Håller brandskyddsbehandlingen fortfarande måttet?

Det saknas i dag etablerade metoder för att bestämma livslängden hos brandskyddsbehandlingar på utvändigt trä och för att fastställa om brandskyddsbehandlingar på äldre fasader fortfarande ger ett tillfredsställande skydd. Bristen på utvärderingsmetoder är en orsak till att utvändig brandskyddsbehandling har ifrågasatts, med risk för att byggherrar väljer bort träfasader, att försäkringspremierna höjs och i förlängningen risk för ökade restriktioner för användning av trä i byggnation.

I ett nyligen avslutat projekt finansierat av Brandforsk och Länsförsäkringars Forskningsstiftelse har Lunds Tekniska Högskola tillsammans med WoodHolz Consult AB utvärderat en föreslagen metod för att kunna skatta statusen hos brandskyddsbehandlade fasader. Metoden baseras på att mäta jämviktsfuktkvoten i små prover tagna från byggnaden och ur den bedöma om brandskyddsmedlen har lakats ur eller inte.

Jämviktsbestämning är en robust mätmetod som kan genomföras till låg kostnad i alla trälaboratorier. Detta tillsammans med att metoden använder mycket små prover så påverkan på byggnaden begränsas gör att kostnaden för en kontroll blir begränsad. Kostnaden blir betydligt lägre än de större förstörande brandprov som krävs i dagsläget. Även om metoden endast förväntas ge en första grov skattning av statusen på fasadens brandskyddsbehandling kan metoden ge möjlighet till bedömning av statusen hos byggnader där skadorna på bygganden och kostnaderna för brandprov hittills har omöjliggjort tester.

Mätmetodens princip

Metoden bygger på att alla system för brandskyddsimpregnering som idag finns på den nordiska marknaden baseras på hygroskopiska salter. Salterna drar till sig fukt från omgivande luft så virkets jämviktsfuktkvot höjs dramatiskt. Salterna är samtidigt lösliga i vatten vilket gör att de kan lakas ur om virket utsätts för fukt. I teorin har alltså ett prov från en ny brandskyddsbehandlad fasad en betydligt högre jämviktsfuktkvot än obehandlat virke. Om brandskyddsmedel lakas ur kommer jämviktsfuktkvoten successivt att sjunka och om alla salter på något sätt lakats ur återgår fasaden till en jämviktsfuktkvot motsvarande obehandlat virke.

En svårighet är att panelens ursprungliga salthalt och jämviktsfuktkvot i de flesta fall är okänd. Metoden bygger därför på att mäta skillnaden i panelens egenskaper mellan olika delar av en byggnad. Genom att jämföra jämviktsfuktkvoten hos fasadprover tagna från en del av en byggnad där panelen suttit skyddad mot väderpåverkan med motsvarande prover tagna från oskyddade väderutsatta delar går det att göra en grov bedömning av om allvarlig urlakning av brandskyddsmedel skett. Tyder då resultaten på att det finns skillnader i jämviktsfuktkvot,  salthalt och halt brandskyddsmedel finns det anledning att göra mer avancerade tester och analyser av fasadmaterialet status.

Genomförda tester i projektet

Resultaten fråm mätning av jämviktsfuktkvoter jämfördes med brandtester på provmaterialet. Materialet har omfattat både rena saltbaserade system som exempelvis Burnblock och system med polymertillsats som Woodsafe WFX.

Inverkan av väderpåverkan på jämviktsfuktkvot har fastställts genom att proverna har förvarats i klimatskåp. Jämförande prover har testats för brandreaktion enligt mikrokalorimetri, konkalorimetri och i Single Burning Item-test (SBI).

Mätningar av fuktegenskaper gjordes av Björn Källander i WoodHolz Consult AB:s laboratorium. Brandförsök enligt mikrokalorimetri och konkalorimetri gjordes av Nils Johansson och Konrad Wilkens på Lunds Tekniska Högskola (LTH) medan Single Burning Item-testerna utfördes av Dansk Brand- og sikringteknisk institut (DBI).

Proverna hämtades från två byggnader och från material sparat från tidigare genomförda forskningsprojekt vid LTH. Proverna har tagits från helt väderexponerat material och från material som inte direkt exponerats för nederbörd samt material som aldrig exponerats utomhus. Väderexponeringen av proverna i studien har varierat mellan 11 veckor och 3 år.

Vad visade då testerna?

Studiens resultat visar att principen att mäta jämviktsfuktkvot för att skatta eventuell urlakning av brandskyddsbehandling fungerar. De olika systemen i studien beter sig dock olika både avseende hur de påverkas av väderexponering och sambandet mellan jämviktsfuktkvot och brandegenskaper varför metoden behöver anpassas för varje enskild brandskyddsbehandling.

Spridningen i resultat mellan olika prover är också hög vilket understryker att metodens bara avser att skatta panelens egenskaper snarare än ge ett slutgiltigt svar. Spridningen är troligen kopplad till inverkan av kärnvedsandel på både impregnering med brandskyddsmedel och på den färdiga panelens fuktegenskaper.

Alla grupper av prover uppvisar minskad genomsnittlig jämviktsfuktkvot efter åldring, vilket indikerar förlust av brandskyddsmedel (se diagram 1). Skillnaderna är statistiskt signifikanta för behandlingar med rena saltbaserade kemikalier men inte signifikanta för det system som använder polymera bindemedel för att minska urlakning, Woodsafe WFX.

Diagram 1. Inverkan av väderexponering på tvärsnittsprovers jämviktsfuktkvot

Ett rent saltbaserat system, Burnblock, uppvisar migration av salter redan under konditionering, ett tydligt tecken på att hög luftfuktighet kan vara tillräcklig för migration och efterföljande förlust av brandskyddsmedel i systemet.

Testerna av brandegenskaper visar också en minskning av prestanda efter åldring för alla grupper av prover, både för de rena saltbaserade systemen och systemet som innehåller polymerbindemedel (se diagram 2). Förändring av brandprestanda kan ses redan efter 11 veckors väderexponering. Reducerad brandprestanda ses i alla testskalor, i mikrokalorimetri, i konkalorimetri och i SBI.

Diagram 2. Inverkan av väderexponering på resultat vid konkalorimetriprov.

Läs hela artikeln här som pdf.