Samen werken aan een veilige, gezonde en duurzame leefomgeving?
- BezoekadresKelvinbaan 40 (2e etage), 3439 MT Nieuwegein
- PostadresPostbus 1475, 3430 BL Nieuwegein
- Telefoon030-2311377
- E-mailinfo@lbpsight.nl
Dit artikel verscheen eerder in Bouwfysicablad 2023/3 van de Nederlands Vlaamse Bouwfysica Vereniging (NVBV)
21 november 2023
Houten woningen, houten kantoorgebouwen en hele houten woonwijken: de plannen voor houtbouw schieten als paddenstoelen uit de grond. Het aantal nieuwe gebouwen dat voor een groot
deel uit hout is opgebouwd groeit, en de eerste houten gebouwen zijn alweer een aantal jaar in
gebruik. Het is duidelijk: bouwen met hout wint aan populariteit. Dat brengt voordelen, maar ook
uitdagingen met zich mee. Bijvoorbeeld op het gebied van brandveiligheid. In dit artikel geven we
een inkijkje in onze praktijkervaringen met brandveilig bouwen met hout.
De voordelen van houtbouw zijn duidelijk. Het is duurzaam, flexibel en esthetisch. Veel houten gebouwen
bestaan uit modules die grotendeels in een fabriek worden geproduceerd en op locatie worden samengevoegd.
Hierdoor kunnen we sneller bouwen. Ook biedt het bouwen in een fabriek – onder droge omstandigheden en met veel standaardisatie – mogelijkheden voor goede kwaliteitscontrole.
Ondertussen groeit onze kennis over de invloed van hout op de brandveiligheid van gebouwen. En beseffen we dat in bepaalde situaties extra maatregelen nodig zijn om een voldoende veilig gebouw te realiseren. Wat we precies verstaan onder ‘voldoende veilig’? Dat is uiteraard een beetje arbitrair. Helaas laat de regelgeving ons hier nog in de steek. Er wordt op dit moment wel gewerkt aan aangepaste regelgeving die aansluit op de grootschalige toepassing van hout in gebouwen. Maar waarschijnlijk duurt het nog een paar jaar voordat deze regelgeving er is. In de tussentijd moeten adviseurs, opdrachtgevers en het
bevoegd gezag – oftewel de gemeente, meestal geadviseerd door de brandweer – zelf nadenken over de risico’s én de mogelijke maatregelen om deze risico’s te verkleinen.
LBP|SIGHT adviseert regelmatig over brandveiligheid binnen houtbouwprojecten. In dit artikel noemen we een aantal aspecten die we tegenkwamen in onze projecten, inclusief de bijbehorende oplossingen. Pretenderen we hiermee dat wij overal de passende, enige juiste oplossing voor hebben? Zeker niet. We willen vooral laten zien dat het goed is om bij houtbouwprojecten nét even verder te denken. Wat in ‘gewone’ gebouwen goed werkt, werkt in houtbouw namelijk niet altijd.
Elk houten gebouw is anders en moeten we dus anders beoordelen. In onze projecten zien we verschillende soorten opbouwen van constructies. In de meeste hedendaagse houten gebouwen in Nederland wordt er gebruikgemaakt van Cross Laminated Timber (CLT). Veel voorkomende opbouwen zijn:
Afhankelijk van de constructie en de wens van de opdrachtgever en architect, is er meer of minder hout
in het zicht. Het is met name dit onbeschermde hout dat kan gaan meebranden en de risico’s kan vergroten. Dit effect neemt uiteraard toe naarmate er meer hout onbeschermd is. Zo resulteert een onbeschermd plafond in combinatie met volledig onbeschermde wanden in een hoger risico dan alleen een onbeschermd plafond.
Gelukkig – in ieder geval voor de brandadviseur – is het brandwerend beschermen van hout in veel gevallen nodig om voldoende brandwerendheid te realiseren. Veel onbeschermd hout komen we dus niet tegen. Vooral in hogere gebouwen – de gebouwen die ook een groter risico vormen – is de vereiste brandwerendheid met betrekking tot bezwijken zodanig hoog, dat alleen het hout dit niet kan realiseren, tenzij het heel dik wordt. Het hout moet dan afgetimmerd worden met bijvoorbeeld een gipsvezelplaat. Ook voor het realiseren van voldoende geluidisolatie is extra beplating vaak noodzakelijk.
In de bouwregelgeving gaat men impliciet uit van gebouwen die vooral uit onbrandbare materialen bestaan. Dit betekent dat de constructieonderdelen slechts beperkt bijdragen aan de brand. De omvang van de brand wordt voornamelijk bepaald door de hoeveelheid brandbaar materiaal als gevolg van de inrichting. Uiteraard is die inrichting ook variabel, maar er is wel sprake van een bepaalde bandbreedte waar het overgrote deel van de
inrichting binnen past. Hierdoor zal een brand in bijvoorbeeld een woning in veel gevallen na ongeveer 60 minuten vanzelf doven, omdat de brandbare materialen zijn opgebrand.
