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Investigación en Europa sobre protección contra incendios en fachadas de madera

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La ignifugación de la madera en construcción, es ya una realidad
María Pilar Giraldo / INCAFUST

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Investigación en Europa sobre protección contra incendios en fachadas de madera

  1. 1. Ivestigación en Europa sobre protección contra incendios en fachadas de madera María Pilar Giraldo Forero Dra. Arquitecta Barcelona 14 de noviembre de 2017 1
  2. 2. Contenido 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego Identificación de las vías de propagación Control de la propagación exterior del fuego 2. 3. Retos a nivel europeo Exigencias de la normativa Cumplimiento de los requerimientos Aplicación de normativas en Europa 2
  3. 3. 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego 3
  4. 4. 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego Propagación del fuego por fachada 4 Flashover OxígenodelAire viento Pavesas volantes Partículas de material incandescente Radiación Convección (trayectoria natural ascendente del fuego) Temperatura Riesgo de propagación a edificios colindantes La ubicación de la fachada en contacto con el exterior facilita la propagación del fuego.
  5. 5. 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego Es fundamental identificar las posibles vías de propagación exterior del fuego con el propósito de sellarlas o controlarlas adecuadamente. El fuego puede propagarse de diferentes maneras de acuerdo al sistema de fachada. Control de la propagación 5 V í a s d e p r o p a g a c i ó n d e l f u e g o
  6. 6. 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego Control de la propagación M e d i a n t e e l d i s e ñ o d e l a f a c h a d a 1. Propagación a través de las ventanas efecto “leap frog” (salto de rana). Mediante elementos que desvíen la trayectoria del fuego y eviten la incidencia del flujo de calor sobre la superficie de fachada (aleros, balcones, retranqueos, cornisas etc.) 6
  7. 7. 1. Propagación a través de las ventanas efecto “leap frog” (salto de rana). Mediante el diseño de la fachada con elementos o cuerpos salientes de materiales no combustibles. El tamaño y forma de las ventanas influye en la propagación del fuego por fachada. 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego Control de la propagación M e d i a n t e e l d i s e ñ o d e l a f a c h a d a 7
  8. 8. 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego Control de la propagación I n v e s t i g a c i ó n e n S u i z a / D o c u m e n t o s t é c n i c o s Ing. Reinhard Wiederkehr M e d i a n t e e l d i s e ñ o d e l a f a c h a d a 8
  9. 9. 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego I n v e s t i g a c i ó n e n S u i z a / D o c u m e n t o s t é c n i c o s Control de la propagación M e d i a n t e e l d i s e ñ o d e l a f a c h a d a 9 Ing. Reinhard Wiederkehr
  10. 10. 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego VKF (Swiss association of the cantonal fire insurances) provides a catalogue of approved design/state of the art Timber design details provided Implementation of fire safe construction details provided in end-user documents 10 Ing. Reinhard Wiederkehr
  11. 11. Section 1 Section 2Section 3 Bereich 4 Section: Balcony Section: Side 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego I n v e s t i g a c i ó n e n S u i z a / D o c u m e n t o s t é c n i c o s CH-AT-GER-FI Full scale tests in Merkers (Germany) 700 M2 11 Ing. Reinhard Wiederkehr
  12. 12. 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego I n v e s t i g a c i ó n e n S u i z a / D o c u m e n t o s t é c n i c o s CH-AT-GER-FI Full scale tests in Merkers (Germany) 700 M2 12 Ing. Reinhard Wiederkehr
