Open alles | Sluit alles

AGENDA :

JOBS:

Recente activiteiten:

Brandveiligheid

3. Eisen aan de constructie

3.1. Doelstelling

De eisen aan de reactie bij brand en de brandwerendheid van de constructie volgen uit de doelstellingen voor brandpreventie. Om branduitbreiding te voorkomen en de afmeting van de brand te beperken zodat het redden van personen en beschermen van goederen wordt vergemakkelijkt, worden gebouwen ingedeeld in brandcompartimenten met een beperkte maximale afmeting. De omhullende wanden en vloeren van de compartimenten moeten in een zekere mate in staat zijn de brand tegen te houden zodat de brand beperkt blijft tot 1 compartiment. Bouwconstructies kunnen in geval van brand een dragende functie en/of scheidende functie hebben. Niet-dragende wanden die onderdeel uitmaken van de compartimentscheiding dragen alleen zichzelf en hebben alleen een scheidende functie. Wanden en vloeren die onderdeel van de compartimentscheiding uitmaken en niet alleen zichzelf maar ook andere constructieonderdelen dragen of bijdragen aan de stabiliteit van het gebouw, hebben zowel een dragende als een scheidende functie. Kolommen en balken hebben alleen een dragende functie. Niet-dragende wanden of vloeren, welke bovendien niet fungeren als grens van een brandcompartiment, hebben geen enkele functie in het geval van brand.

3.2. Reactie bij brand

De reactie bij brand is in Bijlage 1 van de basisnormen gedefinieerd als het geheel van eigenschappen van een bouwmateriaal met betrekking tot zijn invloed op het ontstaan en de ontwikkeling van een brand. De invloed is dus van belang in de groeifase van de brand, voorafgaand aan het moment van vlamoverslag. Materialen die moeilijk mee gaan branden met een beginnende brand belemmeren groei van de brand en verminderen zo de kans op het ontstaan van een grote brand.
Om de reactie bij brand te bepalen worden van bouwproducten en bouwmaterialen in brandklassen ingedeeld van onbrandbaar tot zeer brandbaar. Afhankelijk van de mate waarin een product bijdraagt aan de ontwikkeling van de brand zijn er specifieke testmethoden. In Bijlage 5 van de basisnormen staan de eisen aan de brandklasse van vloerbedekkingen, wandbekleding en plafonds in functie van de toepassing. Daarnaast staan in Bijlage 2 t/m 4 extra eisen voor sommige toepassingen zoals buitentrappen en luchtkanalen. In de basisnormen wordt voor de bepalingsmethoden momenteel verwezen naar Franse, Duitse en ISO beproevingsnormen. In de nabije toekomst zullen deze normen worden vervangen door de Europese bepalingsmethoden en de Euroklassen.
Staal is een onbrandbaar materiaal en valt in de veiligste klasse.

3.3. Brandwerendheid

Zoals eerder vermeld is de term brandwerendheid in de basisnormen recent vervangen door de term brandwerendheid. Bovendien is de definitie in 2007 lichtjes aangepast om aan te sluiten bij de CPD. De brandwerendheid is in de basisnormen gedefinieerd als het vermogen van een bouwelement om gedurende een bepaalde tijdsduur te voldoen aan de voor de standaardproef voor de brandwerendheid gespecificeerde criteria ten aanzien van de dragende functie, de vlamdichtheid en/of thermische isolatie. De brandwerendheid wordt uitgedrukt volgens het klasseringsysteem van de Europese beschikking 2000/367/EG (Beschikking van de Europese Commissie van 3 mei 2000 ter uitvoering van Richtlijn 89/106/EEG van de Raad inzake de indeling van voor de bouw bestemde producten, bouwwerken en delen daarvan in klassen van materiaalgedrag bij brand) met een symbool gevolgd door de tijd in minuten (15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240 of 360 minuten) voor elk toetsingscriterium in de beproevingsnorm. In België worden alleen eisen van 30, 60 of 120 minuten gesteld.
Voor de dragende functie wordt alleen gekeken naar het eventueel bezwijken van de constructie, aangeduid met het symbool R, bijvoorbeeld R60. De scheidende functie wordt bepaald door de criteria van thermische isolatie, aangeduid met het symbool I, en integriteit, aangeduid met E. Het criterium voor thermische isolatie is een beperkte temperatuurstijging aan de niet aan brand blootgestelde zijde van het brandscheidende element van 140 °C gemiddeld en 180 °C maximaal. Voor integriteit wordt gekeken naar het doorslaan van vlammen of ontbrandbare gassen. Dit is voornamelijk voor deuren een relevant criterium. Een product dat zowel een dragende als scheidende functie bezit wordt op alle drie deze criteria beoordeeld en behaalt bijvoorbeeld een REI60. Maar het kan voor elk van de criteria een verschillende brandwerendheid bezitten, bijvoorbeeld R60 en EI30.

