Brandveiligheid

Functies

Dunwandige en lichte staalconstructies kunnen tegen hoge temperaturen beschermd worden door koelende of isolerende beplating. Zo kunnen sterke thermische vervormingen en het bezwijken van de bouwdelen worden voorkomen. Bij staalframebouw worden de staalprofielen opgenomen in wanden, gevels en vloeren met specifieke brandwerendheidseisen. Op die manier vervult de wand een dubbele functie (scheiding plus bescherming) en wordt effectief omgegaan met de (brandwerende) bekleding.

Brandgedrag van de bouwmaterialen in staalframebouw

De totale brandwerendheid van de staalframebouw wanden en vloeren wordt verzorgd door de verschillende componenten waaruit de elementen zijn opgebouwd. De staalprofielen zelf zijn onbrandbaar, maar moeten wel brandwerend worden bekleed. Voor deze bekleding kunnen de volgende materialen worden gebruikt:
- gipskartonplaten;
- gipsvezelplaten;
- glasvlies versterkte gipsplaten;
- calciumsilicaatplaten.

Deze materialen dienen als wand-, plafond- en vloerafwerking. In onderstaande afbeelding staan de karakteristieke doorbrandtijden van de verschillende bouwmaterialen. Deze indicatieve waarden geven aan hoelang ze het staal beschermen tegen de brand, respectievelijk de in de constructie aanwezige vuurbelasting.

In een niet-dragende wand reduceert isolatie in de holle ruimtes de warmtestroom naar de niet-verhitte zijde. In een dragende wand is de kritische temperatuur van de staalprofielen doorgaans 500°C en bepalend voor de draagkracht van de wand. De isolatie in de holle ruimtes van de constructie verhindert de warmteafgifte naar de niet-verhitte zijde, waardoor aan de brandzijde de kritische temperatuur van de beplating sneller wordt bereikt dan wanneer geen isolatie aanwezig is.

Isolatie kan ook nodig zijn om bouwfysische redenen. Moet de isolatie om akoestische of thermische redenen worden toegepast, dan moet de constructie zijn doorgerekend op de mogelijke invloeden van de isolatie. Dampremmende lagen of foliëen beïnvloeden het brandgedrag niet.

Classificatie en bepaling van de brandwerendheid van staalframebouw onderdelen

Het Bouwbesluit stelt eisen aan de weerstand tegen branddoorslag en brandoverslag (WBDBO) tussen brandcompartimenten. Hierbij gelden de volgende criteria:
- vlammen of hete gassen mogen niet worden doorgelaten;
- de temperatuur aan de niet-verhitte zijde mag niet te hoog oplopen;
- de straling aan de niet-verhitte zijde mag niet te hoog oplopen;
- er mag geen bezwijken optreden gedurende de bepaalde tijd van de hoofddraagconstructie; let op voortschrijdende instorting.

Het brandgedrag en de brandwerendheid van de staalframebouw onderdelen is afhankelijk van:
- de thermische belasting;
- de afmetingen;
- het type constructie;
- het statisch systeem;
- de belasting op het bouwdeel;
- de brandwerende bekledingen.

Het Bouwbesluit stelt naast eisen aan de brandwerendheid ook eisen aan het brandgedrag van de bouwmaterialen. Doordat staalframebouw elementen vrijwel volledig bestaan uit brandveilige onderdelen wordt automatisch voldaan aan deze eisen.

Voornamelijk de bekleding bepaalt de brandwerendheid van het staalframebouw element. Een bekleding van platen met extra brandwerende eigenschappen kan de totale brandwerendheid tot op de hoogste eis brengen. De waarden voor de brandwerendheid van de staalframebouw onderdelen zijn bepaald uit brandproeven of ze zijn vastgelegd in erkende kwaliteitsverklaringen (KOMO-attesten).

Het maatgevende criterium bij brandproeven is vaak de maximale temperatuursverhoging van 140°C in het midden van de constructie aan de niet-verhitte zijde. Wordt aan dit criterium voldaan, dan kan die constructie in principe worden gebruikt als bescherming voor stalen profielen. Wel dient gecontroleerd te worden, of de brandwerende beplating gedurende verhittingsduur in tact blijft.

Wanden met brandwerendheidseisen

De opbouw van dragende en niet-dragende wanden is met het oog op brandwerendheid gelijk. Maatgevend voor de brandwerendheid is het type bekleding, de isolatie, de wandhoogte en de dikte ervan. Een niet-dragende wand moet zijn scheidende functie gedurende de geëiste brandduur behouden. Een dragende wand of stabiliteitswand moet daarbij ook zijn constructieve functie blijven vervullen. Dat houdt in dat alle dragende delen tegen brand beschermd moeten worden.

