Brannbeskyttelse av Bærende stålkonstruksjoner

Transkript

1 Brannbeskyttelse av Bærende stålkonstruksjoner Isover FireProtect NOVEMBER 12 Teknisk isolasjon 6 Nå dokuentert i henhold til ENV Ny diensjoneringstabell for frittstående stålsøyler og bjelker

2 Hva skjer ved en brann? Med brann enes ild an har istet kontroll over. En stålkonstruksjon so utsettes for brann vil få en teperaturstigning. Den lastbærende evnen til konstruksjonen vil dered bli redusert. For å beholde bæreevnen å stålkonstruksjoner brannbeskyttes. Ild Ild er en forbrenningsprosess der det utvikles vare og lys. For at ilden skal eksistere kreves det tre sahørige faktorer; brennbart ateriale, oksygen og vare. O an tar bort en av disse faktorene, opphører ilden. Brannforløp Brannforløpet eller teperaturutviklingen for brann i en bygning bestees først og frest av engden brennbart ateriale, d.v.s. brannbelastningen. Oksygentilgangen har også stor betydning. Brannforløpet for en noralbrann i en bygning er beskrevet i figuren under. Teperatur Vare Brennbart ateriale Oksygen Flaefasen inntreffer når overtenning skjer. Personer so befinner seg i roet har da eget så sjanser til å koe seg ut, og brannvesenet har knapt noen ulighet til å slukke ilden. Under flaefasen når teperaturen sitt aksiu på okring 1000 C. Brannisolering av de bærende stålkonstruksjonene vil da hindre at bygningen faller saen. Avkjølingsfasen innebærer at brennbart ateriale begynner å ta slutt. I kullrestene skjer en glødebrann, ofte ed sterk varestråling. Til og ed under denne fasen sørger brannisolering for at stålet ikke får skadelig teperaturstigning. Ubrennbare aterialer Materialers brennbarhet bestees av en internasjonal brannprøvingsetode (EN-ISO 1182 eller EN-ISO 1716). Isover FireProtect inneholder så liten engde ed brennbart ateriale (bindeiddel) at aterialet i praksis ikke bidrar til noe energitilskudd ved en brann. Derfor er aterialet klassifisert so ubrennbart ateriale. Produktet tilfredsstiller Euroklasse A1. Avkjølingsfase Antennelsesfasen er den viktigste fasen sett fra et sikkerhetssynspunkt. Her er det fortsatt ulighet for folk til å koe seg ut av bygningen. For brannvesenet finnes også de beste forutsetningene for å slukke brannen. Teperaturen stiger raskt, og aterialer avgir brennbare og ubrennbare gasser (røyk). Når de brennbare gassene når sin antennelsesteperatur, skjer en total overtenning. Stålets styrke Stålets fasthet reduseres ed økende teperatur. Kritisk stålteperatur er den høyeste teperaturen der stålkonstruksjonen fortsatt har tilstrekkelig beregningsessig fasthet. Stålets kritiske teperatur avhenger således av konstruksjonens statiske utnyttelsesgrad. σ σ 1,0 η= akt C 0,8 0,6 0,4 0, C Stålets fasthet so funksjon av teperaturen. 2

