¿Las estructuras de altura en madera tiene grandes riesgos de incendio?

En mayo de 2016, Australia se convirtió en el último país en cambiar sus códigos de construcción para permitir la construcción de armazones de madera de hasta ocho pisos. De este modo, Australia se unió a un creciente número de países incluyendo los EE.UU., Canadá, Suecia y el Reino Unido que se han aventurado en esta nueva era de la construcción de edificios – la construcción en madera de altura. –

El interés en la construcción en madera de altura en los EE.UU. comenzó en Portland, Oregon. A mediados de la década de 1990 cuando los arquitectos, desarrolladores e ingenieros de protección contra incendios comenzaron el diseño y la construcción de estructuras mayores que cuatro pisos usando una combinación de concreto y productos de madera.

Uno de los primeros proyectos de construcción de altura maderables realizadas en los EE.UU. fue el edificio Cornerstone condominium en Portland. Terminado en agosto del 2000, la Cornerstone condominium consta de espacios comerciales en la planta baja con 46 unidades residenciales que ocupan los cinco pisos superiores.

La estructura rectangular mide 50 pies por 100 pies con una superficie total de 32.500 pies cuadrados y se tiene 65 pies de altura.

La construcción debía comenzar en octubre de 2016 en una estructura aún más alta en Portland. El Framework Building planea ser un edificio de 12 pisos de uso mixto hecho principalmente de la madera.

Lo que permite a esta revolución en la construcción de edificios de gran altura es la madera laminada cruzada. CLT es un panel de madera multi-capa hecha de madera. Cada capa de placas se coloca transversalmente a las capas adyacentes para aumentar la rigidez y la estabilidad del panel.

Cada panel puede tener entre tres a siete capas, o más, normalmente en números impares, construidos simétricamente alrededor de la capa media. Estos componentes listos para el uso se ensamblan en los marcos completos.

La comprensión de la construcción

La madera laminada cruzada no es nueva. En las últimas décadas, los constructores europeos, ingenieros y arquitectos han desarrollado el material en voz baja. En los últimos cinco años, 17 edificios que van desde siete a 14 pisos de altura se han construido con madera maciza en todo el mundo, la mayoría en Europa.

CLT no es la construcción de peso ligero. Más bien, es una nueva toma en la construcción con madera pesada del pasado. La industria de la madera global ha desarrollado elementos estructurales utilizando CLT que superan el rendimiento de carga de madera pesada con menos masa y peso. Estos elementos estructurales se dice que son comparables con el rendimiento de acero y concreto, de nuevo, con menos masa y peso.

CLT hace que sea posible el uso de madera de baja calidad para las capas interiores y la madera de construcción de grado superior para el exterior de cada panel.

Una combinación de factores está en el trabajo detrás de la creciente popularidad de los altos de madera. Uno de ellos es el deseo de revertir las caídas en la producción maderera rural en los Estados Unidos occidental rico en madera, particularmente desde la recesión de 2008..

Arquitectos y desarrolladores también ven la utilización de CLT para tener varias ventajas distintas sobre el acero y componentes de concreto.

Por un lado, hay menos ruido y congestión en la obra. Considerando que la clara mayoría de la actividad de la construcción con concreto y acero se produce en el sitio de construcción; los componentes estructurales CLT se construyen en fábricas, por lo general cerca de la fuente de la madera, y después se transportan al lugar para el montaje.

En segundo lugar, hay un menor número de equipos de trabajo y un cronograma de construcción más corto. elementos estructurales tales como paredes, suelos y ensamblajes de techo llegan al sitio de construcción listos para el montaje como puertas y aberturas de ventanas, rutas de servicios públicos, y puntos de conexión han sido todos pre-fabricados en la fábrica.