In een gebouwconstructie met veel hout dat niet of slechts beperkt wordt beschermd, gaat het hout bij een ontwikkelde brand meebranden. Dit kan leiden tot een fellere brand én een langere brand.
Er kan dus een andere brand optreden dan waar we in de bouwregelgeving van uitgaan. Dat betekent dat de huidige eisen uit het Bouwbesluit niet meer passend of voldoende kunnen zijn om de risico’s voldoende te beperken bij brand. De constructie zorgt dan dus voor een verlaging van het brandveiligheidsniveau. Naarmate gebouwen in hogere risicocategorieën vallen – bijvoorbeeld grote of hoge gebouwen – wordt het belangrijker om hier nauwkeurig naar te kijken en eventueel aanvullende voorzieningen te treffen. Dit om de risico’s te beperken en weer een voldoende hoog veiligheidsniveau te realiseren.
Het grotere brandvermogen van hout zorgt ervoor dat er hogere temperaturen kunnen optreden bij een brand in een woning. Ook kunnen hetere en langere vlammen optreden bij een uitslaande brand. In de brandoverslagberekeningen volgens NEN 6068 kan dit worden meegenomen door uit te gaan van een weerstand tegen brandoverslag (wbo) van 90 minuten in plaats van 60 minuten. In de berekening is de wbdbo namelijk gekoppeld aan de vuurbelasting. Overigens is het effect in de berekeningen niet heel groot; een aanpassing van de norm is hier noodzakelijk.
Door de hogere temperaturen kunnen brandwerende constructies sneller bezwijken dan we verwachten. Deze constructies worden namelijk getest bij een normatief brandverloop (de zogenaamde ‘standaard brandkromme’) en moeten dan aan een aantal criteria voldoen. Als we constructies blootstellen aan hogere temperaturen dan de testtemperaturen, bezwijken ze mogelijk eerder.
Kunnen we dit ondervangen door te testen met een hogere temperatuur? Nee, want die testen zijn bijna niet beschikbaar. Wel kunnen we het effect enigszins ondervangen door te kiezen voor producten met een hogere brandwerendheid. Denk aan een 90 minuten-brandwerende scheiding in plaats van een 60 minuten-brandwerende scheiding. Zo verhoog je de betrouwbaarheid van de brandscheiding, onder meer doordat bij een langere test ook een hogere temperatuur optreedt. Tijdens een test blijft de temperatuur namelijk stijgen. Simpel gezegd kun je stellen dat de kans dat een 90 minuten-brandwerende scheiding (getest volgens de standaard brandkromme) 60 minuten brandwerendheid behaalt in een houten gebouw groter is dan als je een 60 minuten-brandwerende scheiding toepast.
Bovenstaande risico’s kun je ondervangen door het aftimmeren van de houten delen met bijvoorbeeld gipsvezelplaten. Ook een sprinklerinstallatie kan de brand helpen beheersen en de effecten van het hout verkleinen. Als je de sprinklerinstallatie ook inzet als onderdeel van een gelijkwaardige oplossing – bijvoorbeeld om grotere brandcompartimenten toe te staan of de brandwerendheid van de constructie te reduceren – moet je wel goed nadenken over de betrouwbaarheid van de installatie. Het kan dan slim zijn om te kiezen voor meerdere pompen.
Je kunt op verschillende manieren aantonen dat een houten gebouw een bepaalde brandwerendheid heeft. Bijvoorbeeld met testrapporten van de hele constructie, testrapporten van afzonderlijke onderdelen of de NEN EN 1995-1-1 (Eurocode 5).
Helaas is de Eurocode op dit moment nog niet goed geschikt om de brandwerendheid van CLT te berekenen.
De norm gaat namelijk uit van een lineaire inbrandsnelheid van hout, terwijl dit bij CLT niet zo hoeft te zijn. Bij brand kan CLT gaan delamineren, waardoor na verloop van tijd de lijm loslaat en een laag van het hout wegvalt. Hierdoor wordt er weer ‘vers’ hout blootgesteld aan de brand en is er op dat moment sprake van sneller inbranden. Bij het berekenen van de vereiste dikte van het hout moet je hier rekening mee houden. Men werkt aan een wijziging van de Eurocode waarin onder meer dit onderdeel beter wordt opgenomen. Gaat het om details die zijn gebaseerd op brandproeven? Dan speelt dit uiteraard niet, omdat ook tijdens de brandproef het delamineren kan optreden.
