Røroppheng og brannkrav
Klassifisering av brannmotstand
Bygningsdeler og -konstruksjoner klassifiseres etter evnen til å motstå brann, betegnet med bokstavkodene R, E, I og M sammen med motstandstiden i minutter. Disse kodene følger eurokodesystemet:
- R: Bæreevne
- E: Integritet
- I: Isolasjonsevne
- M: Mekanisk motstandsevne
Bokstavkoden etterfølges av motstandstiden i minutter: 15, 30, 60, 90 og så videre.
Søyler og bjelker har normalt bare lastbærende funksjon og karakteriseres derfor av bæreevnen. For eksempel vil en bjelke som skal kunne motstå 90 minutter brannbelastning, bli betegnet med R90.
Standard temperaturkurve
Brannforløp plottes vanligvis med en standard temperaturkurve beskrevet i ISO 834. Temperaturkurven uttrykkes med følgende logaritmiske ligning:
T−To=345×log(8×t+1) [K]
Hvor:
- t er tid (minutter)
- T er branntemperatur på tidspunktet t
- To er starttemperatur
Eksempeltemperaturer ved en starttemperatur på 20°C:
- 15 min: 739°C
- 30 min: 842°C
- 60 min: 945°C
- 90 min: 1006°C
(RABT ZTV car)
Tunnellbrann
En tunnelbrann beskriver en ekstrem situasjon med brennende kjøretøy, inkludert drivstoff hvor varmespredningen er begrenset. Manglende påfyll av brennbart materiale og økende mangel på oksygen fører til et jevnt temperaturfall fra det 30. minutt.
Påvirkning av brann på strukturelt stål
Figur 1 Deformert stål etter brann i en fabrikk
Styrkeverdien til stålet hører til materialets nøkkelverdier.
Fra et fysisk perspektiv, er det et unektelig faktum at disse materialkarakteristikker reduseres til 0 mellom romtemperatur og smeltepunktet.
Iht. DIN EN 1993-1-2: 2010-12 (Eurocode 3), er de reduserte verdier for varmetilstand i stål indikert som temperaturfaktor for:
• Effektiv flytegrense
• Proporsjonalitetsgrensen
• Elastisitetsmodulen
De spesifikke reduksjonsfaktorer finnes ved bruk av diagram (se figur) og ved bruk av tabeller avhengig av starttemperaturen. Lineær interpolering mellom de spesifikke verdier er tillatt. På denne måten kan den reduserte lastkapasiteten beregnes.
De nevnte parameterne er tett korrelert, et fall i flytegrensen vil føre til redusert lastkapasitet og en lavere elastisitetsmodul er indirekte proporsjonal med en økning i deformasjon.
Ved eksponering mot brann i 60 minutter vil en stålkonstruksjons lastkapasitet bli redusert med en faktor på 20. Med andre ord har man igjen 5% av styrken i stålet. Dette er som regel ikke en økonomisk forsvarlig løsning for et rørstrekk. I disse tilfeller er det heller vanlig å forsterke konstruksjonen (f. eks. med en faktor på 4) i tillegg til og redusere klammeravstanden til 1/5. Dette resulterer også til en faktor på 20 men er en mer «økonomisk forsvarlig» løsning.
Iht DIN 4104-4 [4] Sek. 11.2.6.3, bør klammeravstand ikke være større enn 1,5 m i tilfelle brann.
|
Brannmotstand |
Ingen |
R15 |
R30 |
R60 |
|
Tillatt spenning |
235 N/mm² |
43 N/mm² |
21 N/mm² |
12 N/mm² |
Tabellen viser tillatte spenninger ved forskjellige brannkrav.
Tillatte spenninger for montasjeskinne MS 41
En typisk montasjeskinne (41/41/2,5 mm) tåler 2,17 kN punktlast over et spenn på 1 m. Ved brannkrav R60 reduseres kapasiteten til 0,17 kN, en reduksjon på 92,2%.
Situasjon under normale forhold
Min. (A; B) > 50 mm
Situasjon under brann
En tilstrekkelig avstand mellom festekonstruksjon og øvre kant av himling må ivaretas for å forhindre skade eller ødeleggelse.
Minimumsavstand mellom skinne og himling
Når rørledningen blir utsatt for høye temperaturer, kan man forvente følgende:
- Forlengelse av gjengede stag
- Deformasjon (utvidelse) av rørklammer
- Bøying av rørledning
Deformasjon av rørledning ved eksponering mot høye temperaturer
Beregning av festemateriell for rør utsatt for høy temperatur
For å sikre den strukturelle sikkerheten av en rørledning, er første steg og beregne distribusjonen av last i de forskjellige festepunktene for så å dele opp festemateriellet i en lastkjede.
RANK = last i forankring
RSTA = last i gjenstestag
RKLA = last i klammer
I sin interaksjon, skal hvert av disse elementene i lastkjeden ha tilstrekkelig motstand.
