Brandwerendheid van staal

Navigatie: Home > Brandwerendheid van stalen constructie

Brandwerendheid van stalen constructie

01 juli 2007

Staal, beton, steen en hout. In de huidige ontwerp- en bouwpraktijk komen deze vier materialen meestal in aanmerking voor de draagconstructie van gebouwen. Staal is al enige jaren het favoriete materiaal voor de draagconstructie van utiliteitsgebouwen met twee of drie lagen; zoals bedrijfs- en kantoorgebouwen.

In de Nederlandse bouw blijkt de brandwerendheid nog vaak een belemmering bij het kiezen voor een stalen draagconstructie. De diverse mogelijkheden voor het brandwerend maken van een staalconstructie staan in dit artikel.

brandwerendheid staalconstructie

Het vereiste niveau van brandveiligheid van gebouwen én de brandwerendheid van constructies als onderdeel daarvan ligt vast in de Nederlandse bouwregelgeving, in de vorm van prestatie-eisen. Deze eisen zijn materiaalonafhankelijk en uniform voor heel Nederland. Per constructiemateriaal is er een NEN-norm voor het berekenen van de brandwerendheid.

Het Bouwbesluit 2002 – van kracht per 1 januari 2003 – stelt eisen aan de brandwerendheid van hoofdraagconstructies (op bezwijken). Het bezwijken van deze draagconstructie door brand resulteert namelijk in voortschrijdend bezwijken van het gehele gebouw; het ‘kaarthuiseffect’. De eisen voor hoofddraagconstructies van utiliteitsgebouwen zijn afhankelijk van de gebouwhoogte en de gebruiksfunctie.

Naast eisen voor de hóófddraagconstructie, kunnen er eisen gelden voor de draagconstructie. Bijvoorbeeld voor het in stand houden van een rookvrije vluchtroute, voor brandcompartimenting óf tegen brandoverslag naar andere gebouwen.

Brandveilige oplossingen voor staalconstructies:

- Dimensioneren met brand
Bij het dimensioneren met brand biedt ook staal met een hogere sterkte uitkomst, zo mogelijk in doorgaande liggers en kolommen. Hierdoor ligt de kritieke staaltemperatuur – de temperatuur waarbij de constructie bezwijkt – hoger en wordt deze temperatuur ook later bereikt.

- Bouwkundige integratie
Bouwkundige integratie is het opnemen van stalen kolommen in metal stud wanden of het binnenspouwblad van de gevel. Bouwkundige integratie zorgt ervoor dat de constructie slechts gedeeltelijk aan brand blootstaat. De opwarming verloopt een stuk trager en de kritieke temperatuur wordt later bereikt.

- Staal- en betonconstructies
Staal-betonconstructies combineren de gunstige eigenschappen van beton en staal.
Met behoud van de pluspunten van staal, is de brandwerendheid te verhogen.
Voorbeelden zijn staalplaat-betonvloeren, betongevulde buis- of kokerkolommen en H-profielen, geheel of gedeeltelijk omstort met beton.

- Brandwerende verf, brandwerende coating
Het gebruik van brandwerende verf (ofwel ‘opschuimende coatings’) wordt steeds meer een alternatief voor brandwerende platen of bespuiten. Met brandwerende verf is het mogelijk staalconstructies tot 90 en zelfs 120 minuten te beschermen. De werking berust op een chemische verandering, waardoor de dunne verflaag opschuimt tot een dikke isolerende laag.

- Sprinklers
Wie een gebouw wil met grote open ruimten zonder veel brandscheidingen, denkt aan sprinklers. Een sprinklerinstallatie blust de brand in een vroeg stadium. Hierdoor blijft uitbreiding van brand en brandschade beperkt. De brandtemperaturen blijven relatief laag; de staaltemperatuur blijft onder de 200 °C. Bezwijken van de constructie is dan niet aan de orde.

- Watergevulde buiskolommen
Door stalen buizen met water te vullen, wordt de warmte in de stalen kolom via het stromende water afgevoerd. Hierdoor blijft de staaltemperatuur lager dan 200 °C. De stroming kan gaan via een stelsel van communicerende vaten (de buizen). Het warme water stroomt dan automatisch naar boven en wordt aangevuld met koud water.

- Staal buiten het gebouw
Staalconstructie buiten het gebouw (bijvoorbeeld buiten de gevel of boven het dak), warmen bij brand minder snel op dan als ze ín het gebouw staan. Bovendien wordt het staal vaak niet aan alle zijden verhit. Het draagvermogen van de constructie neemt veel langzamer af dan wat volgt uit berekeningen volgens de standaard-brandkromme.

[Bron: Bouwenmetstaal.nl]