RIESGO DE INCENDIO ADMISIBLE EN LOS EDIFICIOS SEGÚN EL DB-SI El presente documento pretende establecer la relación existente entre el grado de daños previsibles en un edificio a causa de un incendio y el conjunto de normas y procedimientos que establece el DB SI para su protección y de cuya relación se considera implícitamente que su riesgo de incendio alcanza valores considerados admisibles.
José Enrique Roig Lorente
Arquitecto Jefe de sección Servicio de bomberos, prevención e intervención en emergencias del Ayuntamiento de Valencia RIESGO Entendemos por riesgo, desde un punto de vista técnico, como la probabilidad de suceso de un peligro no deseable ponderado por las consecuencias que sus efectos provocan en el medio en el que actúa. En términos del DB SI, el riesgo siempre implica consecuencias no deseables. En términos matemáticos, puede expresarse por la relación R = P x C, donde P representa la probabilidad de que un suceso no deseable capaz de producir daño se produzca y C representa el grado de consecuencias o daño estimado que los efectos del peligro pueden ocasionar sobre el medio en el que actúan. De la combinación de los dos factores, P y C, podemos establecer una matriz del riesgo en términos cualitativos del tipo que se expresa en la tabla 1.
Riesgo de incendio En caso de incendio, la relación anterior se transforma en Ri = Pi x Ci, donde puede entenderse que el subíndice i, se refiere al incendio. En términos descriptivos, el riesgo de incendio puede considerase como la probabilidad de ocurrencia de un incendio, ponderado por las consecuencias que sus efectos provocan sobre el medio en el que actúan, personas, edificio y medio ambiente. [Incendio ≈ Fuego no deseado] El resultado de la relación anterior solo es válido si se dispone de datos estadísticamente significativos correspondientes a la probabilidad de ocurrencia y a las consecuencias estimadas, de ahí que intentaremos alcanzar una relación que exprese el riesgo de incendio en función de datos fácilmente cuantificables.
Tabla 1 Consecuencias
Matriz de riesgo
Probabilidad
40 Prevención de INCENDIOS
Baja
Media
Alta
Baja
Muy bajo
Bajo
Medio
Media
Bajo
Medio
Alto
Alta
Medio
Alto
Muy alto
RIESGO DE INCENDIO CUANTIFICABLE La probabilidad de ocurrencia de un suceso puede considerarse matemáticamente como la frecuencia de un suceso cuando el número n de pruebas tiende a infinito, podemos pues establecer la frecuencia de suceso de un incendio como equivalente estimado de su probabilidad de ocurrencia, así: Pi ≈ Fi Las consecuencias de los efectos de un incendio sobre el medio que actúan pueden estimarse como combinación de los factores, intensidad de los efectos generados por el incendio y vulnerabilidad del medio sobre el que actúan, entendiendo por vulnerabilidad, la mayor o menor capacidad del medio para sufrir daño. En estos términos entonces: Ci ≈ Ii x Vi Para una mejor estimación de la vulnerabilidad del medio, esta puede expresarse por medio de la relación Ei/Mi, donde Ei estima el grado de exposición del medio a los efectos del incendio y Mi estima el grado de protección del medio a los efectos del incendio: Vi ≈ Ei/Mi Número 58 – 2º Trimestre de 2013
En consecuencia, la relación que expresa el riesgo de incendio en términos estadísticos, Ri = Pi x Ci, puede estimarse en términos cuantitativos por la expresión:
Tabla 2
Ri = Fi x Ci = Fi x Ii x Vi = Fi x Ii x Ei/Mi donde: Ri es el valor del riesgo de incendio Fi es la frecuencia de ocurrencia de un incendio Ii es la intensidad de los efectos del incendio Ei es el grado de exposición del medio al incendio Mi es el grado de protección del medio al incendio El producto Fi x Ii es característico y propio de una actividad o uso y se define como riesgo intrínseco, Rin, que al ser ponderado por el grado de exposición del medio, Ei, se transforma en el riesgo potencial del medio, Rp. De ahí que el riego de incendio pueda también expresarse en términos de riesgo intrínseco y de riesgo potencial, tal y como se refleja a continuación: Ri = Fi x Ii x Ei/Mi = Rin x Ei/Mi = Rp/Mi Matriz de daños Si nos detenemos en el valor del riesgo potencial, considerado como combinación del riesgo