Brandwerende bekleding van staalconstructie

De dragende structuren van een gebouw moeten beschermd worden tegen brandschade met brandwerende bekleding, ook die uit staal.

De bouwsector heeft door de eeuwen heen al heel wat evoluties ondergaan, en jaar na jaar komen er nog nieuwe veranderingen bij. Waar er vroeger voornamelijk met hout en steen gebouwd werd, is staal nu met een duidelijke opmars bezig. Staalconstructies worden niet langer enkel in wolkenkrabbers en industriële gebouwen gebruikt, steeds meer gezinswoningen en commerciële panden krijgen nu ook een stalen skelet. Maar, net zoals bij andere materialen, blijft bouwkundige brandbeveiliging uiterst belangrijk, zeker in gebouwen die voor het publiek toegankelijk zijn. We bespreken hier de verschillende systemen voor brandwerende bekleding van staalconstructies ter beveiliging van structurele elementen.

Waarom is brandwerende bekleding van staalconstructies nodig?

Laten we beginnen bij het begin: waarom hebben staalconstructies brandwerende bekleding nodig? Of met andere woorden, waarom moet staal beschermd worden tegen brand? Heel eenvoudig, bij hoge temperaturen verliest staal snel aan draagkracht. Hoewel het pas smelt bij temperaturen rond de 1500°C, is er al lang daarvoor een merkbare impact op de structurele integriteit van de staalconstructie. Volgens ISO 834 en EN 1363-1 stijgt de temperatuur bij een standaard brandcurve al snel tot meer dan 500°C. En op dat punt verliest staal duidelijk een groot deel van zijn sterkte (EN 1993-1-2:2005 Eurocode 3: Design of steel structures – Part 1-2: General rules – Structural fire design). Een brandwerende bekleding van het staal helpt hier de structurele integriteit van gebouwen langer te bewaren.

Bouwvoorschriften voor staalconstructies

Zowel België als de Europese Unie hebben uitgebreide normering voor de brandveilige constructie van gebouwen. In die normen zal je het letterwoord REI zien terugkomen, maar waar staat dat voor?

• R: draagvermogen behouden
• E: vlamdichtheid
• I: thermische isolatie

Voor staal is voornamelijk R van toepassingen. Bouwvoorschriften, zoals het KB van 7 juli 1994 in België, vereisen in veel gevallen een R30, R60, R90 of R120-classificatie voor dragende stalen structuren. Dat wil zeggen dat de constructie respectievelijk 30, 60, 90 of 120 minuten structureel belastbaar moet blijven bij brand. Om die structurele integriteit te behalen of verlengen, wordt brandwerende bekleding voor staalconstructies gebruikt. De brandwerende en -vertragende systemen die hiervoor ingezet worden, beschermen het stalen skelet zo lang mogelijk tegen hitte, en bijgevolg het hele gebouw tegen structurele schade.

Brandwerende bekleding voor staalconstructie

Staalconstructies kunnen met enkele verschillende systemen bekleed worden. Welke er best gebruikt worden, is afhankelijk van de vereiste brandweerstand, omgevingsfactoren, het budget en de gewenste uitstraling. We overlopen hier de materialen en producten voor brandwerende bekleding van staalconstructie die wij verdelen.

Brandwerende bespuiting

Brandwerende bespuiting, zoals verf of spuitmortel, verbeteren de brandwerendheid van dragende structuren. Ze verhogen de thermische weerstand van de constructie en beschermen tegen trillingen, waardoor de integriteit ook bij brand langer bewaard blijft.

Brandwerende mortel

Voor de brandwerende bekleding van stalen balken is brandwerende mortel een uiterst geschikt product. De mortel kan dikker opgebouwd worden om ook stalen profielen met een lagere massiviteit voldoende te beschermen. Wij vertrouwen op de producten Isolatek 300, Mandolite, Fendolite, etc. Zij hebben in het verleden hun effectiviteit meer dan bewezen. Deze producten bieden bescherming aan stalen constructies tot 240 minuten.

Brandwerend schilderwerk

Balken of kolommen uit staal kunnen brandwerend bekleed worden met brandwerende verf. Verf zal over het algemeen dunner aangebracht kunnen worden dan mortel, maar kan ook opgebouwd worden naargelang de massiviteit van het staal. Als er brand ontstaat, zwelt de verf op tot een isolerend schuim dat de constructie beschermt. Hier gebruiken wij steeds de producten van Firetex. De Firetex brandwerende verf wordt gebruikt om een R30, R60, R90 of R120-classificatie van staalstructuren te bereiken.

Brandwerende mortel	Brandwerend schilderwerk
Bescherming van stalen balken en betonnen constructies Dikte afhankelijk van massiviteitsprincipe Producten Promaspray C450 Fendolite MII Audex akoestische spuitpleister	Bescherming van stalen balken en kolommen Gewoonlijk dunner, maar ook afhankelijk van massiviteitsprincipe Producten Firetex FX 2002 Firetex M71 Firetex C75

Brandwerende omkasting

De structurele elementen, nutsleidingen en luchtkanalen van een gebouw kunnen beschermd worden met een brandwerende omkasting. Deze omkasting bestaat uit brandwerende en -vertragende platen die de staalconstructie tot 240 minuten vrijwaren van brandschade. Wij verdelen uitsluitend de brandwerende platen van Promat en Rockwool omdat deze merken hun reputatie al meerdere malen bewezen hebben.

