standarder og ytelsesnivåer

Den nylige tragedien i Sveits har ført oppmerksomhet til viktigheten av sikkerhetstiltak for vern av bygninger ved brann. Risikoen for brann gjelder ethvert lukket miljø, men i visse sammenhenger håndteres den gjennom brannforebygging: et spesifikt område for bygningsdesign. Forskrifter og tekniske bestemmelser fastslår at konstruksjonssystemer – det vil si bygningers bærende rammeverk – garanterer sikkerhetsmarginer definert av branneksponeringstid. Dører, vinduer og ikke-bærende vegger skal også overholde tette- og isolasjonskrav i den tiden brannforebyggende prosjektet krever. La oss se hva de består av.

Den regulatoriske tilnærmingen

Italienske og europeiske tekniske standarder anser brann som én eksepsjonell designtilstandfor hvilke spesifikke lastkombinasjoner er vedtatt basert på sannsynlighetskriterier. En brann er definert som selvopprettholdende og ukontrollert forbrenning av brennbare materialer i et rom. Fra et regulatorisk synspunkt er hendelsen representert ved en design brannkurvesom beskriver temperaturtrenden til forbrenningsgassene over tid, i nærheten av konstruksjonselementene. Den høye temperaturen reduserer stivheten og motstanden til materialene, og kompromitterer konstruksjonens bæreevne. Etter hvert som tiden går, forverres fenomenet til det når det punktet hvor motstanden til elementene ikke lenger er tilstrekkelig til å garantere bygningens statiske sikkerhet. Imidlertid er brannens utvikling begrenset av mengden brennbart materiale som er tilstede, og over tid har temperaturene en tendens til å reduseres sammenlignet med toppverdiene registrert i den akutte fasen. Av denne grunn anses motstandskravet kun oppfylt hvis det er garantert for en forhåndsinnstilt minimumstidvariabel avhengig av viktigheten av arbeidet og prosjektmålene.

Ytelsesnivåer ved brann

Europeiske forskrifter definerer fem ytelsesnivåer:

• Nivå 1: ingen krav (ubetydelig brannfare).
• Nivå 2: tilstrekkelig motstand til å tillate eksodus av beboerne.
• Nivå 3: tilstrekkelig motstand kun for nødhåndtering.
• Nivå 4: motstand selv etter slutt på brannen, med begrenset skade.
• Nivå 5: total vedlikehold av byggets funksjonalitet under og etter brannen.

Valg av nivå avhenger av betydningen av strukturen og aktivitetene som utføres innenfor den, som bestemmer fare, eksponering og sårbarhet. Nivå 2 brukes til prosjektering av de fleste sivile bygg. Nivå 4 og 5 er reservert for strategiske bygg, som sykehus eller operasjonssentraler.

Brannvern

Der brannmotstand det er evnen til en konstruksjon (eller en del av den) til å opprettholde i en forhåndsbestemt tid:

• R: bæreevne, dvs. motstanden til elementene under driftsbelastningen;
• OG: motstandsdyktig mot flammer, røyk og varme gasser;
• DE: termisk isolasjon, for å begrense varmeoverføring til andre miljøer som ikke er direkte utsatt.

Et «rent» konstruksjonselement (som en søyle) vil kun kreve kravet Rmens en branndør vil måtte garantere EI (ikke bærende). Symbolet REI i stedet identifiserer den de elementene som utfører alle tre funksjonene samtidig. Kravet uttrykkes derfor med akronymet REIxxhvor «xx» indikerer minuttene med motstand. Eksempel: REI60 → motstand, tetthet og isolasjon garantert i 60 minutter (sammenlignet med nominelle brannkurver). Ved å introdusere disse akronymene er det mulig å tydelig identifisere hva grad av beskyttelse forespurt til strukturen eller en del av den.

Hvordan implementere det: aktiv og passiv beskyttelse

Brannbeskyttelse kan oppnås gjennom to hovedtilnærminger: aktiv og passiv. Der aktiv beskyttelse omfatter alle de systemene som aktiveres automatisk, eller manuelt, ved brann, og som bidrar til å begrense spredning og skade. Et typisk eksempel er sprinklereenheter installert i undertak som, når en brann oppstår, frigjør vann for å avkjøle miljøet og holde flammene inne. Disse systemene virker ikke på motstanden til strukturen, men på kontrollen av selve brannen. Der passiv beskyttelsederimot, dreier seg om konstruksjonsløsninger og materialer som har iboende brannmotstandsegenskaper. La oss se på noen eksempler basert på typen struktur.

• Armerte betongkonstruksjoner: generelt er brannmotstand garantert av betongdekket og gipsen, dvs. lag som beskytter de innvendige metallarmeringene. Dersom disse tykkelsene ikke er tilstrekkelige, kan prosjektet inkludere en økning av betongdekket for å oppnå de nødvendige kravene.
• Metalliske strukturer: De er mer sårbare for varme enn armert betong, da stål raskt mister bæreevne når temperaturen stiger. For å beskytte dem brukes spesifikke belegg. De intumescent maling de er en svært utbredt løsning: i kontakt med varme utvider de seg og danner et isolerende lag som bremser oppvarmingen av stålet. Alternativt kan de brukes gipsplaterbilligere, men også mer invasiv fra et estetisk og romlig synspunkt.
• Trekonstruksjoner: motstandskravet oppnås ved å overdimensjonere seksjonene eller ved å bruke beskyttende belegg. I tilfelle brann danner karboniseringsfenomenet til de ytre lagene en beskyttende barriere som bremser inntrengningen av varme mot den indre kjernen, slik at bæreevnen kan opprettholdes i betydelig tid.

En annen passiv beskyttelsesstrategi er oppdeling av miljøersom består i å skape fysiske og termiske separasjoner mellom de forskjellige rommene, for å begrense brannen til avdelingen den oppsto i og forsinke spredningen til andre områder av bygningen. Denne tilnærmingen reduserer risikoen for spredning av brannen og muliggjør sikrere håndtering av nødsituasjonen.