ISOVER FireProtect TM. Brandbeskyttelse af bærende stålkonstruktioner

Transkript

1 ISOVER FireProtect TM Brandbeskyttelse af bærende stålkonstruktioner Blad 890 Dato: April Erstatter: Blad 890, August 2006

2 Uden isolering af flangekanten side 14 Med isolering af flangekanten side 14 Tabeller side 15- Indholdsfortegnelse Indholdsfortegnelse Beskyttelse af bærende stålkonstruktioner System ISOVER FireProtect TM side 3 ISOVER FireProtect TM Plader side 3 Fastgørelse side 3 Montage af ISOVER FireProtect TM Materiale og værktøj side 4 Montage, I-profiler side 4 Montage, kasseprofiler side 4 Montage, specialprofiler side 4 Fastgørelse med ISOVER FireScrew side 4 Fastgørelse med pins eller strittere side 4 Befæstigelse, placering side 4-5 Hvad sker der ved en brand Ild side 6 Brandforløb side 6 Ubrændbare materialer side 6 Dimensionering for stålbjælker Stålets styrke side 7 Brandmodstand side 7 Dimensionering side 7 HE- og IPE profiler med rektangulær indre omkreds af brandisolering side 8 HE- og IPE profiler med brandisolering der følger profilets omkreds side 8 Rektangulære rør side 8 Kvadratiske rør side 8 Tabeller side 9-12 Søjle af firkantprofil indbygget i letvæg Indvendig væg side 13 Udvendig væg side 13 Dimensionering for HSQ Side 2

3 Beskyttelse - bærende stålkonstruktioner Projektering Beskyttelse af bærende stålkonstruktioner Stålkonstruktioners bæreevne reduceres kraftigt med den temperaturstigning, en brand forårsager. ISOVER FireProtect er et enkelt og pålideligt system til at begrænse temperaturstigningen i stålet. System ISOVER FireProtect TM System ISOVER FireProtect giver en effektiv beskyttelse af bærende stålkonstruktioner. Det indeholder få komponenter og monteres uden komplicerede og dyre hjælpemidler. Systemet anvendes både til søjler og bjælker af stål. Med systemet kan brandisolering i klasserne fra BS 30 til BS 240 udføres. Fig Værktøj til montage af ISOVER FireProtect TM. Brandbeskyttelse i to timer (BS 120) er normalt det højeste krav myndighederne stiller i Danmark. System ISOVER FireProtect er dokumenteret i henhold til ENV Dokumentationsrapport: SINTEF ISOVER FireProtect TM plader ISOVER FireProtect plader består af specialfremstillet stenuld. Produktvalget baseres på krav til brandisoleringen, isoleringstykkelsen og mekaniske egenskaber. Man kan vælge mellem plader med normalt vaffelmønster på overfladerne eller med en glasvliesbelægning på én side afhængig af evt. efterbehandling af overfladerne. Fastgørelse Først og fremmest anbefales montage med ISOVER FireScrew, men andre metoder er også mulige. En alternativ metode for ISOVER FireProtect er montage med cuphead pins (svejsestifter) eller strittere og låsebrikker. Side 3

