Clarion Hotel & Congress Trondheim 7. januar 2014 Brannsikre bygg (9) Detaljprosjektering Bærende og skillende bygningsdeler Del I: Generelt Del II: Mur og betong Del III: Tre
Del I: Generelt
Historien om brannmotstand Alltid en viktig konkurransefaktor for valg av konstruksjonsmaterialer Historisk: Murtvangen innført for å begrense bybranner i trebyer Mur og betong som konstruksjonsmaterialer var tidligere gunstig for bestemmelse av forsikringspremier Fra åttitallet lempninger for enkelte typer bygg gunstigere for stål og trekonstruksjoner - dessuten utvikling innen brannbeskyttelse av stål Fra 1997 sterk dreining mot funksjonsbaserte forskrifter brannmotstand som ytelse hovedsakelig plassert på veiledningsnivå (brannvegg dog angitt med 120 minutters brannmotstand men dette er fjernet i TEK 10 der angis motstand mot fullstendig brannforløp som krav) I Eurokodene er samlet resultatet av flere tiårs forskning og teknisk diplomati i form av både enkle og avanserte branntekniske dimensjoneringsmetoder for mur-, betong-, stål-, aluminium- og trekonstruksjoner Brannteknisk dimensjonering er primært et RIB-ansvar, der resultatet er viktig for detaljering og geometrisk kontroll.
Bærende og skillende Bærende R Skillende E og I - E integritet (f.eks glass E 30) - I isolerende (alltid i i kombinasjon med E) - Ikke bærende vegg EI, f.eks EI 60 - Bærende og skillende REI, f.eks REI 60 Mekanisk motstandsevne M - Seksjoneringsvegg, brannvegg, f.eks REI 120-M
R - Bæreevne - Resistance E - Flamme- og røykstoppende IntEgrety I - Isolerende - Insulation REI? EI R REI 06.01.2014 nef
Brannteknisk oppdeling Brannstrategisk hierarki, relatert til scenarioer: - Branncelle (typisk, 15, 30 eller 60 minutter standard brannmotstand) - Brannseksjon (typisk 120 minutter standard brannmotstand) - Skille mellom byggverk brannvegg (typisk 120 minutter standard brannmotstand eller avstand > 8 meter) Prosjekteringsmessig hierarki: - Skille mellom byggverk - Seksjonering (maks areal) - Branncelleoppdeling NB Rømningskonsept alltid avgjørende!
Brannseksjon Brannseksjon Branncelle Branncelle Branncelle Branncelle, Rømningsvei Branncelle Branncelle, Rømningsvei Branncelle Branncelle EI60 REIM 120 - Seksjoneringsvegg
Brannseksjon Brannseksjon Branncelle Branncelle Branncelle Branncelle, Rømningsvei Branncelle Branncelle, Rømningsvei Branncelle Branncelle EI60 REIM 120 - Seksjoneringsvegg
Byggverk Byggverk REIM 120 - Brannvegg
Fenomenet brann i bygg temperatur initieringsfasen: utvikling av røyk og varme overtenning avkjøling tid
Respons temperatur Brannmotstand Kledning, overflater Bevaring av bæreevne og stabilitet tid
Scenarier temperatur Etablert brann Varsling Rømning Lokal sammenstyrtning, evt. spredning til flere brannceller Evt. tap av hele bygningen tid
Prinsippdiagram konstruksjonsrespons ved brann Last, Spenning, Påkjenning Lastnivå ved brann Konstruksjonsrespons ved høy temperatur Forskyvning, tøyning
Regelverksystemet Lov Forskrift Politisk nivå Forskriftsveiledning VL Markedet Godkj.ordninger Sertifisering EOTA etc. NS-merking CE-merking Standard NS NS-EN Teknisk nivå --------------------Anvisninger
Prinsippdiagram konstruksjonsrespons ved brann som funksjon av tid Kapasitet Kapasitetsutvikling ved brann Sammenstyrtning!! Lastnivå ved brann Brannmotstand i minutter Tid
