MIB afhandling-Brandsikring af træhuse i flere etager

Indholdsfortegnelse

1.0 INTRODUKTION 5

1.1 Indledning 5

1.2 Problemformulering og afgrænsning 7

1.3 Metode 8

1.4 Rapport struktur og begreber 10

2.0 LOVGRUNDLAGOGBRANDSIKRINGSPRINCIPPER 13

2.1 Byggeri og brandsikkerhed 13

2.2 Brandlovgivning i Danmark 20

2.3 Sammenligning af lovgivningen i Norden og internationalt. 25

2.4 Opsummering af grundlag og principper 26

3.0 MATERIALETOGBEREGNINGSPRINCIPPER 27

3.1 Materialeegenskaber 27

3.2 Beregningsmetoder 29

3.3 Begrænsninger 34

3.4 Opsummering af materialet og beregningsprincipper 35

4.0 INTERNATIONALERFARINGMEDCLTBYGGESYSTEMET 36

4.1 CLT på produktniveau 36

4.2 Stadthaus Murray Grove, et 8 etagers lejlighedskompleks i London, udført af CLT-elementer 43

4.3 CLT-elementbyggeri på 6-8 etager i højden, beliggende i Sydney 45

4.4 Limnologen – Erfaringer med 8 etagers CLT-byggerier 47

4.5 Del konklusion International erfaring med CLT byggesystemet 50

5.0 KONSTRUKTIONSBRANDTEKNISKBEREGNING 53

Master afhandling_2016 Jacob_Nicolai_Olsen_s094468Helle_Fishman_s146941

Side 2 af 74

5.1 Definition af beregnings eksempel, brandbelastning, åbningsfaktor mv. 53

5.2 Beregning limtræsbjælke og CLT-elementer uden brandbeskyttelse 57

5.3 Beregning limtræsbjælke og CLT-elementer med gips/passiv brandsikring 60

5.4 Beregning limtræsbjælke og CLT-elementer med sprinkling/aktiv brandsikring 62

5.5 Del konklusion konstruktionsbrandteknisk beregning 63

6.0 DISKUSSIONOGKONKLUSION 65

6.1 Parametre der skal tages hensyn til 65

6.2 Konklusion 68

6.3 Fremtidig undersøgelse 69

7.0 REFERENCER 70

8.0 BILAGSLISTE 74


Side 3 af 74

Forord

Afsluttende speciale ”Brandsikring af træhuse i flere etager” på Master i Brandsikkerhed uddannelsen(2014-2016) er skrevet i tæt samarbejde mellem civilingeniør Jacob Nicolai Olsen og diplomingeniør HelleSkjerning Fishman. Herefter refereret til som projektgruppen.

Herunder findes oversigt over kapitler samt angivelse af de respektive ansvarsområder. Ansvarshaverenbetragtes som primær forfatter på kapitlerne, men indholdet er blevet til som iterativ proces mellemparterne i form af gennemlæsning, tilføjelser og kildekritik, alt sammen for at sikre den røde tråd gennemspecialet.

· Kapitel 1.0 Introduktion Fælles ansvar· Kapitel 2.0 Lovgrundlag og brandsikringsprincipper Nicolai· Kapitel 3.0 Materialet og beregningsprincipper Helle· Kapitel 4.0 International erfaring med CLT byggesystemet Nicolai· Kapitel 5.0 Konstruktionsbrandteknisk beregning Helle· Kapitel 6.0 Diskussion og konklusion Fælles ansvar· Kapitel 7.0 Referencer Fælles ansvar· Kapitel 8.0 Bilagsliste Fælles ansvar


Side 4 af 74

Abstract

The climate debate has focus on reducing CO2 and the political focus is moving towards sustainable andgreen housing. This way of thinking reflects on the building industry and challenges the traditional way ofbuilding houses, and not least the traditional use of building materials, such as concrete, steel and masonry.

This project is focused on looking into the possibilities of making the transition towards implementing morewood-based structures, into the Danish building industry. If this transition can be made liable there will bea positive effect to the environmental and climate conditions.

Despite the functional requirements for fire safety stated in the Danish building code (Bygningsreglement,2015), the tendency to use (or not use) flammable materials, is deeply rooted in the prescriptive solutionsstated in the guidance paper “Eksempelsamling om brandsikring af byggeri” (Eksempelsamling, 2016).Unfortunately, the predefined solutions do not allow the use of flammable material, such as wood, forprimary structures in buildings, where the top storey is more than 9,6m above ground.

Based on the above knowledge the primary focus of this project is centered around an investigation of arelevant contemporary phenomenon, and the main goal is to:

“Asses opportunities to build apartment buildings (Application category 4) with load-bearing CLT-timberstructures for more than 4 storeys in Denmark, without compromising the fire safety?”

To be able to find relevant answers for this question, the emphasis is centered around wood structuressuch as glulam and CLT-elements. International projects and experience have been taken into account, andexperience and solutions from similar countries are listed. Passive fire protection in the form ofplasterboards and active fire protection in the form of sprinklers are considered in this project. Indicationsare made that these two solutions, used in combination, are a necessity for maintaining an adequate safetylevel. The international experiences are evaluated in conjunction with calculations and research on CLT-elements.

The final recommendations are a plan consisting of 4 point to jumpstart wood-structures in Denmark

1. The use of CLT-bearing timber structures for over 4 storeys is only recommended as a combinationsolution between passive fire protection (plasterboard) and active fire protection (sprinkler).

2. Insert the fire class R-90 min for load-bearing elements for mid-rise buildings in Denmark.

3. Develop guidelines that differentiate values for charringrates based on types of glue, the thicknessof each layer and element configuration and installation direction, vertically and horizontally.


Side 5 af 74

1.0 Introduktion

1.1 Indledning

Træhusbyggeri vinder stadig større indpas som byggeform, og der er i Norden flere eksempler påtræhusbyggerier, der har modtaget stor opmærksomhed. Et eksempel er ”Treet” i Bergen på 14 etager, derstod færdigt ved årsskiftet 15/16, og hvor alle lejligheder på forhånd var solgt (Treet, 2015). En af de primæreårsager til opmærksomheden skal findes i det fokus på bæredygtighed og klima, der har været voksendesiden begyndelsen af 80´erne. Begrebet bæredygtighed defineres i ”Our Common Future”, populært kaldetBrundtlandrapporten, fra 1987 således:

”En bæredygtig udvikling er en udvikling, som opfylder de nuværende behov, uden at bringe fremtidigegenerationers muligheder for at opfylde deres behov i fare.” (Brundtland, 1987)

Allerede i 1990´erne kom der fokus på byggeriet som en del af bæredygtighedsdiskussionen, set ud fragrundtanken om den tredobbelte bundlinje, der tilgodeser både miljø, økonomi og sociale forhold og deresindbyrdes, gensidige påvirkninger. Dette illustreres i Figur 1 .

Figur 1 De 3 grundprincipper for bæredygtighed. Figurer fra (Bæredygtigt_byggeri, 2015)

En afledning af bæredygtigheds-tanken er klimadiskussionen. Dette indebærer mere energisparende byggeri,fordi der skal skæres ned på CO2 udledningen for at minimere drivhuseffekten. En af de oplagte måder atimødegå dette er ved at anvende mere træ i byggeri frem for andre materialer, der kræver mereforarbejdning. Træ som organisk materiale spiller en vigtig rolle i vores økosystem og er et af de mestenergivenlige råstoffer ud fra den mængde CO2, som materialet udleder. Den CO2, træet optager, når detvokser, er næsten lig den CO2, det udleder ved afbrænding. Denne CO2 kan andre træer så optage, hvorvedcirklen sluttes. Derfor beskrives træ som CO2 neutralt. (Skovforeningen)

Samtidig er træ et let materiale i forhold til beton og stål og kan desuden vokse i hele Norden. Dette er envæsentlig, positiv faktor både logistisk og forarbejdningsmæssigt. En væsentlig ekstra gevinst er at træbyggerivil være lettere, og fundamenter kan udføres mindre (og mængden af beton mindskes)


Side 6 af 74

Det store spørgsmål og den store udfordring er, hvordan brandfaren ved at anvende træ som byggematerialehåndteres. Træ anvendes netop som brændsel, fordi det brænder godt og afgiver meget varme. Anvendelsenaf det brændbare træ som byggemateriale, hvor vi ofte ønske ubrændbare komponenter er derfor etparadoks.

Dette ses blandt andet i Norge, hvor der i de præskriptive krav om forebyggelse af bygningsbrande er forbudmod at anvende træ i konstruktioner, når man bygger i højden -her defineret som over fire etager. Se i øvrigtkapitel 2.3. Krav til bygningers brandbeskyttelse er i Danmark reguleret i byggeloven (Byggeloven, 2010) ogbygningsreglement (Bygningsreglement, 2015) på baggrund af nationale bestemmelser. I Danmark er det ide præskriptive løsninger ikke en mulighed at anvende træ og brandbære materiale i konstruktioner, hvisbygningen er over ca. fire etager. De præskriptive løsninger godkender ikke træ i konstruktionerne(Eksempelsamling, 2016). I eksempelvis Finland er reglerne lempeligere, og det er her en mulighed atanvende træ i konstruktioner op til otte etager, hvis der sprinkles i bygningen. Dette er yderligere beskreveti kapitel 2.3.

I den danske byggebranche er der et voksende fokus på, hvordan man lettere kan muliggøre fleretagestræhuse i Danmark. Myndigheder og offentlighed er motiveret af et ønske om at opføre mere miljøvenligtbyggeri (Bæredygtigt_byggeri, 2015), de udførende for at spare penge. I starten af 2016 etableredeinnovationsnetværket InnoBYG et såkaldt ”spireprojekt” med netop titlen ”Fleretagers træhus i Danmark”.Projektet samarbejder på tværs af brancher og tager udgangspunkt i samfundsmæssige udfordringer set irelation til bæredygtighed i byggeriet. Det har fokus på de barrierer, der hindrer træets anvendelse, og hartil formål at grundlag for et demonstrationsprojekt i Danmark (Teknologisk, 2010).

Der findes empirisk dokumentation for trækonstruktioners indbrændingshastigheder, bevarelse af bæreevneog integritet under brand og tilhørende beregningsmetoder, der kan håndtere udfordringen (DS/EN 1995,2007). Stål derimod anvendes fortsat i konstruktioner, der uden brandbeskyttelse hurtigt mister styrke ogstivhed og forårsager kollaps. Dette demonstreres i Figur 2 nedenfor, der viser stålkonstruktionen efter enbrand i en fireetagers lejlighedsbygning i 2006. Da branden bryder igennem etagedækket, går der 10-15minutter, hvorefter bygningen uden varsel styrter sammen.

Figur 2 Stålkonstruktionen efter brand. (Fire_Engineering, 2006)


Side 7 af 74

Alligevel er det at bygge i træ i Danmark, trods velvilje hos borgere og politikere, miljøgevinst og ovennævnteempiri, stadig udfordret af de eksisterende regler og normer. Måske virker ubrændbare materialer, heltenkelt som et tryggere valg, uanset den risiko de ellers udgør i forbindelse med en brand.

En mulig årsag til dette kan være historiske begivenheder som eksempelvis storbrandene i København tilbagei 1700-tallet, som strammere regler og tiltag har søgt at sikre ikke gentager sig (Redaktionen, 2010). En rækkefaktorer i moderne byggeri – som bredere gader, effektive brandkamme, forbedrede materialeegenskaberog bedre brandslukningsmetoder – kan dog med rette udfordre præmisserne for de krav, vi stiller tilkonstruktioner i dag.

Det interessante er at finde tilbage til hovedkravet for brandforhold i bygningsreglementet, hvor detoverordnede funktionskrav til brandsikkerhed defineres således:

”Bygninger skal opføres, placeres og indrettes, så der opnås tilfredsstillende sikkerhed mod brand og modbrandspredning til andre bygninger på egen og på omkringliggende grunde. Der skal være forsvarlig mulighed forredning af personer og for slukningsarbejdet” (Bygningsreglement, 2015) 5.1, stk. 1.

Med hovedkravets brede formulering som præmis og mål for udformningen af et byggeri er det oplagt at senærmere på mulighederne ved at anvende træ som byggemateriale i bygninger højere end fire etager. Hervurderes den samlede bygning og ikke kun konstruktionen og materialets egenskaber. I Danmark hjælpereksempelsamlingen med at beskrive sikkerhedsniveauet i etagebyggerier op til ni etager, hvorforstørstedelen af de opførte byggerier befinder sig indenfor dette spænd. I dette speciale defineres højhusederfor som byggerier på højere end fire etager, men mindre end ni etager. Dette sikrer desuden en direkteforbindelse med eksempelsamlingen, der beskriver byggerier op til øverste etage liggende 22m over terræn.

1.2 Problemformulering og afgrænsning

Med afsæt i kapitel 1.0 samt specialets titel ”Brandsikring af træhus i flere etager”, har fokus været på atundersøge et relevant samtidsfænomen; træbyggeri i højden. Specialet tager afsæt i den indlejredebegrænsning der findes i relation til at bygge med bærende trækonstruktioner over 9,6 m til dæk i øversteetage, iht. det præskriptive krav:

”Bygninger i flere etager, hvor højde til gulv i øverste etage er mellem 5,1 m og 9,6 m over terræn. Bygningsdelklasse R 60 D-s2,d2 [BD bygningsdel 60] [klasse B materiale], når bygningen er udført enten med automatisksprinkleranlæg, eller bygningsdelene er udført med beklædning klasse K2 60 A2-s1,d0 [60 minuttersbrandbeskyttelsessystem]” (Eksempelsamling, 2016).

Projektgruppens hovedspørgsmål er:Hvordan vurderes muligheder for at bygge lejlighedsbyggerier (Anvendelseskategori 4) med bærende CLT-trækonstruktioner i mere end 4 etager i Danmark, uden at gå på kompromis med brandsikkerheden?

For at afgrænse det relativt store hovedspørgsmål, har projektgruppen valgt at indskærpe fokus, i form affire underspørgsmål som bliver behandlet gennem specialet.

1. Hvad er lovgrundlaget og gældende regler for byggeri med trækonstruktioner i Danmark, og hvilkegenerelle brandsikringsprincipper og metoder finder anvendelse?


Side 8 af 74

2. Hvordan er de fundamentale egenskaber for materialet træ, når det eksponeres for brand, og hvilkeanerkendte metoder har vi til at beregne træets bæreevne?

