran Incendio de Londres 1666
1666, Chicago 1871
1871, e otras
Otras limitaciones
• Consecuencias de limitaciones de normas prescriptivas
– La madera se llega a asociar con edificios de poca altura
– Material estructural de 2ª categoría,
g
,p
para edificios de p
poca
importancia
– Pocos conocimientos sobre las posibilidades de madera
Introducción de normativas prestacionales
• Consecuencias
C
del cambio normativo
– Antes, normativas de Austria, Alemania, Suiza limitan la
altura de edificios de madera a 22m
– Introducción de la norma austriaca que permite un diseño
prestacional en 2006, quitan las limitaciones de latura
“The building should be designed and constructed so that, in the event of fire, its
stability will be maintained for a reasonable time, to inhibit the origin and spread
of fire within a building, to inhibit the spread of fire from one building to another,
and appropriate means of escape from the building to a place of safety outside
the building capable of being safely, as well as to allow fire fighters to operate.”
• Impulsa el proyecto i+D del LifeCycle Tower (LCT)
– Investigación técnica sobre la viabilidad de madera en altura
Consorcio del LifeCycle Tower
Demonstrando la equivalencia
• Tema
T
fundamental
f d
t l del
d l proyecto
t i+D
i D
– Un nivel de seguridad equivalente entre el
deificio construído de madera y uno más
convencional de materiales no combustibles
• Objetivos concretos
– Máxima nivel de prefabricación,
mínimo tiempo en obra
– Flexibilidad máxima de usos
– Máximo ahorro energético, huella
de carbón mínima
– Ningún compromiso en el
rendimiento
Estructura del edificio LCT
• 20 p
plantas sobre rasante
–
–
–
–
Dos primeras plantas convencionales
Huella en planta de 27m x 43m
Alt
Altura
de
d 70m,
70 3.5m
3 5 entre
t plantas
l t
Uso de oficinas, viviendas o hotel
• Estabilidad estructural
– Núcleo de pantallas prefabricadas de
madera laminada de 36cm de espesor
– Pilares perimetrales de madera maciza
de 48cm x 25cm, 2.7m entre ejes
– Forjados
j
de una estructura mixta de
madera y hormigón
– Luz de 11.3m entre núcleo y pilares
Estabilidad estructural
• Nucleo vertical y losa mixta
La ingeniería contra incendios
• Planteamiento normativo
– Norma prescriptiva indica lo que no se
puede hacer
– Prestacional para buscar el ‘como hacerlo’
• Temas específicos en cuanto al SCI:
– Estabilidad dado elementos de
combustibles
b tibl
– Propagación del fuego horizontal y vertical
– Propagación
opagac ó de
del incendio
ce d o po
por fachada
ac ada
– Riesgo de incendio en obra
Protección de la estructura
• Núcleo vertical
– Pantallas de madera laminada
protegidas con placas de
cartón yeso resistente al fuego
– Todo lo demás madera queda
visto en el estado final
• Resistencia la fuego R-90
– Otros elementos protegidos con una ‘capa
capa de madera de
sacrificio’, ratio de carbonización de 0.7mm/min
– capa sacrificial de 63mm de espesor para conseguir R-90
Capa cortafuego integrada
– Aislamiento del
carbón controla
temp
p interior
– Fibra de vidrio como
barrera cortafuego
Sectorización
• Algunos
Al
d
detalles
t ll para evitar
it lla propagación
ió d
dell iincendio
di
– Forjado mixto de hormigón y ‘viguetas’ de madera
– Viguetas espaciados para minimizar propagación horizontal
Ensayos
– Simulaciones, análisis
con elementos finitos
– Ensayos de fuego en
horno adaptado
Sectorización
• Más detalles para evitar la
propagación
– Forjado de hormigón llega hasta la
fachada; no deja hueco
– Encuentro p
pared de sectorización y
forjado siempre en hormigón
– Eliminación de espacios ocultos
– Construcción con prefabricación
sistematizado, rigoroso control de
detalles, eliminación de soluciones
desarrolladlas sobre la marcha
La fachada
• Propagación vertical por fachada
– La madera dentro de una piel
impermeable
– Materiales de fachada no-combustibles
• Encuentro forjado - fachada
– Fachada apoyado en borde del forjado
– Huecos sellados con material que
aguanta temp de hasta 1000°C
– Sistema de rociadores automáticos
para controlar
t l altura
lt
d
de llllamas y
tamaño de incendio
Edificio en obra
• Durante construcción
–
–
–
–
Periodo de riesgo mayor
Material combustible almacenado
Marco de madera ligero expuesto
Fácil acceso a pirómanos
• Medidas
M did para mitigar
iti
ell riesgo
i
– Construcción modular, minimiza el
periodo
pe
odo a
almacenaje
ace aje de materiales
ate a es
– Tiempo en obra reducida
– Eliminar elementos de poco espesor
expuestos al aire libre
– Elementos macizos y pantalladas
Huella de carbono
• Comparar energía incorporada
– Si se compara con la estructura
vertical construido de acero o
hormigón:
ó
– Madera y hormigón alcanzan energías incorporadas similares;
acero 12 veces más
– Pero emisiones totales de CO2 durante 50-años son 10 veces
menos para madera comparado con la convencional
Conclusions
• Potenciar la madera como material estructural
– Igual que con cualquier material hay que entender las
características para controlar los riesgos en su empleo
– Desarrollar detalles y soluciones constructivos que controlen
el riesgo asociado con la material combustible
– Proyectos de i+D necesarios para desarrollar conocimientos
y potenciar la madera como elemento estructural
– La
a madera
ade a co
como
o material
ate a ttiene
e e cclaras
a as ventajas
e tajas e
en la
a
búsqueda de soluciones sostenibles en la edificación
• Di
Diseño
ñ prestacional
t i
l para la
l innovación
i
ió – cumplido
lid en
el caso de la madera
Gracias por su atención
Thanks for your attention
George Faller (Martin Unger)
Associate Director
Arup Fire Europe
email [email protected]