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La conception et la construction de bâtiments de grande taille représentent certains des défis les plus complexes en architecture et en génie modernes.À mesure que les populations urbaines continuent de croître et que les terrains disponibles deviennent de plus en plus rares, la construction verticale est devenue non seulement une préférence, mais une nécessité dans de nombreuses régions métropolitaines.Le Code international du bâtiment (CBI) sert de cadre réglementaire fondamental pour assurer la sécurité, l'accessibilité et la résilience de ces structures imposantes.

Comprendre le cadre du Code international du bâtiment

Le Code international du bâtiment (CBI) est le document de base pour assurer la sécurité, la durabilité et l'accessibilité des bâtiments dans le monde entier. À mesure que les technologies et les pratiques de construction évoluent, le CBI en est le cas. Le Conseil international du Code (CCI) promulgue un nouveau Code international du bâtiment tous les trois ans dans le cadre du processus d'élaboration du Code de la CPI.

Élaboré à la suite de l'examen des modifications proposées par les responsables de l'application des codes, les représentants de l'industrie, les professionnels de la conception et d'autres parties intéressées, le Code international du bâtiment de 2024 établit des lignes directrices minimales pour les systèmes de construction qui permettent l'utilisation de nouveaux matériaux et de nouveaux modèles de construction, d'une manière qui assure un niveau raisonnable de sécurité, de santé publique et de bien-être général grâce à des lignes directrices normatives et liées au rendement.

En général, le BAC est axé sur les moyens d'évacuation, la stabilité, l'assainissement, la lumière et la ventilation adéquates, la conservation de l'énergie, la sécurité de la vie et des biens, les risques d'incendie, d'explosion et autres.

ICC IBC-2024 est un document volumineux, qui contient une multitude de sections qui, ensemble, comptent plus de 750 pages. Cette couverture étendue garantit que pratiquement tous les aspects de la conception et de la construction des bâtiments sont traités avec des mesures de sécurité et des normes de rendement appropriées.

Définition des bâtiments à fort taux d'élévation sous le GRV

La compréhension de ce qui constitue un bâtiment à grande hauteur est la première étape essentielle pour déterminer quelles exigences de code s'appliquent à un projet. Le chapitre 2 du document GRV 2024 définit un bâtiment à grande hauteur comme : Un bâtiment à plancher occupé ou à toit habitable situé à plus de 75 pieds au-dessus du niveau d'accès le plus bas des véhicules du service d'incendie.

Une classification des bâtiments à hauteur de hausse déclenche plusieurs exigences différentes en matière de protection contre l'incendie et de sécurité de la vie pour un bâtiment conformément à la section 403 du Code international du bâtiment (CBI) de 2024. Il est important que les équipes de conception déterminent correctement la classification des bâtiments à hauteur de hausse ou de hausse lorsqu'elles tiennent compte de l'incidence sur les coûts et de la complexité de la conception qu'entraîne une classification des bâtiments à hauteur de hausse.

Principaux changements dans la définition du GRV 2024

L'édition 2024 du GRV a apporté d'importantes précisions concernant les toits occupés qui ont une incidence importante sur la classification des hauteurs élevées. Le GRV 2024 exigera qu'un toit occupé attribue à la considération de la hauteur du bâtiment. Le GRV 2024 précise que, parce que le toit a des occupants comme toute autre histoire dans le bâtiment, le toit doit être inclus dans la détermination de la hauteur totale du bâtiment.

Pour les projets qui ont fait l'objet d'une édition antérieure de codes, il n'est pas surprenant de rencontrer un projet qui a conçu le niveau de plancher le plus élevé occupé à 74 pieds pour maintenir une classification de hauteur basse. Par exemple, une élévation de sept étages dans un immeuble à appartements multifamiliaux peut avoir une terrasse sur le toit avec une piscine au-dessus du niveau 7 avec une élévation de toit de 85 pieds.

Ce changement a de profondes répercussions sur la planification et la budgétisation des projets, car les bâtiments qui ont précédemment évité la classification des tours élevées peuvent maintenant être assujettis à des exigences plus strictes. Les équipes de conception doivent évaluer soigneusement leurs projets au début du processus de conception pour déterminer la classification applicable et les exigences connexes.

Exigences en matière de protection contre l'incendie et de sécurité de la vie

La sécurité incendie est l'un des aspects les plus critiques de la conception des bâtiments de grande hauteur sous le GRV. La sécurité incendie dans les bâtiments de grande hauteur est d'une importance primordiale en raison du potentiel de propagation rapide des incendies, des moyens limités d'évacuation et des défis auxquels sont confrontés les pompiers.

Systèmes automatiques d'arrosage

Les bâtiments de grande hauteur doivent être équipés de systèmes d'arrosage automatiques complets. Ces systèmes servent de ligne de défense primaire contre la propagation du feu et sont conçus pour s'activer automatiquement lorsque la chaleur d'un incendie est détectée. Le système d'arrosage doit être conçu pour fournir un débit d'eau et une pression adéquats à tous les étages du bâtiment, ce qui présente des défis techniques uniques dans les structures hautes.

