Comment le 11 septembre a changé les normes de construction et de sécurité

Avant le 11 septembre 2001, les codes du bâtiment aux États-Unis se concentraient sur la stabilité structurelle et la sécurité incendie courante. Des bâtiments comme les tours jumelles du World Trade Center étaient considérés comme sûrs car ils pouvaient résister aux vents de force ouragan et même à l'impact d'un petit avion. Ils étaient sur-construit de ne pas tomber. Un incendie typique ne s'est pas propagé au-delà de quelques étages, de sorte que les gratte-ciel n'étaient pas tenus de fournir plusieurs voies d'évacuation pour une évacuation rapide de l'ensemble du bâtiment. En utilisant moins d'escaliers et des matériaux de construction minces et légers, les architectes pouvaient concevoir des gratte-ciel minces, élégants et incroyablement hauts.

À propos des codes du bâtiment

Les règles et règlements qui décrivent une construction bonne et sûre, la sécurité incendie, la plomberie, l'électricité et l'énergie sont généralement «codifiés», ce qui signifie qu'ils deviennent loi. Ces codes sont administrés et appliqués aux niveaux régional et local. Aux États-Unis, les États et les localités «adoptent» des codes modèles - un ensemble de normes de construction de meilleures pratiques qui ont été créées par un conseil d'experts indépendants. La plupart des États adoptent et modifient des codes standard, tels que le Code international du bâtiment^® (IBC) et le Code international de prévention des incendies.^®

Le 1er janvier 2003, l'État de New York a adopté les codes internationaux du bâtiment, "... qui sont largement utilisés dans tout le pays, offrent un plus grand niveau de cohérence et nous permettent de suivre le rythme des technologies émergentes dans l'industrie de la construction en évolution rapide d'aujourd'hui", écrit le NYS Division of Code Enforcement. Jusque-là, l'État de New York était l'un des rares États à avoir rédigé et maintenu ses propres codes, indépendamment des codes modèles standard.

Les codes de construction (par exemple, les codes du bâtiment, du feu et de l'électricité) sont légiférés par les États et les localités des États-Unis. Les codes du bâtiment locaux, tels que le code de la ville de New York, peuvent être plus stricts (c'est-à-dire plus stricts) que les codes des États, mais les codes locaux ne peuvent pas être moins rigoureux que les codes des États.

Les codes du bâtiment à New York existent depuis que la ville s'appelait New Amsterdam au 17e siècle. Lorsque les premiers gratte-ciel ont été construits au début du XXe siècle, c'est le code du bâtiment qui a obligé les architectes à concevoir des bâtiments qui permettraient au soleil de pénétrer dans la rue, c'est pourquoi bon nombre des anciens gratte-ciel sont «étagés», avec des gradins et découpes en haut. Les codes du bâtiment sont des documents dynamiques - ils changent lorsque les circonstances changent.

Après le 11 septembre 2001

Après que deux avions ont percuté et abattu les tours jumelles à New York, des équipes d'architectes et d'ingénieurs ont étudié la raison de la chute des tours du World Trade Center. Les rapports publiés par la Federal Emergency Management Agency (FEMA), la National 9/11 Commission et le National Institute of Standards and Technology (NIST) contenaient des recommandations sur les moyens de rendre les futurs gratte-ciel plus sûrs. De 2005 à 2008, le NIST a compilé ses conclusions dans une série de rapports, y compris une étude de l'effondrement du bâtiment sept à Ground Zero.

L'immeuble de bureaux connu sous le nom de WTC 7 était un gratte-ciel plus typique de New York par rapport aux tours jumelles super hautes qui avaient été touchées par des jets et du kérosène. Le bâtiment sept a duré près de sept heures de plus après l'effondrement de la tour nord voisine. Émiettement à 17 h 20 min 52 s ET après une longue journée de terreur, le WTC 7 n'a jamais été attaqué, mais il s'est également effondré. Dans son rapport, le NIST affirme que l'effondrement de ce bâtiment "a été le premier cas connu d'effondrement total d'un immeuble de grande hauteur principalement dû à des incendies". D'autres bâtiments à New York ont ​​eu des incendies, même si leurs systèmes de gicleurs n'ont pas fonctionné, mais le WTC 7 est le seul à s'être effondré. En fait, en 1945, un bombardier de l'Air Force a accidentellement volé dans l'Empire State Building un matin brumeux, et le gratte-ciel construit en 1931 ne s'est pas effondré.

Le NIST a observé que "l'effondrement du WTC 7 met en évidence l'importance de concevoir des structures résistantes au feu pour les situations où les gicleurs ne sont pas présents, ne fonctionnent pas (par exemple, en raison d'un approvisionnement en eau déconnecté ou altéré), ou sont dépassés". Le WTC 7 est tombé le 11 septembre en raison "d'un effondrement progressif induit par le feu ... de la propagation de dommages locaux, d'un événement déclencheur ..." Le bâtiment respectait les codes du bâtiment de New York de 1968 - règlements écrits plus de trente ans avant le 9 / 11.

