Brand på inglasade balkonger

10 november 2021 I tidigare föreskrifter från Boverket har inglasade balkonger likställts med öppna balkonger när det gäller brandpåverkan på bärande delar. Vid revideringen av EKS¹ införde Boverket olika krav på öppna balkonger och balkonger med enkel inglasning, i motsats till vad som dittills varit gällande och i tidigare samsyn mellan Boverket och balkongbranschen. Detta har föranlett balkongföreningen och branschen att agera för att reda ut begreppen.

Före införandet av EKS 11 kunde dimensionering av inglasade balkonger göras med den s.k. utvändiga brandkurvan, vilken ger en lägre temperatur än standardbrandkurvan enligt SS EN 1991-1-2. Vid revideringen av EKS, införde Boverket olika krav på öppna balkonger och för balkonger med enkel inglasning.

I EKS 11 anges: Nominella temperatur-tidförlopp 6 § 4 Vid dimensionering enligt klassificering (nominella temperatur-tidförlopp) ska byggnadsdelar utföras så att kollaps inte inträffar under relevant tidsperiod med brandpåverkan enligt avsnitt 4.2 i SS-EN 13501-2. För utvändiga byggnadsdelar får alternativt brandpåverkan enligt avsnitt 4.5 i SS-EN 13501-2 användas. Detta gäller dock endast under förutsättning att byggnadsdelarna är placerade utomhus, endast tar last från balkonger, loftgångar eller liknande och inte utgör en del av byggnadens bärande huvudsystem. (BFS 2019:1).

Allmänt råd: Byggnadsdelar som är placerade inom inglasade balkonger bör normalt inte anses vara placerade utomhus. (BFS 2019:1).

Boverket menar således att en inglasad balkong inte är placerad utomhus, att standardbrandkurvan alltid varit den gällande och att man nu förbilligat byggandet genom att betrakta en öppen balkong som en utvändig konstruktion. Vid kontakter med Boverket framgick att några ändringar i eller tillägg till EKS 11 inte var möjliga och att en revidering av EKS 11 pågick och att i de nya reglerna skulle inte några allmänna råd finnas, utan bara funktionskraven.

Branschen agerar
För att demonstrera att även balkonger med enkel inglasning är att betrakta som en utvändig konstruktion och att bärande delar därmed även i fortsättningen kan dimensioneras genom att använda den utvändiga brandkurvan, startade Balkongföreningen ett projekt bestående i:

• Initiera examensarbeten på brandingenjörsutbildningar i Luleå.
• Ge RISE i uppdrag att genom studier och teoretiska beräkningar bestämma vilka temperaturer som påverkar den bärande konstruktionen vid en brand och huruvida det är standardbrandkurvan eller den utvändiga brandkurvan som är relevant.
• Ge RISE i uppdrag att genomföra praktiska brandprov på inglasade balkonger.
• Ge en sakkunnig och erfaren brandkonsult att med underlag från punkterna ovan, ta fram en anvisning för analytisk dimensionering.

Examensarbeten
Två examensarbeten har presenterats på brandingenjörsutbildningen i Luleå:

• På ingenjörsnivå av Emanuel Lindberg: Branddimensionering på inglasade balkonger, 2020.
• På civilingenjörsnivå av Andreas Lilja: Temperature analysis of fire exposed loadbearing structures of mono glazed balconies, 2020.

Båda konkluderar att betrakta inglasade som en utvändig konstruktion torde vara det rätta. Andreas Lilja konstaterar i sin sammanfattning att: Maxtemperaturen på stålkonstruktionen hos en enkel inglasad balkong är lägre än vad som anges i den utvändiga brandkurvan enligt SS EN 1991-1-2.

RISE studier och teoretiska beräkningar.
Arbetet hos RISE genomfördes av Alastair Temple och resulterade i en rapport: Brand och inglasade balkonger, 2020. Alastair gjorde beräkningar för två storlekar av balkonger, 1,8 x 3 m respektive 2,3 x 6 m båda i utförandena indragen och utanpåliggande balkong. Det kan konstateras att de beräknade ståltemperaturerna för de olika balkongtyperna blir:

1. 718 ⁰ C för den indragna balkongen på 1,8 x 3,0 m
2. 678 ⁰ C för den utvändiga balkongen med samma mått
3. 695 ⁰ C för den invändiga balkongen på 2,3 x 6,0 m
4. 657 ⁰ C för den utvändiga balkongen med samma mått.