3. Hvilke faktorer ved CLT-elementer bør man være opmærksom på, og hvilke internationale erfaringerfra højhuse med trækonstruktioner kan man drage nytte af i Danmark?

4. Kan man via beregning og erfaringsopsamling opstille råd og metoder, som gør det muligt at anvendetræ i hovedkonstruktioner i højhuse i Danmark?

Den viden som opsamles i relation til underspørgsmålene diskuteres i sammenhæng til sidst, for at kunnekonkludere på hovedspørgsmålet.

1.3 Metode

Specialets overordnede metode tager udgangspunkt i et casestudie. Casestudiet baserer sig på eksisterendeteorigrundlag, og udfordre dette grundlag analytisk i den konkrete kontekst (Andersen, 2008).

Casestudiet inddrager undervejs ingeniørmæssige beregninger som valideringsgrundlag for kvalitativeanalyser. Der argumenteres for det er et godt valg fordi teoribasen er multidisciplinær. Dvs. teorien erfragmenteret og består af flere forskellige teoriretninger. Teoriretningerne forventes at have selvstændigefokusområder og bidrage med forskellig nyttig viden. Med afsæt i teorien defineres endvidere de primærebegreber, som benyttes i specialet (Andersen, 2008).

Det teoretiske grundlag for specialet er primært bestående af lovgivningen, der er under politisk pres oglobbyvirksomhed (Byggelov, Bygningsreglement samt EU-forordninger mv.), Ingeniørmæssigeberegningsteori (Eurocodes, standarder og lærebøger) samt erfaring og empiri, der udgøres af videnskabeligeartikler, prøvningsdokumentation for CLT-elementer og byggesystemet, vejledning samt anvisninger som kantilskrives at være teknisk fælleseje.

Hver af de nævnte teoriretning, vil tjene det formål at identificere variable som har indflydelse påfokusområdet, brandsikring af træhuse i flere etager. De vil hver især bidrage til det endelige resultat.Eksempler på variable er: bygningers højde, indretning, materiale kombinationer, byggesystemetskonfiguration, beregningsmetoder, forudsætninger og designbrand. Denne liste skal ikke betragtes somudtømmende. Den skal alene understøtte pointen, og medvirke til at argumenterer for, at valget af kvalitativeanalyser metoder i nærværende undersøgelse er det rigtige valg.

1.3.1 Case definitionFor at finde svar på de definerede forskningsspørgsmål formuleret i afsnit 1.2 Problemformulering er detfundet nødvendigt at definerer casen nærmere, med tilhørende relevante afgrænsninger.

Specialets kapitel 4.0 International erfaring med CLT byggesystemet tager udgangspunkt i eksisterendeforskning på området og undersøger om beregningsresultater og regningsmæssige værdier for CLT-elementer er overensstemmende med forskning inden for området af CLT-elementer. Der studeres artiklermed brandforsøg af CLT-elementer indenfor områderne:

1. Indbrændingshastighed og dens variation i forhold elementkonfiguration. Samt harindbrændingshastighed og element orientering vertikal og horisontal nogen sammenhæng?


Side 9 af 74

2. Afskalning ved tynde vs. tykkere lag. Falder det forkullede materiale simpelthen af, og denbrandbeskyttelseseffekt som det forkullede lag normalt tillægs kan i realiteten ikke medregnes.

3. Limtyper og deres indflydelse på brandmodstandsevne.

Specialets kapitel 4.0 vil herefter granske tre udvalgte lejlighedsprojekter med mere en seks etager,(anvendelseskategori 4) designet med et bærende system af træbaserede CLT-elementer. Træ somkonstruktionsmateriale er ikke en præaccepteret løsning for byggeri i Danmark, hvor gulv i øverste etage erover 9,6 m over terræn (Eksempelsamling, 2016). Derfor har vi i projektgruppen valgt at inddrageinternationale erfaringer og løsninger af høje træhusbyggerier i nærværende projekt. Det forventes at deudvalgte projekters anvendelse af brandsikringssystemer og brandbeskyttelsesmetoder kan drages i spil,som erfaringsmæssige ræsonnementer og løsninger, i forhold til anbefalinger vedrørende byggeri med træ ihøjden.

· Stadthaus Murray Grove, et 8 etagers lejlighedskompleks i London, udført af CLT-elementer· CLT-elementbyggeri på 6-8 etager i højden, beliggende i Sydney· Limnologen – Erfaringer med 8 etagers CLT-byggerier

Konkrete projekterfaringer kan ikke begrænse sig til ét lands erfaringer, da der forgår mange sideløbendeforskningsprojekter, og der ikke er et geografisk bestemt udviklingsområde. Der argumenteres endviderefor at der ligger en fordel indlejret i diversiteten og fundet projekter fra hhv. Sverige, UK og Australien.

Specialets kapitel 5.0 Konstruktionsbrandteknisk beregning beskriver et eksisterende etagebyggeri tilbeboelse med mere en seks etager (lejligheder, anvendelseskategori 4) opført i standard betonelementer.Centrale eksisterende bærende betonkonstruktioner blive omregnet som skulle de alternativt opføres afbærende trækonstruktioner i CLT-elementer jf. gældende regler og relevante eurocodes samt nationaleannekser. Følgende forudsætninger ligger til grund for resultater i 5.0 Konstruktionsbrandtekniskberegning, følgende tre eksempler regnes igennem:

1. Beregner scenariet uden brandsikring overhovedet.2. Beregner scenariet med gipsplade beskyttelse (passiv brandsikring).3. Beregner scenariet med sprinklet sektioner (aktiv brandsikring).

Ovenstående beregningseksempler for udvalgte bærende konstruktioner er forventningsmæssigt i nogenudstrækning tilsvarende dimensionerne for den oprindeligt beregnede betonkonstruktion (Da det ikkefindes rimeligt at overdimensionerer for at opnå kravet om bæreevne i 120 min)

Specialets kapitel 6.0 Diskussion og konklusion består af en opsummerende diskussion af de vigtigstepointer og den viden der frembringes i kapitel 4.0 International erfaring med CLT byggesystemet, og kapitel5.0 Konstruktionsbrandteknisk beregning, for at frembringe anbefaling på et oplyst grundlag for anvendelseaf træ som konstruktionsmateriale til bærende konstruktioner for høje bygninger i Danmark.

Der fokuseres på at redegøre for metoder og fejlkilder samtidig med at der sammenlignes påforudsætninger. Specialet har fokus på at kombinerer eksisterende viden på en ny måde, for at frembringesolide argumenter, til at udfordre det præskriptive regelgrundlaget, for anvendelse af træ somkonstruktionsmateriale i Danmark


Side 10 af 74

1.3.2 InformationssøgningLitteraturstudiet i forbindelse med specialet foretages som en fortløbende iterativ proces, da der hele vejenigennem forløbet kommer ny og betydningsfuld viden til. Det vurderes at være en positivt fordel og etudtryk for hvordan der gennem granskning og vidensopbygning skabes validitet af undersøgelsen for atstyrke resultatet (Andersen, 2008). De primære kilder som specialets fundament bygger på er:

· Videnskabelige artikler.· Lovgivningsdokumenter.· Normer og standarder.· Vejledninger og tekniske rapporter fra byggeforskningsinstitutter både nationalt og internationalt.· Lærebøger.

Herudover vil der blive suppleret med relevante teoribøger samt rådgiver/brancherapporter. Hensigtenmed at søge bredt er at skabe så robust et grundlag som muligt for at underbygge konklusionen.

Litteratur og informationssøgning til denne rapport er udført følgende steder:

· På DTU bibliotek fysisk og digitalt på DTU Findit (http://findit.dtu.dk/)· På Google Scholar (http://scholar.google.dk/)· På SP your Science Partner (https://www.sp.se/sv/publications/Sidor/Publikationer.aspx)· På Google (https://www.google.dk/)

Litteratursøgningen er forgået systematisk inden for det relevante teoretiske område, som en naturligforlængelse af det overordnede tema for specialet.

For at synliggøre en af metoderne er søgningen for ”fire load” til kapitel 1.0 gengivet i hovedtræk i Bilag A

En anden metode benyttet er via primære forskningsrapporter, at tage udgangspunkt i deres referenceliste.Dette gælder for ”Fire safty in timber buildings, Technical guideline for Europe” fra SP Sveriges tekniskeforskningsinstitut.

1.4 Rapport struktur og begreber

Kapitel 1.0 har gennemgået de udfordringer der hænger sammen med ideer og byggetraditioner i Danmarkog spørgsmål der naturligt følger. Specialet vil først fremlægge den viden, der er om emnet, og den del aflovgivningen, vi vil forholde os til, og som er relevant for specialet. Der vil i kapitel 2.0 således blivegennemgået hvilke regler der er relevante for problemstilling, og er med til at klæde læseren på, til at forståspecialets udfordringer i forbindelse med at anbefale anvendelsen af træ i forhold til de præskriptive krav ogløsninger.

For at beregne og analysere materialet vil der i kapitel 3.0 blive redegjort for træet som materiale. Hvad kanforventes af det, hvad kan det bidrage med. Hvor har det sine styrker og svagheder. Der behandles hvilkeberegningsmetoder er mulige at anvende, hvis man følger den danske lovgivning og eurocodes. Desudenbeskrives hvordan man kan forvente at branden spreder sig til andre konstruktioner, der så vil bidrage tilbranden.


Side 11 af 74

En sammenligning med andre lande vil i kapitel 4.0 via casestudies opsummere og fremhæve gode oganvendelige erfaringer fra andre lande, så som England og Sverige, som vi normalt sammenligner os med.Lande der er på samme udviklingsstadie indenfor byggeri og som vi derfor kan drage paralleller til.

Kapitel 5.0 vil benytte beregningsmetoderne fra kapitel 3.0 til direkte at sammenligne den nøgnetrækonstruktion, den gipsbeskyttede trækonstruktions og den sprinklede trækonstruktion. Dette gøres foreksempel med den samme brandbelastning, samme åbningsareal og samme krav til bæreevne og integritet.

Disse afsnit vil danne grundlag for i kapitel 6.0 at opsummere, konkludere og fremsætte den samledeanbefaling til fremtidige træbyggerier, og vil beskrive sandsynligheden for, at trækonstruktioner kan byggesi Danmark uden at gå på kompromis med brandsikkerheden.

1.4.1 Centrale begreberBegreberne redegør for hvordan de er brugt i denne afhandling. De er oplistet alfabetisk

Aktiv brandsikring En fællesbetegnelse for alle brandsikringsanlæg der skal aktiveres afen detektor el. lignende inden den ønskede funktion træder i kraft.Kaldes også brandtekniske installationer. (Eksempelsamling, 2016) og(NFPA, 2008)

Automatisk brandalarmanlæg Anlægget aktiveres af røg/temperatur. Der afgives alarm til beredskab.Forkortes ABA. (Eksempelsamling, 2016)

Automatisk branddørelukningsanlæg Anordning der holder selvlukkende døre åben i dagligdagen, men veden given røgkoncentration lukker dem. Kan sammenkobles med ABA.Forkortes ABDL. (Eksempelsamling, 2016)

Automatisk brandventilation Kan aktiveres automatisk eller manuelt (beredskab).Dimensioneres ud fra anvendelse (personsikkerhed/beredskabetsindsatsmuligheder/konstruktioners bæreevne). Det skal sikres at derer mulighed for erstatningsluft i forbindelse med en dimensionering.Forkortes ABV. (Eksempelsamling, 2016)

Automatisk vandsprinkleranlæg Anlæg tilsluttet vandforsyning. Anlægget aktiveres der ved en giventemperatur. Desuden afgives alarm til beredskab. Forkortes i AVS.(Eksempelsamling, 2016)

Brandbelastning Et udtryk for hvor stor effekt branden har pr. m2. Værdien kan findesvia erfaringstabeller, eller ud fra Q = αt2, hvor vækstraten α, igen kanfindes ud fra erfaringstabeller. (Boligstyrelsen, 2004)

Brandsikkerhed Dækker over sikkerheden for de personer der opholder sig i eller inærheden af en bygning i brand og sikkerhed for at beredskabet kanudføre en redningsaktionen samt at begrænse skaden til bygningen


Side 12 af 74

hvor branden opstår, gennem tillid til de bærende og adskillendekonstruktioners robusthed. (Bygningsreglement, 2015)

Bæredygtighed ”En bæredygtig udvikling er en udvikling, som opfylder de nuværendebehov, uden at bringe fremtidige generationers muligheder for atopfylde deres behov i fare” (Brundtland, 1987)

Bæreevne Angivet med R. Angiver hvor længe en konstruktion skal kunne bæresin last, bevare sin styrke og stivhed uden at kollapse/svækkes til brud.(Eksempelsamling, 2016)

Højhus I dette speciale defineres det som huse over 9,6m, dvs. højere end 4etager. Dog lavere end 22m (dvs. færre end 9 etager)

Integritet Angivet med E. Angiver sammen med I (isolation) hvor længeopbygningen skal kunne virke adskillende. (Eksempelsamling, 2016)

Passiv brandsikring Systemer der ikke skal aktiveres af en detektor og ikke er afhængig afekstern strøm men beskytter konstruktioner ved brug af materialer ogprodukter, eller beskytter funktioner og opdelinger ved anvendelse afbygningsdele, der opfylder veldefinerede brand præstationskrav(Eksempelsamling, 2016), (NFPA, 2008), (Gerard, et al., 2013) og(Sørensen, 2004).

Standard brand Et udtryk for en standardisering af et brandforløb. I dette specialemenes den af ISO 834 definerede brand, udtrykt ved formlen

= 20 + 345 (8 + 1) [°C]

Ubrændbart Et materiale der ikke bidrager væsentlig til branden selv. Klassificeretsom klasse A2-s1,d0 (Eksempelsamling, 2016)


Side 13 af 74

2.0 Lovgrundlag og brandsikringsprincipper

Nærværende kapitel har til formål at indsamle og studere den brandtekniske lovgivning og de tilhørenderegler, der ligger til grund for anvendelse af træ i byggeri. Det bliver essentielt at definerer begrebetbrandsikkerhed, da det er en af grundstenene i specialet. Endvidere vil de principper og metoder der bindersig an til begrebet brandsikkerhed, blive behandlet og gennemgået.