  13. 13. Specimen – Internal corner  Cladding «spruce» tongue and groove  1 layer, battens in ventilated facade  Sectioned (every storey)  Metal guard plate  Main surface: 10 mm Inner corner: 150 mm Large scale test V27 (MFPA Leipzig) 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego I n v e s t i g a c i ó n e n S u i z a / D o c u m e n t o s t é c n i c o s 13 Ing. Reinhard Wiederkehr
  14. 14. 10 min. 20 min. 33 tests at fire labs 6 natural fire tests 7 min. 32 min. 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego I n v e s t i g a c i ó n e n S u i z a / D o c u m e n t o s t é c n i c o s 14 Ing. Reinhard Wiederkehr
  15. 15. 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego BEST CRITICALGOOD D i s e ñ o d e l a s f a c h a d a s Ventanas corridas Fachadas planas con ventanas «perforadas» Encuentros en águlos 15 Ing. Reinhard Wiederkehr
  16. 16. 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego Entablados horizontales machiembrados Entablados horizontales sobrepuestos Lamas horizontales BEST CRITICALGOOD D i s e ñ o d e l r e v e s t i m i e n t o 16 Ing. Reinhard Wiederkehr
  17. 17. 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego VerticalHorizontal Lamas separadas BEST CRITICALGOOD 17 O r i e n t a c i ó n d e l r e v e s t i m i e n t o Ing. Reinhard Wiederkehr
  18. 18. 2. Propagación a través del encuentro de elementos del forjado y la fachada. Mediante sellos y elementos corta fuego que pueden ser: placas de lana mineral, tableros de madera maciza, placas de yeso o barreras de espuma especiales intumescentes. Barreras para todo tipo de cavidades 1-2 horas resistencia 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego Control de la propagación M e d i a n t e s e l l o s y e l e m e n t o s c o r t a f u e g o s 18
  19. 19. 2. Propagación a través del encuentro de elementos del forjado y la fachada. Hay diferentes detalles constructivos para limitar la propagación a través de los encuentros entre elementos constructivos de madera. Control de la propagación M e d i a n t e s e l l o s y e l e m e n t o s c o r t a f u e g o s Comportamiento de las fachadas frente al fuego 19 1.
  20. 20. De5a10veces mayor 3. Propagación a través las cámaras ventiladas en fachadas ventiladas. La compartimentación de la cámara ventilada es fundamental como medida de control de la propagación. Se han de usar barreras que sólo compartimenten la cámara en situación de incendio. Barreras cortafuegos para cámaras ventiladas 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego Control de la propagación M e d i a n t e s e l l o s y e l e m e n t o s c o r t a f u e g o s Bandas Intumescentes 20
  21. 21. De5a10veces mayor Los materiales aislantes en cámaras ventiladas deberían tener una clase igual o inferior a B-s3,d0. Sin embargo se permite otra clasificación si hay un revestimiento protector tipo: K2 10. 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego Control de la propagación M e d i a n t e s e l l o s y e l e m e n t o s c o r t a f u e g o s D e p e n d i e n d o d e l a a l t u r a d e l e d i f i c i o 21 N o r m a t i v a e n B é l g i c a Ing. Yves Martin
  22. 22. De5a10veces mayor Si el revestimiento exterior es de madera, la capa de revestimiento de la fachada dentro de la cámara ventilada ha de ser A2-s1,d0. 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego Control de la propagación M e d i a n t e s e l l o s y e l e m e n t o s c o r t a f u e g o s 22 Open wooden cladding • Vertical • Larchwood, density  610 kg/m³ • (Cedar, density  350 kg/m³ FAILED) • Thickness 21 mm • Width 50 mm – 100 mm • Gap 10 mm Layer A2-s1,d0 Ventilated air cavity (min. 44 mm) Wooden (counter-)battens N o r m a t i v a e n B é l g i c a Ing. Yves Martin
  23. 23. 4. Propagación a través de los revestimiento combustibles. La madera es un material combustible, el efecto de la carbonización en elementos de poco espesor como los que conforman una fachada no es significativo. 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego Control de la propagación M e d i a n t e l a c o m p o s i c i ó n d e l a f a c h a d a Ensayos www.innobyg.dk. Dinamarca 23 Ing. Martyn McLaggan