In het ARAB, de KB’s voor ziekenhuizen en rustoorden en de NBN S21-204 voor scholen wordt nog met de oude definitie van de brandweerstand volgens de NBN 713.020 (NBN 713.020: 1968, Beveiliging tegen brand - Gedrag bij brand bij bouwmaterialen en bouwelementen - Weerstand tegen brand van bouwelementen, NBN, Brussel – inclusief wijzigingsblad A1: 1982, A2: 1985 en A3: 1994) gewerkt, uitgedrukt met het symbool Rf en de tijd in uren. Het begrip Rf kan men vergelijken met het Europese begrip REI voor constructies met een dragende en scheidende functie, met R voor constructies met alleen een dragende functie, en met EI of E voor constructies met alleen een scheidende functie. Het is echter wel zo dat er kleine verschillen zitten tussen de Europese beproevingsnormen en de NBN 713.020. In specifieke gevallen kunnen deze kleine verschillen leiden tot een aanzienlijk verschil in de brandwerendheid. Voor de dragende functie van staalconstructies zijn de verschillen in de brandwerendheid tussen de Europese en Belgische aanpak echter minimaal.

3.4. Definitie structurele elementen

Het toepassingsgebied van de eisen aan de brandwerendheid zoals deze worden gesteld door de basisnormen en het ARAB lopen min of meer synchroon. Het ARAB stelt eisen aan de brandweerstand van bouwelementen en maakt een opsomming van bouwelementen: kolommen, en balken van het geraamte, muren, wanden, vloeren, zolderingen, valse zolderingen, trappen en deuren. De basisnormen spreken van eisen aan de structurele elementen. Dit zijn de bouwelementen die de stabiliteit van het geheel of van een gedeelte van het gebouw verzekeren (zoals kolommen, dragende wanden, hoofdbalken, afgewerkte vloeren en andere essentiële delen die het geraamte of skelet van het gebouw vormen) en die bij bezwijken aanleiding geven tot voortschrijdende instorting. Voortschrijdende instorting treedt op indien het bezwijken van de constructie onderdeel aanleiding geeft tot bezwijken van onderdelen van het gebouw die zich niet bevinden in de onmiddellijke omgeving van het beschouwde onderdeel en indien de draagkracht van het overblijvende bouwwerk onvoldoende is om de optredende belasting te dragen. Daarnaast stellen de basisnormen specifieke eisen aan plafonds, valse plafonds, trappen en deuren.

De definitie van de structurele elementen laat ruimte voor interpretatie. Wanneer praat men over voortschrijdende instorting, dus wat is de niet onmiddellijke omgeving van een constructieonderdeel. Een vloer die bij bezwijken geen andere bouwconstructies doet bezwijken, is duidelijk geen structureel element. Maar is een ligger die alleen die vloer draagt en die bij bezwijken ook geen andere bouwconstructies doet bezwijken dat dan ook niet? In andere landen komt men de term voortschrijdende instorting of progressive collapse ook tegen. Zo is in Nederland vastgelegd in de regelgeving dat de structurele elementen díe elementen zijn die bij bezwijken leiden tot bezwijken van een bouwconstructie in een ander brandcompartiment. Immers, andere brandcompartimenten dan het compartiment waarin de brand woedt, mogen niet beschadigd raken omdat hier mogelijk nog overlevenden aanwezig zijn en de brandweer van hieruit haar bluswerkzaamheden moet kunnen uitvoeren. In het compartiment van de brand zelf, is de noodzaak om bezwijken te voorkomen niet erg groot. Immers, de brandcondities zijn volstrekt onleefbaar voor zowel brandweer als gebruikers van het gebouw op het moment dat de constructie gaat bezwijken. Belangrijk is wel dat het compartiment waarin de brand woedt niet mag bezwijken door een lokale brand nog voordat vlamoverslag heeft plaatsgevonden, omdat dan de brandweer in het compartiment aanwezig kan zijn juist om de lokale brand te bestrijden.
In de huidige ontwerptekst voor de nieuwe bijlage 6 voor industriegebouwen wordt deze filosofie tot op zekere hoogte gehanteerd. De dragende structuren worden in bijlage 6 als volgt onderverdeeld:

Deze definitie van structurele elementen zal worden opgenomen in Bijlage 1: Terminologie. Voor de lage, middelhoge en hoge gebouwen (bijlage 2, 3 en 4) worden de eisen aan de structurele elementen nog niet onderverdeeld in type I en II. De eisen in deze bijlagen gelden nog voor beide typen. Op termijn is het de bedoeling de eisen in deze bijlagen ook te differentiëren naar het type.