Un approvisionnement en eau secondaire automatique sur place d'une capacité au moins égale à la demande de l'arroseur calculée hydrauliquement, y compris l'exigence de débit de tuyau conformément à l'article 903.3.1.1, doit être prévu pour les bâtiments de hauteurs assignés aux catégories de conception sismique C, D, E ou F, selon la section 1613. L'approvisionnement en eau secondaire doit avoir une durée d'au moins 30 minutes, selon la classification des risques d'occupation conformément à l'article 903.3.1.1.

La gestion de la pression d'eau est un élément essentiel de la conception d'un arroseur à grande hauteur. Le maintien d'une pression d'eau constante et suffisante dans un bâtiment à grande hauteur est essentiel pour assurer des mesures efficaces de protection contre l'incendie. Pour maintenir la pression d'eau dans une plage utile, une pompe à incendie est dotée d'une capacité suffisante pour satisfaire la plus grande demande.

Systèmes de détection d'incendie et d'alarme

Les articles 403 et 907 du RAC stipulent également que les bâtiments de grande hauteur doivent être équipés d'un système automatique de détection de fumée, d'un système de communication par service d'incendie et d'un système de communication vocale et d'alarme d'urgence, qui sont reliés entre eux pour prévenir rapidement les incendies et faciliter la coordination des procédures d'évacuation.

Les systèmes de détection de fumée et d'alarme sont également conçus pour gérer les évacuations dans les grands bâtiments avec ce qu'on appelle le plancher au-dessus, le plancher au-dessous des protocoles. « Vous ne voulez pas dire à tout le bâtiment de sortir à la fois, parce que maintenant c'est un embouteillage partout, » a dit Bennett. « Donc, ce que vous ferez est vous alertez les gens les plus en danger, donc ceux sur le plancher d'incendie, et ceux immédiatement adjacents au plancher d'incendie sont alertés. »

Cette approche d'évacuation progressive est essentielle pour prévenir la panique et assurer une évacuation ordonnée du bâtiment. Le système de communication vocale/abrasif d'urgence permet à la gestion du bâtiment et aux intervenants d'urgence de fournir des instructions spécifiques aux occupants en fonction de l'emplacement et de la gravité de l'incendie.

Systèmes de tuyauterie

Un bâtiment à hauteur élevée doit être équipé d'un système de tuyau d'arrêt tel que requis par la section 905.3. Les systèmes de tuyau d'arrêt fournissent une source d'eau fiable pour les opérations de lutte contre les incendies dans le bâtiment. Pour lutter contre un incendie à hauteur élevée, les pompiers ne peuvent pas utiliser des lignes d'attaque, qui sont normalement reliées au moteur de pompage pour les bâtiments à hauteur basse.

La conception des systèmes de canalisation doit tenir compte des variations importantes de la pression d'eau qui se produisent sur la hauteur d'un bâtiment de grande taille. Les soupapes de réduction de la pression sont habituellement nécessaires pour s'assurer que les raccords de tuyaux sur les étages inférieurs ne dépassent pas les pressions de fonctionnement sécuritaires tout en maintenant une pression adéquate aux étages supérieurs.

Centre de commandement des incendies

Un centre de commandement des incendies conforme à la section 911 doit être fourni dans un endroit approuvé par le responsable du code d'incendie. Le centre de commandement des incendies sert de point de contrôle central pour tous les systèmes de protection contre les incendies et de sécurité de la vie dans le bâtiment. Il fournit aux intervenants d'urgence l'accès aux systèmes de contrôle des bâtiments, au matériel de communication et aux renseignements essentiels nécessaires pour gérer efficacement les opérations d'urgence.

Le centre de commandement de l'incendie comprend généralement des commandes et des affichages pour le système d'alarme d'incendie, le système d'arrosage, le système de canalisation, les systèmes d'alimentation en cas de secours, les commandes d'ascenseur et les systèmes CVC. Il doit être situé dans un endroit facilement accessible près de l'entrée principale du bâtiment et être protégé contre l'incendie.

Ascenseurs d'accès au service d'incendie

Les ascenseurs de sécurité incendie sont prescrits par l'IRBC 403.6.1 pour les bâtiments de plus de 120 pieds. Ces ascenseurs spéciaux permettent aux premiers intervenants d'accéder plus rapidement aux planchers et d'évacuer les occupants en cas d'incendie. Ces ascenseurs spécialisés sont conçus pour rester opérationnels pendant les conditions d'incendie et permettent aux pompiers d'accéder à l'étage supérieur du bâtiment.

Ils offrent également un accès direct aux escaliers qui ont des robinets de tuyau. Les premiers intervenants peuvent utiliser les escaliers comme une étape d'appel pour installer leurs tuyaux et stratégiser la façon dont ils veulent combattre l'incendie. Lorsqu'il est temps d'échapper, les premiers intervenants et les occupants peuvent sortir de façon fiable par le hall d'accès aux ascenseurs du service d'incendie, qui a un accès direct à une sortie intérieure fermée ou une rampe.

Considérations relatives à la conception structurelle

La conception structurelle des bâtiments à hauteur élevée doit répondre à des défis uniques liés à la hauteur, aux charges latérales et à la répartition verticale des charges. Le GRV fait référence à la norme ASCE/SEI 7 pour les prescriptions de conception structurelle, qui contient des dispositions détaillées pour le calcul des charges de conception et pour la stabilité structurelle.