  24. 24. 4. Propagación a través de los revestimiento combustibles. Configuración del material de revestimiento, de las ventanas y los elementos salientes. 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego Control de la propagación M e d i a n t e l a c o m p o s i c i ó n d e l a f a c h a d a 24 Bergen-Noruega 14 plantas-51m
  25. 25. 25 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego M e d i a n t e l a c o m p o s i c i ó n d e l a f a c h a d a 4. Propagación a través de los revestimiento combustibles. Aplicando un diseño que rompa la continuidad del material combinándolo con otros materiales de revestimiento no combustibles. Control de la propagación Ing. Reinhard Wiederkehr
  26. 26. 26 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego M e d i a n t e l a m e j o r a d e l a r e a c c i ó n a l f u e g o d e l a m a d e r a 4. Propagación a través de los revestimiento combustibles. Mediante el uso de retardantes de llama. Tratamiento profundo mediante autoclave. Los tratamientos superficiales tienen una durabilidad muy limitada a la intemperie, se lavan con la lluvia. Control de la propagación Impregnación profunda Autoclave Recubrimiento superficial Incorporación durante manufactura Tableros
  27. 27. 27 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego Control de la propagación • Compuestos basados en boro * • Compuestos basados en fósforo * • Sinergias fósforo/nitrógeno • Compuestos basados en silicio • Carbonatos e hidróxidos metálicos - B a r n i c e s - P i n t u r a s - S a l e s i n o r g á n i c a s *Absorven agua, pierden sus propiedades a la intemperie. M e d i a n t e l a m e j o r a d e l a r e a c c i ó n a l f u e g o d e l a m a d e r a
  28. 28. 28 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego Control de la propagación New European standard EN 16755 Durability of Reaction to Fire Performance Classes of fire-retardant treated wood-based products in interior and exterior end use applications Published Oct 30, 2017 La durabilidad de los productos ignifugantes (veta vista) sigue siendo un desafío. Prof. Birgit Östman
  29. 29. Shou-sugi-ban: es una antigua técnica japonesa que mejora el comportamiento al fuego de la superficie de madera y a su vez mejora la protección frente a organismos destructores. Consiste en realizar un flameado superficial y luego una impregnación con aceites naturales tipo penofin (a base de resinas vegetales). 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego Control de la propagación M e d i a n t e l a m e j o r a d e l a r e a c c i ó n a l f u e g o d e l a m a d e r a 29
  30. 30. 2. Exigencias de la normativa 30
  31. 31. 2. Exigencias de la normativa R e a c c i ó n a l f u e g o R e s i s t e n c i a a l f u e g o M a y o r r e s i s t e n c i a “ e n c a p s u l a d o ” C l a s e s k (K210/K230/K260 of A2 materials) Cumplimiento de los requerimientos EI 60 D-s2,d0 L i mi ta ci on e s p o r su c l as if ic a ció n 31
  32. 32. 2. Exigencias de la normativa Fase inicial del incendio Desarrollo del incendio Reacción de los materiales al fuego Se refiere a la posible contribución del material a la propagación del fuego: - si inflama o no - cuánta energía libera en la combustión y cómo la libera - si la llama persiste o se extingue - si gotea y cómo gotea - cómo son los humos generados. Resistencia de los materiales frente al fuego Durante cuánto tiempo el sistema o elemento constructivo mantiene sus propiedades en caso de incendio. Cumplimiento de los requerimientos 32
  33. 33. 2. Exigencias de la normativa Cumplimiento de los requerimientos / Clases de reacción al fuego 33 D-s2,d0
  34. 34. La norma UNE EN 13501-2 establece las siguientes clases: R = Capacidad portante resistente E = Integridad (no aparición de fisuras) I = Aislamiento (capacidad de reducir la transferencia de calor por la cara no expuesta al fuego) La escala de tiempo normalizada es: 15, 30, 45, 60, 90,120, 180 y 240 minutos. 2. Exigencias de la normativa Cumplimiento de los requerimientos / Clases de resistencia al fuego 34
