Revisión de construcción de edificios

por Nick Salameh

foto de arriba cortesía de la Marina de los Estados Unidos

dentro del servicio de bomberos, la construcción de edificios se puede definir como el estudio de cómo se ensamblan los edificios; materiales y conexiones utilizados, cómo el fuego afecta a los materiales y conexiones, qué puede fallar, cómo puede fallar y qué sucede cuando falla. Entonces, ¿por qué deberíamos estudiar la construcción de edificios? El difunto Francis L. Brannigan lo dijo mejor: «¡porque tu vida depende de ello!»

el servicio de bomberos debe evolucionar para mantenerse a la vanguardia de las nuevas tecnologías., Organizaciones de investigación como el Instituto Nacional de estándares y Tecnología (NIST) y Underwriter Laboratories (UL) nos están ayudando a hacerlo a través de sus estudios, al armarnos con información y conocimiento para hacernos mejores, más rápidos y más seguros, sin quitarnos nuestras obligaciones juradas de proteger la vida y la propiedad.

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las nuevas tecnologías se utilizan constantemente en la construcción de edificios., Los desarrolladores están buscando mejores formas de construir estructuras más baratas mientras mantienen o aumentan sus capacidades de carga. En muchos casos, estas nuevas características de construcción proporcionan una mayor resistencia que los tipos de construcción anteriores, pero a un costo reducido. Un costo reducido significa una masa reducida, por lo que aunque las estructuras pueden ser más fuertes, su integridad estructural se debilita más rápido en condiciones de incendio. Por ejemplo, los tipos de construcción de marcos de madera heredados, que proporcionan aproximadamente 18-20 minutos desde el inicio del fuego hasta el colapso se convierte en una preocupación., Mientras tanto, la construcción de madera ligera más moderna puede comenzar a perder su integridad estructural en tan solo cuatro a ocho minutos desde el inicio del fuego.

Los cambios en el campo de la construcción de edificios están introduciendo muchas más técnicas y elementos estructurales de ingeniería, compuestos y verdes, así como el uso de materiales sintéticos. Para los bomberos, esto se traduce en una dinámica de fuego alterada, menos masa estructural, espacios vacíos más grandes para la extensión vertical y horizontal del fuego, y potencial de colapso temprano., Como resultado, obtener suficiente agua en el asiento del incendio lo más rápido posible resultará en mayores oportunidades de seguridad y supervivencia para los bomberos y los ocupantes atrapados.,

• estudiarlo
• reconocerlo
• Preplanarlo
• dimensionarlo
• Leer el humo
• anticipar viajes de fuego
• anticipar colapso

tipos de construcción de edificios

• resistente al fuego – Tipo I
• No combustible/combustible limitado-tipo II
• ordinario – tipo III
• madera pesada – tipo IV
• marco de madera – Tipo V

nota: a medida que los ingenieros y arquitectos empujan las limitaciones estructurales de los materiales de construcción, los edificios pueden construirse utilizando los cinco tipos de construcción o una variedad como en la construcción híbrida., Más madera de ingeniería, materiales sintéticos (plásticos), colas y otros componentes de ingeniería en la construcción los hacen rentables y fuertes y duraderos para la construcción de edificios, pero mucho peor para los bomberos en condiciones de incendio.

construcción de edificios resistentes al fuego (Tipo I)

General

• Un edificio bien construido en el que no se expone acero estructural y todas las aberturas verticales están protegidas.
• La construcción de hormigón armado, Hormigón prefabricado y marco de acero protegido cumple con los criterios para la construcción de tipo I.,
• Generalmente se ve en edificios residenciales y comerciales de gran altura.