2.1 Byggeri og brandsikkerhed

Reglerne som ligger til grund for anvendelse af træ i byggeri, hænger sammen med den nuværende gældendeEuropæiske byggevareforordning. Byggevareforordningen indeholder konkret en formalisering afoverordnede krav til materialer, komponenter og byggesystemer. Det ene af de generelle krav beskæftigersig med begrebet brandsikkerhed (305/2011/Europaparlamentet, 2011) og (SP Trätek, 2010). Afsnittet søgerat afdække hensigten med den fælles præmis for brandsikkerhed i Europa for at sammenligne denne videninternationalt, med afsæt i viden fra USA. Til sidst vurderes på sammenhængen for hvordan brandsikkerhedstyres, tolkes og implementeres i Danmark, i relation til det danske bygningsreglement af 2015.

2.1.1 Europæiske regler for brandsikkerhed af byggevarer fra CPD til CPRByggevaredirektivet, som på engelsk hedder ”The Construction Products Directive, CPD nr. 89/106/EØF”forkortet CPD. Erstattes i 2013 af europaparlamentets byggevareforordning, som på engelsk hedder ”TheConstruction Products Regulation (EU) No 305/2011”, forkortet CPR. Overgangen fra Byggevaredirektiv tilByggevareforordning betyder rent juridisk, at byggevare ved lov skal overholde reglerne ibyggevareforordningen (Gorm, 2016), (SP Trätek, 2010) og (305/2011/Europaparlamentet, 2011).

Byggevareforordning indeholder de samme seks oprindelige krav, som byggevaredirektivet gjorde:

1) Mekanisk modstandsdygtighed og stabilitet2) Brandsikring3) Hygiejne, sundhed og miljø4) Sikkerhed og adgangsforhold ved anvendelsen5) Beskyttelse mod støj6) Energibesparelser og varmeisolering

Figur 3 Egen tilvirkning efter Byggevareforordningen (Gorm, 2016), (SP Trätek, 2010) og (305/2011/Europaparlamentet, 2011)

I tillæg til de seks punkter oplistet i Figur 3, udvides byggevareforordningen med et nyt krav. Kravet ombæredygtighed. Det er medvirkende til at igangsætte et fornyet syn på anvendelse af byggematerialer, somer med til at skabe et forøget fokus på eksempelvis brugen af træ som materiale i byggeri. Netop fordi træ ergenanvendeligt. Træ egner sig godt til at genbruge og det er relativt nemt at skaffe sig af med. Træ belasterikke miljøet i samme grad som andre mere traditionelle byggematerialer, som eksempelvis beton, murstenog stål. Det defineres i byggevareforordningen under bæredygtighed, at byggeri skal udføres og nedrivesunder hensynstagen til naturressourcer. Det skal sikres at materialer er genanvendelige, miljøkompatible oghave en fornuftig holdbarhed (Gorm, 2016).

Punkt 2 jf. Figur 3, stiller krav til brandsikring. Hensigten er at skabe en fælles præmis for materialer,komponenter og byggesystemer for alle europæiske lande medlem af EU. Nærmere bestemt står der ibyggevareforordningen at bygværker skal være konstrueret og opført på en sådan måde, at følgende kravopfyldes i tilfælde af brand (305/2011/Europaparlamentet, 2011), se Figur 4:


Side 14 af 74

· man skal kunne regne med bygværkets bæreevne i et bestemt tidsrum· udvikling og spredning af ild og røg inde i selve bygværket skal være begrænset· ilden må kun i begrænset omfang kunne brede sig til nabobygninger· de personer, der befinder sig i bygningen, skal kunne forlade bygværket eller reddes på anden

måde· redningsmandskabets sikkerhed skal være taget i betragtning

Figur 4 Egen tilvirkning af krav til brandsikring i Byggevareforordningen (305/2011/Europaparlamentet, 2011)

Redegørelsen for hvordan kravene til brandsikkerhed overholdes i Europa i henhold tilbyggevareforordningen, er endvidere formaliseret i harmoniserede tolkningsdokumenter i form afEurocodes, EN-standarder og ETA (The European Technical Assessment) for brandprøvning,brandklassifikation, beregningsmetoder og dokumentation af brandtekniske egenskaber (SP Trätek, 2010)(Östman, et al., 2012).

Der er redegjort for indhold og relevans af punktet brandsikring og senest tilkommende punkt vedrørendebæredygtighed. Der argumenteres imidlertid for at de resterende punkter på listen i Figur 3, kun har periferrelevans for specialet, og derfor blive de ikke behandlet nærmere.

2.1.2 Hensigt med brandsikkerhed i USA og EuropaBrandsikkerhed som begreb i USA, sammenlignes med de Europæiske forudsætninger for brandsikkerhed.Hensigten er at vurdere på eventuelle forskelle og/eller sammenhæng mellem begrebsdefinition oganvendelse af metoder og principper. Den afledte effekt, af en uniform begrebsdefinition vil underbyggevaliditet af anvendelse af litteratur og teori, der stammer fra andre lande end Europa.

Grunden til USA findes relevant, er fordi meget af den grundforskning og viden der knytte sig an tilbrandsikkerhed er veludviklet i USA. Idet specialet ikke har som primære fokus, at udføre et litteratur studieaf brandsikkerhedsbegrebet i hele verden, findes det ikke nødvendigt at tage vurdering af input fra alleverdensdele ind i dette afsnit.

I USA findes non-profit organisationen ”International Code Council” forkortet ICC. ICC blev etableret i 1994for at skabe et uniformt regelsæt på tværs af regionale grænser i USA. Organisationen har et erklæret målom at skabe rammerne for, at de huse vi lever i bliver stadig mere sikre, og at vores sundhed og velfærd ikkekompromitteres. Målet opnås gennem den højeste kvalitet af standarder, produkter og services for allebeskæftigede med sikkerhed i byggebranchen (ICC, 2015) og (Gerard, et al., 2013).

2015 International Building Code, Chapter 1 ”Scope and Administration”, beskrive af formålet medreglementet er at etablerer et minimum af krav for at yde rimeligt sikkerhed og sundhed gennem sikkerhedfor konstruktioner. Desuden sikkerhed af flugt- og redningsmuligheder, stabilitet, tilstrækkelig lys ogventilationsforhold, energi bevarelse, samt sikkerhed for individet og sikkerhed for bygningen i relation tilbrand og andre fare som tilskrives bygningsmiljøet. For endelig at sikrer et rimeligt sikkerhedsniveau forredningsberedskabet ved en indsats (ICC, 2015).

Som en pendant til ICC findes der i USA en anden organisation. National Fire Protection Association derforkortes NFPA. Denne organisation har udgivet, NFPA 5000 Building Construction and Safety Code (NFPA,2009) som projektgruppen har brugt i sammenligning med de europæiske krav fra byggevareforordningen(305/2011/Europaparlamentet, 2011) i Tabel 1 herunder.


Side 15 af 74

USA EuropaNFPA 5000 Building Construction and Safety Code(NFPA, 2009)

Byggevareforordningen(305/2011/Europaparlamentet, 2011)

Pointe 1: Målet med brandsikkerhed· At skabe et miljø for beboerne inde eller i

nærheden af en bygning, der er rimeligtsikker mod brand og lignendenødsituationer

· At give rimelig sikkerhed for brandmændog akut responderes under eftersøgnings-og redningsoperationer

· At personer, der befinder sig i bygningen,skal kunne forlade bygværket eller reddespå anden måde

· At redningsmandskabets sikkerhed skalvære taget i betragtning

Pointe 2: Konstruktionsmæssig sikkerhed· At stole på at sandsynligheden for kollaps

af konstruktioner er lav· At stole på at konstruktioner er i stand til

at modstå belastninger

· At man kan regne med bygværketsbæreevne i et bestemt tidsrum

Pointe 3: Sikkerhed for brugerne af bygningen· At give et miljø for beboerne i bygningen,

der er rimeligt sikkert under normal brugaf bygningen.

· At ilden må kun i begrænset omfang kunnebrede sig til nabobygninger

· At udvikling og spredning af ild og røg indei selve bygværket skal være begrænset

Tabel 1 Sammenstilling af overordnet hensigtserklæring for brandsikkerhed, engen tilvirkning (305/2011/Europaparlamentet, 2011),(NFPA, 2009), (Gerard, et al., 2013) og (Östman, et al., 2012)

Trods de lidt forskellige formulering i Tabel 1, argumenteres der for, at man med rimelighed kan konstaterekonformitet i de tre overordnede fokuspunkter. De tre punkter som udgør kernen i begrebsdefinitionen afbrandsikkerhed er listet herunder:

1: Målet med brandsikkerhed er at skabe sikkerhed for de personer, der opholder sig i eller i nærheden afbygningen, samt at sikkerheden for beredskabet er god. Dvs. bygningen skal være sikker i det tidsrum, dersvare til at beboere og brugere kan forlade bygningen og at beredskabet efterfølgende kan lave deres indsats.

2: Konstruktionsmæssig sikkerhed dækker over at der skabes stor tillid til de bærende og adskillendekonstruktioner. Konstruktionernes robusthed og sandsynlighed for ikke at kollapse eller svigte, opretholdespå baggrund af brandtekniskdimensionering i kombination med anvendelse af passive og/eller aktivebrandsikring systemer.

3: Sikkerhed for brugerne af bygningen, betyder at der skal skabes et miljø hvor beboerne i bygningen undernormale omstændigheder og brug, kan regne med at ild og røgudviklingens omfang begrænses i tilfælde afbrand.

Det præciseres at sammenligningen af brandsikkerhedsbegrebet for USA og Europa foregår på henholdsvisbygningsniveau for USA, og byggesystem/komponentniveau i Europa. Der argumenteres imidlertid for atanalysen finder sin berettigelse i at redegøre for at hensigterne er enslydende (Östman, et al., 2012) og(Sørensen, 2004). Med udgangspunkt i bygningsreglementet af 2015 findes der god overensstemmelse, ogbegrebet brandsikkerhed argumenteres for at være solidt defineret.


Side 16 af 74

Brandsikkerhed dækker over sikkerheden for de personer, der opholder sig i eller i nærheden af en bygningi brand og sikkerhed for at beredskabet kan udføre en redningsaktionen samt at begrænse skaden tilbygningen hvor branden opstår, gennem tillid til de bærende og adskillende konstruktioners robusthed.(Bygningsreglement, 2015)

Med afsæt i den viden og definition af variable som knytter sig til begrebet brandsikkerhed, vil der i der inæste afsnit, blive lagt vægt på at undersøge de generelle metoder for brandsikring.

2.1.3 Fokusområder for brandrisikoanalyse i byggeriI en brandrisikoanalyse må fokus være på den primære brandrisici, og hvordan man gennem nøjeovervejelser og analyse af et projekt, identificerer og udvælger materialer, produkter, byggesystemer oginstallationer. Udvælgelsen gøres på baggrund af en forudsætning om at begrænse potentielle kilder tilantændelse, samt eleminering af forhold der kan resultere i en brand. I den sammenhæng findes det relevantat fremhæve fem overordnede punkter (Gerard, et al., 2013), (Morgen, 2016), (Sørensen, 2004) og (Östman,et al., 2012).

1. Potentiel antændelses kilde2. Brandbelastning3. Placering af brandbart materiale i et byggeri4. Bygnings opdeling i brandsektioner/celler5. Aktiv og passive brandsikringssystemer

Når de fem ovenstående punkter anskues i relation til begrebsdefinition af brandsikkerhed, bliver detåbenlyst at holde fokus at håndterer den potentielle brandbelastning. Det bliver ikke mindre relevant i denneundersøgelse, som fokuserer på anvendelse det brandbare materiale; træ, i det konstruktive system.Håndteringen af den potentielle brandbelastning kan behandles på flere forskellige måder. Specialet vil se påmulighederne for anvendelse af aktive og passive brandsikringsmetoder, som katalysator for at imødekommede udfordringer, der er forbundet med at bygge i brandbare materialer i Danmark. Elimineringsstrategien derukritisk går på at fjerne alt brandbart materiale, og erstatte det med ubrændbart materiale, findes ikkeinteressant (Gerard, et al., 2013), (Morgen, 2016), (Sørensen, 2004) og (Östman, et al., 2012).

2.1.4 Aktiv brandsikringSelvom den primære brandfare begrænses til et minimum gennem en brandrisikoanalyse. Vil der altid væreen potentiel risiko for at branden kan bryde ud, sprede sig og skabe kritiske forhold i et byggeri. Hvis det skerat branden bryder ud, er en af sikkerhedsforanstaltning i et byggeri, det aktive brandsikkerhedssystem.Overordnet defineres begrebet som:

”Brandsikringsenheder eller systemer som alle kræver manuel, mekanisk eller elektrisk aktivering” (NFPA,2008) og (Gerard, et al., 2013).

Denne definition understøttes af Lars Schiøtt Sørensen der i ”Brandfysik og brandteknisk design af bygninger”definerer begrebet således:

”Aktiv brandsikring er fællesbetegnelse for de brandsikringsanlæg for hvilke der først skal aktiveres af endetektor el. lignende inden den ønskede funktion træder i kraft” (Sørensen, 2004).


Side 17 af 74

Der er tale om systemer, der alle har det tilfældes, at de kræver en form for impuls for at udløse. De aktivesystemer er designet således at en tidlig identifikation er medvirkende til at formindske potentiellerisikoscenarier. Der findes flere variationer af forhold som kan være udslagsgivende for detektion. Eksemplerher på kan være optik, temperatur, toksicitet mv. som udløser en alarm der orienterer individerne somopholder sig i bygningen om risikoen. Alarmeringen kan også antage forskellige former, som hver især harderes fordele og ulemper i forskellige situationer. Eksempler herpå kan være tale, lyd eller visuelt output mv.Endvidere kan systemerne også været rettet mod brandbekæmpelse eller brandafskærmning, og havefunktion af at afgrænse brandudviklingen til arnestedet, og dermed kontrollere og holde brandeffekten nede(Sørensen, 2004), (NFPA, 2008) og (Gerard, et al., 2013).

Eksempler på aktive brandsikringsenheder som kan indgå i et system:(Östman, et al., 2012), (Morgen, 2016) og (Sørensen, 2004)

· Funktionelt og dueligt automatisk brandalarmsystem, det kan være alarm i form af tale, lyd ellervisuelt mv.

· Et til enhver tid funktionsdueligt automatisk brand detektionssystem (detektere på optisk,temperatur, toksicitet mv.)

· Systemer til at holde branden nede som automatisk sprinklersystem.· Automatisk brandventilation og røgudluftning.· Udløsning af automatiske lukning af branddøre som sikring af flugtveje ikke kontamineres.· Automatisk lukning af røg spjæld i ventilationsskakte.

