Brannfysikk og brannkjemi

Transkript

1 Brannfysikk og brannkjemi Bygningsmaterialers branntekniske egenskaper og funksjon Forebyggende avd. Hovedmål: Eleven skal ha kjennskap til - Bygningsmaterialer og bygningskonstruksjoners branntekniske egenskaper og funksjon 1

2 Viktige elementer når bygg planlegges: Personsikkerheten Mennesker som oppholder seg i bygget skal kunne rømme uten å påføres helseskader Personsikkerhet og sikring av verdier - brannceller, brannseksjoner, sprinkleranlegg, brannalarmanlegg, avstand til andre byggverk. Viktige elementer når bygg planlegges: Forsvarlige muligheter for slokkeinnsats - tilgjengelighet frem til bygningen - tilgjengelighet til loft og oppforede tak og hulrom. - brannheis - vannforsyning til brannslokking - merking og informasjon av branntekniske installasjoner 2

3 Materialers egenskaper ved brannpåvirkning Alle materialer vil brenne bare man tilfører nok varme. Bygningsmaterialer vil ved brann miste fasthet og styrke. Et bygg skal ikke rase sammen før alle har greid å rømme ut av bygningen. Bærende konstruksjoner i lagerbygg i en etasje kan være uten brannmotstand men i ubrennbare materialer. Byggverk i høyeste brannklasser (3 og 4) skal stå i hele brannforløpet. 3

4 R = lastbærende funksjon E = integritet I = isolasjon M = mekanisk motstandsevne C = selvlukking S = røyktetthet W = motstå brannspredning som følge av stråling s1 = røykproduksjon d0 = brennende dråper A-F= klassifiseringskrav til materialer, basert på tester. A er strengest, F er mildest Antennelse, varmeavgivelseshastighet, flammespredning Brannceller 4

5 Seksjoneringsvegg/Brannvegg Stål Fellesbetegnelse for alle materialer fremstilt ved smelteprosess og jern som hovedbestanddel I lagerbygg kan bærende konstruksjon være i ubeskyttet stål. Styrker stor bæreevne i forhold til dimensjon rask montasje på byggeplass Svakheter stor ekspansjon ved brann har mistet 80% av bærekapasitet ved oppvarming til 700 stor varmeledningsevne 5

6 Betong Betong er en en blanding av sement, vann og grus/sand Armert betong er vårt viktigste bygningsmateriale Styrke: tåler mye trykk liten varmeledningsevne og stor varmekapasitet Svakheter: tåler ingen strekkrefter, må derfor armeres armeringsoverdekningen er kritisk i brann betong svekkes men har likevel god egenskaper pga varmeledningsevne og varmekapasitet avskalling skjer pga. fuktinnhold eller brå avkjøling betong utvider seg og kan forårsake knusningskader deformasjon kan forekomme, går tilbake ved avkjøling Tre Hovedsakelig småhusbebyggelse Som bærende konstruksjoner i større bygg brukes limtre. Styrker limtrekonstruksjoner: leder ikke varme, utvider seg ikke Svakhet: brennbar, forkullingshastighet 35 mm/time sammenføyninger av stål må brannbeskyttes 6

7 Plateprodukter Trefiberplater (Porøse, halvharde og harde) Sponplater Kryssfinerplater Gipsplater Himlingsplater Materialers lengdeutvidelse Ved varmeutvikling vil alle materialer utvide seg i større eller mindre grad. Eks. 10 meters bjelke oppvarmet fra 20 C til 520 C - aluminium 11,5 cm - stål 6 cm - betong 5 cm 7

8 Tegl og murstein Keramisk produkt fremstilt av leire som brennes. brukes hovdesaklig i dag som kledningsformål. Styrke: liten varmeledningsevne, stor varmekapasitet, liten utvidelse tåler store varmepåkjenninger Svakheter: fugene av betong svekkes ved brann Leca-vegg Blokk 100 mm -> EI 120 (120 min) ikke bærende vegg Blokk 150 mm -> REI 240 (240 min) R = kan være bærende vegg Blokk 200 mm -> mer enn REI 240 Blokk 250 mm -> mer enn REI 240 Generelt kreves det puss på begge sider for å oppnå brannmotstandstiden som nevnt ovenfor. 8

9 Plast Fremstilt av oljeprodukter Termoplaster - polystren, nylon, PVC - rør, beholdere, plater, folier Svakheter - drypper, flyter utover og forårsaker brannspredning - PVC må få tilført varme for å brenne (en fordel) - PVC danner saltsyregass ved forbrenning - saltsyregass virker korroderende på metaller - kan ødelegge tekn. utstyr - for mennesker er CO (kullos) farligere enn saltsyregassen Glass I hovedsak fremstilt av smeltede mineraler og soda vanlig glass har dårlige branntekniske egenskaper Klassifisert glass 9

10 GRUPPEOPPGAVE 1. Plan- og bygningsloven med forskrifter setter krav om at byggverk skal planleggess med tanke på sikkerhet for mennesker og verdier med brann. Beskriv disse kravene. 2. Brannmotstanden i bygningsdeler og materialenes egenskaper ved brannpåkjenning er to viktige kategorier branntekniske egenskaper ved prosjektering av et bygg. Hvorfor er disse kategoriene viktig? 3. Beskriv hvilke primærytelser en branncellebegrensende konstruksjon skal gi? 4. Hva er karakteristisk når PVC er innblandet i brann? 5. Hvorfor sprekker en vanlig glassrute raskt ved brann? GRUPPEOPPGAVE (forstseter) 6. Forklar hvorfor valg av riktige bygningsmaterialer er viktig. 7. a) Hva skjer med ubeskyttet stål i en standard bygningsbrann? b) Forklar hvordan stål kan spre en brann fra rom til rom. c) Forklar metodene for brannbeskyttelse av stål. 8. Nevn de viktigste brannmessige svakhetene med betong. Hvorfor er betong likevel å foretrekke som konstruksjonsmateriale, spesielt i større bygninger? 9. Har trematerialer overhode noen positive sider i forhold til brann? Forklar. 10. Hva er den største svakheten med vegger av tegl? 10