intrínseco, Rin, y del grado de exposición del medio, Ei, podemos establecer una matriz del riesgo potencial previsible equivalente a la matriz general del riesgo (tablas 2 y 3). Para los intereses de la presente exposición adoptaremos como base la tabla 3.1 en la que incluimos los valores R60* y R90* por similitud con una matriz de riesgo característica (tabla 4). El DB SI utiliza la combinación de los usos de edificio y su altura de evacuación para determinar el mayor o menor grado de protección en términos de resistencia al fuego en función del mayor o menor grado de daños previsibles. En efecto la combinación de los usos del edificio y altura de evacuación puede interpretarse como matriz de daños previsibles o matriz de riesgo potencial. Permite estimar una clasificación de riesgos previsibles como combinación de usos y altura de evacuación del edificio, como indicador del nivel de daños estimados (tabla 5). En el caso de edificios urbanos los factores que identifican el riesgo intrínseco en función de la carga de fuego no son excesivamente significativos en esta combinación, presentada más bien Número 58 – 2º Trimestre de 2013
Exposición al medio
Riesgo potencial
R. Intrínseco
Bajo
Medio
Alto
Bajo
Muy bajo
Bajo
Medio
Medio
Bajo
Medio
Alto
Alto
Medio
Alto
Muy alto
Matriz, similar a la tabla 1.2 o la 3.1 del DB SI que expresa la resistencia al fuego exigida en los edificios en función de su uso y altura de evacuación.
Tabla 3. Tablas 1.2 y 3.1 del DB SI Tabla 1.2. Resistencia al fuego de las paredes, techos y puertas que delimitan sectores de incendio
Resistencia al fuego Plantas sobre rasante en edificio con altura de evacuación H ≤ 15 m 15 < H ≤ 28 m H > 28 m
Elemento
Residencial vivienda, residencial público, docente, administrativo
EI60
EI90
EI120
Comercial, pública concurrencia, hospitalario
EI90
EI120
EI180
Tabla 3.1. Resistencia al fuego suficiente de los elementos estructurales Plantas sobre rasante altura de evacuación del edificio ≤ 15 m ≤ 28 m > 28 m
Uso del sector de incendio considerado
Vivienda unifamiliar Residencial vivienda, residencial público, docente, administrativo Comercial, pública concurrencia, hospitalario
R30 R60 R90
R90 R120
R120 R180
Tabla 4 Altura de evacuación
Resistencia al fuego
Usos
H ≤ 15 m
15 < H ≤ 28 m
H > 28 m
Unifamiliar
R30
R60*
R90*
Residencial
R60
R90
R120
Comercial
R90
R120
R180
pensando en los daños a las personas, de ahí que los distintos usos a efectos de su contribución a los daños previsibles sean considerados en función del posible número de ocupantes afectados en caso de incendio. La columna de usos establece tres grupos. Sin tener en cuenta al primero, el segundo puede identificarse por su bajo
índice de ocupación, que previsiblemente supondrá un menor número de ocupantes afectados por el incendio. El tercero se identifica por usos de elevado índice de ocupación, lo que supone previsiblemente un alto número de ocupantes que pueden verse afectados en caso de incendio. El uso hospitalario se integra en este último grupo en función de la baja
Tabla 5 Daños previsibles Rp
Usos
Altura de evacuación H ≤ 15 m
15 < H ≤ 28 m
H > 28 m
Unifamiliar
Muy bajo
Bajo
Medio
Residencial
Bajo
Medio
Alto
Comercial
Medio
Alto
Muy alto
Prevención de INCENDIOS
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Tabla 6 Daños previsibles Rp
Usos
Altura de evacuación H ≤ 15 m
15 < H ≤ 28 m
H > 28 m
Unifamiliar
Muy bajo
Bajo
Medio
Residencial
Bajo
Medio
Alto
Comercial
Medio
Alto
Muy alto
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ Grado protección Mi
Usos
15 < H ≤ 28 m
H > 28 m
Unifamiliar
Muy bajo
Bajo
Medio
Residencial
Bajo
Medio
Alto
Comercial
Medio
Alto
Muy alto
