Mede door de wens om steeds duurzamer te bouwen, krijgt hout meer en meer aandacht als bouwmateriaal. Tijdens de gezamenlijke expertmeeting van de Vereniging van Brandveiligheid Adviseurs (VVBA) en SFPE Chapter Benelux op 9 november jl. stond de vraag centraal welke impact dit heeft op brandveiligheid?
Een belangrijk onderdeel van de brandveiligheid van een houten gebouw is de bouwkundige detaillering. Bram Kersten (LBP Sight) en Frank Meijer (Pieters Bouwtechniek) namen het publiek mee in hun ervaring en expertise op dit vlak. Om te voldoen aan de eisen die het Bouwbesluit stelt om een brand voldoende lang te kunnen weerstaan, moet een houtconstructie voldoende brandwerend zijn uitgevoerd. Daarnaast is het belangrijk na te denken over welke gevolgen acceptabel zijn na een brand in een houten gebouw. Een onbeschermde houtconstructie zal inbranden en na de brand een gereduceerde doorsnede hebben. Moeten en kunnen deze onderdelen dan worden vervangen?
Brandveilige detaillering
In de praktijk blijkt dat hout vaak geheel wordt ingepakt. Niet alleen vanwege brandveiligheid, maar ook bijvoorbeeld voor geluidwering. Voor dit laatste aspect zijn vaak aanvullingen op de houtconstructie nodig, zoals een ballastlaag op de vloer of een spouwconstructie bij de wand, die bij een juiste detaillering ook brandwerend kunnen zijn. Bij gelamineerde constructies zoals cross laminated timber (CLT) en glulam zijn doorvoeringen vaak nog niet getest. Hiervan is dus nog niet specifiek beproefd hoe deze brandwerend of rookwerend moeten worden uitgevoerd. Denk hierbij bijvoorbeeld aan een doucheput in een CLT-vloer.
Bouwkundige knopen zijn de grootste aandachtspunten. Bij zo’n knoop is sprake van meerdere branduitbreidingstrajecten die elk afzonderlijk moeten worden beschouwd. Hierbij moet worden gekeken naar zowel de te behalen WBDBO tussen brandcompartimenten als de brandwerendheid tegen bezwijken bij brand van de draagconstructie: welke delen vormen de hoofddraagconstructie en bieden de niet-dragende delen voldoende bescherming voor de draagconstructie? Vaak resulteert dit in een wand met een hogere brandwerendheid dan voor alleen de WBDBO nodig is.
Constructief kan een houten vloer de kniklengte van een kolom beperken, waarbij de kniklengte bepalend is voor de dimensionering van de kolom. Als bij brand de houten vloer bezwijkt, dan neemt de kniklengte van de kolom toe. Maar wat heeft dat voor gevolgen voor de draagkracht?
Bij onbeschermde opleggingen die in stand moeten blijven, is het belangrijk dat na inbranding nog voldoende oplegging over is. Ter plaatse van een balkoplegging kan een kolom worden verjongd om de oplegging mogelijk te maken. Bij inbranding van zo’n verjonging reduceert de doorsnede circa 30 procent meer dan de rest van de kolom. Naarmate deze oplegdetails duidelijker worden in de DO- (definitief ontwerp) en TO-fase (technisch ontwerp) worden houten kolommen vanwege dit fenomeen vaak 5 centimeter dikker dan in de VO-fase (voorlopig ontwerp) was aangehouden.
De onderlinge schroefverbindingen om de verschillende modules en onderdelen aan elkaar te bevestigen moeten voldoende ver in het hout zitten, ook na inbranding van het hout, maar ook bereikbaar blijven. Daarnaast neemt de draagkracht van een schroef af bij verhoging van de temperatuur. Hoe warm wordt de schroef en zijn wellicht extra bevestigingen of beschermende voorzieningen nodig om de constructie in stand te houden en de brandwerendheid te borgen?
Fire resilience
In de duurzaamheidsdiscussie is de brandveiligheid van houten gebouwen een belangrijk aspect. Hout is een organisch materiaal dat als levende boom CO2 opneemt, bij brand wordt de opgenomen CO2 weer uitgestoten. Ruud van Herpen (Peutz/TUe) ging daarom in op ‘fire resilience’ van houten constructies. Een houten constructie kan bij een juiste uitvoering goed brandwerend zijn. Zo’n brandwerende constructie is echter ook brandbaar. Gaat een brand in een houten constructie nog wel uit? Of gaat deze net zo lang door tot al het hout is opgebrand?
Uit simulaties blijkt dat brand in een houten gebouw een langere brandduur heeft, waardoor een langere temperatuurontwikkeling plaats vindt en daarmee een hogere temperatuur in de brandruimte ontstaat. Daarbij zorgt het lage accumulerende vermogen van hout voor nog weer hogere temperaturen. Dit alles zorgt voor een hogere equivalente brandduur met als bijbehorend gevolg wellicht de noodzaak tot een hogere WBDBO en brandwerendheid om de brand te beperken tot het brandcompartiment. Of een houten gebouw ‘fire resilient’ is, hangt af van de kans dat bij een bepaalde brand een bepaalde brandwerendheid voldoende is. En ook of de schade achteraf nog hersteld kan worden, zodat het gebouw na een brand niet direct gesloopt hoeft te worden.
