Sandwichpaneel, géén heet hangijzer bij brand
24 november 2015
Sander Giunta d’Albani van de Technische Universiteit Eindhoven heeft de IFV-VVBA-scriptieprijs 2015 ontvangen voor zijn afstudeerwerk: ‘Fire behaviour of sandwichpanel core materials in the pre-flashover phase.’ De Eindhovense afstudeerder kreeg de prijs tijdens het Nationaal Congres Fire Safety and Science (FSS) op 4 en 5 november jl.
Het was voor de vierde achtereenvolgende keer dat het IFV (Instituut Fysieke Veiligheid) en de VVBA (Vereniging van Brandveiligheidsadviseurs) de Scriptieprijs uitschreven onder eindejaarsstudenten aan Nederlandse, Belgische of hieraan gelieerde onderwijsinstellingen. De prijs is bedoeld voor scripties over brandveiligheid, ter afronding van een bachelor- of masteropleiding in 2014 of 2015. De afstudeerder die de meest innovatieve, spraakmakende, relevante dan wel fundamentele thesis levert, wint en toucheert € 1.200. Dit prijzengeld moet worden besteden aan een activiteit die gerelateerd is aan FSE (Fire Safety Engineering), zoals studieboeken of een cursus.
Dit jaar valt de keuze op het onderzoek waarmee Sander Giunta ‘dAlbani vorig jaar zijn masterstudie Building Technology aan de faculteit Bouwkunde van de TU Eindhoven succesvol afrondde. ‘Het betreft een actueel onderwerp waarvoor veel belangstelling bestaat’, meent de jury bij monde van voorzitter Paul Verlaan (Wetenschappelijke Raad Brandweer). ‘Er is ook veel behoefte aan verder inzicht, ingegeven door recente evaluaties van grote branden. Gelet op de wetenschappelijke onderbouwing, de grote betekenis voor de brandveiligheid en de actualiteit van het onderwerp heeft de jury besloten de prijs toe te kennen aan Sander Giunta ‘dAlbani.’
Object van de winnende scriptie zijn sandwichpanelen van dunne metalen huiden en een kern van een synthetische of een mineraal materiaal. Van deze panelen wordt het gedrag belicht tijdens brand, vóór flashover. In deze fase loopt de temperatuur op van 20°C (kamertemperatuur) tot maximaal 350°C en dan kan onder het dak (van sandwichpanelen) een rooklaag ontstaan. Op grond van literatuurstudie en indicatief onderzoek concludeert de winnaar dat ‘t in deze fase niet erg waarschijnlijk is dat zich een rookgasexplosie voordoet, louter als gevolg van pyrolyse van de isolatie in de kern van het sandwichpaneel. Daarmee blijven de persoonlijke risico’s voor brandweer en hulpverleningsdiensten in deze fase minimaal. De kans op een rookgasexplosie neemt wel toe, naarmate pyrolyse plaatsvindt bij meerdere materialen tegelijk, bijvoorbeeld ook bij inrichtingsmaterialen (cumulatie van bronnen).
Pyrolyse is de ontleding van een materiaal onder invloed van hoge temperaturen. Dit proces vindt plaats zonder aanwezigheid en verbruik van zuurstof. Het treedt vooral op bij organische stoffen met een gecompliceerde moleculestructuur, waaronder hout, textiel, zware olie en vele kunststoffen. Bij verhitting van deze stoffen vindt eerst pyrolyse plaats; het voorschrijdend uiteenvallen van grotere moleculen in kleinere moculen. Daarna zorgen de ontledingsproducten (zoals gas of teer) voor de eigenlijke verbranding. De mix van rook bij brand en gas door pyrolyse kan leiden tot een rookgasexplosie.
Bij sandwichpanelen vindt pyrolyse (en daarmee een eventuele rookgasexplosie) pas plaats bij temperaturen (ver) boven 350 ºC, als ’t sowieso voor de brandweer te riskant is om het brandende gebouw binnen te gaan.
Het indicatieve onderzoek van d’Albani wijst uit dat in pre-flashoverfase wel lichte vervorming van het sandwichpaneel en enig verlies aan draagvermogen optreedt. Het is echter niet te verwachten dat de huid van het sandwichpaneel loslaat en naar beneden valt, temeer omdat de panelen doorgaans door dakgordingen worden ondersteund.
Sandwichpanelen, in welke vorm dan ook, vormen geen gevaar voor personen, zolang het gebouw en de panelen zelf volgens de voorschriften worden gebruikt, aldus d’Albani.
Sander Giunta ‘dAlbani werd bij zijn afstuderen begeleid door drie representanten van de afdeling Building Physics and Services van de TU/e: Prof.dr.ir. Jos Brouwers (hoogleraar Building Materials), dr.ir. Ariën de Korte (universitair onderzoeker) en ir. Ruud van Herpen (fellow Fire Safety Engineering). De vierde begeleider was dr.ir. Ricardo Weever, namens Brandweer Nederland.