3 Isover FireProtect - beskytter bærende stålkonstruksjoner Den bærende evnen i en stålkonstruksjon reduseres kraftig på grunn av teperaturstigningen en brann gir. Isover FireProtect er et enkelt og pålitelig syste for å begrense denne teperaturstigningen. Isover FireProtect Syste Isover FireProtect gir en høyeffektiv brannbeskyttelse av bærende stålkonstruksjoner. Det inneholder få koponenter og onteres uten kopliserte og dyre onteringshjelpeidler. Systeet fungerer like godt for bærende søyler so for bærende bjelker av stål. Isover FireProtect kan anvendes for brannsikring av bærende stålkonstruksjoner ed brannotstand fra R30 og opp til R240. Brannbeskyttelse i er enn fire tier oppfyller svært strenge krav. Syste Isover FireProtect er testet i henhold til ENV og godkjent av SINTEF NBL (Produktdokuentasjon SINTEF ) Plate, Isover FireProtect TM Isover FireProtect platene består av spesialprodusert steinull so leveres i densitet 150 kg/ 3 i følge tabellen nedenfor. Produktets tykkelse velges ut i fra konstruksjonens krav til brannotstand, A/Vforhold og kritisk stålteperatur. Platene leveres ed ubelagt overflate. Montering, Isover FireProtect Screw Festeskruen Isover FireProtect Screw er konstruert spesielt for denne type brannisolering. Den enkle festeskruen og en batteridrevet skrutrekker er alt an behøver for å gjøre en hurtig, kostnadseffektiv og korrekt ontering. Isover FireProtect Screw fås i forskjellige lengder so angitt i tabellen nedenfor. Skruen skal være inst dobbelt så lang so isolasjonstykkelsen. Montering, tradisjonell etode Montering ed Isover FireProtect Screw anbefales en også andre festeetoder kan benyttes so for eksepel sveisepinne og låseskive eller sveisestift/cuphead pinne. Diensjon på skive iniu Ø30 og tykkelse pinne iniu 2,8. Pinne/stiftavstand skal da være iniu c/c 300. Lengden på stiften/pinnen skal være 2-3 større enn isolasjonstykkelsen. Antall stifter/pinner er ca. 10 stk/ 2. Ved denne onteringsetode er det ikke nødvendig ed passbit eller tverrplate. Maksiu avstand stift/pinne til plateskjøt og platehjørner er 75. For profilhøyde > 1000 skal isolasjonen følge profilen, se side 6. Produkt Isover FireProtect 150 Isover FireProtect Screw Densitet Forat Tykkelser ca 150 kg/ x 10,, 30, 35, 40, 50 og 60 Forsinket stål Lengder 40, 60, 80, 100 og 1 3

4 Prosjektering og ontering Brannisolering ed Isover FireProtect er hurtig, enkelt og sikkert. Materialet er lett å bearbeide, og onteres ed enkle onteringsverktøy. Materialer og verktøy Plater, Isover FireProtect Festeskruer, Isover FireProtect Screw Isoleringskniv Batteridrevet skrutrekker Guiklubbe Mer behøver du ikke! Montering, I-forede stålprofiler 1. Kutt til passbiter av Isover FireProtect ed bredde 100 og iniu tykkelse 40 (erket ed * i figurer). Lengden av passbitene skal ha et overål på Bitene presses inn ello over- og underflens der platene øtes ed avstand aks.. Ved profiler ed høyde større enn trengs en tverrstilt passbit so skal gå helt inn til profilsteget. Disse to platestykkene skrues saen til en T-foret passbit. 3. Skjær til Isover FireProtect platene ed 2-3 overål. dette tilfellet behøves ingen passbit. Ved 3-sidig kledning av bjelke byttes øvre innfestningsrad av Isover FireProtect Screw ed sveisestift eller sveisepinne og låseskive, c/c 300. Festeskruer, plassering Festeskruene onteres i en avstand so er uavhengig av o stålprofilen anvendes so bjelke eller søyle (se bilder på neste side). For profilhøyde > 1000 skal isolasjonen følge profilen, se side 6. Montering i henhold til tradisjonell etode ed sveisepinne og låseskive eller sveisestift/cuphead pinne å da følges, se side Skru fast platene i passbitene og tilstøtende plater ved hjørnene. Ved ontering plate ot plate er skruelengden 2 x platetykkelsen. Ved skruing ot 40 passbit er skruelengden platetykkelse Derso bredden på det tildekte stålet er er enn 300 skal innfestingen kopletteres ed sveisepinne og låseskive eller sveisestift. Ved 3-sidig isolering av I-profil ed isolasjonstykkelse 60 kopletteres innfestingen ed sveisepinne og låseskive eller sveisestift so onteres i bjelkens øverste flens. Den onteres ed c/c 300 i lengderetningen. Montering, firkantprofil av stål Montering av Isover FireProtect på firkantede profiler av stål utføres på sae åte so for I-profiler, en i 4