Een belangrijk aspect ten aanzien van het brandgedrag van CLT is het al dan niet delamineren van de constructie. Bij brand bouwt een houtconstructie een beschermende koollaag op, die van het hout afvalt als de lijmlaag waarmee deze vast zit bezwijkt (het CLT delamineert). Wanneer dit gebeurt, zal de inbrandsnelheid bij het al opgewarmde verse hout hoger zijn bij het vormen van een nieuwe koollaag.
De robuuste oplossing om een gebouw met een houten constructie ‘fire resilient’ te maken, is beschermen met brandwerende beplating of de toepassing van een sprinklerinstallatie.
Houten gebouwen in Zweden
Carl Petterson (Red Engineers, Zweden) werkt als adviseur in Zweden en is auteur van de publicatie ‘Fire safety in timber buildings’. In het verleden is in Zweden altijd de regel geweest dat een brandbare constructie alleen mogelijk is bij gebouwen van maximaal twee bouwlagen. Vanaf 2024 zal in Zweden nieuwe regelgeving van kracht worden die naar verwachting houtbouw in meer gevallen toestaat.
Houten gebouwen moeten aan de binnenzijde (woningzijde) voldoen aan brandklasse B. Om brandklasse B te behalen, moet hout veelal brandvertragend worden behandeld. Er is nog niet veel bekend over de houdbaarheid van deze brandvertragende behandelingen. Verouderingstests staan voor slechts 5 jaar ‘echte tijd’, dit betekent dat het niet duidelijk is of na 5 jaar het middel nog wel de juiste bescherming biedt.
Doorvoeringen, openingen en naden zijn zwakke plekken waar specifieke aandacht nodig is. Een naad van enkele millimeters tussen aansluitende bouwdelen kan al voldoende zijn voor onvoorziene branduitbreiding door de hete gassen die door overdruk in de brandruimte de constructie in worden gestuurd.
Grote brandtesten
In de Nederlandse regelgeving worden eisen gesteld op basis van (relatief) kleine brandtesten. De roep om grotere (full scale) brandtesten wordt steeds groter, waarop Daniel Brandon (Rise, Zweden) nader inging. Deze testen betreffen het effect van het beschermen van houten wanden en plafonds in een brandcompartiment.
Fenomenen die de brandstof gedurende een brand verhogen zoals het delamineren van de lamellen van het hout of het wegvallen van de beschermende gipsplaten kunnen ervoor zorgen dat intensiteit van een brand plotseling toeneemt. Om vroegtijdig delamineren te voorkomen zijn verschillende opties mogelijk, zoals het verdikken van de buitenste lamel of het gebruik van andere lijm. Ook is bij de testen het effect zichtbaar van onbeschermde houtconstructies met inwendige hoeken, waar beide (brandende) wanden warmtestraling naar elkaar uitzenden, waardoor de brand intensiever is en langer in stand wordt gehouden. Na het opbranden van de brandstof kan de constructie bovendien zelf door blijven branden en daarna alsnog bezwijken.
Het afdekken van naden is belangrijk om branduitbreiding tegen te gaan. Tijdens de testen blijkt dat dit niet altijd per se brandwerende afdekkingen hoeven te zijn. In bepaalde gevallen kan door lage luchtstromingen bij het detail een tape al voldoende zijn om een betere brandwerendheid te bereiken.
NEN werkgroep
In opdracht van het ministerie van BZK wordt gewerkt aan een literatuurstudie, waarin wordt bekeken in hoeverre de huidige regelgeving geschikt is voor houten gebouwen. Het rapport bevindt zich in de afrondende fase. Geert Ravenshorst (NEN) is voorzitter van deze NEN werkgroep.
In het onderzoek wordt ingegaan op een aantal specifieke vragen. Welke brandkenmerken spelen een rol? Hoe is dit aangestuurd in het Bouwbesluit? Wat is het fysisch brandgedrag van hout? Welke kennis en ervaring is er op dit gebied in het buitenland? Waar sluit de huidige regelgeving niet aan op bouwen met hout?
Geconcludeerd wordt dat de huidige brandveiligheidseisen niet volledig dekkend zijn voor houten constructies, vanwege de verhoogde (permanente) vuurbelasting. Uit het onderzoek blijkt dat een integrale aanpak nodig is om de eisen op elkaar af te stemmen.
Resumé
Tijdens de bijeenkomst toonden sprekers en bezoekers grote betrokkenheid bij en interesse in de aspecten die komen kijken bij brandveiligheid van houten gebouwen. Er wordt veel onderzoek gedaan, waarvan de bevindingen langzaamaan binnen druppelen. Vooralsnog is de consensus dat houten gebouwen extra aandacht vragen voor brandveiligheid. De karakteristiek van een brand in een houten gebouw en met name de detaillering ter plaatse van bouwknopen zijn hierbij de grootste aandachtspunten.
ir. D.A. (Danny) Ruytenbeek, adviseur bij Peutz en lid van de PR-commissie van de VVBA
Volg Brandveilig op LinkedIn
Ontvang het laatste nieuws omtrent brandveiligheid!
Mis niets. Meld je aan en ontvang wekelijks onze nieuwsbrief. Ruim 7.500 vakgenoten gingen je al voor.
