Ontwerpen op brandveiligheid

^{Kantoor- en onderzoeksgebouw NEXT Delft, Delft (Ector Hoogstad Architecten, IMd, StaalBouw Barneveld).}

De brandveiligheid van een (kantoor)gebouw wordt bepaald door zeer veel factoren. Het materiaalgebruik en het type en het gebruik van het gebouw bepalen de hoeveelheid en aard van de brandbare materialen en daarmee de brand- en rookontwikkeling.

Of en in hoeverre een gebouw als geheel brandveilig is, wordt bepaald door bouwkundige, installatietechnische en organisatorische maatregelen én gebouwbeheer en -onderhoud, in hun onderlinge samenhang afgestemd op de specifieke situatie.

Brandveiligheidsconcepten
Het bouwkundige brandveiligheidsconcept legt de nadruk op bouwkundige maatregelen, zoals compartimentering en brandwerende bekleding.
Met de concepten op basis van automatische melding en automatische blussing is bij onbekleed en gering bekleed staal een hoog brandveiligheidsniveau te bereiken.
Het meest efficiënte en effectieve concept hangt af van gebouwtype en ontwerp.

Brandveiligheidsconcept op basis van bouwkundige voorzieningen. Dit concept gaat uit van het optreden van vlamoverslag, wat leidt tot een aanzienlijke hitte- en rookontwikkeling.

Brandveiligheidsconcept op basis van automatische melding (bewaking). In dit concept wordt vlamoverslag vermeden door automatische detectie én ingrijpen van de brandweer. De hitte- en rook-ontwikkeling blijven beperkt. Hiermee kunnen eisen voor brandwerendheid tegen bezwijken en voor wbdbo omlaag.

Brandveiligheidsconcept op basis van blussing. Vlamoverslag wordt voorkomen door (vroege) automatische blussing. Eisen voor brandwerendheid tegen bezwijken en wdbdbo zijn in beginsel overbodig.

Gelijkwaardigheid
Het Besluit bouwwerken leefomgeving (Bbl) is gebaseerd op bouwkundige eisen (brandbaarheid en rookproductie van materialen, compartimentering en brandwerendheid van (scheidings)constructies). Voor brandveiligheid via installatietechnische maatregelen, is een beroep nodig op het gelijkwaardigheidsbeginsel.

De indiener van de bouwaanvraag moet de gelijkwaardigheid aantonen.
Dat is het geval wanneer het werkelijke temperatuurverloop bij brand in het gebouw geheel afwijkt van dat bij de standaardbrand waarop de eisen in het Besluit bouwwerken leefomgeving (Bbl) zijn gebaseerd. De standdaardbrand geeft immers uitsluitend een redelijke beschrijving van de werkelijkheid voor relatief kleine ruimten (cellenkantoor) bij verbranding van een onbeperkte hoeveelheid brandbaar materiaal.
De gemeente (brandweer of bouwtoezicht) beoordeelt de gelijkwaardigheid.

Kantoorgebouw De Brug, Rotterdam (JHK Architecten, Aronsohn, Hollandia, © Vorsselmans). Door de geringe permanente vuurbelasting en de sprinklerinstallatie is de brandwerendheidseis voor de meeste onderdelen van de stalen hoofddraagconstructie verlaagd van 120 naar 60 minuten. Aan 60 minuten brandwerendheid is voldaan met een brandwerende spuitpleister en – voor het zichtwerk – een brandwerende verf. De oorspronkelijke eis van 120 minuten (volgens Bouwbesluit 1992) bleef wel van kracht voor de hoofdkolommen en de onderste vloer, vanwege de directe nabijheid van de fabriek en de druk bevaren Maas.

Voorbeelden gelijkwaardigheid

Grote open ruimten

Kantoorgebouw Helix, Utrecht (Paul de Ruiter Architects, SWINN, Buiting machinebouw & staalconstructies.

In grote open ruimten, zoals atria, vides en entreehallen, is een brand meestal geen standaardbrand. Vlamoverslag vindt hier vaak niet plaats. Een (lokale) brand kan zich wel ontwikkelen en verspreiden, maar vormt geen gevaar voor de constructie die zich op vaak grote afstand van het vuur bevindt. Bovendien is de permanente en variabele vuurbelasting in dit soort ruimten (mede gelet op hun ontmoetings- en transportfunctie) vaak gering. De lage vuurbelasting in combinatie met een rook- en warmteafvoerinstallatie en/of sprinklerinstallatie is dikwijls voldoende aanleiding voor gelijkwaardigheid.