  35. 35. 35 1. Comportamiento de las fachadas frente al fuego Medidas protección Pasiva Retardantes de llama Medidas de protección Activa Diseño / elementos constructivos Cumplimiento de los requerimientos / Tendencia en Europa Reacción al fuego Resistencia al fuego SCIPCI Rociadores, detectores de humo,etc. IPCI 2. Exigencias de la normativa N o r m a t i v a s p r e s c r i p t i v a s N o r m a t i v a s p r e s t a c i o n a l e s P B D
  36. 36. El uso de sprinklers es cada vez más valorado para reducir el riesgo de incendio en las edificaciones de madera. Establecer un criterio adecuado del uso de sprinklers y detectores de humo puede ayudar a fomentar el uso de la madera en edificios de varias plantas. 2. Exigencias de la normativa Cumplimiento de los requerimientos / protección activa 36
  37. 37. 2. Exigencias de la normativa Allowed number of storeys (height of building in meters) for D class products D/DFL class products allowed in buildings with at least 3 storeys Load-bearing structures External cladding Internal walls/ceilings Floorings Country Prescribed rules Performance based (PB) Protection required No sprinklers With sprinklers Escape routes Sprinklers Within apartments Sprinklers Escape routes Within apartmentsNo Yes No Yes Austria 6 No limit No 6 6 - - + + - + Belgium See PB No limit No 3 (10 m) 3 (10 m) - +a + + - + Czech Republic 3-4 (12 m) 3-4 (12 m) 3-4 (12 m) - - + + - + Denmark 3-4 No limit 3-4 3-4 - - - - + + Estonia 4 No limit No 8 8 - + - + + + Finland 2 / 8b No limit K210/K230 2/4 8 - - + + + + France ≥ 5 ≥ 5 ≥ 5 ≥ 5 + + + + + + Germany 4-5 > 5 K260 3 (7 m) 3 (7 m) - - + + + + Greece No limit No limit No No limit No limit - - + + + + Ireland 3 (10m) No limit ≥ 5 ≥ 5 - - + + + + Italy See PB No limit No (12 m) (12 m) - - - - + + Latvia 4 Not used B-s1,d0 4 4 - - + + Macedonia 2 2 Netherlands 13 m No limit 3-4 ≥ 5 - - + + + + Norway 4 No limit EI30/EI60,K210 4 4 - - + + + + Poland 3-4 (12 m) B-s1, d0 (25 m) (25 m) - - + + - + Portugal (9 m/single family) (28 m) (28 m) - + - + Slovakia 2-4 Not permitted EI (12 m) (12 m) - - + + + + Slovenia 3 / 5 b No limit EI30/EI60 3 (10 m) 3 (10 m) - - - + + + Spain See PB No limit EI30-EI120 6 (18 m) 6 (18 m) - - + + - + Sweden See PB No limit No 2 ≥ 5 - - - + + + Switzerland See PB No limit K230/30m/K260 (30 m) (30 m) - + + + + + Turkey 3 No limit F30B2/F60AB 3 3 - - - - United Kingdom See PB No limit ≥ 5 ≥ 5 - - - + - + Austria Finland Germany Italy Norway Slovakia Slovenia Sweden Switzerland FSE COST ACTION FP1404 WG3, Regulations and standards for fire safety of bio-based building materials WG3 37
  38. 38. 2. Exigencias de la normativa I n v e s t i g a c i ó n e n S u i z a / D o c u m e n t o s t é c n i c o s Wood based – facade claddings Regular situation  Defined Protection Objectives  «VKF» pre-approved solutions  Fire prevention measures ≤ 11 m ≤ 30 m Ing. Reinhard Wiederkehr
  39. 39. 5 edificios de vivienda. Inre hamnen Superficie: 1.900 m2 Altura: 20 m (6 plantas) (dos pisos por planta) Ubicación: Sundsvall, Suecia (2004-2008) Arquitecto: White arkitekter S i s t e m a C L T Exigencias de la normativa Ejemplo edifico de madera con fachada de madera 39 2.
  40. 40. Se usaron forjados prefabricados tipo cajón (tableros + largueros) con aislamiento termo acústico de relleno y fachadas prefabricadas montadas casi íntegramente en taller. El revestimiento es de madera. Los revestimientos interiores son de madera y cartón yeso, como medida de proyección contra incendios. Adicionalmente las viviendas cuentan con instalación de rociadores automáticos. Exigencias de la normativa2. Ejemplo edifico de madera con fachada de madera 40
  41. 41. Exigencias de la normativa2. Ejemplo edifico de madera con fachada de madera 41
  42. 42. Retos a nivel europeo3. 42
  43. 43. Retos a nivel europeo3. Armonización (definición) de ensayo a gran escala para productos de fachada 43 Ing. Eleni Asimakopoulou
  44. 44. Gracias por su atención Pilar.Giraldo@incafust.cat 44

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