Exigences de conception sismique

L'un des principaux changements apportés au document IBC 2024 est le perfectionnement des normes de conception sismique, qui reflètent les dernières recherches sur le mouvement du sol et la résilience structurelle.

Le code 2024 comprend des cartes de mouvement sismiques, offrant des prévisions plus précises pour l'activité sismique.Amélioré Conception sismique: Il existe de nouvelles exigences pour l'amortissement structurel, qui améliore la capacité du bâtiment à dissiper l'énergie sismique, réduisant ainsi les dommages potentiels.Ces améliorations permettent aux ingénieurs de concevoir des structures plus efficaces et plus résistantes qui protègent mieux les occupants lors d'événements sismiques.

La conception sismique des bâtiments de grande hauteur implique généralement des techniques d'analyse sophistiquées, y compris l'analyse du spectre de réponse et l'analyse non linéaire du temps-histoire. Le système structural doit être soigneusement sélectionné pour fournir une résistance latérale adéquate tout en conciliant le programme architectural du bâtiment et les exigences fonctionnelles.

Considérations relatives à la charge du vent

Les charges de vent deviennent de plus en plus importantes à mesure que la hauteur du bâtiment augmente. Le GRV exige que les bâtiments à hauteur élevée soient conçus pour résister aux forces du vent déterminées conformément à l'ASCE/SEI 7, qui fournit des procédures détaillées pour le calcul de la pression du vent sur les bâtiments de différentes hauteurs et configurations.

Les essais de soufflerie sont souvent utilisés pour déterminer avec plus de précision les charges du vent et la réaction du bâtiment, ce qui permet de révéler des informations critiques sur les vibrations causées par le vent, les concentrations de pression locales et la stabilité globale du bâtiment qui peuvent ne pas être saisies par des méthodes d'analyse prescrites par le code.

Le système de structure doit être conçu non seulement pour résister aux forces latérales globales du vent, mais aussi pour limiter la dérive et l'accélération du bâtiment à des niveaux acceptables pour le confort des occupants.

Distribution verticale des charges

La répartition efficace des charges de gravité est essentielle dans la conception de bâtiments à hauteur élevée. Le système de structure doit transférer les charges des étages supérieurs vers le bas à travers le bâtiment à la fondation tout en minimisant la taille des éléments de structure et en maximisant l'espace utilisable au sol.

Les charges de colonnes s'accumulent à mesure qu'elles descendent dans le bâtiment, ce qui nécessite des colonnes plus grandes ou plus fortes à des niveaux inférieurs. La conception structurale doit coordonner soigneusement les tailles et les emplacements des colonnes pour maintenir la flexibilité architecturale tout en assurant une capacité de charge adéquate.

Exigences relatives à la résistance au feu

La construction de bâtiments de hauteur doit être conforme aux dispositions des articles 403.2.1 à 403.2.3. Les réductions de résistance au feu spécifiées aux articles 403.2.1.1 et 403.2.1.2 doivent être autorisées dans les bâtiments dotés de vannes de commande de l'arroseur équipées de dispositifs de commande de surveillance et de dispositifs de commande du débit d'eau pour chaque étage.

Les éléments structuraux des bâtiments de grande hauteur doivent être conçus pour maintenir leur capacité de charge pendant l'exposition au feu. L'axiome fondamental de la sécurité incendie des bâtiments de grande hauteur est que le bâtiment doit rester intact tout au long de l'incendie et offrir un refuge aux occupants jusqu'à ce qu'ils puissent être évacués.

Moyens d'évacuation et planification de l'évacuation

La conception des bâtiments à grande hauteur est l'un des aspects les plus critiques de la sécurité et de l'efficacité des moyens d'évacuation. Le GRV établit des exigences détaillées pour l'accès aux issues, aux issues et aux décharges de sortie qui doivent être soigneusement intégrées dans la conception des bâtiments.

Exigences relatives à la sortie de l'escalier

Les bâtiments de grande hauteur doivent être pourvus d'un minimum de deux escaliers de sortie, et les bâtiments plus grands peuvent nécessiter des sorties supplémentaires en fonction de la charge des occupants et de la distance de déplacement requise.

Les bâtiments à hauteur de l'escalier peuvent nécessiter des dispositifs de sécurité contre l'incendie et la vie, qui peuvent comprendre, entre autres, un centre de commandement de l'incendie, des escaliers sous pression, une pompe à incendie, un réservoir secondaire de stockage d'eau, des ascenseurs d'accès aux services d'incendie ou des marquages lumineux de la voie d'évacuation, etc. Les escaliers sous pression aident à empêcher la fumée d'entrer dans l'escalier pendant un incendie, assurant ainsi aux occupants un chemin sûr pour l'évacuation.

La largeur des escaliers de sortie doit être suffisante pour permettre aux occupants de s'acquitter de la charge du bâtiment, avec des exigences spécifiques pour une largeur et une capacité minimales.

Accès à distance et sortie

Le GRV établit les distances de déplacement maximales entre n'importe quel point du bâtiment et la sortie la plus proche, lesquelles varient selon la classification d'occupation et la question de savoir si le bâtiment est équipé d'un système d'arrosage automatique.