Hver individuell verdi skal være tilstrekkelig høyere enn rørledningens vekt ved festepunktet for å ta hensyn til uregelmessigheter.
|
Min. (RANK ; RSTA ; RKLA) > G’(rør) x KA |
G’(rør) = Vekt av fylt, isolert rørledning per meter
KA = Klammeravstand
Skinneprofiler / Definere grenseverdier
Lastbærende kapasitet
Den lastbærende kapasiteten i tilfelle brann regnes som tilstrekkelig hvis nedbøyningen treffer følgende grense dtill LBK:
|
dtill LBK = |
Brukbarhet
Brukbarheten refererer til en begrenset nedbøyning dtill B som er akseptabel fra et visuelt perspektiv og forsikrer styrken i profilens tverrsnitt over hele den belastede lengden Lf:
|
dtill B = |
Den maksimale anbefalte spennet Lf i tilfelle brann blir da den teoretiske verdien Lf teor.
|
dtill LBK = dtill B |
|
|
|
Lf teor = 20 |
Eksempel 41/41/2,5 skinne: Lf teor = 20 x 41 mm = 820 mm
Det maksimale teoretiske spennet ved brann blir da 820 mm for en skinne med høyde 41 mm.
For å sikre den strukturelle sikkerheten av en rørledning, er første steg og beregne distribusjonen av last i de forskjellige festepunktene for så å dele opp festemateriellet i en lastkjede.
RANK = last i forankring
RSTA = last i gjenstestag
RKLA = last i klammer
I sin interaksjon, skal hvert av disse elementene i lastkjeden ha tilstrekkelig motstand.
Hver individuell verdi skal være tilstrekkelig høyere enn rørledningens vekt ved festepunktet for å ta hensyn til uregelmessigheter.
Deformasjon av rørledning ved eksponering mot høye temperaturer
Min. (RANK ; RSTA ; RKLA) > G’(rør) x KA
G’(rør) = Vekt av fylt, isolert rørledning per meter
KA = Klammeravstand
Brukbarhet
Brukbarheten refererer til en begrenset nedbøyning dtill B som er akseptabel fra et visuelt perspektiv og forsikrer styrken i profilens tverrsnitt over hele den belastede lengden Lf:
Skinneprofiler - definere grenseverdier
|
dtill LBK = |
|
dtill B = |
Lastbærende kapasitet
Den lastbærende kapasiteten i tilfelle brann regnes som tilstrekkelig hvis nedbøyningen treffer følgende grense dtill LBK:
Forankring i skinnebasen / ryggen (gjennom lysåpningen)
Dette er ikke anbefalt da den lastbærende kapasiteten er designet med tanke på hele skinnens tverrsnitt.
Gjennomgående forankring med låseklo
Tiltrekningsmoment:
M10 = 25 Nm
M12 = 45 Nm
Feste av skinner i tak
Det skal alltid brukes låseklo med gjennomgående bolt / gjengestag.
Bolten må gå gjennom et «lukket» hull i skinnen.
Generell regel om forankring av skinner ved brannkrav
Installasjon med konsoller uten støtte er ikke tillatt ved brannkrav. Alle laster må festes mellom to festepunkter.
For å forhindre prematur feil på grunn av grunn av varmeekspansjon må det settes av en avstand på 10 mm mellom vegg og skinne. Veggfestede skinner må alltid festes i enden for å forhindre nedbøyning.
Veggfestede konstruksjoner
Laster plassert utenfor innfestingene er ikke tillatt.
Eksempel på fellesoppheng med og uten brannkrav R60
Uten brannkrav kan rør og kabelbruer legges på konsoller. Med brannkrav kreves festepunkter tett inntil alle lastpunkter, og konsoller må byttes ut med skinner festet med vinkeljern.
Røroppheng for kjøle-/kulderør med brannisolasjon
For brannsikring av kjøle-/kulderør med brennbart isolasjonsmateriale, bruk en kappe av mineralull med minst 30 mm tykkelse, f.eks. Rockwool Rørskål 800. For rørdimensjoner større enn Ø160 mm, bruk tykkere isolasjon.
Rådgivningstjenester
Involver oss tidlig
Involver oss gjerne tidlig i prosjektet, så hjelper vi deg med å finne den beste løsningen
Vi følger våre kunder fra tidlig planlegging, gjennom alle design- og gjennomføringsfaser, til personlig rådgivning på byggeplassen. Kruge tilbyr BIM-tjenester tilpasset kundens krav og bidrar dermed til en raskere og optimalisert gjennomføring av prosjektene.
Kontakt oss på e-post, eller benytt kontaktskjemaet nedenfor.
Eivind Jahreie Tresselt
Teknisk Sjef
Kontakt oss for rådgivning