Gebouwen en verbouwingen waar een bouwvergunning voor is afgegeven moeten voldoen aan een brandwerendheidseis. Alle soorten constructies moeten aan de eis voldoen, ongeacht het toegepaste constructiemateriaal.
Dit artikel biedt inzicht in brandwerende constructies en de bijbehorende regels en normen. De informatie komt uit het boekje Essentiële bouwkundige Controlepunten van BBN.
Brandwerende constructies moeten aan Eurocodes voldoen
Brandwerende constructies worden gecontroleerd en berekend aan de hand van de brandwerendheidseis in de Eurocodes. In deze codes worden verschillende constructies genoemd. In dit artikel behandelen we iedere brandwerende constructie apart met de daarbij horende bouwkundige controlepunten.
1. Brandwerende houtconstructies
Houtconstructies worden zelden in hoogbouw toegepast. Toch kan het voorkomen dat houten draagconstructies brandwerend dienen te zijn. Alhoewel hout kan branden, bezitten houten draagconstructies toch een eigen brandwerendheid. Deze brandwerendheid wordt ontleend aan overdimensionering. De geleidelijke inbranding van het houten deel is dan kleiner dan de resterende doorsnede waarbij de resterende doorsnede voldoende dragend vermogen behoudt.
Berekening inbrandsnelheid
In Eurocode 1995-1-2 worden de berekeningen van de brandwerendheden van houtconstructies beschreven. De meeste berekeningen zijn gebaseerd op overdimensionering, waarbij de inbrandsnelheid een deel van de houten constructie wordt berekend. Deze inbrandsnelheid of carbonistatiesnelheid verschilt per houtsoort en per soort aanstraling. Zo wordt een kolom aan vier zijden aangestraald, terwijl een wand slechts aan één zijde wordt aangestraald.
De berekening van de brandweerstand van hout met behulp van de inbrandsnelheid geeft als uitkomst dat deel van het hout dat bijvoorbeeld na 30 of 60 minuten nog resteert. De berekening van deze resterende nuttige doorsnede na een bepaalde brandduur moet voldoende zijn om de aanwezige belasting te kunnen dragen.
Optie 1: Brandwerend bekleden houtconstructies
Houten constructies kunnen ook brandwerend worden bekleed met een daarvoor getest en beoordeeld materiaal. Dit kan onder andere met brandwerende platen, spuitpleisters of met reactieve coating systemen.
Optie 2: Brandwerende impregneermiddelen
Brandvertragende impregneermiddelen worden vaak op houten delen toegepast om het brandgedrag gunstig te beïnvloeden. Deze producten zijn getest conform EN 13501-1. Hiermee wordt de brandbaarheid en de brandvoortplanting aangetoond, maar niet de brandwerendheid van het houten element. De brandwerendheid van houtconstructies moet conform 13501-2 worden getest.
2. Brandwerende betonconstructies
Beton en betonconstructies zijn niet brandbaar. Dat wil niet zeggen dat betonconstructies altijd voldoende brandwerend of brandveilig zijn. Beton heeft een hoge druksterkte, maar een lage treksterkte. Hierdoor wordt een stalen wapening aan het beton toegevoegd om de treksterkte van het beton te verhogen. De wapening moet voldoende betondekking hebben om te voldoen aan de brandwerendheidseis.
Brandgedrag betonconstructies is complex
Het brandgedrag van betonconstructies kan zeer complex zijn. Factoren die een rol spelen zijn:
- Temperatuur van de wapening in het beton moet laag blijven. Dit wordt meestal bereikt door voldoende betondekking op de wapening (in Eurocode 3: NEN-EN 1992 deel 1 & 2 wordt aangegeven wat de minimale vereiste dekking moet zijn voor beton).
- Spanning en vervorming als gevolg van ongelijke temperatuurverdeling. De verhitte zijde zet uit, terwijl de niet verhitte zijde koud blijft en niet uitzet. Hierdoor ontstaan spanningsverschillen.
- ‘Spalling’ ofwel afspatten van beton tijdens brand als gevolg van scheurvorming of het verdampen van (al dan niet gebonden) water in het beton, legt de wapening bloot. Dit leidt tot een snellere bezwijking. Voor alle betonconstructies geldt dat het vochtgehalte in het beton lager moet zijn dan drie procent.
