DISEÑO BASADO EN PRESTACIONES

Transcripción

1 DISEÑO BASADO EN PRESTACIONES HOJA 1 DE 15

2 Introducción Hasta hace poco tiempo, los principales reglamentos y códigos relativos a los sistemas y equipos contra incendios (NBE, RD1942, etc) limitaban el diseño de dichos sistemas a la aplicación directa de los criterios que se establecían en dichas regulaciones. Con la entrada en vigor del Código Técnico de la Edificación, se introduce el concepto del diseño basado en prestaciones. La diferencia entre los dos criterios se puede expresar de forma resumida: Códigos prescriptivos (tradicionales) Edificio Uso Superficie Características Riesgo Lista de valores Dimensión evacuaciones Instalaciones de PCI Resistencias al fuego mínimas etc Códigos Basados en Prestaciones Edificio Uso Superficie Características Riesgo Lista de Objetivos Evacuación segura Detección y control del incendio Estabilidad estructural etc HOJA 2 DE 15

3 Introducción Los códigos prescriptivos establecen, en función del riesgo, qué sistemas hay que instalar, qué resistencia al fuego deben tener los elementos estructurales, delimitadores, etc., qué número, distancias y dimensiones de evacuación se deben cumplir, etc. En definitiva los códigos prescriptivos ESTIPULAN cómo debe hacerse el diseño de los sistemas para la protección de los riesgos. Los códigos basados en prestaciones establecen, en función del riesgo, qué objetivos de seguridad es necesario alcanzar. En el caso del CTE, además se aportan una serie de documentos en los que se indica la forma normativa de alcanzar dichos objetivos o prestaciones. Estos documentos, sin embargo, pueden no ser seguidos si se demuestra que de algún otro modo se puede alcanzar las prestaciones requeridas. Entre un enfoque y otro, hay un punto intermedio, reflejado en algunos códigos prescriptivos, que es el concepto de seguridad equivalente. Este concepto se acepta, en los códigos prescriptivos, cuando por algún motivo no es posible cumplir con las prescripciones tipo. En esos casos se deja una puerta abierta a soluciones alternativas a ciertos problemas específicos o zonas determinadas de un riesgo En la figura siguiente se esquematiza el diagrama conceptual de un sistema de seguridad equivalente, frente al de un sistema basado en prestaciones. En dicho esquema se muestra que el punto de partida principal de los códigos basados en prestaciones es alcanzar unas características, objetivos, etc. que hagan seguro el establecimiento. A partir de esos objetivos las posibilidades se multiplican. HOJA 3 DE 15

4 Seguridad equivalente en códigos prescriptivos Código Prescriptivo Sistema recomendado por el código no es aplicable Extraer qué objetivos se pretente alcanzar con las recomendaciones del código Determinar solución específica para lograr dicho objetivo implícito Diseño Basado en Prestaciones Objetivos, prestaciones Código Basado en Prestaciones Recomendaciones del Código Otras soluciones demostrables HOJA 4 DE 15

5 El CTE como código basado en prestaciones HOJA 5 DE 15

6 El CTE como código basado en prestaciones Concepto clave del diseño basado en prestaciones HOJA 6 DE 15

7 El CTE como código basado en prestaciones. Seguridad en caso de incendio Artículo 10. Exigencias básicas de seguridad estructural (SE) Artículo 11. Exigencias básicas de seguridad en caso de incendio (SI) Artículo 12. Exigencias básicas de seguridad de utilización (SU) Artículo 13. Exigencias básicas de salubridad (HS) Artículo 14. Exigencias básicas de protección frente a ruido (HR) Artículo 15. Exigencias básicas de ahorro de energía (HE) Artículo 11. Exigencias básicas de seguridad en caso de incendio (SI) 1. El objetivo del requisito básico "Seguridad en caso de incendio" consiste en reducir a límites aceptables el riesgo de que los usuarios de un edificio sufran daños derivados de un incendio de origen accidental, como consecuencia de las características de su proyecto, construcción, uso y mantenimiento. 2. Para satisfacer este objetivo, los edificios se proyectarán, construirán, mantendrán y utilizarán de forma que, en caso de incendio, se cumplan las exigencias básicas que se establecen en los apartados siguientes. 3. El Documento Básico DB-SI especifica parámetros objetivos y procedimientos cuyo cumplimiento asegura la satisfacción de las exigencias básicas y la superación de los niveles mínimos de calidad propios del requisito básico de seguridad en caso de incendio, excepto en el caso de los edificios, establecimientos y zonas de uso industrial a los que les sea de aplicación el Reglamento de seguridad contra incendios en los establecimientos industriales, en los cuales las exigencias básicas se cumplen mediante dicha aplicación. HOJA 7 DE 15