Luego está el factor ambiental. Edificios hechos principalmente de madera se dice que tienen emisiones de carbono significativamente más bajos y el uso de menos energía que las hechas de materiales tradicionales tales como el concreto.

la revisión del código de construcción

El Código Uniforme de Edificación de 1997 prevé la construcción de estructuras protegidas de tipo V-1 Hour de hasta cuatro pisos, siempre que se instalen sistemas de protección contra incendios. El uso de la UBC fue frecuente en el oeste de los Estados Unidos hasta que fue reemplazado por el Código de  Internacional Construcción en 2000.

En Portland, el gobierno de la ciudad aprobó un estatuto, Título 24.85, que permitió añadir una historia adicional de Tipo V-1 Hour Protected con las siguientes provisiones:

  • Tipo V-1 Protegido por hora (hasta cinco pisos) sobre la Construcción de Tipo I con una separación de tres horas, es decir, la losa de concreto.
  • Las cuatro historias principales deben ser ocupación R-1.
  • Debe haber un sistema de protección contra incendios instalado en toda la estructura.La altura máxima del edificio no puede exceder 65 pies.
  • Deben cumplirse los requisitos de acceso al equipo de extinción de incendios.

Uno de los retos que enfrenta la construcción en madera de altura en los EE.UU. es que conseguir nuevos códigos aprobados por el International Code Council, la organización sin fines de lucro que desarrolla estándares de construcción, es un ciclo de tres años.

Se presentó una propuesta para un código de madera masiva de nueve pisos, que fue denegado. La próxima oportunidad para presentar una nueva propuesta será en 2018, para los códigos de la edición de 2021.

Los funcionarios del código pueden abrir las líneas de comunicación. En enero de 2016, la junta directiva de la ICC votó a favor de crear un comité ad hoc de madera de altura, el cual estudiará la construcción de madera de altura y podrá desarrollar cambios de código para ser presentado para el Código Internacional de Construcción 2021.

¿Cuánto es seguro el CLT contra incendios?

En 2000, uno de los primeros estudios de investigación, Marco de madera del 2000, se llevó a cabo sobre el uso de CLT para una estructura de seis pisos. El estudio fue una asociación entre el British Research Establishment y Chiltern International Fire, y patrocinado conjuntamente por la industria maderera de la U.K. y el Departamento de Medio Ambiente, Transporte y las Regiones del Reino Unido.

La industria de la madera Reino Unido vio el deseo de construir estructuras de hasta cinco o seis pisos usando madera ligera, pero los códigos de construcción limitaban los edificios de madera a tres pisos. Esto provocó una serie de pruebas en un edificio de seis pisos en madera ligera enmarcado.

Los resultados de estas pruebas se utilizaron para demostrar que los edificios de estructura de madera ligera podrían cumplir con los requisitos de seguridad funcional que se requerirían para el acero incombustible o edificios de concreto. La prueba tenía dos objetivos principales.

El primero fue para evaluar la resistencia al fuego de un edificio de estructura de madera de varios pisos sometidos a exposición al fuego natural grave, sobre todo la capacidad estructural de soporte de carga y la integridad o la compartimentación o la prevención de la propagación del fuego desde el apartamento de origen del fuego. El segundo era proporcionar datos para ayudar a desarrollar los principios de diseño de ingeniería para incendios en edificios de estructura de madera de mediana altura por encima de cuatro pisos.

El edificio de seis pisos de prueba contenía 24 apartamentos (cuatro por piso). El compartimiento de ensayo de fuego designada fue uno de los dos dormitorios en el tercer piso.

La prueba de fuego fue encendida en el salón de la vivienda y progresó a la combustión súbita después de aproximadamente 24 minutos. temperaturas pico en el apartamento alcanzaron 1000 C y se mantuvieron en o cerca de este nivel hasta que el ensayo se detuvo después de 64 minutos, después de haber excedido los criterios de terminación planificadas. Los investigadores utilizaron una gran variedad de instrumentación en todo el edificio a prueba de fuego de los datos de rendimiento recogidos. El análisis de los datos que llevó a los investigadores a estas cinco conclusiones.