Byggverk i brannklasse 1 og 2 Skal dimensjoneres for å kunne bevare bæreevne og stabilitet i minimum den tiden som er nødvendig for å rømme og redde personer i og på byggverket
Byggverk i brannklasse 3 og 4 Bærende hovedsystem skal dimensjoneres for å kunne bevare sin stabilitet og bæreevne gjennom et fullstendig brannforløp, slik dette kan modelleres
NS-EN 1991-1-2 Temperatur-tid kurver - Standard temperatur-tid kurve - Ekstern temperatur tid kurve - Hydrokarbonbrann temperatur-tid kurve 20 345log10(8t 1) - Parametrisk brannkurve: Appendiks B Gamma-fire g g 660(1 0,687e 1080(1 0,325e g 0,32t 0,167t 0,313e 0,675e 3,8t 2,5t ) 20 ) 20 Side: 21
NS-EN 1991-1-2 Prinsipper for beregning av termisk last i W/m2 - Stråling:. hnet, r - Konveksjon: 4 273 273 8 res5,67 10 r m 4. h net, c ( c g m ) - Nominell varmefluks (stråling + konveksjon):... h net, d n, c hnet, c n, r hnet, r Side: 22
Temperatur ( C) NS-EN 1991-1-2 1200 1000 800 HC - fire ISO 834 - fire External fire curve 600 400 200 0 0 20 40 60 80 100 120 140 Tid (minutter) Side: 23
Fra NS EN 1990 6.4 Bruddgrensetilstander 6.4.3 Lastkombinasjoner (omfatter ikke påvisning av utmatting) 6.4.3.3 Lastkombinasjoner for dimensjonerende ulykkessituasjoner Ulykke HERUNDER BRANN: Fastsettelse av lastsituasjonen ved brannutbrudd Accidental action
Del II: Mur og betong
Betong og mur
Bærende vegg i murverk iht norsk NAD (lav slankhet moderat utnyttelse) REI 120 M
Kilde: www.vbg.de Sitat VTEK 10
Prøven som bokstavelig talt knekker enhver gipsveggs håp om å bli en brannvegg NS-EN 1363-2:1999 3 slag innen fem minutter etter
Ikke-bærende teglvegg EI EI 60
Betong og brann
NS-EN 1992-1-2 ISO-kurven Standard brannmotstand Normalt brukes denne
NS-EN 1992-1-2 Mekaniske og termiske/fysiske data for betong og stål
Metoder
Tabulerte data: Den tradisjonelle metoden Et delt Europa: To metoder for søyler Flatdekker!
Høyfast betong (HSC): B65 og oppover (B95 i hht NA) Eget tabellverk for HSC
Tilleggene. Nyttig NB!
Temperaturutvikling i bjelketverrsnitt bxh=350x600mm standardbrann Riva, Franssen Structural Concrete Fib, Mars 2008
Fokus på Søyler Flatdekker
Materialfaktorer for betong Brann: 1,0 ihht EK2-1-2, NA
Axis distance = armeringsdybde
Når vi har flere lag
Søyler metode B
Mrk: En R 120-søyle kommer gjerne opp i en dimensjon på over 400mm hvis den ikke er lavt utnyttet
Fra norsk NAD:
Flatdekker=flat slabs: REI90, REI 120 oppnås enkelt
Del III Trekonstruksjoner
Viktig terskel for trekonstruksjoner: Brannklasse 2, typisk R60 - kurant vs Brannklasse 3, fullstendig brannforløp eller R90 ubrennbar - utfordrende
System of requirements
300 C
Sjekk clt.info
Parametrisk brann Forkulling stopper Kan beregnes iht Annex A Men mrk F.eks - q td =300MJ/m2 - t 0 40 min - dvs O 0,009x300/40=0,067 - (åpningsfaktor i m 0,5 )
Pettersonkurvene
In comparison: Timber frame/parametric fire (Nordic Wood 1995) From Wood construction behaviour in natural/parametric fires J.König, J. Norén, N.Forsén 1995
Conclusion 3 layers required an uneconomical and impractical design to withstand a total fire 61
Massivtre gir langt bedre brannmotstand Sjekk - klh.at - martinsons.se - etc 62
Takk for oppmerksomheten 63