8 El CTE como código basado en prestaciones. Seguridad en caso de incendio Siguiendo las indicaciones del Documento Básico Seguridad en Caso de Incendio (SI), se alcanzarían las exigencias anteriores. Sin embargo, es posible utilizar medios diferentes a los indicados en el documento SI siempre y cuando se demuestre que las exigencias (prestaciones) anteriores también son alcanzadas. HOJA 8 DE 15

9 Herramientas para desarrollar sistemas alternativos basados en prestaciones Los códigos de diseño basado en prestaciones, si bien permiten a los profesionales de la protección contra incendios explorar nuevas soluciones y aproximaciones a la protección de los edificios, por otro lado exigen que dichas soluciones alternativas sean producto de una INVESTIGACIÓN, CÁLCULO Y DEMOSTRACIÓN, a través de herramientas apropiadas. Existe un cierto peligro en el sentido de que una interpretación no demostrada o incorrectamente demostrada lleve a conclusiones que comprometan la seguridad de los edificios. Como herramientas y métodos a tener en cuenta se encuentran: -Identificación de escenarios de fuego: más posibles y menos graves, menos posibles y más graves, etc. -Herramientas de evaluación: permiten evaluar la seguridad ante el fuego del edificio y determinar el nivel de prestaciones del mismo en base a un diseño determinado. Modelos informáticos, a través de: -tipos y tamaño del fuego -movimiento del humo -ventilaciones, etc. -materiales y comportamiento estructural - CFD: Computational Fluid Dynamics (temperaturas, movimientos, etc.) - Programas para cálculo de movimiento de personas (evacuación) - Pruebas a pequeña y gran escala HOJA 9 DE 15

10 Principales campos de aplicación de diseños basados en prestaciones Edificios singulares Aeropuertos Palacios de congresos Rascacielos Edificos históricos Etc. HOJA 10 DE 15

11 Ejemplos de aplicación de diseños basados en prestaciones A continuación se presentan algunos ejemplos de cómo podría aplicarse el enfoque de diseño basado en prestaciones. Son ejemplos hipotéticos y simplificados, por lo que pueden incluir alguna inexactitud o ser discutible su precisión. Sin embargo pueden ser clarificadores del mecanismo de diseño basado en prestaciones. Un establecimiento deportivo, con 2 zonas diferenciadas, piscina y polideportivo, cada uno de ellos con más de 2500m2. Según el enfoque prescriptivo, sería necesaria compartimentación RF-90 entre ambas zonas Sin embargo, la división entre los dos sectores estaba planteada para ser de vidrio. zona polideportiva zona piscina Partiendo desde el enfoque prescriptivo, se trató de averiguar los objetivos o prestaciones que se pretendía conseguir, obteniendo los siguientes: - Evitar que el incendio afecte a grandes cantidades de combustible que den lugar a fuegos generalizados - Evitar la ruina total del edificio - Limitar el número de personas expuestas al incendio directamente, permitiendo la evacuación rápida Se planteó un escenario de incendio en la zona polideportiva limítrofe con la piscina, suponiendo que no hubiera vidrios ni ninguna otra barrera entre ambas zonas. HOJA 11 DE 15