L'âge d'un code du bâtiment ne devrait cependant pas avoir d'importance. À l'extrémité sud du site du World Trade Center, un gratte-ciel gothique de 23 étages conçu par Cass Gilbert ne s'est jamais effondré bien qu'il ait été lourdement endommagé le 9/11. Le cadre en acier du bâtiment de 1907 construit au 90, rue West a été renforcé avec de la terre cuite résistante à la chaleur, des carreaux et du béton.

La ville de New York, qui a subi les pertes les plus catastrophiques le 9/11/01, a pris l'initiative d'adopter une loi pour sauver des vies en cas de nouvelle attaque terroriste. En 2004, le maire de New York, Michael Bloomburg, a signé la loi locale 26, qui exigeait que les grands immeubles intègrent des systèmes de gicleurs améliorés, de meilleures enseignes de sortie, un escalier supplémentaire et d'autres caractéristiques pour aider les gens à sortir rapidement en cas d'urgence.

À l'échelle nationale, le changement est venu plus lentement. Certaines personnes craignaient que des lois plus exigeantes sur le code du bâtiment rendent difficile, voire impossible, la construction de gratte-ciels record. Ils se sont demandés si les architectes seraient capables de concevoir de beaux gratte-ciel élancés avec suffisamment d'escaliers ou d'ascenseurs pour répondre aux nouvelles règles de sécurité.

Les critiques ont également allégué que de nouvelles exigences de sécurité plus rigides augmenteraient les coûts de construction. À un moment donné, la General Services Administration (GSA), un organisme fédéral qui gère les biens du gouvernement, a estimé que les frais d'installation d'escaliers supplémentaires l'emporteraient sur les avantages en matière de sécurité..

Avril 2005 Présentation par le chercheur principal Shyam Sunder, NIST. Stephen Chernin / Getty Images (recadré)

Modifications du code du bâtiment

Le NIST n'était pas normatif dans ses recommandations. Au lieu de cela, le NIST a encouragé des solutions compétitives aux problèmes qu'il a soulevés et a aidé les décideurs publics à adopter des normes et des codes révisés.En 2009, la pression pour de nouvelles normes de construction a gagné, apportant des changements radicaux au Code international du bâtiment et au Code international de prévention des incendies, qui servent de la base de la réglementation en matière de construction et d'incendie aux États-Unis. L'International Code Council (ICC) approuve les modifications tous les trois ans lorsque les codes sont mis à jour.

Certaines des nouvelles exigences de sécurité pour les bâtiments comprenaient des escaliers supplémentaires et plus d'espace entre les escaliers; des murs plus solides dans les cages d'escalier et les cages d'ascenseur; ascenseurs renforcés pour utilisation d'urgence; des normes plus strictes pour les matériaux de construction; meilleure ignifugation; des sources d'eau de secours pour le système de gicleurs; panneaux de sortie brillants dans le noir; et amplificateurs radio pour les communications d'urgence.

La fin de l'élégance?

En 1974, la ville de Los Angeles a adopté une ordonnance exigeant des héliports au sommet de tous les immeubles commerciaux. Les pompiers ont pensé que c'était une bonne idée. Les développeurs et les architectes ont estimé que les exigences du toit plat étouffaient un horizon créatif. En 2014, la réglementation locale a été abrogée.

Les architectes sont confrontés à des défis difficiles alors qu'ils sont aux prises avec des codes d'incendie et de sécurité plus exigeants. À New York, des différends sur la conception de Tour de la Liberté est devenu légendaire. Alors que les problèmes de sécurité montaient, le concept original posé par l'architecte Daniel Libeskind s'est transformé en un gratte-ciel moins fantaisiste conçu puis redessiné par l'architecte David Childs.

La conception finale du One World Trade Center a résolu de nombreuses plaintes. De nouveaux matériaux et techniques de construction en béton ont permis d'incorporer des dispositifs de sécurité incendie avec des plans d'étage ouverts et des parois en verre transparent. Pourtant, certains fans de la conception originale de la Freedom Tower disent que Childs a sacrifié l'art au nom d'une notion de sécurité impossible à réaliser. D'autres disent que le nouveau 1 WTC est tout ce qu'il devrait être.

La nouvelle norme: architecture, sécurité et durabilité

Alors, quel est l'avenir des gratte-ciel? Les nouvelles lois sur la sécurité signifient-elles des bâtiments plus courts et plus gros? Absolument pas. Achevé en 2010, le Burj Khalifa aux Émirats arabes unis a battu des records du monde pour la hauteur des bâtiments. Pourtant, alors qu'il s'élève à 2717 pieds (828 mètres), le gratte-ciel comprend plusieurs ascenseurs d'évacuation, des ascenseurs à très grande vitesse, un renforcement en béton épais dans les escaliers et de nombreuses autres caractéristiques de sécurité.

