Volg Bouwkroniek

Abonneer u
Aanmelden

Volg Bouwkroniek Bouwkroniek

Staalconstructies beschermen tegen brand

Staalconstructies beschermen tegen brand

Welke oplossingen zijn er voor het brandwerend beschermen van staalconstructies' Als ontwerper is het vaak niet gemakkelijk om een keuze te maken tussen de mogelijkheden die door diverse fabrikanten aangeboden worden. De markt van de passieve brandbeveiliging biedt namelijk diverse geteste systemen aan, gaande van bescherming met brandwerende platen, spuitmortels, opschuimende verfsystemen tot het gebruik van brandwerende plafonds of zelfs onbeschermde staalconstructies. Elk van deze systemen heeft zijn voordelen, beperkingen en zijn specifieke toepassingsgebied.

Brandwerende platen

De omkasting van stalen liggers en kolommen met brandwerend plaatmateriaal is een zeer bekend en vaak toegepast systeem in de markt van de passieve brandbeveiliging. Staalconstructies worden al jarenlang beschermd met brandwerende plaatmaterialen. Brandweerstanden tot 120 minuten, vaak zelfs tot 360 minuten, zijn gemakkelijk haalbaar.

Elk systeem heeft zijn voordelen, beperkingen en zijn specifieke toepassingsgebied.

De techniek leent zich vooral voor kleine en middelgrote projecten, waar aspecten zoals esthetiek, stootvastheid en robuustheid de beslissende factoren zijn. Sommige types van plaatmaterialen zoals Promatect-H, een cementgebonden calciumsilicaatplaat, zijn vochtongevoelig, wat eveneens een groot voordeel kan zijn wanneer het gebouw nog niet winddicht is tijdens het plaatsen van de staalbescherming.

Vooral in renovatieprojecten waar de bestaande staalconstructie onderhevig is aan roestvorming of waar er reeds een (onbekend) verfsysteem aanwezig is op het staal is een bescherming met plaatmateriaal vaak de meest voordelige oplossing. De beschermingsdikte en bevestigingstechniek van het plaatmateriaal zijn immers onafhankelijk van de staat van de staalconstructie. De beperking van dit systeem zit vooral in de esthetiek; ronde vormen ter bescherming van bijvoorbeeld ronde kolommen zijn niet mogelijk. Wanneer de staalconstructies veel knooppunten of verbindingen bevatten, zoals o.m. vakwerkconstructies, resulteert een bescherming met plaatmaterialen vaak in een te hoog kostenplaatje. Een algemeen aandachtspunt, dat ook geldt voor andere passieve brandbeveiligingssystemen, is de continue zorg voor goed uitgevoerde constructies. Het wordt steeds aanbevolen om aan de plaatser van het brandwerende systeem een conformiteitsverklaring te vragen, waarin hij verklaart de constructie te hebben uitgevoerd volgens het betreffende brandproefrapport. Een brandwerende constructie is immers slechts brandwerend indien alle regels gerespecteerd worden.

In plaats van iedere staalligger afzonderlijk te beschermen, bestaat ook de mogelijkheid om onder de structuur een horizontaal scherm ('horizontal protective membrane') aan te brengen. Dit scherm wordt getest volgens de Europese Norm EN 13381-1 en gaat uit van de maximale spouwtemperatuur en de maximale oppervlaktetemperatuur, die afhankelijk zijn van de materialen waaruit de dragende structuur en draagplaat bestaan. De kritische staaltemperatuur kan berekend worden volgens de Eurocode (zie verder). Deze temperatuur wordt dan vergeleken met de gemeten temperatuur in de spouw tijdens de brandproef. Promat beschikt over testrapporten om een horizontaal scherm op te bouwen met slechts één plaat Promatect-100, een gipsgebonden calciumsilicaatplaat.

Brandwerende spuitmortels

Staalconstructies kunnen ook brandwerend beschermd worden door het aanbrengen van een zekere dikte brandwerende spuitmortel. Deze mortels, meestal op basis van vermiculiet en cement (Promaspray-C450) of gips (Promaspray-P300), worden machinaal aangebracht op onbehandeld of op voorbehandeld staal. Voor grote oppervlakken met een repetitief karakter is dit een zeer snelle en economische methode. Het spreekt dan ook voor zich dat dit het meest gekozen systeem is voor grote totaalrenovaties, waarbij nog een supplementaire decoratieve afwerking voorzien wordt (bv. een afgehangen, al dan niet akoestisch, decoratief plafond). In nieuwbouwprojecten kan brandwerende spuitmortel eveneens een oplossing zijn, op voorwaarde dat de spuitmortel wordt aangebracht alvorens te starten met decoratieve afwerkingen. Het product brengt namelijk nogal wat stof en 'overspray' mee, wat zeker niet gewenst is indien men al begonnen is met de afwerking in het gebouw.

Knoopverbindingen gaan in één moeite mee door. Het controleren van de juiste dikte is dan weer niet zo evident. Een genormaliseerde meetmethode daarvoor bestaat nog niet. Het zijn dan ook de richtlijnen van de fabrikant die in dit geval moeten gerespecteerd worden.

Hechting is een zeer belangrijk onderdeel van deze techniek, die maakt of de brandwerende spuitmortel zijn werk al dan niet blijft vervullen bij brand. Een goede hechting in normale omstandigheden impliceert niet noodzakelijk een goede hechting bij brand. Brandwerende spuitmortel aanbrengen op een geverfde staalconstructie vereist dan ook zeker aandacht. De bestaande verf moet verwijderd worden of er kan gebruik gemaakt worden van hechtingsprimers.