  • El rendimiento del bastidor completo de madera sujeto al fuego es al menos equivalente al obtenido a partir de pruebas de fuego estándar en elementos individuales.
  • Las condiciones de incendio en el salón representaron una exposición aproximadamente 10 por ciento más severa que una prueba de resistencia al fuego estándar de 60 minutos.
  • El estándar de la mano de obra (particularmente en la instalación del yeso o sheetrock) es un componente crítico a la resistencia al fuego necesaria.
  • La correcta ubicación de las barreras cavitarias y la parada del fuego es importante para mantener la integridad estructural.
  • La llama vertical se extendió del piso al piso a través de las ventanas necesarias para ser tratadas.

Los resultados del estudio llevaron a cambios en el código prescriptivo en Reino Unido para aumentar el límite de altura a seis pisos para edificios usando elementos estructurales CLT.

En Canadá, FPInnovations probó paneles CLT, como paredes y pisos, para demostrar que los paneles tenían un cierto nivel de rendimiento de fuego comparable a elementos de construcción no combustibles como el concreto.

Los ensayos mostraron que las paredes y los pisos pueden ser diseñados para hasta tres horas de resistencia al fuego, en muchos casos excediendo el requisito de código para las clasificaciones de resistencia al fuego del elemento estructural.

Los investigadores presentaron los resultados del estudio al consejo canadiense de códigos y solicitaron cambios en los códigos de construcción basados en el rendimiento demostrado a través de pruebas de fuego. Por lo tanto, el uso de CLT se ha adoptado en los códigos de construcción prescriptiva en Canadá.

El futuro de la construcción de madera de altura en los EE.UU.

Hasta la fecha, los códigos de construcción en Europa tienden a tener mayores tolerancias de altura en comparación con los EE.UU. Esto hace que el proceso de aprobación de un poco más fácil en todo el estanque, pero el límite prescriptivo no es un deal-breaker.

Por ejemplo, el límite de altura en Australia está limitado a tres pisos para edificios de madera, sin embargo, Australia recientemente construyó el edificio de madera más alto del mundo.

¿Cómo? En una entrevista para Arch Daily en marzo de 2014, Robert Gerard, un ingeniero licenciado en protección contra incendios en California, dijo: “La principal diferencia en términos de aprobaciones, yo diría, es que hay una mayor comprensión de los riesgos de incendios forestales en esas regiones , Resultado de la investigación y pruebas y la educación de las autoridades de construcción. Esto es algo en lo que estamos trabajando en los Estados Unidos “

Los códigos de construcción en el Reino Unido y Australia son un poco diferentes a los de los EE.UU. los códigos de esos países hacen un mayor uso de los requisitos de rendimiento y dependen menos de los reglamentos prescriptivos. En su lugar, los códigos de construcción en esos países se basan más en el uso de objetivos funcionales.

Los objetivos funcionales son principios de seguridad contra incendios que se aplican a todos los edificios, independientemente del material de construcción. Cuando los funcionarios de aplicación de código, arquitectos y desarrolladores están de acuerdo en que los objetivos funcionales han sido satisfechos, esto permite una mayor flexibilidad en el material de construcción y el diseño.

Es esta la diferencia entre los códigos de construcción en los EE.UU. y países como Australia que ha generado tanto interés para la construcción en madera de alto y un mayor grado de aceptación en otros países.

Como lo demuestran las experiencias de los primeros usuarios en Portland, Oregon. Y Seattle, arquitectos y desarrolladores en los EE.UU. van a continuar siguiendo el ejemplo de sus homólogos en otras partes del mundo en el diseño y construcción de estructuras más altas que hacen un amplio uso de CLT .

Debido a eso, los líderes del servicio de bomberos en los EE.UU. deben entender esta tendencia construcción y participar más activamente en las revisiones de los códigos de construcción y contra incendios en lo que respecta a la construcción en madera de altura.

Por: Robert Avsec

Fuente: Firechief

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