Brandmotståndet hos en konstruktion bedöms ofta genom provning i en stor ugn där man utsätter ett byggnadselement för en standardiserad brandpåverkan utan avsvalningsfas. Riktiga rumsbränder följer inte denna standardiserade upphettning. Olika tillgång på bränsle och syre samt inneslutningens termiska egenskaper är viktiga faktorer som påverkar brandens intensitet och varaktighet. Brandproverna i Epernon i Frankrike illustrerar hur två belastade bjälklagskonstruktioner fungerar både vid standardiserade brandprover och vid naturliga rumsbränder.
Målet med brandproverna som utfördes vid CERIBs brandlaboratorium i Epernon, Frankrike, var att utöka förståelsen för kopplingen mellan brandmotståndet hos belastade bjälklagskonstruktioner som tas fram genom standardiserade prover i brandprovningsugnar och beteendet vid naturliga rumsbränder. Även branddynamiken vid rumsbränder där bjälklagskonstruktionerna utgjorde tak undersöktes.
Nio stora brandtester ingick i provserien. Två belastade bjälklagskonstruktioner provades, en av korslaminerat (KL-) trä och en av betong. Proverna utfördes både i en brandprovningsugn och som tak på tre brandrum med olika stora ventilationsöppningar. Projektet genomfördes som ett samarbete mellan nio forskare från fem länder, se projektgruppens sammansättning i separat faktaruta.
Befintliga brandkurvor
När man utvärderar brandmotståndet hos konstruktioner genom standardiserad ugnsprovning exponeras provobjektet för en standardiserad brandutveckling, standardbrandkurvan. Standardbrandkurvan som är mer än 100 år gammal definieras i flera olika standarder, till exempel i den internationella standarden ISO 834 och den europeiska standar-den EN 1363. Standarderna definierar hur brandmotståndsprovningar ska utföras och hur den effektiva temperaturen ska öka med exponeringstiden. Ingen avsvalningsfas ingår vid vanliga brandmotståndsprovingar. Brandklassen bestäms sedan baserat på beteendet vid provet där R (bärförmåga), E (integritet/täthet) samt I (isoleringsförmåga) är de vanligaste brandklasserna. Med hjälp av brandklasserna och en tidsangivelse visar man hur länge en konstruktion kan klara att uppfylla de olika kriterierna.
Sedan slutet på 60-talet har det funnits en ganska stark kritik mot konceptet med en standardbrandkurva för bedömning av brandmotståndet eftersom riktig brandexponering kan se ut på många olika sätt. Redan på 1950-talet inleddes systematiska studier av öppningarnas inverkan på branddynamiken i rum och 1963 formulerades mer avancerade teoretiska rumsbrandmodeller av både Kawagoe och Sekine i Japan och Kai Ödeen i Sverige (oberoende av varandra). När sedan Magnusson och Thelandersson räknade fram ett antal brandkurvor där man kan utläsa temperaturutvecklingen givet mängden bränsle, rummet och öppningarnas geometri samt inneslutningens termiska egenskaper, fanns det ett enkelt verktyg för att göra mer detaljerade bedömningar av brandutvecklingen i rum. Utvecklingen av dessa brandkurvor samt utvecklingen av mer avancerade materialmodeller gjorde att man på 70-talet hade möjligheten att göra mer skräddarsydda analyser av konstruktioners beteende vid naturliga bränder. Dessa modeller har sedan förfinats och införlivats i Eurokoderna vilka erbjuder ett sätt att räkna ut brandmotståndet hos enklare konstruktioner.
Läs hela artikeln i Bygg & teknik 5/20
Artikelförfattare Robert McNamee, Brandskyddslaget Fabienne Robert, CERIB, Fire Testing Centre, Frankrike