4 Montage af ISOVER FireProtect Udførelse Montage af ISOVER FireProtect TM Brandisolering med ISOVER FireProtect TM er et hurtigt, enkelt og sikkert system med letbearbejdeligt materiale og enkle hjælpemidler til montage. Materiale og værktøj ISOVER FireProtect plader ISOVER FireScrew befæstigelsesskruer Isoleringskniv eller lignende Skruetrækker (gerne batteri-drevet) Gummihammer Evt. låsebrikker og strittere eller cuphead pins Montage, I-profiler Skær passtykker på 100 mm bredde af ISOVER FireProtect plader og i længder, der svarer til afstanden mellem flangerne plus 2-3 mm. Hertil anvendes normalt samme plade til isoleringsarbejdet. Dog skal der minimum anvendes en 40 mm tyk plade til passtykkerne. For stålbjælker, som er højere end 400 mm, kræves tillige støtte af et tværgående passtykke, som skal nå ind til profilkroppen.- Montage, kasseprofiler Montage af ISOVER FireProtect på kasseprofiler af stål udføres på samme måde som for I-profiler, men der er ikke behov for passtykker. Ved 3-sidet beklædning af bjælker erstattes den øverste række af ISOVER FireScrew med pins eller strittere pr. 150 mm. Montage, specialprofiler Til store opgaver er det muligt at fremstille og montere ISOVER FireProtect i specialudformning f.eks. isolering omkring runde konstruktioner som vist på figuren. Montage sker efter specielle anvisninger fra Saint-Gobain Isover a/s. Fastgørelse med ISOVER FireScrew ISOVER Firescrew er en befæstigelsesskrue, der er specielt konstrueret til denne form for brandisolering. Skruen og en almindelig skruetrækker er alt, hvad der er nødvendigt for at udføre et hurtigt og korrekt montagearbejde til lave omkostninger. Strittere skal have en diameter på mindst 2,8 mm og låsebrikken skal være mindst 30 mm bred. Befæstigelse, placering Montageafstanden mellem befæstigelserne er uafhængig af, om stålprofilet anvendes som søjle eller bjælke. Pres passtykkerne ind mellem profilflangerne ud for de efterfølgende samlinger i isoleringspladerne og med maksimalt 600 mm afstand. (Ved profilhøjder over 400 mm skrues passtykkerne i de nævnte tværgående passtykker).- Skær ISOVER FireProtect pladerne til med 2-3 mm overmål i bredden.- Skru pladerne fast i passtykkerne og i tilstødende plader ved hjørner. Ved 3-sidet beklædning af I-bjælker med isolering 60 mm erstattes den øverste række af ISOVER FireScrew med pins eller strittere, som fastgøres i bjælkens øverste flange.- Pins eller strittere anvendes tillige som midterbefæstigelse i stålflader, der er bredere end 300 mm. ISOVER FireScrew fås i forskellige længder som angivet i tabellen og med mulighed for specielle længder ved større ordrer. Skruen skal være mindst dobbelt så lang som isoleringslagets tykkelse. Ved fastgørelse på flader med en bredde > 300 mm, samt på andre steder, hvor det ikke er muligt at fastgøre FireProtect ved at skrue pladerne sammen, suppleres med låsebrikker og strittere eller cuphead pins. Fastgørelse med pins eller strittere ISOVER FireProtect pladerne tilskæres med 2-3 mm overmål. Pladerne fastgøres med stritterafstand d 300 mm. Der bruges ca. 10 stk. /m 2. Side 4

5 Montate af ISOVER FireProtect Befæstigelse, placering 4-sidet brandpåvirkning 4-sidet brandpåvirkning 3-sidet brandpåvirkning 3-sidet brandpåvirkning Specialudformning 4-sidet brandpåvirkning 25 mm 150 mm 600 mm 200 mm 200 mm 200 mm Langsgående samling Tvær samling 100 mm Fig Montage af ISOVER FireProtect TM. Side 5

6 Hvad sker der ved en brand? Projektering Hvad sker der ved en brand? Hvad sker der ved en brand? En brand er ild, som man har mistet kontrollen over. Ved dimensionering af stålkonstruktioner må man tage hensyn til den reduktion af styrken, som stålet får på grund af temperaturpåvirkningen ved brand. Ild Ild er en forbrændingsproces, som frigiver varme og lys. For at nære ilden skal der være brændbart materiale, ilt og varme til stede. Mangler én af de tre betingelser, går ilden ud. Flammefasen indtræder, når overtændingen sker. De personer, der befinder sig i rummet på det tidspunkt, har ringe chance for at komme levende ud, og redningsmandskabet har stort set ingen mulighed for at slukke ilden. I flammefasen når temperaturen sit maksimum på omkring 1000 C. Brandisolering af de bærende stålkonstruktioner sikrer, at bygningen ikke styrter sammen. Ubrændbare materialer Et materiales brændbarhed bestemmes efter en international brandprøvningsmetode (ISO 1182). ISOVER FireProtect indeholder så lidt brændbart bindemiddel, at det i praksis ikke bidrager til branden. Derfor er materialet klassificeret som ubrændbart. (A1). Flammefasen Antændingsfasen Afsvalingsfasen Fig Brandforløb. Brandforløb Brandforløbet for brand i en bygning bestemmes først og fremmest af mængden af brændbart materiale. Ilttilførelsen har også stor betydning for brandforløbet. Brandforløbet for en normal brand kan beskrives som vist på figuren. Afsvalingsfasen eller rettere sagt glødefasen. De forkullede rester og gløder giver oftest en kraftig varmestråling fra sig. Selv i denne fase beskytter brandisoleringen stålkonstruktionerne mod skadelig temperaturstigning. Antændelsesfasen er den vigtigste fase set ud fra et sikkerhedssynspunkt. Det er i denne fase, man har mulighed for at udføre redningsindsatsen og slukke branden. Temperaturen stiger hurtigt, og brændbare materialer afgiver brændbare gasser og røg. Når de brændbare gasser når deres antændelsestemperatur, kan der ske overtænding. Side 6