Strengths

• El más alto nivel de protección contra el desarrollo y propagación de incendios, así como contra el colapso.
• todos los materiales estructurales compuestos de materiales no combustibles o combustibles limitados con una alta resistencia al fuego.
• Los Componentes como paredes, pisos y techos deben ser capaces de resistir el fuego durante tres a cuatro horas.
• Se espera que permanezca estructuralmente estable durante el fuego y se considera que es el más resistente al colapso.,
• Los componentes estructurales no contribuyen a la propagación del fuego, pero los contenidos sí.
• a menudo emplean sistemas de protección contra incendios y conjuntos resistentes al fuego.

debilidades

• Se puede quitar la protección contra incendios rociada sobre el acero, exponiendo el acero.
• El desprendimiento de hormigón es posible bajo un ataque prolongado por fuego.
• Los compartimentos pueden retener el calor, lo que contribuye al potencial de desarrollo rápido del fuego.
• Los techos son extremadamente difíciles de penetrar para fines de ventilación debido al material de construcción y el diseño.,
• Las ventanas pueden ser difíciles de abrir para la ventilación.
• Los Planos de planta abiertos pueden facilitar el viaje del calor / humo y la propagación rápida del fuego.
• Existe la posibilidad de que el fuego vertical se propague a través de la autoexposición, el(los) paso (S) sin protección, el trabajo de conductos de HVAC, los huecos de los ascensores, los muros cortina exteriores y las escaleras de acceso abierto entre los pisos.

Resistencia al fuego

• Los miembros estructurales generalmente reciben protección contra incendios de tres a cuatro horas.,

potencial de colapso

• solo bajo un ataque sostenido por fuego se produce un fallo, y en esos casos, generalmente se produce un colapso localizado. El colapso del World Trade Center del 9/11 es un ejemplo extremo.

construcción de edificios no combustibles (Tipo II)

General

• normalmente compuesta de componentes estructurales metálicos no protegidos.
• a Menudo reconocible desde el exterior. Desde el interior, la evidencia de acero sin protección a nivel del techo es un regalo.,
• Los elementos de estructura metálica, el revestimiento metálico o la construcción de bloques de concreto de las paredes con techos de cubierta metálica apoyados por viguetas de tela abierta sin protección son las formas más comunes de construcción de tipo II.
• estas estructuras tienen una clasificación de una a dos horas dependiendo de los componentes del edificio (Media clasificación de Tipo I).

debilidades

• Los componentes metálicos sin protección hacen que este tipo de construcción sea propenso al colapso temprano.,
• Los productos combustibles utilizados para materiales de techo construidos (espuma de aislamiento, impermeabilización de asfalto, papel de fieltro, caucho) pueden ser altamente inflamables y pueden provocar un incendio separado por encima y por debajo del techo (incendio de la cubierta de techo de metal), que puede auto-sostenerse y propagarse debido al calor generado y los vapores inflamables de estos materiales altamente combustibles.
• Ceiling void puede permitir que un volumen significativo de gases calentados se acumule en el techo, que puede caer rápidamente, lo que lleva a un evento desencadenante (flashover, backdraft) en la introducción de suficiente aire.,
• Si no se enfría el área del techo temprano, el calor debilitará el acero desprotegido, lo que provocará posibles fallas y colapsos, además de contribuir a un incendio en la cubierta del techo de metal y desencadenar eventos.

Resistencia al fuego

• Los elementos estructurales rara vez reciben protección contra incendios y están expuestos al calor de un incendio.
• El diseño puede incluir la protección contra incendios del sistema de rociadores.

potencial de colapso

• Debido a que los miembros estructurales están desprotegidos y expuestos al fuego/calor, fallarán rápidamente, y se debe anticipar un colapso temprano.,
• La expansión del acero puede causar el colapso de las paredes exteriores y los parapetos.
• El acero comienza a alargarse a 800º y puede fallar a temperaturas superiores a 1.000 º.

construcción de edificios ordinarios (Tipo III)

General

• Generalmente se encuentra en escuelas antiguas, estructuras mercantiles, comerciales y residenciales.
• madera de dimensiones completas.
• viguetas cortadas al fuego (permiten que los pisos se derrumben y las paredes de mampostería permanezcan en pie).
• muros exteriores y elementos estructurales construidos con materiales no combustibles.,
• Las paredes interiores, columnas, vigas, pisos y techos están construidos total o parcialmente de madera.