- Een combinatie van bovengenoemde factoren.
Betonconstructie beschermen voor brandwerendheidseis
Vooral in tunnels en parkeergarages kunnen situaties ontstaan die bescherming vereisen. Ook oudere constructies met een te lage dekking op de wapening kunnen goed beschermd worden om zodoende toch aan de brandwerendheidseis te voldoen. Hierbij moet niet alleen naar de dekking op de wapening worden gekeken maar ook naar de totale afmetingen van kolommen en liggers en naar de dikte van vloeren en wanden.
Betonconstructies kunnen tegen brand worden beschermd met drie opties:
- Brandwerende spuitpleisters
- Brandwerende platen
- Brandwerende coatings voor beton
3. Brandwerende staalconstructies
Staalconstructies moeten net als hout en beton beschermd worden tegen brand. Waar voorheen NEN 6072 als testnorm gold, is deze nu vervangen door twee Europese normen.
Hoe moet een staalconstructie brandwerend zijn?
Voor staalconstructies brandwerend maken, kunnen verschillende typen materiaal worden gebruikt. De materialen worden niet allemaal volgens dezelfde norm getest en beoordeeld. Er is een onderscheid gemaakt tussen passieve materialen en reagerende materialen. Het gaat hier dan om brandwerende plaatmaterialen, brandwerende spuitpleisters en reactieve coating systemen. Om aan te tonen dat een staalconstructie voldoet aan de brandwerendheidseisen op bezwijken kan de onderbouwing op twee manieren worden aangetoond.
- Producten zonder CE-markering onderbouwing met een beoordelingsrapport conform NEN-EN 13381 (deel 4 of 8 afhankelijk van het type materiaal).
- Producten met CE-markering, onderbouwing met CE-goedkeuring, Prestatieverklaring en ETA-document.
Door de CE-markering aan te brengen, geeft de fabrikant te kennen dat zij de verantwoordelijkheid op zich nemen voor de conformiteit van het product met de aangegeven prestaties en de naleving van alle eisen die zijn vastgelegd in de verordening bouwproducten in alle relevante harmonisatiewetgeving waarin het aanbrengen van de CE-markering wordt voorgeschreven.
Brandwerendheid staalconstructie berekenen
In de aan te leveren documenten moeten voor de brandwerende staalconstructies een aantal zaken worden gecontroleerd:
- Wat is de blooststellingsconditie waaraan het product wordt blootgesteld?
- Wat is de ondergrond (beschermd tegen roestvorming en welk type primer)?
- Welke afwerking?
- Is het te behandelen oppervlak zichtwerk of geen zichtwerk?
Aan de hand van bepaalde informatie (eis brandwerendheid op bezwijken, profiel, staalkwaliteit, oriëntatie, lengte profiel, belasting bij brand en toe te passen materiaal) kunnen de profielfactor, kritieke staaltemperatuur en materiaaldikte worden berekend en gecontroleerd.
Checklist: 4 controlepunten brandwerende constructies met spuitpleister, plaatmaterialen en reactieve coating systemen
1. Wat is de brandwerendheidseis? De onderbouwing moet voldoen aan de in de Eurocode 199×1-2 genoemde eisen, controleer dat de onderbouwing/ beoordelingsrapport voldoet en bent u in het bezit van een volledig beoordelingsrapport of ETA (European Technical Approval)?
2. Voorbereiding project: Is de ondergrond (primer) verenigbaar met de brandwerende bescherming? Vraag om een dikteberekening conform de relevante Eurocode. Bekijk bij CE-gemarkeerde materialen of het geschikt is voor de blootstellingsconditie.
3. Applicatie: Controleer de condities op de bouw. Na applicatie moet de feitelijke (laag)dikte worden gemeten. Vergelijk de berekende laagdikte met de gemeten laagdikte. Die moeten per profiel minimaal aan elkaar gelijk zijn.
4. Onderhoud en inspectie: Alle brandwerende systemen dienen onderhouden te worden. Zorg dat het systeem regelmatig wordt geïnspecteerd of nagelopen. Zorg dat eventuele schade direct wordt bijgewerkt.
> Lees ook Branddeuren: waaraan moeten deze voldoen?