Constructies buiten

De Solitair, Utrecht (ZECC architecten, Pieters Bouwtechniek, Van Ee Staalspecialisten).

De warmtebelasting op constructies buiten het gebouw is geringer dan op constructies binnen. De constructies worden niet aan alle zijden verhit en door de buitenlucht vindt afkoelling plaats. De temperatuur tijdens brand blijft meestal ruimschoots onder de kritieke staaltemperatuur, zeker als de brand niet uitslaat en de vlammen geen direct contact hebben met de staalconstructie. Dan is er slechts sprake van opwarming door straling. Dit is aan te tonen door simulatie van een natuurlijke brand en kan leiden tot het onbekleed laten van de constructie.

Lage permanente vuurbelasting

Kantoor Roamler (herbestemming Puntloodsen), Amsterdam (Beyond Space, Van Rossum RI, © Lorenzo Zandri.

Veel kantoren bezitten een slechts weinig brandbare materialen in de constructie, vloeren, dak en gevels. De permanente vuurbelasting is dan (hoogstwaarschijnlijk) lager dan 500 MJ per m² vloeroppervlak. Een werkelijke brand in zo'n kantoor zal dan korter duren dan volgens de eis in het Besluit bouwwerken leefomgeving (Bbl). De brandwerendheidseis voor de draagconstructie kan dan met 30 minuten naar beneden.

Kantoorgebouw FiftyTwoDegrees, Nijmegen (Mecanoo, ARUP & Tielemans, ASK Romein, © Christiaan Richters). Door de lage permanente vuurbelasting is de eis voor de hoofddraagconstructie van de net niet 70 m hoge toren verlaagd van 90 naar 60 minuten. Aan 60 minuten brandwerendheid is voldaan door het brandwerend bespuiten van de onderflenzen van de liggers en brandwerend betimmeren van de kolommen. De sprinklerinstallatie leverde geen lagere brandwerendheidseis op, maar wel grotere brandcompartimenten. Het gebouw telt slechts twee compartimenten; de brandscheiding zit op de achtste verdieping, in de 'knik'.

Open gevels

Parkeergebouw Zwijsen, Tilburg (Vissers & Roelands architecten & ingenieurs, Verhoeven Leenders, Severfield).

Wanneer minstens éénderde van de gevel open is, gaat de warmte en rook bij brand via natuurlijke ventilatie het gebouw uit. Hoge temperaturen, bedreigend voor constructies, worden meestal niet gehaald. Ventilatie in combinatie met een geringe permanente vuurbelasting zijn dikwijls reden voor de gemeente om vergunning te verlenen op basis van gelijkwaardigheid. In de praktijk gebeurt dit voornamelijk bij (grotendeels) open parkeergarages. De staalconstructies kunnen dan doorgaans onbeschermd blijven.

Warm aanbevolen Ontwerpen Eisen Bepalingsmethoden Dimensioneren Eisen Keuze bepalingsmethoden Fire Safety Engineering (FSE) Fire Safety Engineering (FSE) Regelgeving NEN 6068 Bepaling van de weerstand tegen branddoorslag en brandoverslag tussen ruimten, 2020 NEN 6069 Beproeving en klassering van de brandwerendheid van bouwdelen en bouwproducten, 2020 NEN 6090 Bepaling van de vuurbelasting, 2017 NEN-EN 1991-1-2 Eurocode 1. Belastingen op constructies. Deel 1-2. Algemene belastingen. Belasting bij brand, 2011 + C3, 2019 en Nationale Bijlage, 2019 NEN-EN 1993-1-2 Eurocode 3. Ontwerp en berekening van staalconstructies. Deel 1-2. Algemene regels. Ontwerp en berekening van constructies bij brand, 2011 + C2, 2011 en Nationale Bijlage, 2015 Publicaties Brandveiligheid (Natural fire safety concept), rapport Fire (Eurocode 3) boek, Bouwen met Staal, 2021 Artikelen 'Regelgeving brandoverslag 'ontspiegeld' (Bouwen met Staal, editie 275, juni 2020) 'Brandwerendheideisen 30 minuten reduceren?' (NEN 6090:2017, Bouwen met Staal, editie 259, oktober 2017) 'Brandwerendheid staalconstructie kan tandje terug met sprinklers' (Bouwen met Staal, editie 259, oktober 2017) 'Kortere 'veilige' afstand mogelijk tussen dak- en gevelopeningen (Bouwen met Staal, editie 252, augustus 2016)