debilidades

• medianeras comunes. Las viguetas pueden sentarse en el mismo zócalo de pared (potencial de extensión de fuego horizontal, amenazando la estabilidad estructural).
• Pueden existir cobertizos o áticos comunes, lo que permite la propagación del fuego.
• Los espacios vacíos verticales y horizontales existen dentro de los canales de madera creados por sistemas de techo y armadura, persecuciones de tuberías verticales y entre postes de pared. Esto permitirá que el fuego se propague a menos que se instalen paradas de fuego en los vacíos.,
• Las estructuras más antiguas de tipo III pueden haber sufrido renovaciones que han contribuido a un mayor riesgo de incendio debido a la creación de grandes vacíos ocultos por encima de los techos y debajo de los pisos que pueden crear múltiples vacíos ocultos.
• en algunos casos, los techos de lluvia pueden haberse instalado sobre techos planos existentes.

Resistencia al fuego

• Los miembros estructurales generalmente están protegidos por Construcción de yeso o paneles de yeso.
• Las paredes exteriores no son combustibles.,

potencial de colapso

• Los edificios más antiguos de construcción ordinaria contienen miembros estructurales de tamaño sustancial, que resisten bien bajo ataque de fuego, pero pueden y fallarán, causando colapso.
• Los miembros estructurales de madera ligera fallarán fácilmente bajo ataque de fuego.
• Las Vigas cortadas al fuego permitirán que el interior del edificio colapse mientras las paredes de mampostería permanecen intactas. Esta característica puede afectar a los bomberos que operan dentro del edificio.,

construcción de edificios de madera pesada (Tipo IV)

General

• construida con elementos estructurales sólidos que consisten en madera dimensional de 6×6, 8×8 y más grande.
• Los miembros estructurales de madera pesada moderna a menudo se diseñan utilizando madera laminada. Estos miembros pueden fallar mucho más rápido, ya que los pegamentos laminados que los mantienen unidos pueden degradarse y vaporizarse en condiciones de calor.
• Se encuentra en fábricas de molinos, graneros, iglesias, espacios de oficinas nuevos y renovados, etc.,

Strengths

• Los miembros estructurales grandes soportarán una estructura para un ataque ofensivo.
• Los muros de carga no son combustibles.
• Puede haber desagües de piso para drenar el agua utilizada en la lucha contra incendios. Esta característica reduce el peso del agua y el potencial de colapso.
• Normalmente, no hay espacios vacíos.

debilidades

• Los pisos pueden estar empapados con aceite del uso actual o anterior de la maquinaria.
• Pueden existir aberturas sin protección entre pisos.,
• Puede haber una carga excesiva de fuego de stock, proceso de fabricación o almacenamiento de productos terminados.
• Las alteraciones pueden crear espacios ocultos.
• Las Juntas de mortaja / espiga reducen la grasa de la madera y pueden ser vulnerables en condiciones de calor.
• Al igual que los componentes metálicos sin protección, las conexiones de unión metálica pueden fallar (800-1,000 º).

Resistencia al fuego

• Los miembros estructurales son de un tamaño sustancial y contribuirán con una gran carga de combustible a un incendio.,
• después de que un incendio ha pasado las etapas iniciales, es muy difícil de controlar y puede quemarse durante un período prolongado de tiempo.

potencial de colapso

• Aunque están construidos con piezas de madera de tamaño considerable y no son propensos a colapsar, bajo un ataque prolongado de fuego, estos edificios fallarán.
• Las conexiones de unión pueden ser vulnerables, dependiendo del tipo de punto de conexión.

Estructura De Madera (Tipo V) construcción de edificios

General

• utilizado en la construcción de viviendas unifamiliares y plurifamiliares, edificios comerciales, exteriores, etc.,
• Los revestimientos de paredes interiores pueden ser de yeso o paneles de yeso.
• Puede estar compuesto de madera dimensional sólida (legado: permite más tiempo de combustión y mejor integridad estructural en condiciones de incendio).
• Puede estar compuesto de madera ligera de ingeniería y componentes laminados (promueve la propagación rápida del fuego y la estabilidad estructural reducida) utilizados en vigas de techo y piso, y otros componentes estructurales compuestos.
• La plataforma, el globo, el registro, el poste y la viga, y el tablón y la viga son todas las formas de construcción de marcos de madera.,

Strengths

• La construcción de la plataforma proporciona algunas barreras para la extensión vertical del fuego.
• Los edificios de troncos, postes y vigas, tablones y vigas tienen miembros estructurales de tamaño sustancial.