Det er vigtigt at være opmærksom på samspillet mellem delkomponenterne, når man arbejder med aktivbrandsikring, for at opnå og sikre den ideelle virkningen i praksis. Et eksempel herpå kan være installation afbrandventilation i kombination med et sprinklersystem. Det er en løsning der enten skal undgås, grundetmodsatrettet funktionspræmisser, eller overvejes meget grundigt. Brandventilationen fungerer ved atfjerner den varme røg, ud fra princippet om at den varme røg stiger op, mens sprinklersystemet har enafkølende effekt på røgen. Derfor modarbejder de to systemer hinanden principielt.

Nogle aktive systemer er rette mod evakuering af personer, mens andre er rettet mod at begrænse skaden,som derigennem også har til hensigt at sikre individet, redning og evakuering. Dog vil begrænsning af brandenhave indflydelse på nærværende analyse, i den udstrækning, at et automatisk sprinklersystem har denfunktion at holde brandens udviklingen nede, og begrænse den til et specifikt område. Det er derfor relevantat udføre et beregningseksempel på netop dette scenarie, da et resultat kan være med til at underbyggepåstanden om, at det er mere relevant at kigge på materialets brandtekniske egenskaber, end det er at kiggepå om det kan brænde eller ikke brænde.

2.1.5 Passiv brandsikringForuden den aktive brandsikring findes der den komplementære passive brandsikring, som i stor udstrækningbeskæftiger sig med geometrisk opdeling og afgrænsning af bygningers indretning, samt denkonstruktionsmæssige stabilitet og brandmodstandsevne af konstruktioner og materialer. Begrebet passivbrandsikring defineres som.:

”Brandsikring, der ikke kræver nogen ekstern strøm, men i stedet er afhængig af de specifikke konstruktionsfunktioner, og brug af materialer, produkter og bygningsdele, der opfylder en veldefineredebrandmodstandsevne” (NFPA, 2008) og (Gerard, et al., 2013).


Side 18 af 74

Denne definition understøttes af Lars Schiøtt Sørensen der definerer begrebet således (Sørensen, 2004):

”Brandsikring er som navnet antyder det der ikke først skal aktiveres af en detektor eller lignende for at ydebrandsikring” (Sørensen, 2004).

I Danmark operer man indenfor de præskriptive krav iht. ”Eksempelsamlingen om brandsikring af byggeri”med konstruktioner og materialers brandmodstandsevne. Traditionelt set bestemmesbrandmodstandsevnen af konstruktioner og materialer iht. gældende standarder for prøvning ogklassifikation. Konstruktionens eksponeres for en prædefineret varmepåvirkning iht. standardbranden ISO834 (ISO, 2014), og efterfølgende kan brandmodstandsevnen defineres (Eksempelsamling, 2016) og(Sørensen, 2004).:

- opretholde bæreevnen (benævnt R)- isolere for varmeoverførelse (benævnt I)- opretholde integritet (benævnt E)

Egenskaberne kombineres desuden med et tidsinterval. I Danmark benyttes tre hovedklasser: R-30, R-60 ogR-120 minutter, alt afhængig af bygningens form, funktion, højde, materialer og placering. Passivbrandsikring har en naturlig sammenhæng med de præskriptive krav (Eksempelsamling, 2016).

I tillæg til konstruktions- og materialeegenskaber, skal det nævnes at passiv brandsikring også beskæftigersig med bygningsgeometri. Der kan her nævnes forhold som opdeling af bygningen i brandceller ogbrandsektioner, i form af brandsektionsvægge, branddøre, trapper, røgskørter mv. De forhold der kandesignes ind i bygningskonstruktionen gennem arkitektur og ingeniørkunst, som har til formålet er begrænseild og røgspredning fra en zone til en anden (brandceller og brandsektioner), for på den måde at skabesikkerhed for de individer der opholder sig i bygningen. Endvidere dækker passiv brandsikring også detområde, der relaterer sig til anvendelse af materialer, som begrænser flamme og røgspredning generelt dogmed særlig fokus på scenarier omkring flugtveje (Östman, et al., 2012) og (SP Trätek, 2010) og (Gerard, et al.,2013).

Eksempler på passive brandsikrings tiltag:(Östman, et al., 2012), (Morgen, 2016) og (Sørensen, 2004)

· Passende opdeling i røgzoner samt brandsektioner og brandceller, som skal forhindre branden,varmen og giftig røggas i at sprede sig.

· Kontrol og begrænsning af brandbart/flammespredende væg- og loftbeklædninger primært iflugtvejs områder.

· Trapper, herunder geometri, antal og placering.· Facadesystemer, herunder vinduesåbninger, brystningshøjder, geometri mv.· Redningsåbninger.· Fokus på passende inddækning af bærende konstruktioner med henblik på bæreevnen (benævnt R)

isolans (benævnt I) og integritet (benævnt E) for at sikre bæreevnen og stabilitet bevaret. Denne typepassiv brandsikring underopdeles i to grupper

1. Reaktive systemer, såsom malingsystemer der påføres overfladen eller brandimprægneringder trykkes ind i træets struktur. Systemerne fungerer ved at have en op skummendevirkning, der udsætter brandpåvirkningen af konstruktionen.


Side 19 af 74

2. Passive systemer såsom pladeinddækning, der ikke reagerer på varmen men blot yderbeskyttelse af den underliggende konstruktion. Det kan typisk være brandgips, isolering mv.

Med afsæt i begrebsdefinitionen af passiv brandsikring, har projektgruppen valgt at afgrænse specialet til etfokusområde, der binder sig an til at undersøge gipskartonplade inddækning af bærende konstruktioner aftræ. Dette vil blive uddybet senere i kapitel 4.0 henholdsvis kapitel 5.0 som en af løsningen på de udfordringerder er for brandsikkerheden, når man vælger at bygge med træ.

2.1.6 EvakueringsstrategiEn anden vigtig forudsætning for at kunne tale om brandsikkerhed, er evakuering at de personer der befindersig i eller i nærheden af den bygning der brænder. I tillæg skal redningsmandskabets sikkerhed under enindsats, kunne dokumenteres at være rimelig, så mandskabet på forsvarligvis kan gøre deres arbejde.

Eksempler på forhold der skal tages stilling til ved en evakueringsstrategi:(Gerard, et al., 2013), (Boligstyrelsen, 2004) og (Sørensen, 2004)

· Branddetekteringsanlæg og brandalarmsanlæg.· Systemer til begrænsning af brandudvikling og røgspredning.· Anvendelse af brandklassificerede materialer og bygningsdele som sikre at begrænset brand og

røgspredning fra brandens udgangspunkt og til resten af bygningen. Med særligt fokus på at undgåspredning til flugtveje.

· Personer som opholder sig i bygningen sammenholdt med antallet af flugtveje, trapper og udgange.· Geometri og længden af flugtveje, som står i relation til antal personer som forventes at benytte

den, samt den tid det tager at komme til et sikkert sted. Det kaldes også RSET (Required safe egresstime) som på dansk hedder = t [min].

· For at kunne bringe RSET i spild må man beregne ASET (Acceptable safe egress time) På danskt . Denne værdi indikerer den tid man har til rådighed, indtil der opstår kritiske forhold forbeboere i bygningen.

Evakueringsstrategien for et givent byggeri bør tage de ovenstående punkter i betragtning.Omdrejningspunktet og intentioner med en evakueringsstrategi, tager udgangspunkt i individet og ikkemindst i individets placering i gruppen, og dermed gruppedynamikken. Pointen er at kompleksiteten øgeseksponentielt, når der anvendes teorier hvor der indgår menneskeligadfærd. Fordi forhold som antalpersoner, aldersfordeling, mobilitet, evne til at erkende en risiko, kendskab til hvordan man forholder sig veden alarm, og individets sindstilstand mv. alle er variable, der interagerer med hinanden og ikke kan fastsættessom universelle og entydige. Evakueringen kan grundlæggende planlægges ud fra to principper, faseopdelteller total evakuering (Gerard, et al., 2013), (Morgen, 2016), (SP Trätek, 2010).

Faseopdelt evakuering:Det er som begrebet antyder, en opdeling af evakueringen i faser. Faserne følger princippet om at manevakuerer folk i takt med at risikoscenariet spreder sig. Fase inddelingen vil som regel være vandret fordretaf etageadskillelser. En god tommelfingerregel siger, at man evakuerer etagen hvor branden er og etageover, herefter evakuerer man forskudt en etage afgangen opad indtil der er styr på brandbekæmpelsen.Hvis ikke branden er under kontrol og slukket, når folk der var placeret over branden er evakueret ud afbygningen. Fortsætter man med at evakuerer de underliggende etager. Der kan være forskellige årsager til


Side 20 af 74

at denne metode finder relevans, enten grundet bygningens størrelse eller kompleksitet, hvis dereksempelvis er rigtig mange mennesker kan det skabe unødigt kaos og utilsigtede kø tider på trapperne,hvis alle evakuerer samtidig. Det kan også være relevant på eksempler. hospitaler under forudsætning afmulighed for vandret evakuering til sikre zoner (Gerard, et al., 2013) (SP Trätek, 2010).

Total evakuering:Denne metode har til hensigt at rømme bygningen simultant. Det er i Danmark den mest traditionellemetode og benyttes ved bygninger der ikke er så høje og har en middel personbelastning samt underforudsætning af risiko for hurtig brandspredning.

En simpel metode til at regne på evakuering, er ved håndberegning. Håndberegningen udføres iht. Ligning 1der benyttes til estimering af evakueringstiden. Denne består af en akkumulering af varslingstiden, reaktion-og beslutningstiden og gangtiden og kan summeres iht. ”Information om brandtekniske dimensionering”(Boligstyrelsen, 2004).

Begreberne defineres som:RSET (Required safe egress time) = t [min]ASET (Acceptable safe egress time) = t [min]t = Varslingstiden i [min]t = Reaktion- og beslutningstid i [min]t = Gangtiden i [min] Denne værdi bestemmes ved beregning.

Evakueringsstrategi og eftervisning af at RSET tiden skal være mindre end ASET tiden, er et vigtigt parameterat forholde sig til. Det kan gøres på baggrund af håndberegninger eller ved hjælp af kompliceredesimuleringsprogrammer. Uanset hvad der vælges, skal det i denne sammenhæng nævnes, at valg af metodeog input parametre, bør kombineres med kritisk og objektiv validering af beregningsgrundlag og resultater.

2.1.7 Opsummering af principper for brandsikringMed afsæt i den frembragte viden om principper for brandsikring og definition af de primære begreber, harprojektgruppen valgt at tage to konkrete elementer med i det videre studie. Der arbejdes videre medinddækninger af bærende trækonstruktioner med gipskartonplade og begrænsning af branden vha.sprinklersystem. De to metoder for brandsikring vurderes at kunne bringe brugbar viden med sig, i relationtil at studerer mulighederne for at bygge med brændbare materialer. Fordi begge metoder på hver deresmåde forventes at medvirke til at håndtere den risiko, der er forbundet den forøgede brandbelastning dertilføres i kraft af de brændbare materialer.

Evakueringsproblematikken er selvfølgelig også meget vigtig, og vil i en holistisk analyse blive en vigtig brik ivurdering af individets sikkerhed for at kunne nå ud af bygningen, inden der opstår kritiske forhold. Men detligger ikke inden for rammerne af dette speciale.

2.2 Brandlovgivning i Danmark

Det nuværende bygningsreglement 2015 er en formalisering af byggeloven (Byggeloven, 2010) og bestå affunktionsbaserede krav for brandsikring. Der beskrives i kapitel 5.1; Generelt stk. 1:

RSET t = t + t + t < ASET (t ) Ligning 1


Side 21 af 74

”Bygninger skal opføres og indrettes, så der opnås tilfredsstillende tryghed mod brand og modbrandspredning til andre bygninger på egen og på omkringliggende grunde. Der skal være forsvarlig mulighedfor redning af personer og for slukningsarbejdet.” (Bygningsreglement, 2015)

Og endvidere beskrives det i stk. 2:

”Brandsikkerheden i en bygning skal opretholdes i hele bygningens levetid.” (Bygningsreglement, 2015)

Det er nogle meget overordnede krav til bygningens funktion som de projekterende og rådgivende ingeniørersamt bygherre og entreprenører skal overholde. For at forstå lovgivningen i Danmark, er det nødvendigt atse tilbage i tiden, for at skabe en forståelse for præmissen for de funktionsbaserede krav. Det danskebygningsreglement af 1995 (BR95) var det sidste bygningsreglement som indeholdt præskriptive brandkrav.Den 1. juni 2004 indføres funktionsbaserede brandkrav som tillæg til BR95. Det betyder i praksis at for atoverholde funktionskravene i bygningsreglementet, findes der forskellige metoder til at opretholde detsamme sikkerhedsniveauet i et byggeri (Sørensen, 2004). Metoderne beskrives under afsnit 2.2.2 Metode 1(Præskriptive krav) og afsnit 2.2.3 Metode 2 (Brandteknisk dimensionering).

2.2.1 Materiale forståelseDe danske regler bygger på en forståelse for anvendelse af materialer, der vurderer materialer ud fra om deer brændbare eller ubrændbare. På baggrund af den præmis ligger der nogle implicitte forhindringer foranvendelsen af træ som konstruktionsmateriale. Træ er et brændbart materiale, og opfattes derfor som etbrandteknisk ringere materiale end de mere traditionelle konstruktionsmaterialer som stål, beton ogmursten der defineres som ubrændbare materialer (Sørensen, 2004) (SP Trätek, 2010).

EU-brandklasser iht. europæiske system afstandard for klassifikation.:

· EN13501-1 ”Brandteknisk klassifikation afbyggevare og bygningsdele i relation tilreaktion på brand” (EN13501-1, 2009).

Stadig gældende Danske brandklasser iht.danske standarder for klassifikation.:

· DS 1057-1 ”Brandteknisk klassifikation.Byggematerialer. Ubrændbarhed”(DS1057-1, 1993).

· DS 1065-1 ”Brandteknisk klassifikation.Byggematerialer. Klasse A og klasse Bmaterialer” (DS1065-1, 1990).