Bien sûr, un bâtiment aussi haut que Burj Khalifa pose d'autres problèmes. Les coûts de maintenance sont astronomiques et les exigences sur les ressources naturelles extrêmes.Ces lacunes soulignent le véritable défi auquel chaque concepteur est confronté.

Un World Trade Center se tient près de l'endroit où se trouvaient autrefois les tours jumelles détruites, remplaçant les bureaux mais ne remplaçant jamais les souvenirs - le Mémorial national du 11 septembre est maintenant à l'endroit où se trouvaient les tours jumelles. Un certain nombre de caractéristiques de sûreté, de sécurité et de bâtiments écologiques ont été intégrées à la conception et à la construction du nouveau 1WTC, des détails de conception qui manquaient peut-être dans les bâtiments d'origine. Par exemple, les systèmes de sécurité dépassent désormais les exigences du Code du bâtiment de New York; les ascenseurs sont logés dans un noyau central de bâtiment protégé; des points de collecte des locataires protégés se trouvent à chaque étage; un escalier dédié aux pompiers et des escaliers pressurisés extra-larges font partie de la conception; les gicleurs, les colonnes montantes d'urgence et les systèmes de communication sont protégés par du béton; le bâtiment est le projet le plus écologiquement durable de sa taille au monde, obtenant une certification LEED Gold; la performance énergétique du bâtiment dépasse les exigences du code de 20%, les systèmes de refroidissement utilisent de l'eau de pluie récupérée et la vapeur résiduelle aide à produire de l'électricité.

The Bottom Line

Concevoir des bâtiments a toujours signifié travailler selon des règles. En plus des codes d'incendie et des lois sur la sécurité, la construction moderne doit répondre aux normes établies en matière de protection de l'environnement, d'efficacité énergétique et d'accessibilité universelle. Les ordonnances de zonage locales imposent des restrictions supplémentaires qui peuvent affecter tout, des couleurs de peinture au style architectural. Et puis, bien sûr, les bâtiments qui réussissent répondent également aux exigences du paysage et aux besoins du client et de la communauté.

Alors que de nouvelles règles s'ajoutent au réseau déjà complexe de réglementations et de restrictions, les architectes et les ingénieurs font ce qu'ils ont toujours si bien fait: innover. Renseignez-vous sur les codes / normes de construction / incendie dans d'autres pays et observez l'horizon des plus hauts bâtiments du monde.

Nous sommes dans un nouveau monde, redéfinissant ce qui est faisable.

Résumé: 8 domaines de changement nécessaires - Recommandations du NIST

1. Augmentez l'intégrité structurelle pour éviter un effondrement progressif
2. Améliorez l'endurance au feu, notamment en évaluant et en testant les matériaux appliqués par pulvérisation
3. Créer de nouvelles méthodes de conception résistant au feu, y compris l'épuisement sans effondrement
4. Améliorer les systèmes actifs de protection contre les incendies ("conception, performances, fiabilité et redondance") tels que les sprinklers, les alarmes, etc..
5. Améliorer les procédures et la conception de l'évacuation des bâtiments et des communications d'urgence
6. Améliorez les interventions d'urgence, y compris le commandement et le contrôle
7. Améliorer les procédures et les pratiques, notamment la conformité au code et la documentation
8. Éducation et formation («pour les ingénieurs en protection contre les incendies, les ingénieurs en structure, les architectes et le personnel de réglementation des bâtiments et des pompiers»)

Sources

• Institut national des normes et de la technologie (NIST). Rapports finaux du NIST World Trade Center Disaster Investigation. Septembre 2005 à novembre 2008. https://www.nist.gov/engineering-laboratory/final-reports-nist-world-trade-center-disaster-investigation
• Barbara A. Nadel, FAIA. "Les modifications apportées au code du bâtiment international de grande hauteur reflètent les leçons tirées du 11 septembre." Buildings.com, 6 novembre 2008. https://www.buildings.com/article-details/articleid/6719/title/high-rise-intl-building-code-changes-reflect-lessons-learned-from-9 -11
• L'autorité portuaire de New York et du New Jersey. Progrès du One World Trade Center. http://www.panynj.gov/wtcprogress/index.html
• Département d'État de l'État de New York. À propos de la Division des normes et codes du bâtiment. https://www.dos.ny.gov/dcea/About_DCEA.html
• Patrick Butler. "Peut-être que la règle d'héliport 'stupide' de L.A. n'était pas si stupide." Los Angeles Times Op-Ed, 6 octobre 2014. http://www.latimes.com/opinion/op-ed/la-oe-butler-rooftop-helipads-fire-20141007-story.html