Het onderscheid tussen structurele elementen van type I en II is helder maar hangt in de praktijk af van het constructieve systeem. Dit is inzichtelijk te maken aan de hand van een vergelijking tussen twee industriële hallen, beiden bestaande uit twee brandcompartimenten gescheiden door een brandmuur:

Om de horizontale krachten van de wind naar het windverband te brengen zijn de gordingen en de portalen nodig. In het geval er maar één windverband is, zijn de portalen en gordingen die de horizontale krachten overbrengen dus ook van type I. In het geval de brand in het andere compartiment heerst, leidt bezwijken van de portalen niet tot bezwijken van het compartiment met het windverband. Deze portalen en gordingen zijn dus allemaal structurele elementen van type II of niet structurele dragende elementen.

Het onderscheid tussen de structurele elementen van type II en de niet-structurele dragende elementen is niet eenvoudig te maken. Het begrip voortschrijdende instorting zou hiervoor toch nader moeten worden gedefinieerd in de regelgeving. In de praktijk kan men de keuze per element maken op basis van de inschatting dat bezwijken van een element door een lokale brand leidt tot bezwijken van een ander deel binnen het compartiment op een zodanige afstand van de lokale brand dat daar mogelijk op het moment van bezwijken een brandweerploeg bezig is met haar bluswerkzaamheden. Om dit scenario te voorkomen, moeten deze elementen worden beschouwd als een type II element, bijvoorbeeld de portalen. Als het bezwijken van bijvoorbeeld gordingen of dakplaten boven een lokale brand geen gevaar voor de brandweer oplevert, kunnen zij beschouwd worden als een niet structureel dragend element.

3.5. Eisen aan de brandwerendheid

3.5.1. Algemeen

De eisen aan de structurele elementen en de compartimentgrootte zijn samengevat in tabellen hieronder voor de industriegebouwen. De Hoge Raad heeft een voorstel gereed om de Rf waarden in de basisnormen te vervangen in REI waarden. Voor de structurele elementen betekent dit dat de Rf waarde wordt omgezet tot de R waarde. De eisen uit de andere regelgeving zijn alleen genoemd voor zover dit verzwaringen geeft op het KB.

Naast eisen aan de structurele elementen worden eisen gesteld aan de brandwerendheid van wanden en vloeren tussen allerlei verschillende typen lokalen zoals technische lokalen, schachten en trappen. Het voert te ver deze hier uitputtend te behandelen. In de regel zijn de eisen gelijk aan of lichter dan de eisen aan de structurele elementen.

Beknopt overzicht van eisen aan de brandwerendheid van structurele elementen. Voor de basisnormen zijn alle waarden gegeven. Voor de andere besluiten, decreten en normen zijn alleen de verzwaringen ten opzichte van de basisnormen gegeven.

Om branduitbreiding via de buitenlucht te voorkomen worden eisen aan de gevels gesteld in functie van de afstand van de gevel tot de gevel van het naastgelegen gebouw. Voor gevels geldt een Rf 1 uur voor die delen die binnen 8 m tegenover een andere gevel staan of waarvoor de kortste afstand naar een andere gevel haaks erop minder dan 1 m is. In hoge en middelhoge gebouwen worden minimale eisen aan de afmetingen van de borstwering gesteld om uitbreiding naar een hogere verdieping te voorkomen.

Tot slot wordt opgemerkt dat in de basisnormen voor plafonds onderscheid gemaakt tussen plafonds die alleen een stabiliteit moeten bezitten en plafonds die een volledige brandweerstand Rf moeten bezitten. Van valse plafonds wordt een stabiliteit geëist van ½ uur. Voor plafonds met een Rf eis geldt dat het plafond bijdraagt aan de brandweerstand van de vloer of het dak erboven. In Europees verband wordt een plafond juist op deze bijdrage aan de brandwerendheid beoordeeld. In de Europese proef wordt een plafond dan ook altijd in combinatie met de vloer beproefd, en uiteindelijk slechts beoordeeld of de vloer bezwijkt.