Materialer der i hele sin udstrækning kanklassificeret som:A2-s1,d0 er ækvivalent med Ubrændbart materialeMaterialer der i hele sin udstrækning kanklassificeret som:B-s1,d0 er ækvivalent medD-s2,d2 er ækvivalent med

Brandbart materiale inddeles i to klasser:

Klasse A materialeKlasse B materiale

Tabel 2 Sidestilling af brandklasser for materialer, egen tilvirkning (Sørensen, 2004) og (Eksempelsamling, 2016)

I Danmark har man i materialeforståelsen endvidere den forudsætning, at brandtekniske klassifikationergælder alene for homogene materialer, der i hele sin udstrækning kan opfylde en given klassifikation jf. destadig gældende danske standarder for prøvning og klassifikation (Eksempelsamling, 2016) og (Sørensen,2004), se højre spalte i ovenstående Tabel 2. Årsagen til denne pointe er interessant, er fordi det i praksisbetyder at et stykke konstruktionstræ der ubehandlet normalvis ligger i materialeklasse D-s2, d2 [Klasse Bmateriale] ikke kan opklassificeres til materiale klasse B-s1,d0 selv om det rent prøvetekniske lever op tilkravene, og derfor kan det ikke umiddelbart bringes i anvendelse. Argumentet er at brandmalingen blot er


Side 22 af 74

en overflade der tilføres materialet, og dermed kan materialet i hele sin udstrækning ikke opnå den endeligeklassifikationen.

Tankerne bag materialeforståelsen, er indbygget i definitionen af den brandtekniske klassifikation afbærende bygningsdele, iht. Tabel 3.

Bærende bygningsdele iht. europæiske system afstandard for klassifikation.:

· EN13501-2 ”Brandteknisk klassifikation afbyggevare og bygningsdele i relation tilderes brandmodstandsevne” (EN13501-2,2009).

Stadig gældende Danske brandklasser forbærende bygningsdele iht. danske standarder forklassifikation.:

· DS 1052.1 ”Brandteknisk klassifikation.Bygningsdele eksklusive døre.Modstandsevne mod brand” (DS1052.1,1985).

· DS 1052.2 ”Brandteknisk klassifikation.Døre. Modstandsevne mod brand”(DS1052.2, 1985).

Konstruktionens bæreevne klassificeres og tildelesen klasse.R-30R-60for konstruktioner bestående af brændbarematerialer. Eller hvis man blot vælger ikke atredegøre for materialets reaktion på brand.

Konstruktionens bæreevne klassificeres og tildelesen klasse som branddrøje.BD-30BD-60

Redegøres der for materialets reaktion på brand ogfindes materialet at være ubrændbart, klassificereskonstruktionen som en kombination mellembæreevne og materiale.R-30 A2-s1,d0R-60 A2-s1,d0R-120 A2-s1,d0

Konstruktionens bæreevne klassificeres og tildelesen klasse som brandsikre.

BS-30BS-60BS-120

Tabel 3 Bærende bygningsdele brandklasser egen tilvirkning (Sørensen, 2004) og (Eksempelsamling, 2016)

BD-bygningsdele står for branddrøje bygningsdele, iht. DS 1052.1 ”Brandteknisk klassifikation. Bygningsdeleeksklusive døre. Modstandsevne mod brand”, og kan helt eller delvist bestå af brændbare materialer dvs.materiale klasse A og materiale klasse B der klassificeres DS 1065-1 ”Brandteknisk klassifikation.Byggematerialer. Klasse A og klasse B materialer” (DS1052.1, 1985), (DS1065-1, 1990) og (Sørensen, 2004).

BS-bygningsdele står for brandsikre bygningsdel og kan kun bestå af ubrændbare materialer der klassificeresiht. DS 1052.1 ”Brandteknisk klassifikation. Bygningsdele eksklusive døre. Modstandsevne mod brand”, DS1057-1 ”Brandteknisk klassifikation. Byggematerialer. Ubrændbarhed” og DS 1052.2 ”Brandtekniskklassifikation. Døre. Modstandsevne mod brand” (DS1052.2, 1985), (DS1057-1, 1993) og (Sørensen, 2004).

Den oprindelige danske materialeforståelse som stadig er gældende i Danmark, er bragt med videre i denmåde man anskuer det europæiske system. Det påvirker måde vi anvender og tolker det europæiske systemaf standard for prøvning og klassifikation, se Tabel 3, iht. EN13501-1 ”Brandteknisk klassifikation af byggevareog bygningsdele i relation til reaktion på brand” og EN13501-2 ”Brandteknisk klassifikation af byggevare ogbygningsdele i relation til deres brandmostandsevne” (EN13501-1, 2009), (EN13501-2, 2009) og (Sørensen,2004).


Side 23 af 74

Der kan siges meget om materialefilosofien, men faktum er at den er blevet til i en tid, med stordetailregulering, præskriptive krav og kendte løsninger. Den bygger på en præmis om at byggeri, materialer,teknologi og systemer så ud på en bestemt måde, og de fleste løsninger var kendt på forhånd. I takt medsamfundets udvikling, bliver kravene anderledes til vores byggeri, der pågår en kontinuerlig innovation, nyematerialer kommer til og nye løsninger og sikkerhedssystemer ligeså. Samfundstendensen går i retning afstørre fleksibilitet og dynamik, og som en naturlig konsekvens er der behov for at revurderematerialefilosofien i et nutidsperspektiv. Den generelle viden om materialer er blevet større og merenuanceret. Udviklingen af både passive og aktive brandsikringssystemer har gennemgået en stor udvikling. Itillæg argumenteres der for at bygningsinstallationer i forhold til el, gas mv. også har taget et kvantespring iretning af større sikkerhed.

Med afsæt i den måde vi anskuer materialer og den indvirkning det har på måden man brandklassificerermaterialer, men også på måden man opstiller krav til brandsikkerhed, vil de to næste afsnit 2.2.2 Metode 1(Præskriptive krav) og afsnit 2.2.3 Metode 2 (Brandteknisk dimensionering) redegøre for metoder tilefterlevelse af brandsikkerhed i byggerier.

2.2.2 Metode 1 (Præskriptive krav)Denne metode tager sit afsæt i kendte og repræsentative løsninger samt eksempler som er alment anerkendttil at yde tilstrækkelig brandsikkerhed. Præskriptive krav bygger på forståelsen af at bygningens fysiskeudformning kan opfyldes ved at følge vejledningen ”Eksempelsamling om brandsikring af byggeri”. Følgesvejledningen ligger der en naturlig begrænsning i at bygge med træ. Det fremgår af Figur 5 at der er mulighedfor at opføre byggeri hvor gulv i øverste etage er max. 9,6 m over terræn (svarende til max. 4 etager) medbærende konstruktioner udført i træ, så længer der enten udføres tiltag for aktiv eller passiv brandsikring afbyggeriet (Eksempelsamling, 2016)

Figur 5 Bygninger hvor øverste etage er max 9,6 m over terræn (Eksempelsamling, 2016)

Ønsker man at bygge højere kan man jf. Figur 6, se at klassifikationskravene indtil 12 m (kun gældende for


Side 24 af 74

ubrændbare materialer) stiger til R-60 A2-s1,d0 [BS-60] og indtil 22m (kun gældende for ubrændbarematerialer) stiger til R-120 A2-s1,d0 [BS-60]. Dermed er træ udelukket som løsning, hvis man alene ønsker atbenytte sig af ”Eksempelsamling om brandsikring af byggeri” (Eksempelsamling, 2016)

Figur 6 Eksempler på bygninger hvor øverste etage er over 9,6 m over terræn (Eksempelsamling, 2016)

2.2.3 Metode 2 (Brandteknisk dimensionering)Den anden metode bygger på at et større ansvar ligger decentralt, og at det påhviler brandrådgiveren atopstille et acceptabelt brandsikkerhedsniveau fra byggeri til byggeri. Brandsikkerheden skal afspejlebyggeriets funktion og eftervises ved beregningsprincipper og anvendelse af modelleringsprogrammer (SPTrätek, 2010). Et udgangspunkt for en brandtekniskfunktionsanalyse er acceptkriterierne der findes ivejledningen ”Information om brandteknisk dimensionering” (Boligstyrelsen, 2004).

I Danmark operer man med acceptkriterier for kritiske forhold. Acceptkriterierne definerer grænseværdierfor røggaslagets højde, sigtbarhed, varmestråling og temperatur (Boligstyrelsen, 2004) iht. Tabel 4

Acceptkriterier for kritiske forhold

Røggaslagetshøjde

Beregning af acceptkriterie for højden til undersiden af røggaslag fra gulvet, iht. side 21 iIBD (Boligstyrelsen, 2004):

Højden fra gulv til røglag, z < 1,6 + 0,1 ∗ H ø Ligning 2

Sigtbarhed

Forudsætningen er givet ved en afhængighed til størrelsen på rummet jf. IBD side 20tabel 1.1.

Ved små rum, mindre end 150 [m2] er den optiske densitet (som svare til en sigtbarhed

på højst 5 [m] = 2,0 [dB/m] (målt 2 [m] over gulv)

Ved store rum større end 150 [m2] er den optiske densitet (som svare til en sigtbarhed påhøjst 10 [m]. D/L = 1 [dB/m] (målt 2 [m] over gulv)


Side 25 af 74

Varmestråling

Forudsætningen er givet jf. IBD side 20 tabel 1.1.

En kortvarig strålingsintensitet > 10 [kW/m2]

eller

En vedvarende varmestråling (Emaks) > 2,5 [kW/m2]

eller

En sammenlagt strålingsenergi> 60 [kJ/m2] ud over energien fra en strålingsintensitet på1 [kW/m2]

Temperatur

Forudsætningen er givet jf. IBD side 20 tabel 1.1.

Temperaturen i røggaslaget > 80 [˚C] i flugtveje. Hvis der ikke er etableret røggaslagregnes temperaturen i højden 2 m over gulv.

Tabel 4 Acceptkriterier egen tilvirkning (Boligstyrelsen, 2004).

De oplistede acceptkriterier i Tabel 4 bringes i anvendelse i relation til en brandteknisk konsekvensanalyse.Konsekvensanalysen vil på baggrund af beregninger verificerer, at et eller flere acceptkriterier for kritiskeforhold overholdes. Det kan eksempelvis være en beregning, hvor man sammenholder den beregnedetemperatur i de bærende konstruktioner med den kritiske temperatur for bæreevnen, eller beregning afstrålingsvarme fra ilden, i relation til antændelighed og flammespredning. Konsekvensanalysen bør ikke ståalenen, men forventes at blive kombineret med en brandteknisk risikoanalyse. Risikoanalysen fastlæggereksempelvis de forventede hyppigheder for en brand, med tilhørende forventede konsekvenser(Boligstyrelsen, 2004).

Alternativt kan funktionskravene i bygningsreglementet opfyldes på baggrund af en brandteknisk komparativanalyse. Det betyder i praksis at der tages udgangspunkt i et brandkrav for traditionel løsning, baseret på depræskriptive brandkrav fra ”Eksempelsamling om brandsikring af byggeri” (Bygningsreglement, 2015) og(Eksempelsamling, 2016). For så at redegøre for at den traditionelle byggemetode kan erstattet med enalternativløsning, uden at brandsikkerheden ændres. Der er her tale om en form for hybrid mellem depræskriptive krav og brandtekniskdimensionering (Boligstyrelsen, 2004), (Östman, et al., 2012) og (SP Trätek,2010).

2.3 Sammenligning af lovgivningen i Norden og internationalt.

I dette afsnit ses på kravene til bærende konstruktioner udført af brændbare materialer internationalt. Tabel5 herunder, viser en tydelig forskel i måden hvorpå man nationalt implementerer det ellers rimeligt uniformedefineret brandsikkerhedsbegreb. Projektgruppen har fundet det relevant at se på Norden, grundet etgenerelt sammenfald i både samfundsmæssig og bygningsmæssig kultur, skik og brug. Endvidere kombineresdenne sammenligning med Internationale krav, for de lande hvor referenceprojekterne ligger somundersøges under kapitel 4.0 International erfaring med CLT byggesystemet.


Side 26 af 74

Land Præskriptive kravfor bærende konstruktioner udført af brændbarematerialer klasse D iht. EN 13501-2 reaktion på brand

Funktionskrav

Danmark(Eksempelsamling2016 og BR-2015)

Max. 4 etager (Eksempelsamling, 2016) Principielt ingen begrænsninger.(Bygningsreglement, 2015)

Norge Max. 4 etager (Östman, et al., 2012) Ingen begrænsninger. Der skal være tilstrækkeligevakueringsmuligheder. (Östman, et al., 2012)

Der skal dimensioneres for fuldt brandforløb.Sverige Ingen højde begrænsninger.

R60 og R90 alle dimensionerende beregningersamt brandprøvninger skal udføres forfuldstændig brandforløb. (Östman, et al., 2012)

UnitedKingdom(UK)(BuildingRegulation 2010)

6 etager for byggeri uden sprinklersystem.(Gerard, et al., 2013)

8 etager for et fuldt sprinklet byggeri.(Gerard, et al., 2013)

Australien(Building CodeAustralia 2013)

3 etager for byggeri med sprinklersystem såvelsom uden sprinklersystem (Gerard, et al.,2013)

USA(National FireProtectionAssociation 2012)

5 etager for byggeri uden sprinklersystem(Gerard, et al., 2013)

6 etager for et fuldt sprinklet byggeri.(Gerard, et al., 2013)

Tabel 5 Brandkrav til bærende konstruktioner udført af brandbare materialer i Norden og Internationalt, egen tilvirkning(Bygningsreglement, 2015), (Eksempelsamling, 2016), (Östman, et al., 2012) og (Gerard, et al., 2013).

2.4 Opsummering af grundlag og principper

I Kapitel 2.0 er de vigtigste begreber defineret, mens principper og metoder, der finder generel anvendelsetil håndtering af opretholdelse af brandsikkerhed, er uddybet.

Der er redegjort for en uniform definition af brandsikkerhed som finder international anvendelse. Det drejersig om individets sikkerhed i og i nærheden af bygningen, beredskabet sikkerhed i relation til indsats og atulykken ikke spredes. Samt at der er tillid til at der ikke sker kollaps eller integritets svigt i de bærende ogadskillende konstruktioner, på baggrund af dokumentation. Det findes imidlertid interessant, at der eroverensstemmelse internationalt i principper og metoder for brandsikkerhedsbegrebet. Forskellen kommerførst til udtryk når man kommer ned på nationalt niveau. Qua man ikke i EU har harmoniseretbygningsreglementer (SP Trätek, 2010).

I arbejdet med at konverterer fra traditionelle materialer som beton, stål og mursten og til at benytte træ,bliver håndteringen af den ekstra brandbelastning et vigtigt parameter. Der arbejdes videre med et aktivtbrandsikringssystem, i form af et automatisk sprinklersystem og med passiv brandsikring som metode i formaf inddækning med gipskartonplade af bærende konstruktioner af træ.


