Branntesting av synlige byggeprodukter av tre

Den økende populariteten til bygging med tre i kommersielle og offentlige byggeprosjekter øker etterspørselen etter brannbeskyttede treprodukter. Selv om designere vanligvis er klar over brannklassene som kreves for overflatematerialene som brukes på bygninger, er det mange spørsmål knyttet til branntesting og brannklassifisering. Ekspertsynspunkter om emnet er her gitt av professor Simo Hostikka fra instituttet for byggteknikk ved universitetet i Aalto i Finland.

Reaksjonen til brannsikkerhet av byggematerialer blir testet for to formål. Målet med standard produkttesting er å fastslå brannklassen i samsvar med byggeforskrifter, som først og fremst er for designere, utbyggere og myndigheter for byggkontroll. På den annen side undersøker og tester produsentene av byggeprodukter brannsikkerheten til produktene når produktene utvikles. Ulike mål krever forskjellige testmetoder.

 
 
BRANNTESTING FOR Å FASTSLÅ BRANNKLASSER BASERT PÅ BYGGEFORSKRIFTER

I Finland utføres brannklassifisering av byggematerialer i henhold til klassifiseringsstandarden SFS-EN 13501-1 + A1. Den europeiske standarden er basert på tre metoder for branntesting som brukes for å dele produkter inn i såkalte Euroclass-er. I tillegg til de syv hovedklassene (A1-F) er det flere klasser for å beskrive røykutvikling (klasse s1, s2 og s3) og dannelse av brennende dråper (klasse d1, d2 og d3).

 

BRANNKLASSEEGENSKAPER BASERT PÅ EUROCLASS-ER:

  

Produktene testes vanligvis med hensyn til deres tendens til å spre brann (SBI, EN 13823) samt ikke-brennbarhet (EN ISO 1182), brennverdi (EN ISO 1716) eller antennelighet (EN ISO 11925-2).

I antennelsestesten utsettes produktene for en liten flamme (EN ISO 11925-2)

Treprodukter med ulike behandlinger kan som hovedregel oppfylle kravene til Euroclass B-s1,d0. Dette betyr det produktene bidrar i svært liten grad til brann, røykutviklingen er svært begrenset og de danner ikke brennende dråper eller partikler.

I Finland er brannklassene som kreves for byggematerialer på ulike steder angitt i resolusjon fra Miljøverndepartementet om brannsikkerhet for bygninger (848/2017).

FORMÅL MED OG METODE FOR SBI-BRANNTESTING

Test av enkeltbrennende element (SBI, Single burning item) er spesielt godt egnet til produkter som brukes på overflatelagene på bygninger for å fastslå brannklassen. Det er ikke mulig å kontrollere nøyaktig hvordan bevegelige elementer i en bygning reagerer på brann, og derfor er av stor betydning for sikkerheten til brukerne hvilken evne innvendige overflater har til å begrense utviklingen av brann og røykutvikling. Dette gjelder for eksempel bygninger med et stort antall mennesker, for eksempel skoler, helseinstitusjoner, hoteller og store forretningslokaler.

Formålet med SBI-testen er å teste produkter, for eksempel CLT-paneler, i nøyaktig samme konstruksjon der de vil bli brukt i virkeligheten. Testen modellerer en sannsynlig situasjon der det oppstår en relativt liten brann innendørs, for eksempel en brennende papirkurv.

Produktmaterialet brukes til å bygge en konstruksjon som danner et hjørne på en ikke-brennbar overflate med sider som er 1 m og 0,5 m brede og begge 1,5 m høye. Dette gjør det også mulig å teste hvilken innvirkning ledd og innfestinger har på brannen, slik de vil være i den faktiske konstruksjonen. For å utføre testen plasseres en gassbrenner mot konstruksjonen, og mulig brannspredning, røykutvikling og dannelse av brennende dråper dokumenteres.

SBI-testing av innvendige paneler

Det er viktig å ta hensyn til den faktiske bruken av konstruksjonen som testes. Med andre ord kan man bygge en konstruksjon som er så realistisk som mulig når det gjelder rammene og innfestingene, med sin reaksjon på brannegenskaper som samsvarer med den tilsiktede bruken av treproduktet.

Overflatebehandlingen som brukes på treprodukter, for eksempel brannbeskyttelse, øker ofte røykutviklingen. Imidlertid har det blitt påvist ved testing at treprodukter som er beskyttet med den giftfrie NT DECO oppfyller kravene til brannklasse B-s1,d0, som er nødvendig i bygningstyper med høyere risiko, for eksempel helseinstitusjoner.

PÅLITELIGHET VED BRANNTESTING

Branntestingen av byggprodukter for både produktutviklings- og klassifiseringsformål utføres av akkrediterte kommersielle testlaboratorier. Et CE-merket treprodukt som oppfyller kravene til brannklasse i en test, gir imidlertid bare samme sikkerhet når det monteres og behandles på samme måte som i testsituasjonen.

Hvis et brannbeskyttet produkt for eksempel overmales eller eksponeres for vær og vind, kan det redusere produktets brannsikring og fremskynde utviklingen av en brann. Usikkerheten om sluttbruk og forhold kan bare elimineres dersom produktet også testes etter overmaling eller eksponering for vær og vind. Når det gjelder brannsikkerhet og kostnadseffektivitet, er den mest fornuftige løsningen å bruke ferdigmonterte brannbeskyttede produkter av klasse B-s1,d0 for overflatekonstruksjoner (for eksempel utvendige og innvendige paneler som er industrielt behandlet med gjennomskinnelig NT DECO), som sikrer at produktene oppfyller kravene på lokasjonen.

I Finland gjelder samme SBI-branntesting også forskrifter for utvendig kledning, fordi det ikke finnes en egen nasjonal eller europeisk standard for fasader. Branntesting av aldrede produkter er heller ikke nødvendig. Dette er et problem fordi det mest sannsynlige brannscenarioet for fasader er kraftig eksponering for flammer fra en brann i et tilstøtende rom, og det er noe ganske annet enn en brennende papirkurv. Det er helt klart et behov for felles europeiske forskrifter for brannsikkerhet for fasader, og prosessen for å nå dette målet begynte i 2018.

 
BRANNTESTING UNDER UTVIKLING AV BYGGEMATERIALER

Reaksjonen på brannsikring av overflatematerialer som brukes i konstruksjon, undersøkes også når eksisterende eller helt nye produkter utvikles. Dette gjøres ved å bruke de ovennevnte testmetodene utviklet for klassifisering, samt småskala analyser for å reflektere reaksjonen til brannsikring av materialer.

Den viktigste metoden som brukes under utvikling av treprodukter er konkalorimetertesten (ISO 5660-1). I testen blir en 10 cm x 10 cm testdel utsatt for sterk varmestråling, og deretter måles antenningstid, varmefrigjøring og massetap. I mange tilfeller bidrar konkalorimetertesten å forutsi SBI-testresultatet, i hvert fall omtrentlig. Dette gjør det mulig å redusere antall SBI-tester som utføres på ulike produktalternativer.

Ved undersøkelse av brannbeskyttelse av syntetiske materialer er det også ganske vanlig å utføre milligramnivåtest, for eksempel en termogravimetrisk analyse (TGA) og sveip-kalorimetri. I disse testene varmes en liten materialprøve opp i en ovn med konstant hastighet,og endringene i masse- eller termisk energi måles. Det er ikke så vanlig å bruke disse metodene ved utvikling av brannbeskyttelse for treprodukter, og de kan ikke brukes til undersøkelse av overflatebehandlinger.