o nula movilidad de sus ocupantes, que genera igualmente un alto número de ocupantes afectados. La fila que define las alturas de evacuación se divide en tres grupos. Estos van de menor a mayor altura. A medida que aumenta la altura de evacuación del edificio se incrementan las dificultades de evacuación de los ocupantes, lo que previsiblemente se traduce en un mayor número de ocupantes que no puedan alcanzar el exterior. El aumento de la altura de evacuación del edificio dificulta la extinción y salvamento por parte de los servicios de bomberos, lo que previsiblemente supone un mayor número de ocupantes afectados. RIESGO DE INCENDIO ADMISIBLE Todo estudio de seguridad tiene como objetivo último establecer las medidas necesarias que puedan garantizar que el riesgo alcanzado pueda considerarse admisible. Y en esto el CTE y en particular en este caso el DB SI no podrían ser menos. El DB SI establece procedimientos y reglas para que los edificios en función de su uso y altura de evacuación y por lo tanto en función de los daños previsibles o riesgo potencial previsto dispongan de un conjunto de medidas de protección de cuya relación pueda considerarse que el riesgo de incendio previsto alcanza valores considerados admisibles. Riedificio = Rp/Mi ≤ Riadmisible En términos estrictos Riedificio = Riadmisible En consecuencia la matriz de daños previsibles, riesgo potencial, es equivalente a la matriz de grado de protección (tabla 6). El DB SI por tanto para cada edificio definido principalmente por su uso y
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Altura de evacuación H ≤ 15 m
altura de evacuación establece un conjunto de medidas de protección tal que, a mayor nivel de daños previsibles o mayor riesgo potencial previsto, se disponga de un mayor grado de protección que permita que la relación riesgo potencial, grado de protección, alcance un valor del riesgo considerado admisible. Riedificio = Rin · Ei/Mi = Rp/Mi = Riadmisible Mi ≤≥ Rp → Riadmisible Se dispone de un conjunto de medidas de protección Mi, que contrarrestan el riesgo potencial Rp o nivel de daños previsto, considerando entonces que el grado de incendios del edificio alcanza valores considerados admisibles. Este mismo procedimiento es el utilizado por el DB SI para el cálculo del tiempo equivalente de exposición al fuego descrito en el anejo B. te,d = kb·wf·kc·qf,d
(B.2) DB SI
qf,d = qf,k·m·δq1·δq2·δn·δc
(B.7) DB SI
te,d = kb·wf·kc·qf,k·m·δq1·δq2·δn·δc (B.2) (B.7) =[kb·kc·m]·qf,k·wf·δq1·δq2·δn·δc donde te,d tiempo equivalente de exposición al fuego.
kb coeficiente de conversión en función de las propiedades térmicas de la envolvente del sector; kb ≈ 0.7. kc coeficiente de corrección según el material estructural; kc ≈ 1.0, h.a. m coeficiente de combustión; celulósico m = 0.8; general m = 1.0. qf,k valor característico de la densidad de carga de fuego; uso/actividad. wf coeficiente de ventilación en función de la forma y tamaño del sector. δq1 coeficiente que tiene en cuenta el riesgo de iniciación debido al tamaño del sector. δq2 coeficiente que tiene en cuenta el riesgo de iniciación debido al tipo de uso o actividad. δc coeficiente de corrección según las consecuencias del incendio, función de la altura de evacuación del edificio. δn coeficiente que tiene en cuenta las medidas activas voluntarias existentes; δn = δn1·δn2·δn3. El producto de los factores qf,k·m·δq2, representa el valor del riesgo intrínseco propio y característico de un uso o actividad, en términos equivalentes a lo definido como riesgo intrínseco en el RSCIEI, Ri = q·c·Ra. El producto de los factores [kb·kc·wf]·δq1·δc puede considerarse como el grado de exposición del medio, donde considerando unas condiciones normales de ventilación, wf ≈ 1.00, destacan los factores relativos a la superficie del sector de incendios, δq1 ≥ 1.00, y altura de evacuación del edificio, δc ≥ 1.00. El grado de protección viene representado por el producto te,d·δ’n, donde, δ’n = 1/δn ya que en la ecuación (B7) y en su tabla correspondiente adoptan valores < 1.00. Si equiparamos los valores Mi ≤≥ Rp tal y como hemos indicado con anterioridad, o lo que es lo mismo Mi ≤≥ Ri· Ei, tendríamos: te,d· δ’n ≤≥ [qf,k·m·δq2]·[[kb·kc·wf]·δq1·δc]] = te,d· 1/δn ≤≥ [qf,k·m·δq2]·[[kb·kc·wf]·δq1·δc]],
Todo estudio de seguridad tiene como objetivo último establecer las medidas necesarias que puedan garantizar que el riesgo alcanzado pueda considerarse admisible
y despejando te,d, nos da el valor del tiempo equivalente de exposición al fuego, tal y como se refleja en la ecuación (B2) (B7) del texto. te,d = [qf,k·m·δq2]·[kb·kc·wf]·δq1·δc · [δn] El Método de Evaluación del Riesgo de Incendio de Gretener, o SIA86, y el RSCIEI, utilizan procedimientos equivalentes para la obtención del riesgo de incendio admisible en los edificios urbanos Número 58 – 2º Trimestre de 2013