Side 27 af 74

3.0 Materialet og beregningsprincipper

I dette kapitel vil træ som materiale blive defineret. Der vil blive gennemgået hvilke byggesystemer, der kanvære relevante, når man taler om træhuse i flere etager, set i forhold til bæreevne, bygbarhed og styrke.Endelig arbejdes der konkret med, hvordan træet påvirkes under brand.

Der redegøres for teorien bag beregningsmetoder, der kan anvendes til at dimensionere trækonstruktionerpåvirket af brand jf. den danske lovgivning, som primært begrænser sig til 2 metoder, for derigennem atsynliggøre hvilken metode, der vil være relevant for problemstillingen.

3.1 Materialeegenskaber

Træ som byggemateriale har været anvendt gennem mange år, og vi har i Danmark en lang tradition for atbruge træ i vores konstruktioner. Det er fra naturen hånd et af de stærkeste materialer i forhold til vægt, somdet synliggøres i Tabel 8. Tidligere har træets anvendelse været begrænset af kvaliteten af træet og dettesvækstvilkår, fældningsmetoder mv.

Men omkring år 1900 bliver det mere almindeligt at bruge limtræ, der gør det muligt at slippe af med nogleaf begrænsningerne. Det bliver muligt at skære træet op og sortere knaster og andre uhomogene emner frafor derefter kun at anvende det gode, stærke træ - kaldet limtræ, idet det limes sammen. Limtræ består aflameller af konstruktionstræ, der limes sammen, hvor lamellerne ligger samme retning. De tynde skiver gørdet lettere at sortere ujævnheder og knaster fra, der svækker træets styrke. Derved opnårkonstruktionselementet større styrke og kan spænde længere eller bærer mere belastning (Lilleheden, 2016).

Omkring 1990 kommer CLT (Cross Laminated Timber) til, og det bliver muligt at lave endnu længere spænd.Her er der ligeledes tale om lameller, der limes sammen, forskellen fra traditionelt limtræ er man limerbrædderne sammen på kryds af hinanden i hvert andet lag. Det kan så variere, hvor brede lamellerne er, oghvor mange lag, der er mellem retningsskift. Det er muligt at lave store flade elementer, og både dæk ogvægge er muligt at producere efter denne metode (Douglas, 2013).

Nedenfor i Tabel 7 er oplistet materialeegenskaber for de forskellige typer træ. Hver af disse styrker er oplystkarakteristiske, hvilket vil sige, at der skal ganges en faktor på, for at de bliver regningsmæssige. Denne faktorafhænger af materialet, hvilke typer laster der påvirker konstruktionen, og hvor konstruktionen er placeret.Det er således ikke irrelevant i denne sammenhæng, om vi regner på ydrevægge, der er påvirket af vind(faktor 0,9 for konstruktionstræ), eller etagedæk med nyttelast (faktor 0,6) (Ståbi, 2015). Træ kan holde tilmere, hvis det er en kortvarig last som et vindstød, end en langtidslast som personer, der dagligt brugerbygningen.

P-last L-last M-last K-last Ø-lastEgenlast Oplagring Nyttelast Snelast Vindlast

KonstruktionstræAnvendelsesklasse 1/2 Indendørs/overdækket 0,444 0,519 0,593 0,667 0,815Anvendelsesklasse 3 Udendørs 0,370 0,407 0,481 0,700 0,900

LimtræAnvendelsesklasse 1/2 Indendørs/overdækket 0,462 0,538 0,615 0,692 0,846Anvendelsesklasse 3 Udendørs 0,385 0,423 0,500 0,538 0,692

Tabel 6 omregningsfaktor kd iht. lastvarighed og anvendelsesklasse (Ståbi, 2015)


Side 28 af 74

3.1.1 KonstruktionstræKonstruktionstræ finder stor anvendelse i byggeri i dag. Det er billigt, og sælges gængse dimensioner som enlagervare. Det vil ofte være at finde ved kortere spænd og lette vægge inde i huset. Det er således iforbindelse med en brandsektions-/brandcellevæg, man kan forestille sig at støde på konstruktionstræ. Detvil dog sjældent stå ubeskyttet, men ofte være inddækket med en passiv brandbeskyttelse i form af gips ellerandet plademateriale. Der er ikke beregnet yderligt på konstruktionstræ i dette speciale, da fokus har væretpå de primære konstruktioner og ikke interne vægge.

Konstruktionstræ findes i flere kvaliteter, der inddeles efter styrkeklasse. For konstruktionstræ har det ingenbetydning med udseende, men styrke bestemmer klassen, oftest C18. Vælges en stærkere klasse bliver træetdyrere, og det bliver en vurdering, om det kan betale sig at ændre typen til limtræ.

3.1.2 LimtræLimtræsbjælkerne anvendes ofte ved store spænd, hvor man gerne vil reducere antallet af understøtninger,eller som søjler, der indgår som forstærkninger i træskeletvægge, hvor der kommer punktlaster.

Limtræskonstruktioner koster mere end konstruktionstræ, og skal bestille efter mål. Specielt ved langespænd, hvor det bliver nødvendigt at lave bjælker med pilhøjde, er det en specialvare, der skal bestilles.(Lilleheden, 2016)

En videreudvikling eller en variation af limtræ er limfinér-tømmer (LVL - Laminated Veneer Lumber). Her erder tale om finér- eller tynde træplader på ca. 3mm, der limes sammen på højkant for at gøre tværsnittetstærkere end massivt træ (Lilleheden, 2016).

Limtræ inddeles ligesom konstruktionstræ i styrkeklasser. Ofte anvendes GL30c, og det er denne, der er tagetmed i beregningen i dette speciale.

3.1.3 Cross Laminated Timber CLTDenne forholdsvis nye konstruktionsdel gør det muligt at udføre dæk- og vægelementer i træ, der har andreegenskaber end træskeletkonstruktioner, og kan holde til mere set i sammenhæng med højden/længden.CLT elementerne er udføres af konstruktionstræ der krydslimes i store felter. (Douglas, 2013)

De kan udføres som hele vægelementer og dækelementer på samme måde som vi kender det medbetonelementer i dag. Der skal dog være mere fokus på opbevaring på byggepladsen, og hvordan deafdækkes efter montering, da de er mere udsatte i forhold til vejrforhold, vandalisme og hærværk endeksempelvis betonelementer.

Et vægelement i træ på 4x3x0,1m vil veje 5,64kN (densitet sat til 470kg/m3), mens et tilsvarende i beton vilveje 28,8kN (densitet 2400kg/m3) (Ståbi, 2015). Så monteringsmæssigt giver det øget frihed ift. valget afkraner til montering og krav til underlag/montageplads.

Der er anslået en besparelse i tid på ca. 20 % i forhold til betonelementer (Douglas, 2013) som kan modvejeudfordringer med oplagring på byggepladsen osv. Derfor er træ ikke blot et alternativt materiale, men enattraktiv konkurrent til eksisterende materialetyper. De åbenlyse fordele, som træ har i styrke-/vægtforholdet understreger, at dette materiale ikke kan afskrives alene fordi det er brændbart.


Side 29 af 74

3.1.4 MaterialedataFor at beskrive træets egenskaber og karakteristikker benyttes ingeniørens værktøjer til beregning, oplistetherunder i Tabel 7. Her beskrives bøjningsstyrken, trækstyrken osv. med en talværdi. Værdier er oplistet forde typer træ, der er anvendt i specialets beregninger, og som er udvalgt som repræsentative forbyggetraditionen i dag. Inden for hver type findes der således flere kvaliteter med tilhørende værdier.

Tabel 7 Styrkeværdier for konstruktionstræ (Ståbi, 2015) , limtræ (Lilleheden, 2016) og CLT (CTL_info, 2013)

Materialets egenskaber for at modstå deformationer, når det påvirkes af last, kan udtrykkes viaelasticitetsmodulet/e-modul. Jo højere e-modul, desto stivere materiale.

Tabel 8 Vægtet styrke af træ sammenholdt med stål

Ser man på stål som byggemateriale i sammenligning med træ, har almindeligt konstruktionsstål på 235 MPaet stort e-modul på 210.000MPa og men også en stor massefylde på 7800kg/m3 (Ståbi, 2015). Forholdstalletmellem styrke og vægt skal gerne være stort, jo større forholdsværdi desto bedre, forstået på den måde atstyrken skal være høj mens vægten skal være lav. Her kommer stålet til kort overfor træ og specielt limtræskiller sig ud.

3.2 Beregningsmetoder

I dette afsnit er beregningsmetoder beskrevet og valideret. Der er anvendt metode fra Eurocodes (DS/EN1995, 2007) for at tage udgangspunkt i de regler, der gælder for Europa. Der er ligeledes taget udgangspunkti laster jf. (DS/EN_1991-1-2, 2007), og der er ikke anvendt komplicerede beregningsværktøjer så som CFDComputational Fluid Dynamics eller FDS (Fire Dynamics Simulator). Formålet er her at synliggøremulighederne for at anvende træ i konstruktioner, ud fra den gængse viden og beregningsmetoder. Dendanske lovgivning med udgangspunkt i Eurocodes skal kunne fungere, uden at der tages andre midler i brug.

KonstruktionstræC18

LimtræGL30c

CLTC24

Densitet G 380 kg/m3 430 kg/m3 500kg/m3

Bøjning parallelt med fiber Fm 18 MPa 30 MPa 24,0 MPa

Træk parallelt med fiber Ft0 11 MPa 19,5 MPa 14,0 MPa

Træk vinkelret på fiber Ft90 0,5 MPa 0,5 MPa 0,35 MPa

Tryk parallelt med fiber Fc0 18 MPa 24,5 MPa 21,0 MPa

Tryk vinkelret på fiber Fc90 2,2 MPa 2,5 MPa 2,4 MPa

Forskydning Fv 2,0 MPa 3,5 MPa 4,0 MPa

Elasticitetsmodul E0 9.000 MPa 13.000 MPa 12.500MPa

Forskydningsmodul G 560 MPa 650 MPa 690 MPa

C18 GL30c CLT Stål

Styrke/Vægt 18/380= 0,05 30/430=0,07 24/500 =0,05 235/7800 =0,03


Side 30 af 74

Muligheden for træ som bærende konstruktioner tager sin begyndelse ved indførelsen af eksempelsamlingeni 2004. Herfra blev det muligt at dimensionere konstruktioner ud fra tabelværdier/anbefalinger ogprædefinerede løsninger eller ved de funktionsbaserede brandkrav og via en beregningstilgang eftervisesikkerhedsniveauet. Dette kunne gøres ud fra standardbranden eller det parametrisk brandforløb.Standardbranden er defineret i ISO 834 (ISO, 2014), og tager modsat det parametrisk brandforløb ikkenedkølingsfasen med. I Figur 7 er den vist grafisk ud fra sammenhæng mellem tiden og temperaturen, dergiver brandkurven.

Figur 7 Temperaturkurve i forhold til tid jf. definitioner afsnit 3.2 i (DS/EN_1991-1-2, 2007)

I eurocodes (DS/EN 1995, 2007) og det tilhørende nationale anneks er der beskrevet beregningsmetoder tildimensionering af trækonstruktioner uden brandbeskyttelse. Det er således træet selv, der skal eftervises tilat kunne bevare sin bæreevne under et brandforløb.

”Branddimensioneringsdelene i Eurocodes for bærende konstruktioner omhandler specifikke aspekter afpassiv brandsikring i form af projektering af konstruktioner og dele deraf således, at de har tilstrækkeligbæreevne og i relevant omfang kan begrænse brandspredning” (DS/EN 1995, 2007).

I dette speciale er der taget udgangspunkt i de to normmetoder; resttværsnitsmetoden ogstyrkereduktionsmetoden. Disse er kort beskrevet nedenfor for at forstå grundlaget for dimensionering efterdanske regler. Styrkereduktionsmetoden vil senere blive anvendt til beregning af voresreferencekonstruktioner. Ud over de 2 metoder åbner normen op for, at man kan bruge mere avanceredemetoder, blot disse er veldokumenterede teoretisk og forsøgsmæssigt.

3.2.1 ResttværsnitsmetodenMetoden er beskrevet i Eurocode 5 for træ - DS/EN 1995-1-2 pkt. 4.2.2 - og er en simplificeret måde atberegne det reducerede tværsnits bæreevne. Det er en geometrisk betragtning, hvor man beregnerindbrændingshastighed alt efter materialet. Desuden fratrækkes den zone (d0) der ligger tæt på kanten(forkulningszonen), idet det antages at materiale i nærheden af indbrændingsgrænsen ikke har nogen styrkeog stivhed.


Side 31 af 74

Figur 8 Definition af resttværsnit og effektivt tværsnit figur 4.1 (DS/EN 1995, 2007)

Indbrændingsdybden def dækker over indbrændingshastigheden (β) ganget med tiden (t). Ligning for hvormeget der skal trækkes fra de sider, der er eksponeret for branden kan jf. (DS/EN 1995, 2007) skrives således:

= ∗ + ∗ Ligning 3

Hvor def = indbrændingsdybden, der skal fratrækkes sider mod branden[mm]

βn = regningsmæssig tænkt indbrændingshastighed under standard-brandforløb der omfatter effekten af hjørneafrunding og revner(0,7mm/min for limtræ og 0,8mm/min for konstruktionstræ)

d0 = forkulningszonen = 7mmk0 = for ubeskyttede overflader = t/20. Reguleringsfaktor der tager

højde for opstartsforløbet. For t < 20 er k0 = 1

Metoden gælder kun for en standardbrand da indbrændingshastigheden β [mm/min] er opgivet ud fra dennepåvirkning. Metoden er forenklet og kan hurtigt give et overslag af dimensioner. Vi vil som tidligere nævnt idenne specialet tage udgangspunkt i styrkereduktionsmetoden for parametrisk brandforløb, da der her tageshøjde for eksempelvis omgivelserne og den aktuelle brandbelastning.

3.2.2 StyrkereduktionsmetodenDenne metode er ligeledes beskrevet i (DS/EN 1995, 2007) (afsnit 4.2.3) og kan både regnes forstandardbranden eller parametrisk brandforløb. Dvs. enten antages indbrændingshastighed (med tilhørendedybde) som beskrevet under resttværsnitsmetoden ud fra standardbrandforløb, eller også bestemmes densom anført i Ligning 4 ud fra det parametrisk brandforløb.

Det parametrisk brandforløb kan kun anvendes ved lokaler på maksimalt 500m2 og maksimalt 4m til loftet.


