Så bestäms brandmotståndet

brandmotstand_1

En byggnadsdels brandmotstånd betyder att konstruktionen uppfyller uppställda kriterier under ett visst tidsintervall under definierade provningsförhållanden. Detta betyder inte per automatik att konstruktionen klarar alla riktiga bränder under detta tidsintervall men man vet att byggnadsdelens brand­motstånd bestämts på ett standardiserat sätt.

TEXT: Robert Jansson och Michael Strömgren, SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut, Fire Research

I slutet på 1800-talet började man att analysera hur byggnader fungerade vid bränder genom att brandprova konstruktionselement i specialbyggda ugnar. Dessa tidiga ugnstester gjordes i ugnar som eldades med ved och det fanns ingen standardiserad nivå för hur intensiv branden skulle vara. Det första försöket att standardisera nivån på brandpåverkan torde vara när Sachs från The British Fire Prevention Committee 1903 presenterade en tabell innehållande temperaturer som konstruktionselement skulle klara att motstå under vissa bestämda tidsintervall. Den numera helt dominerande brandexponeringen vid brandmotståndsprovning, den så kallade standardbrandkurvan, formulerades 1917 i en amerikansk standard. I grunden används denna brandkurva fortfarande även om sättet att mäta temperatur ändrades för ungefär 15 år sedan. I figuren längre fram i artikeln ses den tid/temperaturkurva, standardbrandkurvan, som används i det europeiska standardsystemet för brandmotståndsprovning, SS-EN 1363:2012. Det finns även alternativa brandkurvor men dessa används endast i en bråkdel av alla brandmotståndstester som genomförs.

brandmotstand_2

När man provar brandmotståndet hos en konstruktionsdel bestämmer man primärt dess förmåga att bära en last och/eller avskärma elden.

Konstruktionsdelar klassas för brandmotstånd och används där vi har olika krav i byggnader. Exempelvis ställer byggreglerna krav på att lägenheter ska vara egna brandceller och då ska till exempel lägenhetens väggar ha ett brandmotstånd motsvarande EI 60, det vill säga klara att avskärma och isolera en standardiserad brand i 60 minuter.

brandmotstand_3

Kontroll av integriteten med en standardiserad bomullstuss på den icke brandutsatta sidan av en trädörr. Om bomullstussen glöder eller antänds är integriteten bruten.

Vid brandmotståndsprovning är det inte bara brandexponeringen, det vill säga temperaturkurvan i ugnen, som definieras. En annan viktig parameter är trycket i ugnen. Vid övertända bränder i rum med öppningar uppstår en tryckskillnad i höjdled när man jämför med den omgivande kalla atmosfären. Detta leder att kall luft sugs in vid golvet och varma rökgaser strömmar ut högre upp. För att simulera detta förhållande vid standardiserad brandprovning reglerar man ofta ugnen så att det så kallade neutrala tryckplanet hamnar på höjden 500 millimeter över golvet. Ovanför denna nivå är det övertryck från branden och under denna nivå är det ett sug in i branden. Detta leder till att man vid brandprovning av till exempel en dörr kan se att branden suger in luft under tröskeln medan det i eventuella öppningar ovanför det neutrala planet strömmar ut rökgaser. Vid ett vanligt test för att uppnå en EI-klass får det strömma ut obegränsat med kalla gaser och rök så länge det inte antänder en standard­iserad bomullstuss. En viktig konsekvens av detta är att en EI-klassad dörr inte är detsamma som en röktät dörr. Men om bomullstussen i stället glöder eller antänds vid testet är integriteten bruten. Ett annat kriterium för att uppfylla E-klassen är att det inte uppstår öppningar som är 25 millimeter i diameter eller sprickor som är 6 millimeter breda och 150 millimeter långa. Detta kontrolleras med metallstavar under provningen. När man provar isolerande konstruktioner, I-klassen, ska även yttemperaturen på den icke brandutsatta sidan begränsas. Yttemperaturen mäts med standardiserade termoelement. Det grundläggande temperaturkriteriet är att temperaturökningen i de ytmonterade termoelementen begränsas till 180 grader i alla mätpunkter samt att medeltemperaturen ej överstiger 140 grader under provet.

brandmotstand_5Byggreglerna ställer krav på att lägenheter ska vara egna brandceller och då ska till exempel lägenhetens väggar klara att avskärma och isolera en standardiserad brand i 60 minuter.

Riktiga bränder är naturligtvis inte standardiserade; en mängd olika brandförlopp kan uppstå i olika typer av rum. Speciellt viktigt är brandspridningsegenskaperna hos materialen i rummet, tillgången på bränsle och senare, när branden går till övertändning, ventilationsförhållandet. Att då använda endast ett brandscenario för att prova konstruktioner kan kanske tyckas konstigt. Men då är det viktigt att komma ihåg att standardiserad brand­motståndsprovning bara är ett sätt att rangordna konstruktioner efter funktion.

Riktiga bränder är naturligtvis inte standardiserade; en mängd olika brandförlopp kan uppstå i olika typer av rum.

En EI 30-klass leder alltså inte per automatik till att alla bränder stoppas i 30 minuter, utan konstruktionen har visat sig fungera vid minst 30 minuter vid en standardiserad brandpåverkan.

Standardbrandkurvan – europeiska standardsystemet för brandmotståndsprovning, SS-EN 1363:2012
brandmotstand_4
Kall luft sugs in vid golvet och varma rökgaser strömmar ut högre upp vid en fullt utvecklad övertänd brand i ett rum med en öppning.

Det finns även sätt att bedöma konstruktioners brandmotstånd utan provning. I de europeiska konstruktionsstandarderna, eurokoderna, för till exempel trä, stål och betong finns mer generella modeller som kan användas för att dimensionera enklare konstruktioner för olika brandmotstånd, även för vissa alternativa brandscenarier. ■

 

Robert Jansson
Robert Jansson jobbar som forskare och projektledare och presenterade under förra året sin doktorsavhandling som handlade om brand och betong. Han är också en av två svenska representanter som jobbar med revideringen av Eurokoden för betong och brand EN 1992-1-2.

Michael Strömgren
Michael Strömgren arbetar som forskare och projektledare på SP Fire Research. Han specialiserar sig på byggregler och uppföljning av brandskyddets utveckling i samhället. Michael är också nationellt och internationellt engagerad i standardiserings- och branschutvecklingsorgan.

LÄS MER

– SS-EN 1363-1:2012 ”Provning av brandmotstånd  – Del 1: Allmänna krav”

– BBR 2012 Del 2: Boverkets byggregler, BBR, 5 Brandskydd

 

Bli den första att kommentera "Så bestäms brandmotståndet"

Lämna en kommentar

Din epostadress kommer inte att publiceras.


*