Het aanbrengen van brandwerende spuitmortel vereist, net zoals het gebruik van andere brandwerende beschermingen, geen specifiek erkende plaatsingsfirma. Fabrikanten voorzien echter in de meeste gevallen opleidingscursussen, om zo een netwerk uit te bouwen van gespecialiseerde plaatsingsbedrijven. Het aanbrengen van brandwerende bespuitingen vraagt, behalve het materiaal en materieel, ook voldoende kennis en ervaring.

Opschuimende verfsystemen

In bepaalde projecten kiest de ontwerper/architect bewust voor een speciale staalconstructie en wil hij/zij dat die dan ook zichtbaar blijft, zoals bv. ronde kolommen of originele vakwerkconstructies. In zulke toepassingen is het aangeraden om de staalstructuur brandwerend te beschermen door gebruik te maken van bij brand opschuimende verfsystemen (Promapaint-SC3 of Promapaint-SC4). Deze systemen bestaan uit verschillende lagen die op het staalprofiel aangebracht worden: een primer of hechtingslaag, de intumescerende verf en een bescherrmende toplaag.

In nieuwbouwprojecten kan brandwerende spuitmortel eveneens een oplossing zijn.

Het aanbrengen van brandwerende verf lijkt dan misschien wel eenvoudig, maar vereist eveneens kennis van het vak. De natte laagdikte moet gecontroleerd worden volgens een bepaalde methode teneinde bij uitdroging te voldoen aan de vereiste droge laagdikte. De technische voorlichting 238 van het WTCB biedt een handige richtlijn van goed vakmanschap.

Eén van de uitgesproken voordelen van deze techniek is dat men de verf in het atelier kan aanbrengen onder optimale, gecontroleerde omstandigheden. De knooppunten moeten dan wel op de werf bijgewerkt worden.

Wegens de beperkte beschermingsdikte is ook het lage extra gewicht dat aan de structuur wordt toegevoegd een zeer interessant gegeven, dat in sommige projecten de beslissende factor kan zijn.

Ook bij dit systeem moet voldoende aandacht besteed worden aan het beschermen van staalconstructies die reeds behandeld zijn met een verfsysteem. Voor het aanbrengen van opschuimende verf is een minimumtemperatuur vereist; dit is trouwens ook het geval voor brandwerende spuitmortels.

Combinaties van systemen

Sommige projecten lenen zich uitstekend tot een combinatie van verschillende systemen. Zo kan het interessanter zijn om de stalen liggers te beschermen met een brandwerende spuitmortel, omwille van de snelheid, het beperkte gewicht en de lagere kostprijs. Voor kolommen is het dan vaak gunstiger om brandwerende platen te gebruiken. De hogere stootvastheid en de mogelijkheid tot het esthetisch afwerken zijn hier vaak de beslissende factoren.

Er kan niet alleen een onderscheid gemaakt worden tussen verschillende technieken voor kolommen en liggers, zelfs voor één bepaald stalen element kunnen beschermingstechnieken gecombineerd worden. Toch vereist dit vaak enige voorzichtigheid. Zo moet men er bv. op letten dat een opschuimende verf de ruimte heeft om te reageren bij brand.

Een omkasting met gipskartonplaten rond een met opschuimende verf behandeld profiel heeft dus een negatief effect op de brandweerstand. Niet alleen wegens het gebrek aan ruimte voor het product om op te schuimen, maar bij het wegvallen van de gipskartonplaat bij brand zal ook het profiel plots blootgesteld worden aan de hoge temperaturen die zich in het brandende lokaal bevinden. Deze temperatuurschok wordt niet gesimuleerd in brandproeven.

Onbeschermde staalstructuren

De Eurocode 3 (staal), deel 1-2, laat toe om naakte staalconstructies te berekenen voor een bepaalde brandweerstand. Aangezien deze Europese Normen nog niet 'erkend' zijn om de brandweerstand van een bouwelement aan te tonen, moeten dergelijke berekeningen nog steeds worden goedgekeurd door de Afwijkingscommissie.

De Eurocodes baseren zich op interacties van belastingen bij brand en de verminderde producteigenschappen (E-modulus, ..). Zo kan de kritische temperatuur van een staalconstructie berekend worden en vergeleken met de temperatuur van de ISO-curve of van een natuurlijke brandcurve na 30 of 60 minuten. De berekening moet in ieder geval gebeuren door een ingenieur met kennis van deze materie.

Ing. Liesbeth Jacobs

Promat International nv

OVERHEIDSOPDRACHTEN
Alle overheidsopdrachten

Meest aanbevolen artikels

Verlof ... in onze eigen hof

Verlof ... in onze eigen hof

Tijd om uit te rusten! Niks moet, niksen mag! Wij nemen een korte pauze van 19/07 t.e.m. 08/08! Op 09/08 zijn we er weer! Blijf gezond, hou het veilig en vooral: geniet ervan! Team Bouwkroniek  

'Virtual reality zal het meeste impact hebben op de bouwsector'

'Virtual reality zal het meeste impact hebben op de bouwsector'

Half augustus begint aanleg rotonde Tongersesteenweg in Lanaken

Half augustus begint aanleg rotonde Tongersesteenweg in Lanaken

Dendermonde wil toekomst vestinggordel veiligstellen

Dendermonde wil toekomst vestinggordel veiligstellen