Les couloirs d'accès aux sorties doivent être conçus de manière à assurer la protection des voies de déplacement des espaces occupés aux escaliers de sortie. La largeur du couloir, les cotes de résistance au feu et les dispositions de lutte contre la fumée doivent tous être prises en compte dans la conception des voies d'accès aux sorties.

Marquages lumineux du chemin d'évacuation

Les bâtiments à hauteur élevée peuvent être tenus de fournir des marques lumineuses de trajectoire d'évacuation pour faciliter l'évacuation dans des conditions de faible visibilité. Ces marques photoluminescentes décrivent le chemin d'évacuation et aident les occupants à naviguer vers les sorties lorsque l'éclairage normal n'est pas disponible ou lorsque la fumée masque la visibilité.

Les marques comprennent généralement des contours des portes de sortie, des barres de maintien, des marches d'escalier et des indicateurs de direction, qui doivent être conçus pour assurer une visibilité adéquate après une exposition à des conditions d'éclairage normales et doivent être maintenus pendant toute la durée de vie du bâtiment.

Systèmes de lutte contre la fumée

Pour faciliter l'enlèvement de la fumée dans les opérations de récupération et de révision après incendie, les bâtiments et les structures doivent être équipés d'une ventilation naturelle ou mécanique pour l'enlèvement des produits de combustion conformément à l'une des conditions suivantes: Des fenêtres ou des panneaux facilement identifiables et actionnés manuellement doivent être répartis autour du périmètre de chaque plancher à des intervalles d'au plus 50 pieds (15 240 mm).

Il peut également être nécessaire de disposer de systèmes de lutte contre la fumée pour empêcher la migration de fumée pendant l'évacuation, qui utilisent des différentiels de ventilation et de pression mécaniques pour maintenir des conditions de sécurité dans les escaliers de sortie et d'autres zones protégées tout en enlevant la fumée du plancher de feu.

Exigences d'accessibilité pour les bâtiments à fort taux

L'IBC 2024 continue de privilégier l'inclusion, en veillant à ce que les bâtiments soient conçus en tenant compte de l'accessibilité pour tous les occupants, en particulier les personnes handicapées.

Routes accessibles et transport vertical

Les immeubles de grande hauteur doivent fournir des voies accessibles depuis les entrées publiques jusqu'à tous les étages occupés, ce qui exige généralement la fourniture d'ascenseurs accessibles qui respectent les normes d'accessibilité pour la taille des voitures, la largeur des portes, les commandes et les dispositifs de signalisation.

Dans les grands bâtiments, il peut être nécessaire de disposer de plusieurs ascenseurs accessibles en fonction de la charge des occupants et des exigences fonctionnelles. Les lobbies d'ascenseur doivent être conçus de façon à fournir un espace de manoeuvre adéquat aux utilisateurs de fauteuils roulants et doivent être reliés à des voies accessibles dans tout le bâtiment.

Zones de refuge

Les zones de refuge offrent des espaces protégés où les personnes ayant une mobilité réduite peuvent attendre l'aide pendant l'évacuation d'urgence. Ces zones doivent être situées dans des enceintes à résistance au feu, généralement dans des cages d'escaliers ou dans des lobbies d'ascenseur protégés par des barrières à fumée.

Les zones de refuge doivent être dotées de systèmes de communication bidirectionnels qui permettent aux occupants de communiquer avec les intervenants en cas d'urgence ou la gestion des bâtiments.

Unités d'habitation et unités de couchage accessibles

Dans les immeubles résidentiels de grande hauteur, un pourcentage des logements doit être conçu comme des logements accessibles ou des logements de type A conformes aux normes d'accessibilité, qui doivent fournir des itinéraires accessibles dans l'ensemble de l'habitation, des cuisines et des salles de bains accessibles et des autorisations de manœuvre appropriées pour les utilisateurs de fauteuils roulants.

Le pourcentage spécifique d'unités accessibles requis dépend du nombre total d'unités dans le bâtiment et des normes d'accessibilité applicables. Les équipes de conception doivent planifier soigneusement la distribution des unités accessibles dans tout le bâtiment afin de fournir des choix comparables à ceux offerts aux autres résidents.

Systèmes mécaniques, électriques et de plomberie

La conception de systèmes mécaniques, électriques et de plomberie (MEP) dans les immeubles de grande hauteur doit relever des défis uniques liés à la distribution verticale, à la capacité du système et à la fiabilité.

Conception du système CVC

Les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation des bâtiments de grande hauteur doivent être conçus de manière à fournir des conditions de confort adéquates dans tout le bâtiment tout en réduisant la consommation d'énergie.Normes d'efficacité énergétique : Les bâtiments doivent maintenant satisfaire à des exigences plus strictes en matière d'isolation thermique, d'éclairage économe en énergie et de systèmes CVC haute performance.

La distribution verticale des systèmes de CVC exige une planification minutieuse afin de réduire au minimum l'espace de l'arbre tout en offrant une capacité adéquate à tous les étages. Les stratégies de zonage doivent tenir compte des charges variables à différentes hauteurs et orientations du bâtiment.