e industriales. En ambos procedimientos descritos explícitamente en su documentación al igual que el establecido en el DB SI, presentado implícitamente, el objetivo de la evaluación del riesgo de incendio es alcanzar valores considerados admisibles, lo que se consigue en cualquier caso cumpliendo las normas y procedimientos establecidos reglamentariamente. VALIDEZ DEL PROCEDIMIENTO La validez del procedimiento utilizado, fundamentado en la ecuación del riesgo de incendio [Ri = Fi · Ii · Ei/Mi], exige el cumplimiento previo de determinadas condiciones relativas a la intervención de los bomberos, a la evacuación de los ocupantes y a las normas de prevención de incendios. El incumplimiento de estas condiciones básicas invalida los resultados numéricos obtenidos. Transforma el proceso en un mero ejercicio de cálculo matemático. El resultado numérico positivo de la ecuación de seguridad, por sí mismo, en caso alguno garantiza la reducción de daños a las personas a límites aceptables que permitan asegurar el cumplimiento del objetivo marcado por
Tabla 7. Cumplimiento condiciones previas Intervención de los bomberos Evacuación de los ocupantes Instalaciones del edificio Normas de conducta humana
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el requisito básico en caso de incendio, si no se garantiza el cumplimiento de las condiciones previas (tabla 7). Esto no significa que el DB SI no contenga reglas y procedimientos que permitan en su caso el cumplimiento de estas condiciones previas. La sección 3 y la sección 5 del DB SI recogen las condiciones relativas a la evacuación de ocupantes (DB SI 3) y a las condiciones de accesibilidad e intervención de los bomberos (DB SI 5), respectivamente, como exigencias básicas cuyo cumplimiento permita en último término garantizar la seguridad exigible. Las normas de prevención de incendios, relativas a normas de conducta humana y a las condiciones de las instalaciones generales del edificio, no son competencia ni están recogidas en el DB SI. Las normas de conducta humana corresponden fundamentalmente al objeto de La Ley de Prevención de Riesgos Laborales, Norma Básica de Autoprotección y demás reglamentación correspondiente. Las instalaciones generales del edificio y las específicas del proceso de producción o equivalente, necesarias para el correcto funcionamiento de la actividad humana prevista, son competencia de su reglamentación correspondiente. El cumplimiento de las exigencias de seguridad de las instalaciones se considera alcanzado por la adecuada aplicación de las normas de diseño y mantenimiento que las regulan. Estas, conjuntamente con las de conducta humana son
esenciales para mantener los valores de probabilidad de ocurrencia de un incendio o los índices tabulados deducidos, en los límites establecidos como probables en los procedimientos de seguridad en caso de incendio.
Bibliografía • CTE–DB SI: Real Decreto 314/2006, de 17 de marzo, por el que se aprueba el Código Técnico de la Edificación y modificaciones posteriores. • RSCIEI: Real Decreto 2267/2004, de 3 de diciembre, por el que se aprueba el Reglamento de Seguridad Contra Incendios en los Establecimientos Industriales y modificaciones posteriores. • Gretener: Evaluación del Riesgo de Incendio. Método de Cálculo Gretener. DT15; Cepreven Madrid 2005. • RIE-EDEM: Prevención de Riesgos Labores-Escuela de Dirección de Empresas del Mediterráneo; Tema: Riesgo de incendio en los edificios. Autor: José Enrique Roig Lorente, Arquitecto. EDEM-Valencia2001. • DB SI-FPIA: Código Técnico de la Edificación, seguridad en caso de incendio; Fundación de la Promoción de la Ingeniería Agronómica. COIAL. Ponencia: Documento Básico de Seguridad en caso de Incendio–DB SI, Autor: José Enrique Roig Lorente, Arquitecto. UPV-Valencia–2006. • DB SI-AIDICO: Curso sobre protección contra incendios ESII-UPV, Tema DB SI; Autor: José Enrique Roig Lorente, Arquitecto. AIDICO-Valencia-2007.
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