Bepalen van brandwerendheid
Kantoor- en onderzoeksgebouw LAB42, Utrecht (Benthem Crouwel Architects, Strackee, CSM Steelstructures).
De grafiek hieronder verbeeldt het principe van de bepaling van de brandwerendheid van onbeklede en beklede staalprofielen.
Principe bepaling brandwerendheid staalconstructie.
Het linker deel van de grafiek geeft de berekende staaltemperatuur als functie van de brandduur. Het rechter deel is het verband tussen de gecorrigeerde benuttingsgraad (het product van benuttingsgraad en correctiefactor) en de kritieke temperatuur. Via de rechter pijl wordt de kritieke staaltemperatuur bepaald, die door de horizontale pijl gelijk wordt gesteld aan de staaltemperatuur. Via de linker pijl kan dan de brandwerendheid worden afgelezen.
Bepalingsmethoden
Het Besluit bouwwerken leefomgeving (Bbl) geeft bepalingsmethoden om aan te tonen dat aan de eisen voor brandwerendheid wordt voldaan. Een experimentele bepalingsmethode staat in de NEN 6069.
Voor de rekenkundige bepalingsmethoden zijn er aparte normen per constructiemateriaal; voor staal zijn dit de Eurocodes NEN-EN 1990, 1991-1-2 en 1993-1-2. In de NEN-EN 1990 zijn de belastingen vastgelegd die de constructie tijdens brand moet kunnen dragen.
Componentbenadering
De brandwerendheid met betrekking tot bezwijken heeft betrekking op constructie-onderdelen (zoals kolom en ligger) en niet op de constructie als geheel. Hier is dus sprake van een componentbenadering en niet van een systeembenadering.
Met de rekenkundige bepalingsmethoden volgens de Eurocodes is het in beginsel ook mogelijk het gedrag van gehele constructies bij brand te analyseren en bijvoorbeeld het positieve effect van een 'tweede draagweg' mee te nemen.
De component- en systeembenadering. Een afzonderlijke ligger bezwijkt na 25 minuten, bij een temperatuur van 800 ˚C. Een ligger in een staalskelet met vloeren is na 120 minuten, bij 1050 ˚C, nog niet bezweken.
Thermische belasting
Het verloop van de brandtemperatuur bepaalt de thermische belasting. Hiervoor wordt de standaardbrandkromme aangehouden. De werkelijke situatie bij brand kan behoorlijk afwijken van een standaardbrand.
De standaardbrand is een internationale afspraak voor beoordeling en classificatie van constructies. Het werkelijke gedrag van een brand wordt nauwkeuriger beschreven met een natuurlijke brand . De Eurocode NEN-EN 1991-1-2 biedt de mogelijkheid hiermee te rekenen.
Bepalen van brandwerendheid.
Mechanische belasting
NEN-EN 1990, art. 6.4.3.3, beschouwt brand als een buitengewone belastingcombinatie. Hierrbij worden de belastingfactoren gelijk gesteld aan 1. De buitengewone belasting Ad is 0. De belasting bij de bijzondere belastingcombinatie brand is dan:
G + Σ(ψQ) (1)
Hierin is:
| G |
permanente belasting; |
| Q |
veranderlijke belasting; |
| ψ |
factor, waarmee de karakteristieke (extreme) waarde van de veranderlijke belasting wordt vermenigvuldigd. Voor brand wordt gerekend met de quasi-blijvende ψ2-waarde. behalve bij de berekening van de windbelasting op onderdelen van de hoofddraagconstructie. Hiervoor geldt de frequente ψ1-waarde 0,2.
De ψ2-waarde hangt af van de aard van het constructie-onderdeel en van de functie van het gebouw.
Voor vloeren van kantoren, hotels en woningen is de ψ2-waarde 0,3. Voor vloeren van winkel- en bijeenkomstruimten is de ψ2-waarde 0,6 en voor vloeren van opslagruimten 0,8.
Voor daken (sneeuw-, regen- en andere veranderlijke dakbelasting) is de ψ2-waarde 0. Een dak wordt dan ook slechts op de permanente belasting berekend bij brand. Voor gevels geldt hetzelfde. Op voorwaarde dat gevels geen onderdeel zijn van de hoofddraagconstructie, hoeft niet op wind te worden gerekend (ψ2-waarde 0). |
Warm aanbevolen
Ontwerpen
Dimensioneren
Fire Safety Engineering (FSE)
Regelgeving
- NEN 6055 Thermische belasting op basis van het natuurlijk brandconcept – Bepalingsmethode, 2011
- NEN 6069 Beproeving en klassering van de brandwerendheid van bouwdelen en bouwproducten, 2022
- NEN 6090 Bepaling van de vuurbelasting, 2017
- NEN-EN 1363-1 Bepaling van de brandwerendheid. Deel 1. Algemene eisen, 2020
- NEN-EN 1363-2 Bepaling van de brandwerendheid. Deel 2. Alternatieve en aanvullende procedures, 1999, + C1, 2001
- NEN-EN 1365-3 Bepaling van de brandwerendheid van dragende bouwdelen. Deel 3. Liggers, 2001
- NEN-EN 1365-4 Bepaling van de brandwerendheid van dragende bouwdelen. Deel 4. Kolommen, 1999, + C1, 2001
- 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
|