Systèmes d'alimentation en cas de crise

Les bâtiments de grande hauteur nécessitent des systèmes d'alimentation en cas de panne d'électricité pour maintenir des systèmes de sécurité vitale critiques. Les générateurs de secours doivent être dimensionnés de façon à fournir une capacité suffisante pour l'éclairage de secours, les systèmes d'alarme incendie, les pompes à incendie et d'autres charges essentielles.

Le système de secours doit être conçu pour démarrer automatiquement en cas de perte de puissance normale et doit pouvoir fonctionner pendant la durée requise par le code. Le stockage du carburant pour les générateurs de secours doit satisfaire aux exigences du code en matière de capacité, de localisation et de protection contre l'incendie.

Plumage et distribution d'eau

Les systèmes de distribution d'eau dans les immeubles à hauteur élevée doivent surmonter les écarts de pression importants entre les étages supérieurs et inférieurs. Les soupapes de réduction de pression, les pompes d'appoint et les systèmes de distribution de zone sont habituellement nécessaires pour maintenir des pressions d'eau appropriées dans tout le bâtiment.

Les systèmes de drainage doivent être conçus pour gérer les vitesses verticales de chute et de débit associées aux grands bâtiments. Les systèmes de ventilation doivent être soigneusement conçus pour empêcher la perte de joints de piège et assurer le bon fonctionnement du système de drainage.

Distribution électrique

Les systèmes de distribution électrique doivent fournir une alimentation fiable à tous les étages du bâtiment tout en minimisant la chute de tension et en assurant une capacité de courant de défaillance adéquate.

Les systèmes de protection contre la foudre sont particulièrement importants pour les bâtiments de hauteur en raison de leur exposition aux éclairs. Le système doit fournir un chemin sûr pour que le courant de foudre atteigne le sol sans endommager les systèmes de construction ou mettre en danger les occupants.

Méthodes et matériaux de construction innovants

Les dernières éditions du GRV ont élargi les dispositions relatives aux méthodes et matériaux de construction novateurs qui offrent de nouvelles possibilités de conception de bâtiments de grande hauteur.

Construction de bois de masse

Le bois massif continue de croître en popularité en raison de sa durabilité et de sa résistance. IBC 2024 ouvre la porte pour son utilisation dans des structures encore plus hautes. Bâtiments en bois massif de Taller: IBC 2024 permet des bâtiments plus hauts en bois massif, en s'appuyant sur les dispositions du IBC 2021.

Ces versions du code comprennent trois nouveaux types de construction (IV-A, IV-B et IV-C) qui permettent l'utilisation de bois de masse ou de matériaux non combustibles dans des bâtiments jusqu'à 18, 12 et 9 étages (respectivement).Ces nouveaux types de construction offrent aux architectes et aux ingénieurs des options supplémentaires pour la construction durable de hautes hauteurs tout en maintenant des normes de sécurité incendie appropriées.

Un changement important du GRV 2024 par rapport au GRV 2021 est lié à la prise en compte de l'exposition aux plafonds en bois massif et aux poutres intégrales dans la construction du type IV-B. Le GRV 2021 permet à ces zones d'être exposées à 20 %, tandis que le GRV 2024 permet une exposition à 100 %, ce qui permet des conceptions architecturales plus expressives qui mettent en valeur la beauté naturelle du bois massif tout en maintenant la sécurité incendie.

Matériaux structurels avancés

Le code tient compte également des derniers développements dans les matériaux de construction, notamment les composites et le renforcement en fibre de carbone pour des solutions de construction légères et à haute résistance. Ces matériaux avancés offrent de nouvelles possibilités de réduire le poids structurel, d'augmenter les capacités de portée et d'améliorer les performances sismiques.

L'utilisation de matériaux novateurs exige une coordination étroite avec les responsables du code et peut nécessiter une approbation spéciale ou des approches de conception axées sur le rendement. Les équipes de conception doivent démontrer que les matériaux et les systèmes proposés répondent à l'intention du code et fournissent des performances équivalentes ou supérieures aux méthodes de construction conventionnelles.

Stratégies de mise en œuvre et pratiques exemplaires

Pour que les prescriptions relatives aux GRV soient appliquées avec succès dans les bâtiments de grande hauteur, il faut que tous les membres de l'équipe chargée de la conception et de la construction planifient, coordonnent et communiquent avec soin.

Examen et analyse préliminaires du code

Il est essentiel de procéder à une analyse approfondie du code dès le début du processus de conception pour déterminer les exigences applicables et les défis potentiels, et cette analyse devrait porter sur la classification de l'occupation, le type de construction, les limites de hauteur et de surface, les exigences en matière de protection contre l'incendie, les critères de conception structurelle et les dispositions relatives à l'accessibilité.

Une première collaboration avec l'autorité compétente (AHJ) peut aider à identifier les modifications locales du GRV et à clarifier l'interprétation des exigences en matière de code. Cette approche proactive peut empêcher des changements coûteux de conception plus tard dans le projet et garantir que l'équipe de conception a une compréhension claire de toutes les exigences applicables.

Approche de conception intégrée

La conception de bâtiments de grande hauteur exige une coordination étroite entre les disciplines architecturales, structurelles, mécaniques, électriques, de plomberie et de protection contre l'incendie.

La modélisation de l'information sur les bâtiments (MIF) peut être un outil précieux pour coordonner les systèmes complexes de construction et pour identifier les conflits potentiels avant le début de la construction.

Options de conception axées sur le rendement

Pour les projets complexes ou innovateurs de grande envergure, les approches de conception axées sur la performance peuvent offrir des avantages par rapport à la conformité aux codes prescriptifs. La conception axée sur la performance permet aux équipes de conception de démontrer la conformité aux codes par l'analyse et les essais techniques plutôt que par le respect strict des exigences prescriptives.

La conception axée sur le rendement exige une collaboration étroite avec les responsables du code et peut impliquer l'examen par des experts indépendants. Bien que cette approche puisse prendre plus de temps et coûter plus cher que la conformité normative, elle peut permettre des conceptions novatrices qui ne seraient pas possibles en vertu des dispositions du code normatif.

Exigences en matière de documentation et de soumission

Les documents de construction doivent clairement montrer comment la conception est conforme à toutes les exigences applicables du code, y compris les calculs structuraux, les conceptions de systèmes de protection contre l'incendie, les plans d'évacuation et les caractéristiques d'accessibilité.

Des inspections et des essais spéciaux peuvent être nécessaires pendant la construction pour vérifier que les systèmes installés satisfont aux spécifications de conception et aux exigences de code. L'équipe de conception devrait clairement identifier les inspections spéciales requises dans les documents de construction et coordonner avec l'entrepreneur pour s'assurer que les inspections sont planifiées de façon appropriée.

Traitement des amendements locaux

Bien que le GRV fournisse un code type complet, de nombreux pays adoptent des amendements locaux qui modifient ou complètent les prescriptions du GRV. Les équipes de conception doivent examiner attentivement les amendements locaux et veiller à ce que leurs modèles soient conformes à toutes les prescriptions locales applicables.

Les modifications locales peuvent tenir compte de préoccupations régionales particulières comme la conception sismique, les charges éoliennes, les charges de neige ou les exigences de protection contre l'incendie.

Étude de cas: Application pratique des prescriptions du GRV

Pour illustrer l'application pratique des prescriptions relatives aux GRV dans la conception des immeubles à grande hauteur, il faut envisager un immeuble à grande hauteur à usage mixte avec des logements à l'étage supérieur et des locaux commerciaux à l'étage inférieur. Le bâtiment mesure 300 pieds de haut et 25 étages et est situé dans une région sismiquement active.

Classification des projets et exigences de base

Le bâtiment répond clairement à la définition d'un bâtiment à hauteur élevée, car il occupe des étages plus de 75 pieds au-dessus du niveau le plus bas d'accès aux véhicules du service d'incendie. Cette classification déclenche de nombreuses exigences supplémentaires en vertu de l'article 403 du BAC, y compris les systèmes d'arrosage automatique, les systèmes de sortie d'incendie, les systèmes d'alarme incendie, les systèmes de communication vocale/abrasif d'urgence, un centre de commandement incendie et les ascenseurs d'accès au service d'incendie.

La nature mixte de l'immeuble exige une analyse minutieuse des exigences de séparation d'occupation. Les parties résidentielles de l'immeuble sont classées comme occupation du groupe R-2, tandis que les locaux commerciaux sont classés comme occupation du groupe B ou M selon leur utilisation particulière.

Considérations relatives à la conception structurelle

Le système structural doit être conçu pour résister aux charges de gravité et aux charges latérales dues aux forces du vent et de la sismique. Étant donné l'emplacement du bâtiment dans une région sismiquement active, la conception sismique est une considération critique. Le bâtiment est assigné à la catégorie de conception sismique D, qui nécessite des dispositions spéciales de conception sismique, y compris des cadres spéciaux de résistance au moment ou d'autres systèmes de résistance latérale ductile.

Un système mural en béton armé est sélectionné pour fournir une résistance latérale, avec des colonnes en béton et des dalles de plancher en béton post-tensionnés pour le support de la charge de gravité.

Les essais de soufflerie sont effectués pour déterminer les charges du vent et vérifier que les accélérations du bâtiment sont dans les limites acceptables pour le confort des occupants. Les résultats des essais de soufflerie servent à affiner la conception structurelle et à optimiser le système de résistance à la force latérale.

Conception du système de protection contre l'incendie

Un système d'arrosage automatique complet est conçu pour protéger toutes les zones du bâtiment. Le système est divisé en plusieurs zones pour gérer la pression d'eau, avec des soupapes de réduction de la pression fournies dans chaque zone pour éviter des pressions excessives aux étages inférieurs.

Un approvisionnement en eau secondaire est fourni, selon les besoins, pour les bâtiments de haute hauteur de la catégorie de conception sismique D. Ce ravitaillement secondaire consiste en un réservoir de stockage d'eau d'une capacité de 30 minutes de demande d'arroseur, assurant le maintien de la protection contre les incendies même si l'approvisionnement primaire en eau est perturbé lors d'un tremblement de terre.

Les systèmes de tuyau d'échappement sont fournis dans tous les escaliers d'issue, avec des raccords de tuyau à chaque étage. Le système de tuyau d'échappement est conçu pour fournir un débit d'eau et une pression adéquats pour les opérations de lutte contre l'incendie dans tout le bâtiment.

