Hoe 9/11 de normen voor bouwen en veiligheid heeft veranderd

Vóór 11 september 2001 waren bouwcodes in de Verenigde Staten gericht op structurele stabiliteit en routinematige brandveiligheid. Gebouwen zoals de dubbele torens in het World Trade Center werden als veilig beschouwd omdat ze bestand waren tegen orkaanwinden en zelfs de impact van een klein vliegtuig. Ze waren over-gebouwd niet vallen. Een typische brand verspreidde zich niet over een paar verdiepingen, dus waren wolkenkrabbers niet verplicht om meerdere ontsnappingsroutes te bieden voor snelle evacuatie van het hele gebouw. Met minder trappen en slanke, lichtgewicht bouwmaterialen konden architecten wolkenkrabbers ontwerpen die slank, elegant en ongelooflijk lang waren.

Over het bouwen van codes

Regels en voorschriften die een goede en veilige constructie, brandveiligheid, sanitair, elektriciteit en energie schetsen, zijn over het algemeen 'gecodificeerd', wat betekent dat ze wet worden. Deze codes worden regionaal en lokaal beheerd en gehandhaafd. Overal in de Verenigde Staten 'nemen' staten en plaatsen modelcodes aan - een reeks best practices voor het bouwen van normen die zijn opgesteld door een raad van onafhankelijke experts. De meeste staten nemen standaardcodes aan en wijzigen deze, zoals de International Building Code^® (IBC) en de International Fire Code.^®

Op 1 januari 2003 heeft de staat New York de internationale bouwcodes aangenomen, "... die op grote schaal in het hele land worden gebruikt, zorgen voor een grotere consistentie en ons in staat stellen gelijke tred te houden met opkomende technologie in de snelle bouwsector van vandaag", schrijft de Afdeling Codehandhaving NYS. Tot die tijd was de staat New York een van de weinige staten die hun eigen codes schreef en onderhield, onafhankelijk van standaardmodelcodes.

Bouwcodes (bijv. Gebouwen, brand, elektrische codes) worden bepaald door afzonderlijke staten en plaatsen in de Verenigde Staten. Lokale bouwcodes, zoals de New York City Code, kunnen strenger (d.w.z. strenger) zijn dan staatscodes, maar lokale codes kunnen niet minder streng zijn dan staatscodes.

Bouwcodes in New York City bestaan ​​al sinds de stad in de 17e eeuw New Amsterdam werd genoemd. Toen de eerste wolkenkrabbers werden gebouwd aan het begin van de 20e eeuw, was het de bouwcode die architecten dwong om gebouwen te ontwerpen die zon op de straat zouden toelaten, daarom zijn veel van de oude wolkenkrabbers "getrapt" met rijen en uitsparingen bovenaan. Gebouwcodes zijn dynamische documenten - ze veranderen wanneer de omstandigheden veranderen.

Na 11 september 2001

Nadat twee vliegtuigen hadden geslagen en de tweelingtorens in New York City hadden neergehaald, bestudeerden teams van architecten en ingenieurs waarom de torens van het World Trade Center vielen. De rapporten van het Federal Emergency Management Agency (FEMA), de National 9/11 Commission en het National Institute of Standards and Technology (NIST) bevatten aanbevelingen voor manieren om toekomstige wolkenkrabbers veiliger te maken. Van 2005 tot 2008 verzamelde NIST hun bevindingen in een reeks rapporten, waaronder een onderzoek naar de ineenstorting van gebouw zeven op grond nul.

Het kantoorgebouw dat bekend staat als WTC 7 was een typischere wolkenkrabber in New York City in vergelijking met de superhoge dubbele torens die waren getroffen door jets en vliegtuigbrandstof. Gebouw zeven bleef nog bijna zeven uur staan ​​nadat de nabijgelegen noordtoren instortte. Afbrokkelen om 17:20:52 uur ET na een lange dag van terreur werd WTC 7 nooit aangevallen, maar het stortte ook in. In zijn rapport beweert NIST dat de ineenstorting van dit gebouw "de eerste bekende instantie was van de totale instorting van een hoog gebouw, voornamelijk vanwege branden." Andere gebouwen in New York City hebben brand gehad, zelfs als hun sprinklersystemen niet werken, maar WTC 7 is de enige die is ingestort. Sterker nog, in 1945 vloog de bommenwerper van de luchtmacht per ongeluk in het Empire State Building op een mistige ochtend en de in 1931 gebouwde wolkenkrabber stortte niet in.

NIST merkte op dat "de ineenstorting van WTC 7 het belang benadrukt van het ontwerpen van brandwerende structuren voor situaties waarin sprinklers niet aanwezig zijn, niet functioneren (bijv. Vanwege een losgekoppelde of verminderde watertoevoer) of overweldigd zijn." De WTC 7 viel op 9/11 vanwege "een door brand veroorzaakte geleidelijke ineenstorting ... de verspreiding van lokale schade, van een initiërende gebeurtenis ..." Het gebouw voldeed aan de New York City bouwvoorschriften van 1968 - voorschriften geschreven meer dan dertig jaar vóór 9 / 11.