Calciumsilicaatplaten

Calciumsilicaat komt voort uit een chemische reactie van calciumoxide en siliciumdioxide, en is erg goed bestand tegen hoge temperaturen. Net daarom wordt deze stof zo veel gebruikt in isolatiemateriaal (ter vervanging van asbest) en passieve brandbeveiliging. Deze platen zijn volledig conform de Europese regelgeving voor brandbeveiliging en hebben als bijkomend voordeel dat ze niet vervormen in vochtige omstandigheden. Ze kunnen dus geplaatst worden nog voor een gebouw wind- en regendicht is.

Rotswolplaten

Rockwool koos voor rotswol voor hun brandwerende producten. Rotswol, of steenwol, wordt gemaakt uit gesmolten diabaas of basalt. De gesmolten steenmassa wordt bewerkt tot flinterdunne draden, die vervolgens voor een hele reeks toepassingen gebruikt kunnen worden, zoals isolatiemateriaal en brandwerende bekleding. Volgens Rockwool zelf is hun basalt rotswol bestand tegen temperaturen van meer dan 1000°C en geven hun producten geen toxische gassen af in geval van brand.

Calciumsilicaatplaten	Rotswolplaten
Calciumsilicaat en toeslagstoffen Isolatiemateriaal en passieve brandbeveiliging Vochtbestendig Producten Promatect 100 Promatect H Promatect L500	Rotswol en glasvezelversterkte aluminiumfolie Isolatiemateriaal en passieve brandbeveiliging Geen toxische gassen Producten Conlit Ductrock

Brandwerende voegen

Om kleinere openingen en spleten af te dichten en de bekleding volledig brandwerend te maken, worden brandwerende voegkits gebruikt. Voegvullingen bestaan doorgaans uit flexibele materialen die mee kunnen uitzetten of inkrimpen wanneer het gebouw dat doet. In geval van brand zwelt de voegvulling op zodat de opening zo goed mogelijk afgesloten is en de verspreiding van vuur tot een minimum beperkt wordt.

Siliconen voegkit

Siliconen zijn een reeks synthetische stoffen op basis van siloxanen, een chemische verbinding die voortkomt uit de chemische bewerking van kwarts. Siliconen zijn kenmerkend slechte warmtegeleiders, waardoor ze uiterst goed bestand zijn tegen zowel hoge als lage temperaturen. Dankzij de flexibele en rubberachtige aard van de meeste siliconen, kunnen deze voegkits de beweging van een gebouw veelal absorberen zonder te scheuren of barsten. In deze categorie verdelen wij de PENSIL® 300 voegkit van Momentive, die een brandwerendheid heeft van 30 tot 120 minuten.

Minerale voegkit

Minerale voegvulling bestaat uit onbrandbare minerale vezels. In deze categorie verdelen wij Emoflam N van Emergo, een soepele ronde dichtingsband van basaltvezels die minstens 3 uur lang brandvertragend werkt. De basaltvezels, gelijkaardig aan rotswol, en omhulling van glasvezelkoord zijn waterafstotend en zijn dankzij het hoge silicium-gehalte bestand tegen temperaturen tot 1200°C. Deze voegvulling leent zich uitstekend voor toepassing in uitzettingsvoegen, dichtingsvoegen voor brandovens en warmtegeleidingsdrempels rond buizen.

Polyurethaan voegkit

Polyurethaan (PU) is een grote familie polymeren die grofweg in 2 groepen opgedeeld kan worden: elastomeren en schuimen. Omdat de verschillende stoffen in de PU-familie zulke uiteenlopende samenstellingen kunnen hebben, zijn de toepassingsgebieden net even verschillend. Twee van die gebieden zijn isolatiemateriaal en passieve brandbeveiliging, waarvoor de PU-schuimen veel gebruikt worden. Harde PU-schuimen bestaan uit dichte cellen gevuld met een warmte-isolerend gasmengsel, waaraan het materiaal zijn isolerend vermogen ontleent. PROMAFOAM®-C, een brandwerend isolatieschuim op basis van gemodificeerd polyurethaan, is ondoordringbaar voor gas, vlammen en water. En dankzij de goede aanhechtingskracht aan meeste bouwmaterialen, kan het breed toegepast worden.

Siliconen voegkit	Minerale voegkit	Polyurethaan voegkit
Flexibel en rubberachtig Absorbeert bewegingen van het gebouw Brandwerendheid van 30–60 minuten Producten PENSIL® 300	Onbrandbare basaltvezels Waterafstotend en soepel Brandvertragend voor minstens 3 uur Producten Emoflam N	Hard PU-schuim dat uitzet om de opening te vullen Goede aanhechting Brandwerend tot 120 minuten Producten PROMAFOAM®-C

Staalconstructies brandwerend bekleden

Om samen te vatten, voor de brandwerende bekleding van staalconstructies worden platen, voegvullingen en bespuitingen gebruikt om de vereiste R-classificatie te bereiken. Een gedetailleerd brandpreventieverslag zal uitwijzen welke combinatie van producten nodig is. Wij staan u ook graag te woord voor advies of bij vragen, aarzel dus niet om ons te contacteren.