Brandskydda stål – ur konstruktörens perspektiv

Brand
Det finns ett flertal sätt att bygga med stål som bärande konstruktion. Det finns klassiskt pelar/balk-system med lätta bjälklag, pelar-/balk-system med bjälklag av prefabbetong och olika varianter med inbyggda pelare och balkar.

Här kommer den andra artikeln i en serie om tre delar. Serien vill beskriva vad det innebär att använda sig av färg för att brandskydda stål.
Del 1 – Brandskyddet ur arkitektens perspektiv
Del 2 – Brandskyddet ur konstruktören/brandingenjörens perspektiv
Del 3 – Brandskyddet ur stålbyggarens perspektiv

Att kunna föreskriva en brandteknisk lösning med brandskyddande färg är en utmaning som ska medge en utformning med synligt stål samt erbjuda en lösning som är kostnadseffektiv och hållbar.
En brandteknisk lösning utformas genom att finna den bästa kompromissen mellan prestanda, utformning, hållbarhet och kostnad.

Prestanda

Att välja rätt produkt för att brandskydda stålet handlar mycket om att hitta den som klarar av det som efterfrågas i form av miljöklass, brandklass och lastutnyttjande. I vissa lägen är aspekter såsom dimensioner och egenvikt av stor betydelse, exempelvis vid ombyggnad. Här ger stålet unika fördelar med sitt stora utbud av profiltyper.
För att vara säker på produktens prestanda är det viktigt att välja ett system som är CE-märkt eller typgodkänt i enlighet med EAD 350402-00-1106, ett bevis på att produkten är testad och utvärderad enligt EN-standard EN13381-8. Du kan enkelt kontrollera om systemet är CE-märkt och har ett giltigt certifikat på följande hemsida https://www.eota.eu/etassessments. Är det ett system som är typgodkänt går det att kontrollera hos respektive utgivare. Det CE-märkta systemet visar mycket tydligt vad som är godkänt:
• Brandklasser
• Öppna och/eller slutna profiler
• Balkar och/eller pelare
• Primers och topcoats som är provade tillsammans med brandskyddsprodukten
• Information om vilken miljöklass som täcks in
Ett typgodkänt system har oftast inte lika komplett information.
Det stål som ska brandskyddas brukar för det mesta också skyddas mot korrosion. Här uppstår ofta förvirring då korrosionsklasser inte är detsamma som miljöklasser i ett CE-certifikat. Tabell 1 visar hur de olika klasserna ungefärligen stämmer överens.


Tabell 1:

1) Delexponerat bruk inkluderar temperaturer <0°C, men ingen påverkan från regn och endast begränsad påverkan från UV.
2) Miljöer med RF ≥85% och temperatur >0°C.
3) Miljöer med RF <85% och temperatur >0°C.

Undersök även om det finns kalkylhjälpmedel kopplade till den godkända produkten. Dessa kan utgöras av tabeller, diagram eller enklare beräkningsprogram. Dimensioneringen består typiskt av stål-konstruktionernas sektionsfaktor i kombination med kritisk temperatur, alternativt lastutnyttjandegrad. Att använda ett sådant hjälpmedel innebär att dimensionering är utförd i enlighet med systemets certifikat. En tydlig uppställning bidrar också till att rätt färgmängder blir applicerade.

Utformning

En annan stor utmaning är hur du löser brandskyddet ur praktisk synpunkt. Det är lätt att föreskriva något som inte är lika lätt att utföra i praktiken. Konstruktören måste därför tänka på många detaljer vid både val av lösning samt utförande av den. Här listas några punkter som kan vara värda att tänka på:

  • Slitage: En pelare kan utsättas för mycket slitage beroende på typ av utrymme. För att öka tålighet kan man förse brandskyddsfärgen med en mer tålig toppfärg (som är testad tillsammans med brandskyddsfärgen). Skulle det vara extremt slitage kan det vara värt att överväga exempelvis en inklädnadslösning närmast golv (OBS! Ett skadat brandskydd måste alltid åtgärdas – oavsett vald lösning).
  • Korsande konstruktionsdetaljer: Mycket viktigt att ta hänsyn till då exempelvis en sen håltagning i en bärande balk kan bli förödande för ett redan utfört brandskydd samt att det totalt kan förändra dimensioneringsförutsättningarna. Ett annat exempel är en balk som passerar en brandcellsgräns, denna måste då tätas som en genomföring.
  • Utrymme: En intumescerande färg sväller upp och skapar ett isolerande skikt. Detta innebär att man måste ta hänsyn till att det finns utrymme för färgen att svälla, som tumregel används 50-100 ggr färgskiktets torrtjocklek. Det kan handla om en stålregel (se bild) eller ventilationskanal som monteras mot stålet eller ett skivmaterial som täcker profilen. Varje fall behöver bedömas separat.

Hållbarhet

Precis som i del 1 av denna artikelserie är hållbarhet en återkommande och viktig aspekt även för konstruktören.

Vid projektering efterfrågas ofta olika typer av miljöbedömningar. De vanligast förekommande idag i Sverige är BASTA, Byggvarubedömningen, Sunda Hus och Svanen. Viktigt är att du väljer produkter som är vattenbaserade och som har en bra miljöbedömning. Miljöbedömningen är en garanti för att produkten uppfyller de krav om innehåll och egenskaper som respektive bedömningssystem ställer. Värt att nämna är att dessa aktörer har olika bedömningssystem, vilket kan innebära att en produkt kan ligga olika på skalan i olika miljöbedömningssystem.

1 januari 2022 infördes krav på klimatdeklaration vid uppförande av nya byggnader. Det innebär att byggherrar ska redovisa vilken påverkan på klimatet en ny byggnad har.

Syftet med lagen om klimatdeklaration för byggnader (2021:787) är att bidra till att minska klimatpåverkan från byggskedet. Initialt ska deklarationen omfatta grundkonstruktion, bärande konstruktionsdelar, klimatskärm och innerväggar. Om brandskyddet är en del av byggnadens bärande konstruktionsdelar ska de räknas med i en klimatdeklaration. För att kunna genomföra denna deklaration krävs att berörda produkter har en EPD (Environmental Product Declaration) enligt ISO 14025 och EN 15804:2012+A2:2019 där produktens miljöpåverkan under hela dess livscykel beskrivs. Här är det viktigt att ta reda på den funktionella enhet som valts för produktens EPD. Den kan gälla allt från färgen i hinken till applicerat och torkat färgskikt. Det är oftast en ganska enkel omräkning då information om färgtjocklekar finns framräknade. Klimatdeklarationen ska gälla för den installerade produkten.

Att dimensionera och planera för brandskyddet betyder att många parametrar ska vävas samman till en slutlig design – mitt råd på vägen är att tänka efter före!

Författare
Leif Andersson, Protega
Sebastian Jeansson, Fire Safety Design