5 Passbit er kun nødvendig ved ontering ed Isover FireProtect Screw Festeskruer, plassering 40 Sveisestift 4-sidig brannpåvirkning 4-sidig brannpåvirkning 3-sidig brannpåvirkning 3-sidig brannpåvirkning Spesialutførelse 4-sidig brannpåvirkning Horisontal plateskjøt Vertikal plateskjøt 100 NB! Passbit er ikke påkrevet ved tradisjonell ontering ved bruk av sveisestift/pinne, se side 3 Montering, tradisjonell etode. 5

6 Diensjonering Ved diensjonering av en stålkonstruksjon, å det tas hensyn til hvordan stålet vares opp under påvirkning av brann, da fastheten i stålet reduseres ved økt teperatur. Med Isover FireProtect begrenses teperaturøkningen på den bærende stålkonstruksjonen, og gjør dette dered til et eget effektivt syste. 1. Søyler og bjelker Brannotstand Grove konstruksjoner har best brannotstand. Hvor hurtig en stålkonstruksjon vares opp ved en gitt brannpåvirkning, kan forenklet uttrykkes so forholdet ello stålprofilets branneksponerte overflate og profilets varekapasitet. Dette forholdet uttrykkes gjenno den såkalte seksjonsfaktoren, Ai/Vs. Eksepel på profiler ed en lav seksjonsfaktor (Ai/Vs) er f.eks. HEB og HEM. Høy seksjonsfaktor gir hurtig oppvaring av stålet. Dette innebærer at slanke stålkonstruksjoner krever tykkere brannisolering. Stålteperaturøkning Stålteperatur Høyt Ai/Vs Med Isover Fireprotect får an den beste brannsikringen. Lavt Ai/Vs h > 1000 b Ai = isolasjonens indre okrets [] Vs = stålets tverrsnittsareal [ 2 ] Tid t h Beregning Dette forenklede diensjoneringsunderlag er basert på en er detaljert anvisning, so finnes i Isover FireProtect sin produktdokuentasjon SINTEF Denne forenklede diensjoneringsetode bygger på at stålprofilen er fullt utnyttet fra statisk synspunkt. Beregning kan utføres so nevnt nedenfor. 1. Beste først seksjonsforholdet Ai/Vs ved hjelp av profildata fra stålleverandøren eller for de vanligste profiler fra tabell på side Ved kritisk stålteperatur o C kan isolasjonstykkelsen for den aktuelle brannotstand direkte avleses i diagra på side 7. Ai = 4b - 2t + 2h h 1000 b h Ai = 2b + 2h 6

7 Tabell 1. Seksjonsfaktorer Ai/Vs for ulike profiltyper HEA HEB HEM IPE Rektangulær HUP (RHS) Kvadratisk HUP (SHS) Profil Ai/Vs-4 Ai/Vs-3 Profil Ai/Vs-4 Ai/Vs-3 Profil Ai/Vs-4 Ai/Vs-3 Profil Ai/Vs-4 Ai/Vs-3 Profil Tykkelse Ai/Vs-4 Ai/Vs-3 Profil Tykkelse Ai/Vs-4 Ai/Vs hxb -1-1 hxb -1-1 IPE x x HE100A HE100B HE100M IPE , , HE1A HE1B HE1M IPE HE140A HE140B HE140M IPE x x HE160A HE160B HE160M IPE , , HE180A HE180B HE180M IPE HE0A HE0B HE0M IPE x x HE2A HE2B HE2M IPE , , HE240A HE240B HE240M IPE HE260A HE260B HE260M IPE x HE280A HE280B HE280M , x1 6, HE300A HE300B HE300M IPE HE3A HE3B HE3M HE340A HE340B HE340M IPE x x150 6, HE360A HE360B HE360M IPE , HEA HEB HEM IPE HE450A HE450B HE450M IPE x180 6, HEA HEB HEM IPE x HE550A HE550B HE550M IPE , HEA HEB HEM IPE HE650A HE650B HE650M sidig brannpåvirkning (Ai/Vs-3) 4-sidig brannpåvirkning (Ai/Vs-4) 0x x0 6, , , x150 6, x0 6, , , x0 6, x , , Isoleringstykkelser for Isover FireProtect 150 Kritisk stålteperatur C. Brannotstand A/V

