Brann i høye trehus: en sammenlikning av de to metodene for branndimensjonering beskrevet i Eurokode 5 del 2 ved bruk av limtre i høye trehus

Abstract

NORSK: Denne oppgaven er en sammenligning av to godkjente metoder for branndimensjonering av trekonstruksjoner beskrevet i NS-EN 1995-1-2 (4), metoden med redusert tverrsnitt (MRT) og metoden med reduserte egenskaper (MRE). Forfatterne har sett på hovedbæresystem av limtre i høye trehus. I Norge har vi lange tradisjoner med bruk av tre som konstruksjonsmateriale. Tre som byggemateriale gir gode assosiasjoner for mange, og trebygninger har lang levetid forutsatt riktig konstruksjon, bruk og behandling. Moderne lim- og lamineringsteknikker har gjort det mulig å levere dimensjoner og utforminger i tre som tidligere var utenkelige (5). I Stortingsmelding 21 av 2011 – 2012 Norsk klimapolitikk (6) melder Stortinget at Norge skal være karbonnøytrale innen 2050. For byggsektoren innebærer dette blant annet fokus på valg av miljøvennlige konstruksjonsmaterialer. Bruk av tre i konstruksjoner kan gi mindre klimagassutslipp i byggets livsløp enn bruk av stål og betong. En av utfordringene ved bruk av tre er brannfaren det utgjør. Tre er et lett antennelig materiale som ved riktige forhold brenner godt. På grunn av brannkravene høye hus omfattes av, er tre et materiale som ofte blir valgt bort. Forfatterne har gjennomført en empirisk studie for å finne kapasitetsforskjellene til en rekke ulike tverrsnitt av bjelker, søyler og stag ved bruk av MRT og MRE. Kapasitetsforskjellene ble brukt for å finne ut om en av metodene kunne gi en materialbesparelse. Det ble også gjennomført en casestudie av verdens høyeste trehus, Treet i Bergen. Beregningsresultatene fra dette studiet ble sammenliknet med resultatene fra den empiriske studien. Ut fra de sammenlikningene som ble utført er det konkludert med at de to metodene for branndimensjonering gir forskjellige kapasiteter. Ved å dimensjonere etter begge metodene, er det mulig å optimalisere bærekonstruksjonen med hensyn til lavest mulig materialforbruk.

ENGLISH: This bachelor thesis is a comparison of the two approved methods for fire design in timber structures described in Eurocode 5 part 2 (4), the method of reduced cross-sections and the method of reduced properties. The authors have revised the main support system in high-rise wooden buildings. The use of timber in structures has deep roots in the Norwegian building tradition. Timber gives good associations to the user, and given that wooden buildings receive proper maintenance, well-made structures and used according to their purpose, they will be long-lived. Modern glueand laminations techniques have made it possible to deliver dimensions and lay-outs in timber that were not possible earlier (5). White Paper 21 (6) states that Norway shall be carbon neutral by 2050. This means a renewed focus on use of environmental friendly building materials in the Norwegian building industry. Use of timber in different structures may provide less greenhouse gas emissions during the structures lifetime, than use of steel and concrete. Due to the fire hazards use of timber provides, and the strict claims for fire design in wooden structures, timber is often disregarded. The authors have completed an empirical study in order to find the difference in capacity for a wide range of cross-sections of beams, columns and diagonal struts using the two methods for fire design. To find if one of the methods could provide a material saving, this study was completed. A case-study of Treet in Bergen was completed as well. The results from these calculations were compared to the results from the empirical study. Our conclusion, based on these two studies, is that the two different methods for fire design provides different capacities. By using both methods, an optimization of the main support system in possible to provide the largest material savings.