3.5.2. Industriegebouwen

Industriegebouwen kennen een zeer grote diversiteit in aard van industriële activiteiten. Ze worden in bijlage 1 gedefinieerd als gebouwen bestemd voor:

In bijlage 6 worden zwaardere eisen gesteld aan productieruimte dan aan een opslagplaats. Een opslagplaats is gedefinieerd als een overdekt geheel, dat hoofdzakelijk gebruikt wordt voor de opslag, overslag en/of distributie van goederen zowel voor korte als lange tijd, bestaande uit één of meerdere gebouwen met de eventueel daaraan verbonden luifels en / of bijhorende constructies. Het onderscheid tussen opslagplaatsen en productiehallen wordt gemaakt om rekening te houden met het beperkte aantal ontstekingsbronnen in opslagplaatsen.

De structurele elementen van type II mogen niet bezwijken binnen een tijd bepaald met de methode van de equivalente tijdsduur te,d volgens de Eurocode EN 1991-1-2:2002 (EN 1991-1-2: 2002,  Eurocode 1: Actions on structures - Part 1-2: General actions - Actions on structures exposed to fire, CEN, Brussel). In deze methode wordt de brand in het brandcompartiment vertaald naar een standaard brandproef met een tijdsduur die leidt tot een vergelijkbaar thermische belasting op de constructie. De brandbelasting, zijnde de hoeveelheid brandbaar materiaal in het brandcompartiment uitgedrukt in kg’s vurenhout per m2 of in MJ/m2 speelt in deze methode een belangrijke rol. De karakteristieke waarde van de brandbelasting is afhankelijk van het gebruik van het gebouw. In een opslagplaats voor stalen balken zal er veel minder brandbaar materiaal zijn dan in een houtopslag. Binnen de HR zijn tabellen in omloop met richtwaarden voor de karakteristieke waarden in functie van het gebruik.

De eisen aan de brandwerendheid en de toelaatbare grootte van compartimenten in industriegebouwen van één bouwlaag.

De rekenwaarde van de brandbelasting is gelijk aan de karakteristieke brandbelasting, aangepast aan de kans op brand, zoals dat wordt beïnvloed door bijvoorbeeld sprinklers en de grootte van het compartiment, en de toelaatbare kans op bezwijken van de constructie. Omdat de structurele elementen van type II een geringere rol spelen op de veiligheid dan de structurele elementen van type I, wordt voor de structurele elementen van type II een grotere faalkans geaccepteerd dan voor de elementen van type I, 10-3 per jaar in plaats van 1,3•10-6 per jaar. In de 2de tabel is de toelaatbare grootte van brandcompartimenten gegeven voor industriegebouwen in functie van de aanwezigheid van sprinklers en de brandwerendheid van de structurele elementen. De toelaatbare compartimentsgrootte mag met 60 % worden vergroot indien het compartiment een verbeterde bereikbaarheid heeft voor de brandweer. Een verbeterde bereikbaarheid betekent dat het terrein bereikbaar is langs twee onafhankelijke toegangswegen welke onderling met een brandweerweg zijn verbonden en dat de helft van de wanden van het compartiment buitenwanden zijn die voor de brandweer bereikbaar zijn. Deze vergroting is in de 2de tabel reeds opgenomen.

In Bijlage 6 is verder een eis gesteld aan tussenvloeren van R30. Ook zijn er eisen gesteld aan de gevel van EI60 of aan de minimale afstand tussen industriegebouwen in functie van de openingen in de gevel zonder brandwerendheid. Voor een gevel zonder EI60 is een afstand vereist van 16 m tot het naastgelegen gebouw. Maar wanneer deze gebouwen op verschillende percelen liggen behorende bij verschillende gebruikers, dan is enkel de afstand tot de perceelgrens van belang. Deze afstand bedraagt de helft van de tussenafstand tussen het industriegebouw en een denkbeeldig identiek industriegebouw dat om de perceelsgrens gespiegeld is. Als het gebouw is gesprinklerd mogen de afstanden worden gehalveerd.

Daarnaast moet het risico worden beperkt dat de gevel naar buiten toe bezwijkt om de veiligheid van de brandweer te vergroten. Staalconstructies kunnen uitstekend aan deze eis voldoen.

 

inhoud - hoofdstuk1 - hoofdstuk2 - hoofdstuk3 - hoofdstuk4 - hoofdstuk5 - hoofdstuk6 - referenties