8 2. HSQ-profiler Brannotstand HSQ-profiler anvendes ofte i kobinasjon ed betongeleenter. Dekke hjelper til å kjøle stålprofilen og derfor kreves det ikke så store isolasjonstykkelser. Diensjon på underflensen avgjør hvor ye brannbeskyttelse so er nødvendig. Hvis flensens godsstykke er 15 eller indre kan an i noen tilfeller unnlate å isolere flensekanten. Uten isolering av kanten på underflens Beregning Diensjoneringsunderlaget koer fra Isover FireProtect sin produktdokuentasjon, SINTEF nr Dekke av lettbetong 2300 kg/³ 8 10 R T s, krit [ºC] d 30 d ax Beste hvilken brannotstand og kritisk stålteperatur konstruksjonen skal diensjoneres for. Montering 60 Isolasjonen skal festes ed sveisepinne og låseskive 90 eller sveisestift ed aksiu avstand c/c 300 i profilens bredde og lengderetning. Isolasjonen skal onteres ed iniu to rader 1 og stiftene/pinnene plasseres så nære en so praktisk ulig. Maksiu avstand stift/pinne til plateskjøt 180 og platehjørne er 50. HSQ-profil, tykkelsen av underflens [] ax LETTBETONG Isoleringstykkelse ed Isover FireProtect 150 ved brannbeskyttelse av HSQ-profil, ed dekke av lettbetong (ρ 660 kg/ 3, so Leca, Siporex e.l.). 50 ax 300 ax Med isolering av kanten på underflens d d 8 Dekke av lettbetong 660 kg/³ 1. Hvilken flenstykkelse har HSQ-profilen? Hvilken Brannotstand stålteperatur type dekke Kritisk benyttes? Skal flenskantene isoleres? Brannotstand R Kritisk stålteperatur T s, k rit [ºC] 8 10 HSQ-profil, tykkelsen av underflens [] 12 15

9 240 BETONG MED LETT TILSLAG Isoleringstykkelse ed Isover FireProtect 150 ved brannbeskyttelse av HSQ-profil, ed dekke av betong ed lett tilslag (ρ 1800 kg/ 3 ). Dekke av betong ed lett tilslag 1800 kg/³ 8 10 HSQ-profil, tykkelsen av underflens [] Kritisk stålteperatur T s, krit [ºC] BETONG ELLER HULDEKKE Isoleringstykkelse ed Isover FireProtect 150 ved brannbeskyttelse av HSQ-profil, ed dekke av assiv betong eller hulldekke (ρ 2300 kg/ 3 ). Dekke av lettbetong 2300 kg/³ HSQ-profil, tykkelsen av underflens [] Dekke av lettbetong 660 kg/³ Brannotstand R Brannotstand Kritisk stålteperatur R T s, krit [ºC] 30 Brannotstand R 30 Kritisk stålteperatur T s, k rit [ºC] 8 10 HSQ-profil, tykkelsen av underflens []

10 3. Innebygde søyler av type HUP Brannotstand En typisk byggeåte i dag er å bygge inn firkantprofiler i vegger. Med denne etoden kan tykkelsen på brannisolasjonen på søylen reduseres etterso bidraget fra ytterkledningen inkluderes sat at søylen ikke brannpåvirkes på sae åte so for en frittstående søyle. Montering 1. Montering ed skrue; Isover FireProtect Screw, se side 4 Montering, firkantprofil av stål. 2. Montering ed sveisepinne og låseskive eller sveisestift. Isolasjonen skal festes ed aksiu avstand c/c 300. Ved platebredde over 100 skal det benyttes to rader ed stifter/pinner. Maksiu avstand stift/pinne til plateskjøt og platehjørne er 50. Ved 3-sidig isolering skal Isover FireProtect tilslutte innsiden av veggens ytterkledning. Beregning Diensjoneringsunderlaget koer fra Isover FireProtect sin produktdokuentasjon, SINTEF nr Hvilken godstykkelse har HUP-profilen? Hvilken tykkelse har inner- eller yttervegg? Antall gipsplater på brannsiden? 2. Beste hvilken brannotstand og kritisk stålteperatur konstruksjonen skal diensjoneres for. Ubrennbar kledning Yttervegg Eventuell luftspalte Isover FireProtect 1 eller 2 x 13 gipsplate Søyle Mineralull Innervegg 1 eller 2x13 gipsplate Isover FireProtect Mineralull Søyle 1 eller 2x13 gipsplate 10