12 Ejemplos de aplicación de diseños basados en prestaciones Respecto al primer objetivo, dado que la piscina no tenía apenas carga combustible, se dio por satisfecho. Por el mismo motivo se entendió que no habría ruina total del edificio. En cuanto al tercer objetivo, evitar que las personas se vean expuestas al incendio, se comprobó estudiando por una parte el comportamiento del humo que pudiera entrar en la zona de piscina y por otro lado el comportamiento y tiempos de evacuación de la misma. Mediante herramientas adecuadas se demostró que el tiempo de evacuación era inferior al necesario para que la altura de los humos y las temperaturas alcanzaran condiciones que impidieran la evacuación. Por todo ello se decidió que los vidrios podrían no tener ningún grado de resistencia al fuego, ya que se mantenían en todo caso los objetivos requeridos. HOJA 12 DE 15

13 Ejemplos de aplicación de diseños basados en prestaciones Un recinto de un centro comercial cuya altura de techo es 16m Según el enfoque prescriptivo, es necesario instalar sistemas de detección automática de incendios. Para este tipo de riesgos, se optaría por la instalación de detectores puntuales de humos. Sin embargo, las normas prescriptivas de instalación dicen que la altura máxima de instalación de este tipo de detectores es 12m. En esas circunstancias, existe un problema con el enfoque prescriptivo, ya que la normativa no satisface en su totalidad las necesidades de cierto tipo de edificios. Partiendo otra vez desde el enfoque prescriptivo y moviéndose hacia el diseño basado en prestaciones, se pueden averiguar los objetivos o prestaciones que se pretende conseguir: - Se deberá garantizar que el público pueda evacuar el recinto en condiciones de seguridad - Se deberá garantizar la detección del fuego y la transmisión de alarma a sus ocupantes Con estos objetivos (se insiste en lo hipotético de los ejemplos), se podría partir de un escenario de incendio que supusiera un fuego de una carga típica bajo ese atrio. Mediante modelos computerizados, se podría calcular la densidad, opacidad, etc. del humo en función del tiempo. Por otra parte podría realizarse un segundo modelo hipotético en el que, dentro de un edificio de altura igual a la máxima permitida por la norma (12m), se verificara en cuánto tiempo se alcanza la opacidad o concentración de humos necesaria para la alarma de los detectores puntuales de humos. HOJA 13 DE 15

14 Ejemplos de aplicación de diseños basados en prestaciones Escenario 1 Escenario 2 Conc. Humos en techo Umbral de alarma detectores aspiración Conc. Humos en techo Umbral de alarma detectores puntuales t1 tiempo t2 tiempo Los sistemas de detección por aspiración tienen mayor sensibilidad que los sistemas de detección puntual. Aprovechando esta característica, podría establecerse, en el primer modelo, en cuánto tiempo se alcanza la densidad de humos suficiente para que los detectores por aspiración entren en alarma (t1). Si ese tiempo es igual o inferior al tiempo de alarma obtenido en el segundo modelo (t2), entonces se puede asumir que el sistema de detección por aspiración en el atrio de 16m satisfaría las prestaciones de igual forma que lo haría un sistema de detectores puntuales de humos en un recinto de 12m. HOJA 14 DE 15

15 Conclusiones El Diseño Basado en Prestaciones puede dar respuesta a numerosos problemas de diseño, especialmente en recintos y edificios especiales para los que las soluciones normativas estándar no son suficientes o no son eficaces El DBP requiere, por el contrario, un mayor esfuerzo de ingeniería a nivel de diseño, modelización, pruebas, etc. El DBP puede reducir costes de instalación, disminuir riesgos y optimizar la suma de sistemas, pero NO puede ser entendido como una herramienta para instalar menos sistemas, reducir criterios de RF, etc., sino como una herramienta para obtener soluciones. El DBP no debe hacer olvidar los criterios de protección establecidos en normas de tipo prescriptivo tales como UNE, NFPA, FM, etc., que han demostrado su eficacia en la gran mayoría de las situaciones Hay que tener una especial prudencia en el estudio de las alternativas a las indicaciones estándar de los códigos, para evitar que interpretaciones malintencionadas den lugar a una bajada en los criterios de protección HOJA 15 DE 15