Un système complet d'alarme incendie est installé avec des détecteurs de fumée dans les couloirs, les salles mécaniques, les lobbies d'ascenseur et d'autres endroits requis. Le système est intégré au système de communication vocale/abraque d'urgence pour fournir des capacités d'évacuation progressives.

Conception de l'évacuation et de la sécurité de la vie

Trois escaliers de sortie sont prévus pour desservir le bâtiment, ce qui dépasse le minimum requis pour deux sorties. Les escaliers sont pressurisés pour empêcher l'infiltration de fumée pendant un incendie, et des marquages lumineux de trajectoire d'évacuation sont fournis pour faciliter l'évacuation dans des conditions de faible visibilité.

Les ascenseurs d'accès au service d'incendie sont fournis au besoin pour les bâtiments dont le plancher est occupé au-dessus de 120 pieds. Ces ascenseurs sont conçus pour rester en service pendant les conditions d'incendie et pour permettre aux pompiers d'accéder aux étages supérieurs.

Les zones de refuge sont aménagées dans des lobbies d'ascenseur à chaque étage, avec des systèmes de communication bidirectionnels reliant le centre de commandement des incendies. Ces zones offrent des espaces protégés où les personnes ayant des difficultés de mobilité peuvent attendre l'aide pendant l'évacuation.

Caractéristiques d'accessibilité

Tous les espaces publics du bâtiment sont conçus pour être entièrement accessibles, avec des itinéraires accessibles fournis de l'entrée principale à tous les étages occupés. Ascenseurs accessibles servent tous les étages, avec des lobbies d'ascenseur conçus pour fournir un espace de manoeuvre adéquat pour les utilisateurs de fauteuil roulant.

Dans la partie résidentielle du bâtiment, 5 % des logements sont conçus comme des logements accessibles avec des cuisines, des salles de bains et des espaces de manoeuvre accessibles.

Intégration des systèmes MEP

Le système CVC est conçu avec des systèmes distincts pour les parties résidentielles et commerciales du bâtiment, ce qui permet de respecter différents calendriers d'exploitation et stratégies de contrôle.

L'alimentation de secours est fournie par des générateurs diesel situés dans une salle mécanique dédiée au rez-de-chaussée. Le système d'alimentation de secours est conçu pour soutenir les pompes à incendie, l'éclairage de secours, les systèmes d'alarme incendie et un ascenseur par banque pendant les pannes de courant.

Les systèmes de plomberie sont conçus avec des soupapes de réduction de la pression et la distribution de la zone pour gérer la pression d'eau dans tout le bâtiment.

Défis et solutions pour une conformité à l'IRB à haut niveau

La mise en œuvre des prescriptions du GRV dans la conception de bâtiments de grande hauteur présente de nombreux défis qui exigent des solutions créatives et une coordination minutieuse.

Code d'équilibre Conformité avec l'intention de conception

L'un des principaux défis de la conception de hauteurs élevées est d'équilibrer les exigences strictes du code avec l'intention de la conception architecturale.

Les projets réussis répondent à ce défi en intégrant rapidement les exigences du code dans le processus de conception. En considérant les exigences du code dès le début, les architectes peuvent développer des conceptions qui répondent à la fois aux objectifs fonctionnels et esthétiques tout en maintenant la conformité totale du code.

Gestion des coûts du projet

Les exigences élevées en matière de construction peuvent augmenter considérablement les coûts du projet par rapport à la construction à faible hauteur.

L'ingénierie de la valeur peut aider à gérer les coûts tout en maintenant la conformité aux codes, ce qui peut comprendre l'optimisation des systèmes structurels, la sélection de stratégies de protection contre les incendies rentables ou l'utilisation d'approches de conception axées sur la performance pour obtenir une sécurité équivalente avec des coûts réduits.

Coordination des systèmes de construction complexes

Les bâtiments de grande hauteur comportent de nombreux systèmes complexes qui doivent travailler ensemble de façon transparente. La coordination des systèmes structuraux, mécaniques, électriques, de plomberie et de protection contre l'incendie nécessite une planification et une communication minutieuses entre toutes les disciplines de conception.

La modélisation de l'information sur les bâtiments (MIF) est devenue un outil essentiel pour gérer cette complexité. La MIF permet aux équipes de conception de visualiser le bâtiment en trois dimensions, d'identifier les conflits avant la construction et de coordonner l'acheminement du système et les emplacements de l'équipement.

Adaptation aux exigences changeantes du code

Les codes du bâtiment continuent d'évoluer, avec de nouvelles éditions publiées tous les trois ans. Les projets dont la conception et les délais de construction sont longs peuvent devoir s'adapter aux changements de code qui se produisent pendant le projet.

Les équipes de conception devraient rester informées des changements à venir de code et examiner leur impact potentiel sur les projets de conception. Une coordination précoce avec les responsables du code peut aider à préciser quelle édition de code s'applique à un projet spécifique et si des dispositions transitoires sont disponibles.

Tendances futures des codes de construction à fort taux

Le BAC continue d'évoluer pour relever les nouveaux défis et intégrer de nouvelles technologies et méthodes de construction.