11 YTTERVEGG Isoleringstykkelse ed Isover FireProtect 150 ved brannbeskyttelse av firkantprofil HUP (SHS/RHS) innebygd i yttervegg. 3- eller 4-sidig beskyttelse avhengig av brannkrav. Yttervegg, 3- og 4-sidig ed Isover FireProtect 150 Yttervegg, 3- og 4-sidig ed Isover FireProtect HUP-profil 150 (SHS/RHS), godstykkelse [] 5 HUP-profil (SHS/RHS), 6 godstykkelse [] x 1 2 x 1, 5 2, 5 2 x x 1, 5 2, 5 1 x 1 2 x 1, 5 2, 5 2 x x 1, 5 2, 5 1 x 1 2 x 1, 5 2, 5 2 x x 1, 5 2, 5 1 x 1 2 x 1, 5 2, 5 2 x x 1, 5 2, 5,,,,,,,, fire sider, tre sider, fire sider, tre sider, fire sider, tre sider, fire sider, tre sider, fire sider 35, fire 35 sider, tre sider, fire sider, fire sider 30, fire 30 sider, tre sider, fire sider, fire sider, fire sider, tre sider, fire sider, fire sider, fire sider, tre sider, fire sider, fire sider fire sider fire sider fire sider fire sider fire sider fire sider fire sider INNERVEGG Isoleringstykkelse ed Isover FireProtect 150 ved brannbeskyttelse av firkantprofil HUP (SHS/RHS) innebygd i innervegg. 4-sidig beskyttelse gjelder i hele tabellen. Innervegg, 4-sidig ed Isover FireProtect 150 Innervegg, 4-sidig ed Isover FireProtect HUP-profil 150 (SHS/RHS), godstykkelse [] HUP-profil (SHS/RHS), godstykkelse [] 1 x 1 2 x 1, 5 2, x x 1, 5 2, 5 1 x 1 2 x 1, 5 2, 5 2 x x 1, 5 2, 5 1 x 1 2 x 1, 5 2, 5 2 x x 1, 5 2, 5 Brannotstand Kritisk Brann- stålteperatur Kritisk otstand R stålteperatur T s, k r i t [ º C ] R T s, k r i t [ º C ] Brannotstand Brann- stålteperatur Kritisk Kritisk otstand R stålteperatur T s, k r i t [ º C ] R T s, 4 k 5 r i t 0 [ º C ] x 1 2 x 1, 5 2, x x 1, 5 2, 5 Beregningsprogra - ISOVER FireProtect Calc På vår hjeeside glava.no/prograer kan du beregne nødvendig isolasjonstykkelse ed online prograet for brannbeskyttelse av stålkonstruksjoner. 11

12 Produktinforasjon Oråde Isover FireProtect 150 Standard Materiale Steinull - Euroklasse A1 EN Brannotstand Iht SINTEF dok nr EN Forat [] 10 x Tykkelser [],, 30, 35, 40, 50 og 60 - Tykkelse toleranse [] -1/+1 - Vannabsorpsjon <<1 EN 1609 λ D [W/.K] 0,037 EN 13162, EN Spesifikk varekapasitet [J/kg.K] Max anvendelsestep [ C] 700 EN Densistet [kg/ 3 ] og 165 EN 1602, EN EN 1602, EN Øvrig inforasjon Benyttes der optial brannbeskyttelse av stålkonstruksjoner ønskes Prosjekt :40 Side 1 Markedsføring, kundeservice, salg GLAVA A/S OSLO Sandakerveien 24C, D11 Postboks 4461 Nydalen, 0403 Oslo Tlf Fax e-post: e-post:post@glava.no glava.oslo@glava.no Internett: Grønn ordrefax Oslo: Grønn ordrefax Stjørdal: