Seguridad contra incendios en un Seguridad contra incendios en un edificio de madera de 20 plantas edificio de madera de 20 plantas

George Faller (Martin Unger)

Arup Fire Europe

g gAssociate Director

Introducción• Catalizadores para normativas

prestacionalesP l i ió t ió– Promover la innovación en construcción

• Solución sostenible en la edificaciónMadera 100% renovable– Madera 100% renovable

– Emisiones de carbono cero– Baja energía incorporadaBaja energía incorporada

• Madera como material estructural– Declive en el siglo 20, sustituido por 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 real1999Má d 100 difi i d 6 7 l t– Más de 100 edificios de 6-7 plantas con marco estructural de madera en RU

• Ejemplo más comtemporaneo de edificio deEjemplo más comtemporaneo de edificio de madera– Murray Grove, edificio con marco

t t l d d d 9 l testructural de madera de 9-plantas– Promociones similares por todo Europa

¿y porqué no construir con madera....?– Los argumentos convencionales giran en torno a…g g

Durabilidad Fuerza Riesgo Coste

Tradición Degradación Infestación FUEGO

Percepciones sobre la maderaTemas técnicos• Temas técnicos– Abordados por programas i+D adecuados, desarrolar

detalles constructivos eficaces– Pero el tema que domina es lo del fuego.....

• Percepciones históricasGran Incendio de Londres 1666 Chicago 1871 e otras– Gran Incendio de Londres 1666, Chicago 1871, e otras

Otras limitaciones• Consecuencias de limitaciones de normas prescriptivas• Consecuencias de limitaciones de normas prescriptivas

– La madera se llega a asociar con edificios de poca altura– Material estructural de 2ª categoría, para edificios de poca g , p p

importancia– Pocos conocimientos sobre las posibilidades de madera

C

Introducción de normativas prestacionales• Consecuencias del cambio normativo

– Antes, normativas de Austria, Alemania, Suiza limitan la altura de edificios de madera a 22maltura 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, itsstability 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 outsidethe building capable of being safely, as well as to allow fire fighters to operate.”

• Impulsa el proyecto i+D del LifeCycle Tower (LCT)• Impulsa el proyecto i+D del LifeCycle Tower (LCT)– Investigación técnica sobre la viabilidad de madera en altura

Consorcio del LifeCycle Tower

Demonstrando la equivalenciaT f d t l d l t i D• Tema fundamental del proyecto i+D– Un nivel de seguridad equivalente entre el

deificio construído de madera y uno más yconvencional de materiales no combustibles

• Objetivos concretos• Objetivos concretos– Máxima nivel de prefabricación,

mínimo tiempo en obra– Flexibilidad máxima de usos– Máximo ahorro energético, huella

de carbón mínimade carbón mínima– Ningún compromiso en el

rendimiento

Estructura del edificio LCT• 20 plantas sobre rasantep

– Dos primeras plantas convencionales– Huella en planta de 27m x 43m

Alt d 70 3 5 t l t– Altura de 70m, 3.5m entre plantas– Uso de oficinas, viviendas o hotel

• Estabilidad estructuralEstabilidad 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 de una estructura mixta de j

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 hacerpuede hacer

– Prestacional para buscar el ‘como hacerlo’

• Temas específicos en cuanto al SCI:– Estabilidad dado elementos de

b tiblcombustibles– Propagación del fuego horizontal y vertical– Propagación del incendio por fachadaopagac ó de ce d o po ac ada– Riesgo de incendio en obra

Protección de la estructura

• Núcleo vertical– Pantallas de madera laminadaPantallas de madera laminada

protegidas con placas de cartón yeso resistente al fuegoTodo lo demás madera queda– Todo lo demás madera queda visto en el estado final

• Resistencia la fuego R-90– Otros elementos protegidos con una ‘capa de madera deOtros elementos protegidos con una 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 interiorp

– Fibra de vidrio como barrera cortafuego

SectorizaciónAl d t ll it l ió d l i di• Algunos detalles para evitar la propagación del incendio– Forjado mixto de hormigón y ‘viguetas’ de madera– Viguetas espaciados para minimizar propagación horizontalViguetas 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 pared de sectorización y p yforjado siempre en hormigón

– Eliminación de espacios ocultosConstrucción con prefabricación– Construcción con prefabricación sistematizado, rigoroso control de detalles, eliminación de soluciones desarrolladlas sobre la marchadesarrolladlas sobre la marcha

La fachada

• Propagación vertical por fachada– La madera dentro de una pielLa 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– Huecos sellados con material que aguanta temp de hasta 1000°C

– Sistema de rociadores automáticos t l lt d llpara controlar altura de llamas y

tamaño de incendio

Edificio en obra• Durante construcción• Durante construcción

– Periodo de riesgo mayor– Material combustible almacenado– Marco de madera ligero expuesto– Fácil acceso a pirómanosM did iti l i• Medidas para mitigar el riesgo– Construcción modular, minimiza el

periodo almacenaje de materialespe odo a ace aje de ate a es– Tiempo en obra reducida– Eliminar elementos de poco espesor

expuestos al aire libreexpuestos al aire libre– Elementos macizos y pantalladas

Huella de carbono• Comparar energía incorporada• Comparar energía incorporada

– Si se compara con la estructuravertical construido de acero o

óhormigón:

– Madera y hormigón alcanzan energías incorporadas similares;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 convencionalmenos 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 empleocaracterísticas 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 madera como material tiene claras ventajas en la a ade a co o ate a t e e c a as e tajas e abúsqueda de soluciones sostenibles en la edificación

Di ñ t i l l i ió lid• Diseño prestacional para la innovación – cumplido en el caso de la madera

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George Faller (Martin Unger)

Arup Fire EuropeAssociate Director

email george.faller@arup.com