Durabilité et efficacité énergétique

Les prochaines éditions du BAC devraient mettre davantage l'accent sur la durabilité et l'efficacité énergétique, notamment en ce qui concerne les exigences plus strictes en matière de performance de l'enveloppe des bâtiments, les systèmes d'énergie renouvelable et les mesures de conservation de l'eau.

Les systèmes de notation écologiques tels que LEED et WELL prennent de plus en plus d'importance dans la conception de tours de taille élevées, et les codes futurs peuvent intégrer des éléments de ces normes volontaires dans les exigences obligatoires.

Résilience et adaptation au climat

Pour la première fois, le GRV de 2024 comprend des dispositions pour les chargements de tornades, ce qui témoigne de la reconnaissance croissante de la nécessité de concevoir des bâtiments pour résister aux phénomènes météorologiques extrêmes et à d'autres risques climatiques.

Les futures éditions de codes mettront probablement davantage l'accent sur la résilience, y compris les exigences en matière de résistance aux inondations, de conception améliorée du vent et de dispositions pour maintenir les opérations du bâtiment pendant les pannes d'électricité prolongées ou d'autres perturbations.

Technologies avancées de protection contre les incendies

Les nouvelles technologies de protection contre l'incendie, comme les systèmes de brume d'eau, les systèmes de lutte anti-fumée perfectionnés et les techniques d'incendie axées sur la performance, seront probablement mieux reconnues dans les éditions de codes futures, qui pourraient offrir des performances de sécurité améliorées ou réduire les coûts par rapport aux systèmes classiques de protection contre l'incendie.

Technologies de construction numérique

L'intégration des technologies numériques dans les systèmes de construction crée de nouvelles possibilités de surveillance de la sécurité et des performances, et les futurs codes pourraient répondre aux exigences des systèmes d'automatisation des bâtiments, de la surveillance en temps réel des systèmes de protection contre les incendies et des systèmes de communication numériques pour les interventions d'urgence.

Ressources pour les professionnels de la conception de bâtiments à fort taux

De nombreuses ressources sont disponibles pour aider les professionnels qui travaillent sur la conception de bâtiments de grande hauteur et la conformité aux BAC.

Conseil international du Code Ressources

Le Conseil international du code fournit des ressources considérables aux utilisateurs de code, y compris le texte complet du BAC, les commentaires de code, les programmes de formation et les programmes de certification pour les responsables du bâtiment et les professionnels de la conception.

Organisations professionnelles

Des organisations professionnelles comme l'American Institute of Architects (AIA), l'American Society of Civil Engineers (ASCE) et la National Fire Protection Association (NFPA) fournissent des ressources précieuses pour la conception de bâtiments de grande taille, qui offrent des publications techniques, des programmes de formation et des possibilités de réseautage qui aident les professionnels à se tenir au courant des meilleures pratiques et des technologies émergentes.

Pour plus d'information sur les codes du bâtiment et la conception des tours, visitez le site Web du Conseil du Code international ou explorez les ressources du Association nationale de protection contre les incendies .

Publications techniques et recherche

De nombreuses publications techniques fournissent des indications détaillées sur certains aspects de la conception des bâtiments à grande hauteur. La norme ASCE/SEI 7 pour les charges minimales de conception, les normes NFPA pour les systèmes de protection contre l'incendie et les publications industrielles d'organisations telles que le Precast/Prestressed Concrete Institute (PCI) et l'American Concrete Institute (ACI) offrent des informations techniques précieuses.

Les établissements de recherche et les universités mènent des recherches continues sur la performance des bâtiments, la sécurité incendie et le génie structurel qui éclairent les pratiques de conception et d'élaboration de codes.

Conclusion

La mise en oeuvre des exigences du Code international du bâtiment dans la conception de bâtiments de grande hauteur est un processus complexe mais essentiel qui assure la sécurité, l'accessibilité et la résilience de ces structures emblématiques.

Le GRV offre un cadre solide pour la conception de bâtiments de grande hauteur qui traite de la sécurité incendie, de l'intégrité structurale, des moyens d'évacuation, de l'accessibilité et de nombreuses autres considérations critiques.

À mesure que les codes du bâtiment évoluent pour relever les nouveaux défis comme le changement climatique, la durabilité et les nouvelles technologies de construction, les professionnels de la conception doivent demeurer engagés dans l'éducation permanente et le perfectionnement professionnel.En restant informés des changements de codes et des meilleures pratiques, les architectes, les ingénieurs et les autres professionnels du bâtiment peuvent continuer à offrir des bâtiments de grande hauteur qui répondent aux normes les plus élevées de sécurité et de performance.

L'approche d'étude de cas présentée dans cet article montre comment les exigences en matière de GRV sont appliquées aux projets de grande taille du monde réel, depuis la classification initiale et l'analyse de code jusqu'à la conception détaillée des systèmes de protection contre l'incendie, de la structure et du bâtiment.

Pour obtenir des conseils supplémentaires sur les codes d'ingénierie structurelle et de construction, consultez la Société américaine des ingénieurs civils et pour obtenir des renseignements sur les techniques de protection contre les incendies Société des ingénieurs de protection contre les incendies. Ces organisations professionnelles offrent des possibilités de formation continue et des ressources techniques précieuses qui appuient l'excellence dans la conception de bâtiments de grande hauteur.