Brannsikring av trekonstruksjoner

Det bygges stadig flere høye bygninger med treverk som hovedkonstruksjon. Brannprosjektering av trehus er et spennende felt, men ikke uten branntekniske utfordringer.

Publisert Sist oppdatert

Et brannforløp i en trekonstruksjon vil ikke bli det samme som i en konstruksjon av stål og betong. Problemet med trebygg er åpenbart: Det brenner.

– Normalt dimensjonerer vi bygninger over 4 etasjer med krav til brannmotstand R90. Dette innebærer at konstruksjoner skal motstå 90 minutter i en testbrann. For stål og betong er en rask brann med høy temperatur kritisk og testbranner som legges til grunn er tilpasset dette. For tre er det varigheten av brannen som er det kritiske, forteller fagsjef for brannmiljøet i Sweco, Leif Tore Isaksen.

Prinsippet er altså: Brenner treet lenge nok, brenner det opp. Et trebygg vil nødvendigvis ha et lengre brannforløp fordi det er mer «ved» der. Trekonstruksjonene vil selv medføre mer brannenergi i bygningen og man kan derfor ikke bruke standard metoder, som er tilpasset stål og betong. I stedet må man beregne hvordan brannforløpet i en slik bygning faktisk blir, og videre undersøke om dette er kritisk for valgte konstruksjonstype.

Kan man bygge trygge trehus?

Alle materialer har sine styrker og svakheter, og ubrennbare materialer er ikke ensbetydende med god brannmotstand. En stålkonstruksjon vil for eksempel miste mye av styrken om den varmes opp til over 500 grader. Vannet inni betongen fordamper ved rask oppvarming og dette kan medføre avskalling og blottlegging av armeringsjernene inne i betongen, som igjen mister styrke når de varmes opp. Så hva med tre? Er det mulig å konstruere brannsikre trebygg?

– Vi forsøker å dra nytte av treets spesielle egenskaper når vi prosjekterer et trebygg. Når tre brenner, dannes det et kullag som har en god isolerende egenskap mot bakenforliggende trematerialer. Når brannen begynner å avta, vil det ikke nødvendigvis være nok energi til å varme opp treet bak kullaget. Dette kan igjen medføre at innbrenningen stopper opp, forteller Isaksen.

Kan ikke følge standardløsninger

I dagens regelverk finnes det ingen preaksepterte ytelser som gir referanseverdier for hva som vil være tilstrekkelig brannmotstand for trebygg.

– Vi kan med andre ord ikke følge standardløsninger, men må i stedet forholde oss til funksjonskravene i forskriften. Når vi prosjekterer slike bygg, må vi dokumentere at konstruksjonene vil kunne motstå et fullstendig brannforløp. Det innebærer at bygget ikke skal kollapse i løpet av brannen, sier Isaksen.

Noen mener man ikke kan klare funksjonskravet, fordi det bare er spørsmål om tid før en trekonstruksjon brenner opp og til slutt vil kollapse. Men stemmer det? Eller kan det være tilfelle at kullaget isolerer så godt at brannen vil stoppe av seg selv når brannenergien avtar?

Massivtre versus limtre

Litt av nøkkelen ligger i selve trekonstruksjonen. Definisjonen på et trebygg er at de bærende konstruksjonene er av tre. Man må imidlertid vite hva slags konstruksjoner man snakker om, og hvilke materialegenskaper disse har.

– Massivtre kan være store treplater som utgjør hele vegger og etasjeskillere i et bygg. Limtre er ofte et søyle/bjelkesystem der man, i stedet for stål og betong, bruker søyler og bjelker i tykke limtrekonstruksjoner. Når vi prosjekterer jobber vi med tre ulike prinsipper: KLT (eller massivtre på folkemunne), limtre og tradisjonelt bindingsverk. Det er stor forskjell på disse konstruksjonstypenes egenskaper og begrensninger, samt muligheter når det kommer til brannsikkerhet, forteller Isaksen.

Under arbeidet med Mjøstårnet, ble det gjennomført egne branntester for å bedre forstå hva som skjer i avkjølingsfasen til en brann. Målet var å undersøke om det stemte at innbrenningen i en trekonstruksjon ville stoppe opp, når brannenergien avtar.

– Resultatene fra testene ga et godt grunnlag for å bedre forstå hvordan trekonstruksjoner oppfører seg i en brann. Vi kunne samtidig benytte resultatene til å verifisere eksisterende beregningsmetoder, samt videreutvikle egne verktøy for å dimensjonere brannsikre trebygg, forteller Isaksen.

– Nøkkelen blir å finne ut hva som er reel brannenergi i bygningen, når vi hensyntar trekonstruksjonenes bidrag og videre regne ut hvor mye synlig tre som kan tillates når vi samtidig skal ivaretas forskriftens krav til at konstruksjonen skal motstå et fullstendig brannforløp, avslutter Isaksen.