7 Dimensionering for stålbjælker Projektering Dimensionering for stålbjælker Når man dimensionerer en stålkonstruktion, må man tage hensyn til, hvor meget stålet opvarmes under brandpåvirkning, da styrken reduceres ved stigende temperatur. ISOVER FireProtect er et system, der effektivt begrænser temperaturstigningen i den bærende konstruktion. Stålets styrke Stålets styrke mindskes ved høje temperaturer. Den kritiske temperatur er den temperatur, hvor der opstår flydespænding i stålet. Stålets kritiske temperatur afhænger derfor af, i hvilken grad stålets styrke er udnyttet statisk. Brandmodstandsevne Hvor hurtigt stålprofilet når den kritiske temperatur ved en given brandpåvirkning, afhænger af profilets varmekapacitet og af størrelsen af den brandpåvirkede overflade. Opvarmningen sker langsommere jo mindre den påvirkede overflade er. Varmekapaciteten afhænger af materialets specifikke varmekapacitet samt af - - profilets tværsnit. Jo kraftigere tværsnit des større varmekapacitet. For stålprofiler kan denne relation forenklet udtrykkes som det såkaldte sektionsforhold U/A. Eksempel på profiler med lavt sektionsforhold er f.eks. HEB og HEM, mens IPE profiler har højt sektionsforhold. Dimensionering Den kritiske ståltemperatur fastsættes i henhold til gældende norm for stålkonstruktioner. Sektionsforholdet U/A bestemmes ud fra profildata fra stålleverandøren. For de almindeligste profiltyper kan U/A forholdet aflæses i tabellerne side 8. Ud fra kritisk ståltemperatur, U/A forhold samt foreskrevet brandmodstandsevne (antal minutter) aflæses den nødvendige isoleringstykkelse i tabellerne side Ståltemperatur 1,0 0,8 0,4 0,2 η σ akt σ C C Fig Stålets styrke som funktion af temperaturen. b b Højt U/A t h h Lavt U/A U=4b - 2t + 2h U=2b + 2h Fig Sektionsforholdet (U/A) U= isoleringens indre omkreds. [m] A = stålets tværsnitsareal [m 2 ] Fig Højt sektionsforhold giver en hurtigere opvarmning. Dette indebærer, at slanke konstruktioner kræver tykkere isolering. Tid Side 7

8 Dimensionering for stålbjælker Dimensionering for stålbjælker Projektering Dimensionering for stålbjælker I nedenstående tabeller kan U/A forholdet aflæses for en række standard profiler. HE- og IPE profiler med rektangulær indre omkreds af brandisoleringen HE-A U/A U/A HE-B U/A U/A HE-M U/A U/A IPE U/A U/A HE- og IPE profiler med brandisolering der følger profilets omkreds HE-A U/A U/A HE-B U/A U/A HE-M U/A U/A IPE U/A U/A Rektangulære rør VKR (RHS) Højde Bredde Tykkelse U/A U/A Kvadratiske rør VKR (RHS) Højde Bredde Tykkelse U/A U/A U/A-3 tre-sidet brandpåvirkning U/A-4 fire-sidet brandpåvirkning Side 8

9 Dimensionering for stålbjælker Isoleringstykkelse for ISOVER FireProtect TM ved kritisk ståltemperatur 350 C U/A Brand modstands tid i minutter Isoleringstykkelse for ISOVER FireProtect TM ved kritisk ståltemperatur 400 C U/A Brand modstands tid i minutter Side 9

10 Dimensionering for stålbjælker Isoleringstykkelse for ISOVER FireProtect TM ved kritisk ståltemperatur 450 C U/A Brand modstands tid i minutter C Isoleringstykkelse for ISOVER FireProtect TM ved kritisk ståltemperatur 500 C U/A Brand modstands tid i minutter Side 10

11 Dimensionering for stålbjælker Isoleringstykkelse for ISOVER FireProtect TM ved kritisk ståltemperatur 525 C U/A Brand modstands tid i minutter Isoleringstykkelse for ISOVER FireProtect TM ved kritisk ståltemperatur 550 C U/A Brand modstands tid i minutter Side 11

12 Dimensionering for stålbjælker Isoleringstykkelse for ISOVER FireProtect TM ved kritisk ståltemperatur 600 C U/A Brand modstands tid i minutter Isoleringstykkelse for ISOVER FireProtect TM ved kritisk ståltemperatur 650 C U/A Brand modstands tid i minutter Side 12