Elektrische installaties in wanden

Hollewandcontactdozen kunnen op elke willekeurige plek in een dragende of niet-dragende wand worden ingebouwd. Ook andere installaties kunnen in de holle ruimtes doorgevoerd worden. Daarbij moet onder andere met de volgende zaken rekening gehouden worden:
- In scheidingswanden mogen de wandcontactdozen niet direct tegenover elkaar liggen;
- Tegenover elkaar liggende wandcontactdozen in een wand met dubbele stijlen met een afstand < 600 mm moeten gescheiden worden door een GKF-beplating van > 600x600 mm2 en een dikte overeenkomstig de wandbekleding;
- De isolatie die vanwege brandwerendheid wordt toegepast mag ter plaatse van de wandcontactdozen niet meer dan tot op 30 mm worden ingedrukt.

Staalframevloeren met brandwerendheidseisen

De brandwerende classificatie van staalframevloersystemen gebeurt op dezelfde wijze als bij wanden. Daarbij moeten vloeren altijd als een totaal van vloer plafond constructie beschouwd worden. De vloerprofielen worden door de brandwerende bekleding aan de onderzijde tegen brand beschermd en aan de bovenzijde door de afwerklaag.

Brand van onder

Voor staalframebouw vloeren zijn geen specifieke rekennormen voor handen en wordt voor de bepaling van de brandwerendheid gebruik gemaakt van bestaande proeven of attesten van de afzonderlijke bouwmaterialen óf van de staalframebouw systemen. Daarbij wordt hoofdzakelijk teruggegrepen naar de waarden van plafondsystemen die bij brand zélfstandig een bepaalde brandwerendheid hebben.

Brand van boven

In de Nederlandse norm (NEN 6069) worden vloeren niet beoordeeld op een brand van boven. In andere landen zoals Duitsland wel. Bij brandwerendheid van de staalframebouw vloer is het type en de dikte van de vloerafwerking aan de bovenzijde en die van de isolatie maatgevend.

Dakconstructies

Daken die qua afbouw met vloeren vergelijkbaar zijn, worden op brandwerendheid gelijk gesteld. De genoemde bepalingen voor de brand van onder, gelden ook. Over het algemeen moeten daken tegen brand van buiten voldoende weerstand kunnen bieden tegen vliegvuur conform NEN 6063.

Installaties in de vloeren

Sporadisch voorkomende elektrische leidingen kunnen door de vloeren worden doorgevoerd zónder invloed op de brandwerendheid als de openingen met gips wordt gevuld. Verticale leidingen vragen extra zorg bij de uitvoering als ze de vloeren loodrecht doorsnijden. Gebundelde leidingen met een gezamenlijke doorsnede van 50 mm kunnen zonder extra maatregelen worden doorgevoerd. De doorvoer moet worden dichtgezet met een minerale wol met een smeltpunt van > 1000 °C of een gipslaag.

Brandwerende bekledingen op dragende wanden en stabiliteitswanden

Wanneer in de staalframebouw constructie vrijstaande kolommen of liggers worden toegepast die niet in een wand of vloer vallen, moeten maatregelen worden genomen voor de vereiste brandwerendheid. Ook als ze reeds door integratie in een vloer of wand gedeeltelijk tegen brand zijn beschermd kan extra bescherming nodig zijn. Om de vereiste brandwerendheid te waarborgen moet met de volgende criteria rekening worden gehouden:
- eisen aan de bouwdelen;
- geldende normen;
- verhitting van de constructie elementen;
- geometrie van de profielen: profielfactor;
- keuze van de bekleding en de bekledingsdikte;
- bescherming van de bekleding daar waar ze de meeste kans op beschadiging oploopt;

Bij de uitvoering is de bevestiging van de bekleding van groot belang. Er zijn op de markt beproefde en gecertificeerde wand- en vloerplaten verkrijgbaar die met mechanische bevestigingsmiddelen met elkaar worden verbonden zonder hulpconstructie.

Brandwerende eigenschappen van hollewandconstructies

Staalframebouw is een hollewandsysteem. Brand kan zich in de holle ruimtes van het systeem uitbreiden en de schadelijke gassen kunnen terechtkomen in bouwdelen waar geen brand is.

Om branduitbreiding in gebouwen te verhinderen en de rookdichtheid van detailleringen te verzekeren, moet in de eerste plaats worden gelet op de kierafdichting in de aansluiting tussen horizontale en verticale bouwdelen. De voegen moeten zorgvuldig worden afgesmeerd. Deze uitvoering geldt ook wanneer bouwkundige onderdelen en/of leidingen een wand kruisen.

Indien leidingen een wand doorkruisen, moet ervoor worden gezorgd, dat naast de functie van het afdichten ook vlamoverslag door de sparing niet voorkomt. Bij openingen met een diameter > 50 mm moet de leiding buiten de wand brandwerend worden bekleed, of het moet een leiding van onbrandbaar materiaal zijn, zodanig dat aan de brandwerendheidseis voor deze wand wordt voldaan.