Een ander lastig punt van de Eurocode en van testrapporten is dat ze meestal uitgaan van tweedimensionale details. Figuur 2 toont een wandopbouw van dragende CLT-wand en gipsvezelbeplating. Afhankelijk van de CLT-dikte en de belasting, kun je met deze opbouw 90 of zelfs 120 minuten brandwerendheid behalen. Deze brandwerendheid is bepaald met behulp van een brandproef.
De vloer zelf is voldoende brandwerend met de aangegeven beplating. Ook lopen de platen voldoende ver door, zodat er genoeg dekking is op de plek van de knoop. Als je de platen namelijk precies tot in de hoek zou aanbrengen dan zal hier bij brand snel een naad ontstaan waardoor de vlammen achter de beplating kunnen komen. In de figuur zie je dat de vloerdelen en wanden aan elkaar bevestigd zijn met schroeven. Deze schroeven zijn essentieel voor de stabiliteit en sterkte van de constructie en moeten dus ook tegen brand worden beschermd. Dit kan door het toepassen van de brandwerende beplating. De schroeven moet je dan achter de beplating aanbrengen. Dat is makkelijker als je de platen later aanbrengt, maar in veel gevallen worden dit soort constructies juist toegepast in bijna kant-en-klare modules. De schroeven worden dan juist op de bouwplaats aangebracht. Dat betekent dat een deel van de beplating alsnog op de bouw moet worden aangebracht.
In figuur 4 zie je een andere opbouw, met CLT-liggers in plaats van dragende CLT-wanden. De woningscheidende wanden bestaan uit HSB. Deze HSB-wanden hoeven slechts een brandwerendheid te hebben van 60 minuten, terwijl de liggers vaak 90 of zelfs 120 minuten brandwerend moeten zijn. Dit omdat ze – in tegenstelling tot de wanden – onderdeel zijn van de draagconstructie. De liggers worden aan de woningzijde deels beschermd door gipsvezelbeplating, maar niet overal. Op die plekken zullen de liggers dus inbranden. Dat is geen probleem, zolang de liggers – na het wegbranden van het hout – nog voldoende dikte hebben om de belasting te kunnen dragen. Uiteindelijk zal de gipsvezelbeplating onder de plafonds ook wegvallen en zal de ligger ook aan de zijkant gaan inbranden. Na ongeveer 30 minuten zal een deel van de HSB-wand wegvallen en kan het vuur ook in de spouw tussen de units terechtkomen. Dat betekent dat de ligger ook aan die zijde kan gaan inbranden. Het resultaat? Een ligger die aan drie kanten kan inbranden. Als je wilt voorkomen dat de afmetingen van de ligger te groot worden, heb je hier dus extra bescherming nodig.
Dit geldt ook voor de staalconstructie. In dit geval worden de vloeren en liggers met elkaar verbonden via metalen hoeklijnen en staven. Deze worden deels beschermd door het hout, maar een deel komt na verloop van tijd ook bloot te liggen. Daardoor verliest het zijn sterkte bij onvoldoende bescherming. Is het aanbrengen van brandwerende platen in de spouw een oplossing? Nee, want je kunt de spouw niet goed bereiken tijdens de bouw. Je kunt de spouw beter vullen met steenwol. Sowieso adviseren wij altijd om de spouw brandwerend dicht te zetten. In dit geval is het echter ook essentieel!
Omdat de bouwpraktijk vooral uitgaat van gebouwen met onbrandbare materialen, zijn veel onderdelen nog niet getest in houtconstructies. Neem bijvoorbeeld doorvoeringen zoals brandmanchetten en brandkleppen. Als een brandklep is getest in een steenachtige wand dan wil dat niet zeggen dat hij ook voldoet in een CLT-wand. Je kunt ook niet zeggen dat hij niet voldoet, maar het is in ieder geval niet aangetoond. Bij de keuze van dit soort producten moet je op dit moment soms nog zoeken naar het product met het juiste certificaat. Gelukkig is er wel steeds meer beschikbaar.
Het is duidelijk dat brandveilig bouwen met hout mogelijk is. Het is vooral zaak om goed na te denken over een robuust brandveiligheidsconcept, met aandacht voor details en aansluitingen in een gebouw. En daarbij geldt: het ene houtbouwproject is het andere niet. Bij elk project kom je andere uitdagingen en oplossingen tegen; er is bijna altijd sprake van maatwerk. Houtbouw is nu eenmaal in opkomst en relatief nieuw. We moeten zoveel mogelijk kennis verzamelen om goede, veilige houten gebouwen te realiseren. Zelf nadenken dus. Zo nemen we het voortouw en komen praktijkkennis en aanpassingen in de regelgeving hopelijk snel samen.