De leeftijd van een bouwcode doet er echter niet toe. Aan de zuidkant van het World Trade Center-terrein stortte een gotische wolkenkrabber van 23 verdiepingen, ontworpen door Cass Gilbert, nooit in, hoewel hij zwaar beschadigd was op 9/11. Het stalen frame van het in 1907 gebouwde gebouw aan West Street 90 werd versterkt met hittebestendig terracotta, tegels en beton.

New York City, die op 9/11/01 de meest catastrofale verliezen leed, nam het voortouw door wetgeving aan te nemen om levens te redden in het geval van een nieuwe terroristische aanval. In 2004 tekende burgemeester van New York, Michael Bloomburg, lokale wet 26, die hoge gebouwen vereiste om verbeterde sprinklersystemen, betere uitgangsborden, een extra trap en andere functies te integreren om mensen te helpen snel te vertrekken tijdens noodsituaties.

Landelijk kwam de verandering langzamer. Sommige mensen waren bang dat strengere bouwwetgeving het moeilijk, zo niet onmogelijk zou maken om recordbrekende wolkenkrabbers te bouwen. Ze vroegen zich af of architecten in staat zouden zijn om prachtige, slanke wolkenkrabbers te ontwerpen met voldoende trappen of liften om aan de nieuwe veiligheidsvoorschriften te voldoen.

Critici beweerden ook dat nieuwe, strengere veiligheidseisen de bouwkosten zouden verhogen. Op een gegeven moment schatte de Algemene Diensten Administratie (GSA), een federaal agentschap dat staatseigendom beheert, dat de kosten van het installeren van extra trappen zwaarder wegen dan de veiligheidsvoordelen.

April 2005 Presentatie door hoofdonderzoeker Shyam Sunder, NIST. Stephen Chernin / Getty Images (bijgesneden)

Bouwcode wijzigingen

NIST was niet normatief in zijn aanbevelingen. In plaats daarvan moedigde NIST concurrerende oplossingen aan voor de problemen die het aan de orde stelde en ondersteunde het openbare beleidsmakers om herziene normen en codes aan te nemen. de basis voor bouw- en brandregelgeving in de Verenigde Staten. De International Code Council (ICC) keurt wijzigingen om de drie jaar goed wanneer de codes worden bijgewerkt.

Sommige van de nieuwe veiligheidseisen voor gebouwen omvatten extra trappen en meer ruimte tussen trappen; sterkere muren in trappenhuizen en liftschachten; versterkte liften voor noodgevallen; strengere normen voor bouwmaterialen; betere brandwerendheid; back-up waterbronnen voor het sprinklersysteem; glow-in-the-dark exit borden; en radioversterkers voor noodcommunicatie.

Het einde van elegantie?

In 1974 keurde de stad Los Angeles een verordening goed die helipads vereist bovenop alle commerciële hoogbouw. Brandweerlieden vonden het een goed idee. Ontwikkelaars en architecten waren van mening dat de eisen van de platte top een creatieve skyline onderdrukten. In 2014 werd de lokale regelgeving ingetrokken.

Architecten staan ​​voor moeilijke uitdagingen terwijl ze worstelen met strengere brand- en veiligheidscodes. In New York City, geschillen over het ontwerp van Vrijheidstoren werd legendarisch. Terwijl de veiligheidsproblemen toenamen, veranderde het oorspronkelijke concept van architect Daniel Libeskind in een minder fantasievolle wolkenkrabber die werd ontworpen en vervolgens opnieuw ontworpen door architect David Childs.

Het definitieve ontwerp voor One World Trade Center loste veel klachten op. Nieuwe betonnen materialen en constructietechnieken hebben het mogelijk gemaakt om brandveiligheidsfuncties op te nemen in open plattegronden en transparante glazen wanden. Toch zeggen sommige fans van het originele Freedom Tower-ontwerp dat Childs kunst heeft opgeofferd omwille van een onbereikbaar begrip van veiligheid. Anderen zeggen dat de nieuwe 1 WTC alles is wat het zou moeten zijn.

Het nieuwe normaal: architectuur, veiligheid en duurzaamheid

Wat is de toekomst voor wolkenkrabbers? Betekenen de nieuwe veiligheidswetten kortere, dikkere gebouwen? Absoluut niet. Voltooid in 2010, verbrijzelde de Burj Khalifa in de Verenigde Arabische Emiraten wereldrecords voor het bouwen van hoogte. Hoewel hij maar liefst 828 meter hoog is, heeft de wolkenkrabber meerdere evacuatieliften, supersnelle liften, dikke betonnen wapening in de trappen en vele andere veiligheidsvoorzieningen.