De indragna balkongerna beräknas således få en temperatur något över den utvändiga brandkurvan, medan de utanpåliggande ligger under kurvan. I inget fall är de i närheten av standardbrandkurvan. Det ska påpekas att de teoretiska beräkningarna baseras på att tillräcklig mängd bränsle tillförs under hela klasstiden, dvs. 30 minuter. Verkliga bränder visar att genom möblering uppnå en så omfattande brand under 30 minuter är i praktiken omöjligt.

RISE praktiska provningar
Med de rapporter som anges i punkterna 1 och 2, lät Balkongföreningen genomföra ett antal praktiska provningar hos RISE i Borås. Utförandet av de provade balkongerna motsvarade de storlekar som tidigare angetts i såväl examensarbetena som de teoretiska beräkningarna hos RISE. För att simulera lucksystem i glas, användes skivor av fibercement, försedda med temperaturgivare, för att bestämma vad som händer då luckorna är stängda, då en enstaka lucka är öppen och slutligen när ”glasen” i luckorna spricker och faller ur. För att överensstämma med verkligheten, försågs balkongerna med den mängd möbler som bedömdes vara sannolik, plus visst överskottsmaterial i form av träpallar, se bild t.v.

Provningarna var både omfattande och realistiska och torde ge en rättvis bild av vad som egentligen händer vid en brand på en inglasad balkong. Rapporten innehåller detaljerad information om brandförlopp, temperaturer på bärande konstruktioner etc. och kan i sin helhet kan laddas ner från Balkongföreningens hemsida, www.bf.nu

Expertgranskning
För att kunna utarbeta anvisningar för hur man kan dimensionera bärverk till inglasade balkonger, och därigenom uppfylla de formella kraven i EKS 11, tog Balkongföreningen kontakt med en ledande expert inom området, teknologie doktor Jörgen Thor. Efter noggrann genomgång av alla underlag kunde Jörgen Thor presentera en rapport: ”Bärverk till balkonger, brandteknisk analys”.

I rapporten konstaterar Jörgen Thor att: ”Brandförsöken och tillhörande analyser visar att brandgastemperaturerna är lägre än såväl standardbrandkurvan som den utvändiga brandkurvan. Dessutom är brandvaraktigheten kortare än vad som representeras av ett krav på R 30 eller R 60. Lokalt direkt i flamman kan temperaturerna vara högre men den direkta flampåverkan på en specifik konstruktion eller del därav är mycket kortvarig eller högst ett antal minuter. Någon skillnad därvid vad gäller en öppen balkong eller en balkong med enkel inglasning föreligger inte.”

Sammanfattningsvis skriver han att: ”Sammanfattat kan konstateras att en brandteknisk dimensionering baserad på den nominella utvändiga brandkurvan ger resultat på säkra sidan och bör därmed kunna läggas till grund vid en förenklad brandteknisk dimensionering av balkongbärverk. Den kan förutsättas ge konservativa resultat vid såväl öppna balkonger som vid balkonger med enkel inglasning. Eftersom maximal brandgastemperatur för den utvändiga brandkurvan är 680 grader, oberoende av tiden, kan aldrig en stålkonstruktion uppnå högre temperatur. Detta oberoende av konstruktionens dimensioner eller termisk tröghet. Vid 680 grader är hållfastheten för stål 28 % av ursprunglig hållfasthet. Vid den förenklade dimensioneringen gäller då att tillse att utnyttjandegraden vid lastfallet brand för aktuella stålkonstruktioner ej överstiger 28 %. Det innebär sålunda i praktiken ett mycket enkelt brandtekniskt dimensioneringsförfarande.

Anvisningar
Med hjälp av den rapport som Jörgen Thor tagit fram, har Balkongföreningen publicerat två nya anvisningar:

1. Brand och inglasade balkonger
2. Analytisk brandteknisk dimensionering.

Dessa utgör utmärkta och nödvändiga underlag för alla som berörs av frågor kring inglasade balkonger och brand, som beställare, projektörer, brandkonsulter och myndigheter. Anvisningarna kan laddas ner från Balkongföreningens hemsida, www.bf.nu

Fredrik Hall Johansson
Balkongföreningen

1. Boverkets föreskrifter och allmänna råd om tillämpning av europeiska konstruktionsstandarder (eurokoder)