Side 32 af 74

Ved beregningen af indbrændingshastigheden βpar tages åbningsfaktor, rummets dimensioner og materialer,der omslutter rummet, med i betragtningen. Der anvendes følgende formel med tilhørende hjælpeformlerjf. (DS/EN 1995, 2007) Anneks A

Indbrændingshastigheden[mm/min] = 1,5

0,2 √Γ − 0,040,19 √Γ + 0,08

Ligning 4

βn = regningsmæssig indbrændingshastighedΓ = faktor der medregner de termiske egenskaber for omsluttende konstruktioner

Faktor Γ,

Γ =( 0,041160)

Ligning 5

O = åbningsfaktorb = inertien for de omgivende konstruktioner

Hvis Γ går mod 1, vil forløbet blive tæt på standardbrandforløbet

Åbningsfaktor [m0,5] = ℎLigning 6

Hvor Av = Samlede areal af lodrette åbninger [m2]At = Samlet areal af gulv, væg og loft [m2]heq = Vægtet gennemsnit af lodrette åbningers højde

Det noteres at formlerne kun er gældende for åbningsfaktor mellem 0,02 og 0,2m-0,5 Anneks A(DS/EN_1991-1-2, 2007) På den sikre side kan der derfor dimensioneres ud fra O = 0,02m-0,5, da dennevil give den største βn.

Inertien for de samledekonstruktioner [J/m2s½K]

= Ligning 7

ρ = densiteten af konstruktioner der omslutter branden [kg/m3]c = den specifikke varmekapacitet af omsluttende konstruktioner[Jkg-1K-1]λ = varmeledningsevnen af konstruktioner der omslutter branden[Wm-1K-1]

Det noteres at formlerne kun er gældende for inerti mellem 100 og 2200 J/m2s½K Anneks A (DS/EN_1991-1-2, 2007)

Vægtet gennemsnit af alle lodretteåbningers højde [m] ℎ =

ℎ Ligning 8

Hvor Ai = Arealet af lodret åbning ”i” [m2]hi = højden af den lodrette åbning ”i” [m]


Side 33 af 74

For at finde det reducerede tværsnit skal der regnes en indbrændingsdybde. Vi er dels interesseret i detresterende areal (Ar) og dels i omkredsen af resttværsnittet (p). Det er forholdet mellem disse to, deranvendes i styrkereduktionen. For et firkantet tværsnit vil beregningen se således ud:

- Reduceret bredde bre = b - dcar

- Reduceret højde hre = h – dcar

- Reduceret areal Are = hre * bre

- Omkreds reduceret areal p = 2*hre + 2*bre

Ved det parametrisk brandforløb skelnes der desuden imellem, hvor langt henne i brandforløbet man er. Deforskellige indbrændingshastigheder bestemmes jf. Anneks A. (DS/EN 1995, 2007)

Ligning 9 Indbrændingsdybden afhængig af tiden (DS/EN 1995, 2007)

Tiden med en konstant indbrændingshastighed t0 [min] beregnes ud fra brandbelastningen. Hvordanbrandbelastningen bestemmes og fastlægges er nærmere beskrevet i kapitel 5.1.2.

= 0,009 ∗ , Ligning 10

Hvor qt,d = regningsmæssig brandbelastning [MJ/m2]O = Åbningsfaktor [m0,5] Ligning 6

Desuden beregnes, hvor lang tid branden varer ud fra åbningsareal og brandbelastning. Denne beregningtager ikke hensyn til, at brandbelastningen kan stige yderligere, når branden indlemmer vægge/lofter iforbrændingen.

= 0,0145 ∗ , Ligning 11(Formula_Finder,2014)

De følgende regler gælder for rektangulære tværsnit af nåletræ påvirket af brand på tre eller fire sider ogrunde tværsnit påvirket af brand over hele omkredsen.

Konstruktionselementer skal dimensioneres og eftervises på samme måde som ved bæreevne eftervisning,blot skal tværsnittet reduceres og styrkerne reduceres med følgende faktorer:

Bøjningsstyrken reduceres med, = 1−

1200

∗Ligning 12


Side 34 af 74

Trykstyrken reduceres med, = 1−

1250

∗Ligning 13

Trækstyrke/elasticitetsmodulreduceres med , = 1−

1330

∗Ligning 14

Hvor p = omkreds af det brandpåvirkede resttværsnit [m]Ar = resttværsnittets areal [m2]

Der er altså tale om en noget mere præcis beregning end resttværsnitsmetoden. Styrkereduktionsmetodenlægger sig til gengæld fast på geometri og anvendelse, der gør det svært at foretage generelle beregningerfor et samlet byggeri. Det er helt ned på rumniveau, der kan være forskel i beregningen. Det er ved enkeltenøgleelementer, at disse beregninger har deres styrke, eller hvis der på forhånd udføres analyser af, hvilkerum der bliver dimensionsgivende.

3.3 Begrænsninger

Begge metoder baserer sig på præmissen for en pyrolysemodel. Dvs. der alene kan regne på, hvordantrækonstruktion ændrer/reducerer sit tværsnit - og kun så længe branden er i rummet, og så længe brandenikke direkte påvirker konstruktionen, som det er tilfældet ved eks. antændelse af materialet.Indbrændingshastigheden er et udtryk for varmepåvirkning, og altså ikke en direkte antændelse af træet.

Figur 9 Brandforløb fra antændelse til overtænding (Paroc)

Jf. (DS/EN 1995, 2007) pkt. 2.1.1, note 2, er der ikke fare for brandspredning pga. varmestråling, hvistemperaturen er under 300°C. Dog skal det jf. Figur 9 bemærkes, at man hurtigt når højere temperaturer.Man må derfor formode, at ubeskyttede konstruktioner af træ hurtigt selv vil blive en del af branden, ogderved tilfører en større effekt end erfaringstal giver os. Erfaringstal for brandbelastningen dækker over


Side 35 af 74

inventar og objekter, der er i rummet. Der er ikke i denne værdi taget hensyn til at vægge, lofter og gulv kanbidrage til brandens udvikling.

Det er derfor svært at forestille sig anvendelse af bærende trækonstruktioner uden nogen form forpassivbrandbeskyttelse. I kapitel 5.0 udføres der beregning af ubeskyttede trækonstruktioner, der anvendessom et sammenligningsgrundlag for de øvrige beregninger.

3.4 Opsummering af materialet og beregningsprincipper

I dette kapitel er materialets styrker og svagheder belyst, og faktorer er beregnet for at synliggøre, hvor træetrelativt set er bedre at anvende end stål og beton.

Der er redegjort for de forskellige typer af træ. Hvor konstruktionstræ og limtræ allerede er en del af voresbyggetradition i dag, mens CLT elementer betragtes som nyt og innovativt byggesystem, der forventes atkomme til at spille en central rolle i udbredelsen af træhusbyggeri generelt. Hvis træhus byggeri skal kunnevinde indpas og kunne konkurrere med betonelementerne, må det være CLT-elementerne fordi de også kansamles på fabrik og leveres som hele elementer, netop som vi kender det med betonelementer i dag.

Desuden er der redegjort for de to anerkendte beregningsmetoder fra eurocodes, og der er udvalgtstyrkereduktionsmetoden til den videre beregning.

Endelig er begrænsninger for beregningerne gennemgået, og der vil i forbindelse med beregningerne tagesstilling og hensyn til begrænsningerne.


Side 36 af 74

4.0 International erfaring med CLT byggesystemet

For at træhusbyggeri kan vinde indpas skal det det være nemt at bygge, det må ikke koste mere endtraditionelt byggeri, og man kan ikke gå på kompromis med sikkerheden. Da træ anvendt somkonstruktionsmaterialer ikke en præaccepteret løsning i byggeri højere end 9,6 m, er det fundet relevant atgranske internationale erfaringer inden for området.

4.1 CLT på produktniveau

Studiet ”Fire tests on loaded cross-laminated timber wall and floor elements” er en undersøgelse afindbrændingshastighedsvariation i forhold til forskellige element konfigurationer, både 3-lags og 5-lags, samtlagtykkelsernes indflydelse på afskalning og dermed hvordan CLT-elementerne klare sig underbrandpåvirkning. Der er udført brandtest iht. til standarden ISO-834 ”Fire Resistance test – Elements ofBuilding Construction Part 1” for en standard brand (ISO, 2014). De afprøvede CLT dæk og væg elementer erangivet i Tabel 9. Elementerne er udført af Sprouce-Pine-Fir (SPF) med en styrke sortering svarende til C16iht. EN 338 (Klippel, et al., 2014).

Oversigt over prøvede CLT-elementer Samlingsdetaljer mellem dæk ogvæg

Tabel 9 Oversigt over brandtest af CLT elementer og samlingsdetaljer fra studiet (Klippel, et al., 2014)

4.1.1 SamlingsdetaljerDer blev testet to forskellige samlingsdetaljer mellem dæk og væg se Tabel 9 herover:

· Løsning (b) L-bracket den brandtekniske svageste kombination (udvendige beslag)· Løsning (c) T-bracket den brandteknisk stærkeste kombination (indvendigt beslag)

Observation under brandtestene gav ikke anledning til, at man kunne konkludere det havde nogen signifikantindflydelse på forhold vedr. robustheden i understøtningsegenskaberne og samlingsdetaljer mellem væg ogdækelementerne, alt efter hvilken løsning der testes. (Klippel, et al., 2014)


Side 37 af 74

4.1.2 VægelementerStudiet ”Fire tests on loaded cross-laminated timber wall and floor elements” viser testresultaterne forvægelementer efter 100 min, ender på en gennemsnitlig indbrændingshastighed (charring rate) på β = 0,72mm/min. Gennemsnits betragtningen er beregnet på baggrund af resultaterne af de seks forskelligevægkonfigurationer i Tabel 9. Artiklen konkluderer at der kun er tale om en marginalt størreindbrændingshastighed for de testede CLT-elementer, end den regningsmæssige indbrændingshastighed påβ0 0,65 = mm/min (massivtræ) der er angivet i Eurocode 5 for træ - DS/EN 1995-1-2 (DS/EN 1995, 2007) og(Klippel, et al., 2014). Projektgruppen registreret at indbrændingshastighed for vægelementer ligger iintervallet β = 0,64–0,74 mm/min og kun et af prøvningsresultaterne falder ud til den konservative side ift.den regningsmæssige værdi.

Indbrænding for 3-lags CLT-vægelementer

Indbrænding for 5-lags CLT-vægelementer, varierendelagtykkelser.

Indbrænding for 5-lags CLT-vægelementer, homogenelagtykkelser.

Figur 10 Indbrændingshastigheder for vægelementer fra studiet (Klippel, et al., 2014)

Det konkluderes at afskalningen for vægelementerne ikke er signifikant. Det understreges samtidig, at detskyldes de relativt store lagtykkelser på 19-34 mm. Dvs. tykkere lag er længere tid om at afskalle endrelativt tyndere lag (Klippel, et al., 2014).

Endvidere findes der rimeligt sammenfald mellem den beregnede tendenslinje (fuldt optrukket linje i figuren)for indbrændingshastighed og de rapporterede indbrændingshastigheder (stiplet linje) for CLT-elementerneder er testet. Indtil ca. 20 min = 1200 sek. inde i brandforløbet jf. Figur 10. Brandprøvningerne er somførnævnt, udført iht. til standarden ISO-834 (ISO, 2014). Standardbranden defineres som en cellulosebaseretforbrænding (papir/træ). Ved en nærmere granskning af ISO-ISO-834 brandkurven, se Figur 7, fremgår det atefter 20 min brandforløb er den kritiske overtændingstemperatur på de ca. 500 – 600°C er oversteget. Detkan derfor med rimelighed konstateres, at temperaturen er en kilde til usikkerhed i beregningsmodellerne.Det understøtter vores argument om at aktiv brandsikring, i form af sprinklersystemer, kan bidrage medvigtigt sikkerhed. Da et af formålene med et sprinklersystem er at holde brandens udvikling stangen, ogdermed temperaturen nede.

Et andet studie ”Fire Behaviour of Cross-Laminated Solid TimberPanels” (Frangi, et al., 2008) har også udførtforsøg iht. til standardbranden defineret i ISO-834 (ISO, 2014). Dette studie fremkommer med positivbekræftelse af tidligere udsagn om, at CLT-vægelementers indbrændingshastighed står i rimeligoverensstemmelse med den regningsmæssige indbrændingshastighed på β0 = 0,65 mm/min for massivtræ


Side 38 af 74

iht. Eurocode 5 for træ - DS/EN 1995-1-2 (DS/EN 1995, 2007), grundet der ikke sker den store afskalning(Frangi, et al., 2008).

Afskalningen udebliver som konsekvens af at varmeprofilet for væggen er anderledes end fordækelementerne. Varmen stiger op og lægger sig under loftet på undersiden af dækelementet. Der opbyggeset røggaslag, som udvider sig vertikalt ned efter. Det betyder at dækelementer må forventes at have enuniform temperatur over hele fladen, mens vægelementer har et varierende temperatur profil over fladenfra top til bund. Man taler om at 25 mm forkulningslag giver træet selvbeskyttende egenskaber, i og medlaget også skal kunne hæfte på det underliggende lag anslås det at skulle være yderligt ca. 10 mm, dvs. i alt35 mm for at kunne vurderes at have en positiv indvirkning på at der ikke sker afskalning.

4.1.3 DækelementerStudiet ”Fire tests on loaded cross-laminated timber wall and floor elements” konkluderer for de testededækelementer, at gennemsnitsbetragtning af indbrændingshastigheden efter 60 min er β = 0,79 mm/min.Det betragtes som en væsentlig overskridelse af den regningsmæssig værdi på β0 0,65 mm/min formassivtræ som angivet i Eurocode 5 for træ - DS/EN 1995-1-2 (DS/EN 1995, 2007). Det konkluderesendvidere at afskalning af det beskyttende forkullede lag er årsag til den forøgede indbrændingshastighed,idet afskalning og eksponering af ny ikke selvbeskyttende forkullet zone giver en øjebliklig forøgetindbrænding (Klippel, et al., 2014).

Indbrænding for 5-lags CLT-dækelementer,varierende lagtykkelser.

Indbrænding for 5-lags CLT-dækelementer,homogene lagtykkelser.