Natuurlijk levert een gebouw zo hoog als Burj Khalifa andere problemen op. De onderhoudskosten zijn astronomisch en de eisen aan natuurlijke hulpbronnen extreem. Deze tekorten wijzen op de echte uitdaging waar elke ontwerper voor staat.

Eén World Trade Center staat in de buurt van waar ooit de vernietigde tweelingtorens stonden, die kantoorruimte verving maar nooit de plaats van herinneringen innam - het National 9/11 Memorial is nu waar de tweelingtorens stonden. Een aantal veiligheids-, beveiligings- en groene gebouwfuncties zijn opgenomen in het ontwerp en de constructie van de nieuwe 1WTC, ontwerpdetails die mogelijk in de oorspronkelijke gebouwen ontbraken. Veiligheidssystemen overtreffen nu bijvoorbeeld de vereisten van de New York City Building Code; liften zijn ondergebracht in een beschermde centrale gebouwkern; op elke verdieping bevinden zich beveiligde huurdersverzamelpunten; een speciale trap voor brandweerlieden en extra brede trappen onder druk maken deel uit van het ontwerp; sproeiers, noodhulpmiddelen en communicatiesystemen zijn tegen beton beschermd; het gebouw is het meest ecologisch duurzame project van zijn omvang ter wereld, met een LEED Gold-certificering; de energieprestaties van het gebouw overtreffen de codevereisten met 20 procent, koelsystemen gebruiken teruggewonnen regenwater en afvalstoom helpt elektriciteit te genereren.

Het komt neer op

Het ontwerpen van gebouwen betekent altijd werken binnen regels. Naast brandcodes en veiligheidswetten moet de moderne constructie voldoen aan de vastgestelde normen voor milieubescherming, energie-efficiëntie en universele toegankelijkheid. Lokale bestemmingsverordeningen leggen extra beperkingen op die van invloed kunnen zijn op alles, van verfkleuren tot bouwstijl. En dan beantwoorden uiteraard succesvolle gebouwen ook aan de eisen van het landschap en de behoeften van de klant en de gemeenschap.

Omdat nieuwe regels worden toegevoegd aan het toch al complexe web van voorschriften en beperkingen, doen architecten en ingenieurs wat ze altijd al zo goed hebben gedaan - innoveren. Vraag naar de gebouwen / brandcodes / normen in andere landen, en kijk uit naar de horizon voor de hoogste gebouwen ter wereld.

We bevinden ons in een nieuwe wereld en definiëren opnieuw wat haalbaar is.

Samenvatting: 8 gebieden die nodig zijn voor verandering - NIST-aanbevelingen

1. Verhoog de structurele integriteit om progressieve instorting te voorkomen
2. Verbetering van het uithoudingsvermogen van brand, inclusief beoordelingen en testen van door spray aangebrachte materialen
3. Maak nieuwe methoden voor brandwerend ontwerp, inclusief burn-out zonder in te storten
4. Verbeter actieve brandbeveiligingssystemen ("ontwerp, prestaties, betrouwbaarheid en redundantie") zoals sprinklers, alarmen, enz.
5. Verbeter de evacuatie en noodcommunicatieprocedures en het ontwerp van gebouwen
6. Verbeter de respons op noodsituaties, inclusief commando en bediening
7. Verbeteren van procedures en werkwijzen, inclusief naleving van de code en documentatie
8. Onderwijs en opleiding ("voor ingenieurs, ingenieurs, architecten en brandweerpersoneel voor brandbeveiliging")

bronnen

• Nationaal instituut voor normen en technologie (NIST). Eindrapporten van het NIST World Trade Center Disaster Investigation. September 2005 tot november 2008. https://www.nist.gov/engineering-laboratory/final-reportss-nist-world-trade-center-disaster-investigation
• Barbara A. Nadel, FAIA. "High-Rise Intl. Bouwcode veranderingen weerspiegelen lessen geleerd van 9/11." Buildings.com, 6 november 2008. https://www.buildings.com/article-details/articleid/6719/title/high-rise-intl-building-code-changes-reflect-lessons-learned-from-9 -11
• De havenautoriteit van New York en New Jersey. Eén World Trade Center-voortgang. http://www.panynj.gov/wtcprogress/index.html
• Staatsdepartement van New York. Over de verdeling van bouwstandaarden en codes. https://www.dos.ny.gov/dcea/About_DCEA.html
• Patrick Butler. "Misschien was de 'domme' helipadregel van L.A. niet zo dom." Los Angeles Times Op-Ed, 6 oktober 2014. http://www.latimes.com/opinion/op-ed/la-oe-butler-rooftop-helipads-fire-20141007-story.html