13 Søjle af firkantprofil indbygget i letvæg Projektering Søjle af firkantprofil indbygget i letvæg Indbygges stålsøjler i lette skillevægge eller ydervægge med beklædning af gipsplader, kræves der ikke så store isoleringstykkelser. Det skyldes at gipspladerne bidrager til beskyttelsen og at søjlen ikke brandpåvirkes på samme måde som en fritstående søjle. Skillevæg 2 x 12,5 eller 1 x 12,5 mm almindelig gipsplade Ydervæg 2 x 12,5 eller 1 x 12,5 mm almindelig gipsplade Regler af træ eller stål Regler af træ eller stål ISOVER isolering ISOVER isolering 2 x 12,5 eller 1 x 12,5 mm almindelig gipsplade 9 mm vindgips Fig Isolering af firkantprofil i skillevæg og ydervæg Isoleringstykkelsen afhænger af, brandklassen, den kritiske ståltemperatur, antallet af gipsplader i den indvendige beklædning, og godstykkelsen for firkant-profilet. Firkantprofilet kan placeres vilkårligt i forhold til træ- eller stålreglernes placering. Skillevæg Ydervæg Isoleringstykkelse d i mm Brandklasse Brandklasse Gipsplader på indvendig vægfladerne Godstykkelse firkant-profil BS 60 BS 90 BS 60 BS 90 Kritisk ståltemperatur Kritisk ståltemperatur 450 C 500 C 550 C 600 C 450 C 500 C 550 C 600 C 450 C 500 C 550 C 600 C 450 C 500 C 550 C 600 C 5 mm x 12,5 mm 2 x 12,5 mm 6 mm mm mm mm * 20* 20* 20* mm * 20* 20* 20* mm * 20* 20* 20* mm * 20* 20* 20* * Profilet behøver kun at isoleres med FireProtect på 3 sider. Den uisolerede side vender mod ydersiden af væggen. Fig Med isolering af flangekant Side 13

14 Dimensionering for HSQ Projektering Dimensionering for HSQ HSQ-profiler anvendes ofte i kombination med dæk af betonelementer. Her hjælper betonelementet med at køle stålprofilet og derfor kræves der ikke så store isoleringstykkelser.isoleringstykkelsen afhænger af, brandklassen, den kritiske ståltemperatur, betonelementets densitet, og godstykkelsen for HSQ-profilets underflange. Isoleringen kan udføres på to måder: med og uden isolering af flangekanten. Uden isolering af flangekanten. Hvis flangens godstykkelse er 15 mm eller mindre kan man i nogle tilfælde undlade at isolere flangekanten. Så skal FireProtect-pladen blot gå mindst 50 mm udenfor flangen i begge sider. Tætning 50 mm max 300 mm max 300 mm 50 mm Fig Uden isolering af flangekant Med isolering af flangekanten FireProtect fastholdes med 2 eller flere rækker af strittere eller pins afhængigt af flangens bredde. Isoleringen tildannes så dens bredde svarer til profilflangen + 2 gange isoleringstykkelsen d. Flangekanterne beskyttes med en strimmel FireProtect med samme tykkelse som flangen og med bredde svarende til isoleringstykkelsen, d. d Tætning d d max 300 mm max 300 mm d Fig Med isolering af flangekant Side 14

15 Dimensionering for HSQ Projektering Dimensionering for HSQ Uden isolering af flangekanten Isoleringstykkelse d mm Densitet af betondæk 660 kg/m kg/m kg/m3 Fig Tykkelse af flange Brandklasse BS 30 BS 60 BS 90 Kritisk ståltemperatur 400 C 500 C 600 C 400 C 500 C 600 C 400 C 500 C 600 C 8 mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm Med isolering af flangekanten Isoleringstykkelse d mm Densitet af betondæk Tykkelse af flange Brandklasse BS 30 - BS 120 BS 180 BS 240 Kritisk ståltemperatur 400 C 500 C 600 C 400 C 500 C 600 C 400 C 500 C 600 C 8 mm mm kg/m 3 12 mm mm mm mm mm mm kg/m 3 12 mm mm mm mm mm mm kg/m 3 12 mm mm mm mm Fig Side 15

16 Få svar på dine spørgsmål om ISOVER FireProtect TM Har du brug for mere information om ISOVER FireProtect TM. I vores datablade finder du de tekniske detaljer. Databladene finder du på På hjemmesiden finder du også din lokale kontakt hos ISOVER. Saint-Gobain ISOVER A/S Østermarksvej Vamdrup Telefon Telefax isover@isover.dk isover-inhouse