Verifikasjon og dokumentasjon av branntekniske krav i teknisk forskrift ved bruk av trekonstruksjoner i fleretasjes bygninger

Abstract

På grunn av den positive miljøprofilen til tre som bygningsmateriale, har interessen for fleretasjes trekonstruksjoner økt de siste årene. Fra et brannsikkerhetsperspektiv er det viktig at høye trehus oppnår det sikkerhetsnivået, som er påkrevd i forskrift og lovverk. Denne oppgaven tar for seg problemer knyttet til dokumentasjonen av oppfylt sikkerhetsnivå i henhold til teknisk forskrift av brannsikkerheten i fleretasjes trekonstruksjoner. Oppgaven fokuserer på trekonstruksjoner, med fem etasjer eller mer, hvor det benyttes tyngre trekonstruksjoner, som eksempelvis massivtre eller limtre. Med fem etasjer eller mer, altså brannklasse 3, er det krav til bæring i et fullstendig brannforløp for hovedbæresystemet. Å dimensjonere etter et fullstendig brannforløp er krevende da ingen branner er like og en må definere det verste troverdige brannforløp som blir dimensjonerende for trekonstruksjonen.Veiledningen til teknisk forskrift angir at ubrennbare bygningsdeler som oppnår tilfredsstillende bæreevne og stabilitet i 90 minutter etter en standardbrannpåkjenning (R90) er preakseptert. Problemet er at påkjenningen fra et fullstendig brannforløp ikke direkte korrelerer med standardbrannpåkjenning. For å kunne oppnå tilfredsstillende og tillitsvekkende dokumentasjon i høye byggverk er det i oppgaven kun benyttet standardiserte beregningsmodeller for kvantitative analyser. Modellene er hentet fra europeiske standarder, hovedsakelig Eurokode 1 del 2: Laster på konstruksjoner ved brann og Eurokode 5 del 2: Brannteknisk prosjektering av trekonstruksjoner. Løsninger ved bruk av trekonstruksjoner i brannklasse 3 vil ha en restrisiko for sammenbrudd. Et preakseptert byggverk, i stål eller betong, vil også kunne inneha noe restrisiko, men det må erkjennes at høye trekonstruksjoner har større restrisiko - forutsatt kompenserende tiltak. Allikevel er det oppgavens standpunkt at beregningene presentert i oppgaven dokumenterer oppfylt forskriftskrav for bæring ved fullstendig brannforløp og da trenger ikke nødvendigvis trekonstruksjoner i brannklasse 3 å ha samme restrisiko som den preaksepterte løsningen fra veiledningen til teknisk forskrift.De viktigste resultatene fra oppgaven viser at tilfredsstillende sikkerhetsnivå for en fleretasjes trekonstruksjon er mulig å dokumenteres så lenge følgende kompenserende sikkerhetstiltak benyttes:- Fullsprinkling av bygget- Kledning på alle brennbare overflaterDisse tiltakene gjør det mulig å benytte kvantitative beregningsmodeller for vurdering av tilstrekkelig bæreevne og stabilitet for et fullstendig brannforløp. For kravet til kledning har rapporten har vist at to lag gipskledning, et lag standardgips og et lag branngips for alle synlig brennbare konstruksjoner, oppnår godkjent sikkerhetsnivå. Det utelukkes allikevel ikke at andre kledningstyper ved samme kvantitative analyse også kan vise samme resultat. For øvrig er forventet forkullingsdybde og bæreevne noe som må beregnes for ethvert prosjekt med hovedbæresystem i tre, i brannklasse 3.Den kvalitative konsekvensanalysen for bruk av sekundære konstruksjoner i tre i brannklasse 3 viser i tillegg at det oppstår en økt spredningsfare ved brann, sammenlignet med sekundære konstruksjoner i ubrennbart materiale. Et aktuelt tiltak for å håndtere spredningsfaren kan være ubrennbar kjølesone over vindu. Det kan også vise seg nødvendig med økt fokus på brannspredning til hulrom.Utviklingen av brannforløpet etter at inventar er utbrent og gipskledning har falt av er en usikkerhet i resultatene i oppgaven. Det er ukjent om brannen vil kunne fortsette som en selvopprettholdende brann i bæresystemet. I tillegg er det gjennomført en antagelse ved å fjerne deler av forkullingsforløpet for bakenforliggende brennbart materiale på grunn av gipskledning. Begge disse forutsetningene bør undersøkes nærmere. Det er også oppgavens oppfatning at modellene som er tilgjengelig og anerkjente, ikke nødvendigvis er utformet for å håndtere den komplekse problemstillingen et brennbart bæresystem utgjør. Til tross for usikkerhetene er det kun benyttet standardiserte metoder og verktøy, så resultatet er basert på metoder som forskriften anerkjenner.