Debilidades

• la Madera se quema.
• Los edificios más antiguos pueden tener podredumbre seca, daños por agua o daños causados por insectos perforadores de madera.
• Los espacios vacíos son comunes, y en balloon-frame pueden ser extensos.
• las renovaciones son comunes en estructuras más antiguas.
• Los huecos verticales comienzan en los sótanos y pueden llevar a un incendio vertical significativo que se propaga al ático.,
• La madera de ingeniería de hoy en día es más débil que la madera heredada, que tenía anillos de crecimiento mucho más ajustados.
• La madera dimensional de hoy en día es a menudo más pequeña en tamaño en comparación con su equivalente heredado. En ese entonces, un 2×4 era en realidad dos pulgadas por cuatro pulgadas. Parte de la madera de hoy está cepillada a dimensiones ligeramente más pequeñas.
• Los elementos y técnicas de construcción de madera ligera han redefinido la construcción de marcos de madera, lo que hace que las estructuras de madera modernas sean más susceptibles a la rápida propagación del fuego y el colapso temprano, y un peligro para los bomberos.,

Resistencia al fuego

• El yeso o los paneles de yeso pueden ofrecer cierta protección para los miembros estructurales.
• Los miembros de madera expuestos y el uso de plásticos / vinilo contribuirán a alimentar un incendio.

potencial de colapso

• Las estructuras de Marco plantean un problema de colapso porque pierden su capacidad de carga a medida que se queman.
• El tipo de construcción del marco determinará el potencial de colapso, ligero más vulnerable que la construcción heredada.
• Las Cabañas de madera son sustanciales y generalmente solo soportan el colapso del techo.,
• otras estructuras de marco son propensas al colapso localizado y general.

la tabla comparativa a continuación proviene del libro de Vincent Dunn, «Strategy of Firefighting» y muestra la relación entre cada tipo de construcción de edificios y su potencial de propagación y colapso de incendios.

*

a pesar de los diferentes tipos de construcción, todas las estructuras se queman como resultado de su contenido (principalmente sintéticos hoy en día), y, en el caso de algunas de las construcciones actuales, sus elementos estructurales y estéticos., Cada tipo de construcción es único, y los bomberos deben tener un buen conocimiento práctico de la construcción de edificios, los materiales y conexiones utilizados, cómo el humo y el fuego se propagarán Dentro y fuera de las estructuras, cómo el fuego afecta a los materiales y conexiones, qué puede fallar, cómo puede fallar y qué sucede cuando falla.

Theodore Lee Jarboe dijo: «no hay mayor influencia del cambio en el servicio de bomberos que la muerte en línea de servicio de un bombero.,»Dado que su vida depende de ello, haga todo lo posible para evitar las lecciones aprendidas a través de su propia tragedia al mantenerse al tanto de las nuevas tecnologías y los cambios en la industria de la construcción de edificios.

Frances L. Brannigan, Glenn Corbett, Brannigan’s Building Construction for the Fire Service, Fifth Edition

Gordon Graham, Organizational and Operational Risk Management, www.gordongraham.com, www.firefighterclosecalls.com, www.firefighternearmiss.com, www.Lexipol.com, y [email protected]

James P., Smith, consideraciones estratégicas y tácticas sobre el fuego, Cuarta Edición

Vincent Dunn, estrategia de lucha contra incendios

NIST – https://www.nist.gov/

UL – https://www.ul.com/

NICK J. SALAMEH es un veterano de 36 años del servicio de bomberos. Fue capitán II de Servicios Médicos de bomberos / emergencias y gerente del programa de capacitación anterior para el Departamento de Bomberos del Condado de Arlington (VA), donde sirvió 31 años. Él es un ex presidente del Comité de capacitación de los departamentos de Bomberos del Norte de Virginia. Nick es colaborador de la revista de ingeniería de incendios www.,fireengineering.com y dejar de creer empezar a conocer (SBSK).

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