Brannbeskyttelse av Bærende stålkonstruksjoner

Brannbeskyttelse av Bærende stålkonstruksjoner Isover FireProtect NOVEMBER 12 Teknisk isolasjon 6 Nå dokuentert i henhold til ENV 13381-4 Ny diensjoneringstabell for frittstående stålsøyler og bjelker

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 0,2 0 0 800 1000 C Stålets fasthet so funksjon av teperaturen. 2

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 13381-4 og godkjent av SINTEF NBL (Produktdokuentasjon SINTEF 010-02) 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/ 3 1000 x 10,, 30, 35, 40, 50 og 60 Forsinket stål Lengder 40, 60, 80, 100 og 1 3

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 2 3. 2. 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 3. 4. 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 + 40. 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

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 150 0 0 0 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

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 010-02. 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 7. 2. 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

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-3-1 -1-1 hxb -1-1 hxb -1-1 IPE80 330 270 100x50 5 224 187 60x60 5 1 151 HE100A 185 138 HE100B 154 115 HE100M 85 65 IPE100 301 248 6,3 178 148 6,3 160 1 HE1A 185 138 HE1B 141 106 HE1M 80 61 IPE1 279 230 8 144 1 8 126 94 HE140A 174 129 HE140B 130 98 HE140M 76 58 IPE140 260 215 100x60 5 218 177 80x80 5 1 151 HE160A 161 1 HE160B 118 89 HE160M 71 54 IPE160 241 0 6,3 177 144 6,3 160 1 HE180A 155 115 HE180B 110 83 HE180M 68 52 IPE180 227 189 8 143 116 8 126 95 HE0A 145 108 HE0B 102 77 HE0M 65 49 IPE0 211 175 1x60 5 216 180 100x100 5 1 151 HE2A 134 100 HE2B 97 73 HE2M 62 47 IPE2 198 165 6,3 174 145 6,3 160 1 HE240A 122 91 HE240B 91 68 HE240M 52 39 IPE240 184 153 8 162 135 8 126 94 HE260A 118 88 HE260B 88 66 HE260M 51 39 IPE270 176 147 1x80 5 214 174 10 101 76 HE280A 113 84 HE280B 85 64 HE280M 50 38 6,3 172 138 1x1 6,3 160 1 HE300A 105 78 HE300B 80 60 HE300M 43 33 IPE300 167 139 8 139 111 8 126 94 HE3A 98 74 HE3B 77 58 HE3M 43 33 10 101 76 HE340A 94 72 HE340B 75 57 HE340M 43 34 IPE330 157 131 150x100 5 211 169 150x150 6,3 160 1 HE360A 91 70 HE360B 73 56 HE360M 44 34 IPE360 146 122 6,3 169 136 8 126 94 HEA 87 68 HEB 71 56 HEM 45 36 IPE 137 116 8 136 109 10 101 76 HE450A 83 66 HE450B 69 55 HE450M 47 38 IPE450 130 110 10 111 89 180x180 6,3 160 1 HEA 80 65 HEB 67 54 HEM 48 39 IPE 121 103 160x80 5 211 176 8 126 94 HE550A 79 65 HE550B 67 55 HE550M 50 41 IPE550 113 98 6,3 170 142 10 101 76 HEA 79 65 HEB 67 56 HEM 51 42 IPE 105 91 8 136 114 HE650A 78 65 HE650B 66 56 HE650M 52 44 10 112 93 3-sidig brannpåvirkning (Ai/Vs-3) 4-sidig brannpåvirkning (Ai/Vs-4) 0x100 5 155 129 0x0 6,3 160 1 6,3 168 140 8 126 94 8 134 112 10 101 76 10 109 91 12,5 81 61 0x150 6,3 165 134 0x0 6,3 160 1 8 132 107 8 126 94 10 107 87 10 101 76 12,5 87 71 12,5 81 61 300x0 6,3 164 131 300x300 8 126 94 8 130 104 10 101 76 12,5 85 68 12,5 81 61 Isoleringstykkelser for Isover FireProtect 150 Kritisk stålteperatur C. Brannotstand A/V 30 60 90 1 150 180 210 240 50 35 50 60 60 35 50 60 70 70 30 40 50 60 80 80 30 50 60 70 80 90 35 50 70 80 100 40 60 70 80 110 30 50 60 70 1 30 50 60 80 130 35 50 70 80 140 35 50 70 150 35 60 70 160 40 60 70 170 40 60 80 180 40 60 80 190 40 60 80 0 50 60 80 210 50 70 80 2 50 70 230 30 50 70 240 30 50 70 0 30 50 70 7

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. 010-02. Dekke av lettbetong 2300 kg/³ 8 10 R T s, krit [ºC] d 30 d ax 300 2. 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 [] 12 15 ax 300 240 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 300 50 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 30 60 90 1 180 240 Kritisk stålteperatur T s, k rit [ºC] 8 10 HSQ-profil, tykkelsen av underflens [] 12 15

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 [] 12 15 30 60 90 1 180 240 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 60 90 1 180 240 8 10 HSQ-profil, tykkelsen av underflens [] 12 15 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 [] 12 15 9

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. 010-02. 1. 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

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 [] 8 5 6 8 90-90 - 1 x 1 2 x 1, 5 2, 5 2 x 1 2 2 x 1, 5 2, 5 1 x 1 2 x 1, 5 2, 5 2 x 1 2 2 x 1, 5 2, 5 1 x 1 2 x 1, 5 2, 5 2 x 1 2 2 x 1, 5 2, 5 1 x 1 2 x 1, 5 2, 5 2 x 1 2 2 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 10 10 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, 5 5 6 8 5 6 8 2 x 1 2 2 x 1, 5 2, 5 1 x 1 2 x 1, 5 2, 5 2 x 1 2 2 x 1, 5 2, 5 1 x 1 2 x 1, 5 2, 5 2 x 1 2 2 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 ] 60-60 - 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 ] 54 05 0 60 5 0 0 60 65 05 0 46 50 0 40 35 30 54 05 0 40 35 30 90 35 0 5 0 0 90 35 30 65 05 0 30 30 1 x 1 2 x 1, 5 2, 5 10 10 2 x 1 2 2 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

Produktinforasjon Oråde Isover FireProtect 150 Standard Materiale Steinull - Euroklasse A1 EN 13501-1 Brannotstand Iht SINTEF dok nr. 010-02 EN 13381-4 Forat [] 10 x 1000 - Tykkelser [],, 30, 35, 40, 50 og 60 - Tykkelse toleranse [] -1/+1 - Vannabsorpsjon <<1 EN 1609 λ D [W/.K] 0,037 EN 13162, EN 12667 Spesifikk varekapasitet [J/kg.K] 840 - Max anvendelsestep [ C] 700 EN 14706 Densistet [kg/ 3 ] og 165 EN 1602, EN 13470 30 150 EN 1602, EN 13470 Øvrig inforasjon Benyttes der optial brannbeskyttelse av stålkonstruksjoner ønskes Prosjekt2 01-11-05 15:40 Side 1 Markedsføring, kundeservice, salg GLAVA A/S OSLO Sandakerveien 24C, D11 Postboks 4461 Nydalen, 0403 Oslo Tlf. 22 38 67 00 - Fax 22 38 67 77 e-post: e-post:post@glava.no glava.oslo@glava.no Internett: www.glava.no Grønn ordrefax Oslo: 800 33 915 Grønn ordrefax Stjørdal: 800 80 444