Figur 11 Indbrændingshastigheder for dækelementer (Klippel, et al., 2014)

Dækelementer har en indbrændingshastighed der ligger i intervallet er β = 0,75–0,81 mm/min. Det vil sige atingen enkelt prøvningsværdier ligger lig med, eller under den regningsmæssig værdi (Klippel, et al., 2014).Projektgruppen argumenterer for, at til trods for gennemsnitsbetragtningernes sammenlignelighed, kunneman med fordel differentiere værdier og bringe forudsætninger som forskellige lagdelingskonfigurationer oglag tykkelser med i beregningsmodellerne. Endvidere bemærkes det at variationen mellem den beregnedekurve (fuldt optrukket linje i figuren) og de rapporterede indbrændingshastigheder (stiplet linje) se Figur 11starter tidligere for dækelementerne, allerede efter ca. 10 min, end hvad der var tilfældet for vægelementer(Klippel, et al., 2014). Det vurderes at bygge på to mekanismer. For det første den termiske præmis at varmen


Side 39 af 74

stiger op og dermed bliver dækelementerne hurtigere varmet op til en kritisk temperatur. Det andet forholder at tyndekraften der hjælpe det forkullede lag til at slippe hurtigere og falde af.

Studiet ”Fire Behaviour of Cross-Laminated Solid Timber Panels” bekræfter at den regningsmæssigindbrændingshastighed på β0 = 0,65 mm/min er for konservativ, når den sammenlignes med resultaterne forde testede CLT-dækelementer. Studiet konkluderer generelt uanset CLT-elementets orientering, vertikalteller horisontalt, at indbrændingshastigheden og dermed brandmodstandsevnen, står i direkte relation til deenkelt lags opførsel under brandpåvirkning, herunder afskalningsproblematikken. CLT-elementer prøvet somelementkonfiguration 3x9mm tykke lag viste en højere indbrændingshastighed og afskalning, endelementkonfiguration med 3x18mm tykke lag. Denne viden bekræfter at flerlags træpaneler er stærktpåvirket af tykkelsen og antallet af lag, når man betragter deres brandmodstandsevne. Endvidereargumenters der for at der udarbejdes mere differentierede indbrændigsværdier for vertikale og horisontalebygningsdele (Frangi, et al., 2008)

Studiet ”Experimental analysis of cross-laminated timber panels in fire” er baseret på brandtest iht. ISO-ISO-834 standardbrand og anvendt CLT-elementer som var udført med MUF-lim (Melamin-Urea-Formaldehyd)og PU-lim (Polyuretan). CLT-elementer lamineret med MUF-lim, Fire test, V1 og V5 se Tabel 10, bestemmessom en gennemsnitlig indbrændingshastighed for de to tests med en værdi på β = 0,60 mm/min iht. Figur 12.Det bemærkes at værdien er lineær under hele brandforløbet og ikke har store fluktuationer. Det forklaresmed at MUF-limens varmeresistente egenskaber bevirker, at de forkullede lag ikke skaller af. Faktisk sker derikke nogen afskalning før til allersidst i brandforsøget efter ca. 100 min. Idet der ikke sker en egentligafskalning, får forkulningszonen funktion af at være et beskyttende lag, for de underliggende ikke forkulledelag (Frangi, et al., 2009)

Tabel 10 Oversigt over brandtest af CLT - dækelementer fra studiet (Frangi, et al., 2009)

På den anden side viser testresultaterne for de CLT-elementer lamineret med PU-limen, se Tabel 10, et andetbillede. Granskes grafen til venstre i Figur 12, der repræsenterer de elementer der består af tyndelag. Kandet konstateres at ca. 20 min inde i testen, begynder variationer at indtræffe, sammenlignet med kurven forden regningsmæssige indbrændingshastighed.


Side 40 af 74

Indbrænding for CLT-dæk elementer der består aftynde lag

Indbrænding for CLT-dæk elementer der består aftykkere lag

Figur 12 Test data for dækelementer fra studiet (Frangi, et al., 2009)

Det samme billede gentager sig for elementerne med de tykkere lag, se grafen i højre side se Figur 12. Dogudskydes variationen indtil ca. 30 min inde i brandforløbet. Grunden til der går længere tid før der opstårdivergens for CLT-elementer med tykkere lag, forklares med afskalningen af tykkere lag simpelthen gårlangsommere. Artiklen redegør endvidere for, at det der sker i takt indbrænding og forkulning, er at varmensvandring ind i materialet på virker til limsamlingen negativt og får den til at fejle. Når limsamlingen fejlerfalder det forkullede lag af som en konsekvens. Det efterlader en ny eksponeret overflade som skal i gangmed forkulningsprocessen, og det bevirker at indbrændingshastigheden fordobles til β = 1,30 mm/min, indtilforkulningslaget har opnået en tykkelse på 25 mm, så falder indbrændingshastigheden ned til β = 0,65mm/min igen. Det kan derfor konkluderes at limtype og temperaturfølsomhede har stor betydning for CLT-elementers brandmodstandsevne (Frangi, et al., 2009)

Afslutningsvis anføres det at der findes sammenhæng mellem indbrændingshastighed, CLT-elementernesenkeltlagsdimensioner, den anvendte lim, elementets orientering og elementkonfiguration. De nævntepunkter bør være i fokus og kræver opmærksomhed, når der skal træffes gode og fornuftigt valg på et solidtog oplyst grundlag. Fordi de enkelte variable alle har indflydelse på elementernes statiske egenskaber ogbæreevne (Klippel, et al., 2014), (Frangi, et al., 2008) og (Frangi, et al., 2009).

4.1.4 Brand test af 3 etagers CLT-elementbyggeri – SOFIE projektetSOFIE projektet er del af et Italiensk forskningsprojekt udført i samarbejde med byggeforskningsinstitutTsukuba i Japan. Projektet har blandt andet fokus på de brandtekniske udfordringer forbundet med at byggei CLT-elementbyggeri. Helt konkret har man i 2006 bygget et hus på 7*7m i tre etager, som er 10m højt. Husetudsætte derefter for et virkelighedsrealistisk brandforløb i 60 minutter. Væggene består af 85 og 142 mmCLT-elementer med passiv brandbeskyttelse i form af 12 mm brandgips og 12 mm almindeliggipskartonplader samt 27 mm mineraluld. Dækelementerne består af 142 mm CLT-elementer med 12 mmbrandgips kartonplade og 27 mm mineraluld som loft over brandrummet. Formålet med fuldskalaforsøget er


Side 41 af 74

at se hvordan en CLT-bygning agerer i en times brandforløb uden hjælp af aktive systemer somsprinklersystem (AVS). Det undersøges, om bygningen stadig opretholde sine mekaniske egenskaber og denstrukturelle integritet, således at personer der opholder sig i et CLT-byggeri kan føle sig sikre, og dermed ikkevære udsat for større risici end hvis byggeri var traditionel opført i beton eller mursten (Frangi, et al., 2006)

Beregning af den totale brandbelastning udgjort af møbleringen (senge, sofaer, reoler, borde og stole mv.)er beregnet jf. Figur 13 Den samlede brandbelasting (over gulvarealet) blev beregnet til 790 MJ/m2.Sammenligner man det, med værdierne angivet i EN 1991-1-2 (DS/EN_1991-1-2, 2007) for rum i boliger, somangiver en gennemsnitlig brandbelastning på 780 MJ/m2 findes der ikke den store afvigelse (Frangi, et al.,2006).

Figur 13 Brandrummet og den anvendte brandbelastning (Frangi, et al., 2006)

Branden blev påsat på 1. sal i et værelse med geometrien 3,34*3,34*2,95 m (længde*bredde*højde).Rummet havde tre åbninger. To vinduer 1,0*1,0 m (bredde*højde) som stod ¼ åbnet, samt en indvendig dør.Døren målte 0,9*2,1 m (bredde*højde) og var klassificeret som EI2 60, døren var lukket under hele forløbet.

For at forholde sig kritisk til resultaterne fra dette forsøg, beregnes en åbningsfaktor for det aktuelle rum til0,8m-0,5. I forbindelse med beskrivelsen af beregningen af det parametrisk brandforløb fastlægges det atåbningsfaktoren skal ligge mellem 0,02 m0,5 og 0,2 m0,5 for at formlerne kan anvendes appendiks A(DS/EN_1991-1-2, 2007). Måden åbningsfaktoren finder anmeldelse i formlerne fordrer, at den mindsteåbningsfaktor giver den største brand. Og hvis man sikre valide resultater bør der konservativt vælges enåbningsfaktor på 0,02 m0,5. De har i forsøget konstrueret et rum der ligger i midten af intervallet, og er givetvisgået ud fra en gennemsnitsværdi frem for worst case. Spørgsmålet er nu hvor længe den passive beskyttelsehavde opretholdt sin virkning, hvis rummet var konstrueret anderledes.

Figur 14 Observationer og målinger af indbrændingsdybden fra branden i SOFIE projektet (Frangi, et al., 2006)


Side 42 af 74

Brandrummet blev fyldt med madrasser og møbler, som derefter blev antændt med benzin. Flammernespredte sig i rummet, indtil de nåede loftet. Visuelle observation under og efter branden viser at inde for de60 min, begrænsede den sig til det rum, hvor den opstod. Der var ikke nogen kontamineringer af naborum,og heller ikke det rum som lå placeret lige over. Endvidere observeres det tydeligt at alt den passivebrandbeskyttelse i form af gipskartonplader i rummet, hvor ilden opstod, helt var faldet af. Der blevregistreret at der henover et vægelement er målt en indbrænding i intervallet mellem 5-15 mm efter en 60minutters brand. Et lignende resultat for indbrændingsinterval blev observeret for de andre vægelementersamt for dækkonstruktionen i rummet, hvor ilden var placeret (Frangi, et al., 2006).

Figur 15 Rumtemperatur som effekt af brandudviklingen (Frangi, et al., 2006)

Brandforsøgets varmeudvikling blev monitoreret jf. det angivende højde profil se Figur 15, en afstand på 0,1;0,74; 1,48; 2,22 og 2.85m fra gulvet. Generelt er der en del variation af temperaturprofilet, alt efter hvilkenhøjde der blev målt i, indtil branden har været i gang 35-40 minutter. Det er interessant at se efter 36minutter kollapser begge vindure og falder ud. Det giver ekstra ilt i brandrummet og det kan aflæses direktepå grafen for rumtemperaturen i Figur 15, der er en markant stigning. Når disse fakta sammenholdes medtemperatur målt bag den passivebrandsikring på vægelementerne, ses det at temperaturen bagbeklædningen steg fra et konstant leje på 80-100°C til en temperatur på over 600°C efter 47-50 minutterhvilket bevirkede at den passive brandbeskyttelse begyndte af fejle og falde af (Frangi, et al., 2006).

De 142 mm CLT-dækelement var monteret med kun et lag 12 mm brand gipskartonplade og 27 mmmineraluld. Her fandt man en stor temperaturstigning inde på CLT-elementet til mere end 600°C efter ca. 45minutter det konkluderes at brandgips og mineraluld er faldet af omkring dette tidspunkt, det sker tidligereend for vægelementerne fordi varmen er uniformt fordelt og der generelt er højere temperaturer underloftet (Frangi, et al., 2006).

For at forstå hvad der sker i med passivbrandsikring udført med gipskartonplader, ser vi på den kemiskeproces. Gipsplader som brandhæmmende materiale bruges i stor udstrækning, fordi det har vist sigeffektfuldt ved ikke at være brændbart, og fordi gipsplader udover at indeholde calciumsulfat (CaSO4) der


Side 43 af 74

har et højt smelte punkt på 1460°C, der udover også indeholder vand (H2O) i krystalstruktur (Bengtsson, etal., 2011).

Den kemiske formel bliver:

· CaSO4·2H2O

Når der sker en opvarmning af gipskartonpladen i kernen til over 100°C vil der begynde at ske en delvisdehydrering af materialet. Det sker ved at det krystalbundne vand frigøres fra pladen i form af vanddamp,fordi vands kogepunkt (H2O) er 100°C, mens calciumsulfat har et langt højere smeltepunkt, og derfor først vilbegynde at reagere langt senere. En gipskartonplade indeholder ca. 20% krystalbundet vand, svarende til ca.to liter pr. standard gipskartonplade (13*1220*2440mm) (Bengtsson, et al., 2011).

En delvis dehydrering af gips under brand ser således ud:

· 2 CaSO4·2H2O + Varme → (CaSO4)2·H2O + 3H2O (Damp)

Det vil sige at når vandet er fordampet væk virker brandgipsen ikke længere og den må forventes at falde afsom et resultat af reaktionen.

4.2 Stadthaus Murray Grove, et 8 etagers lejlighedskompleks i London, udført af CLT-

elementer

Stadthaus, 24 Murray Grove i London er et Multi-storey lejlighedskompleks (Anvendelses kategori 4) i hjertetaf London, er et realiseret projekt der stod færdigt i 2009. Stadthaus består af 29 lejligheder fordelt påforskellige designs med 1, 2, 3 og 4 værelses enheder. Huset er projekteret og opført af CLT-elementer derfungerer som det bærende og stabiliserende konstruktive system. CLT-elementerne er udviklet og leveret affirmaet KLH fra Østrig. Elementerne består af fyrretræsbrædder der er limet sammen med formaldehyd-frilim. Projektet var et udviklingsprojekt i UK, der havde til formål at skabe fokus på den miljømæssige gevinstforbundet med af organiske materialer til forskel fra traditionelle materialer som beton, mursten og stål(Yates, et al., 2008).

KLH producerer deres elementer i tre forskellige kvaliteter: ikke-visuel, Industriel-visuel, domestik-visuel.Elementerne fås i maksimal størrelse på 16,5 x 2,95 m (længde x bredde) den primære begrænsning i forholdtil størrelsen af elementer er, i forhold til tranport. Producenten af KLH-elementer har fået udarbejdet enEuropæisk Teknisk Assessment (ETA 06/138) af ÖIB i Østrig, og er dermed underlagt 3. parts certificering somsikrer en stor kvalitetskontinuitet af produktet (OIB, 2011).


Side 44 af 74

Figur 16 Udfaldskrav vedr. KLH-elementer fra ETA 06/138 (OIB, 2011)

Stadthaus 24 Murray Grove, er en kubisk bygning. Dvs. der er ikke arbejdet med hverken altaner eller facadefremspring som konstruktiv og geometrisk brandbeskyttelse, derfor har det været nødvendigt at indarbejdeen ubrændbart facadebeklædning af eternit. Det viser der er mange tilpasninger hele vejen igennem etprojekts tilblivelse.

Isometri af Stadthaus Murray Grove Princip plan for Stadthaus Murray Grove

Figur 17 Principiel geometri af Murray Grove (Yates, et al., 2008)

På baggrund af forudsætninger givet i ETA 06/138 og EN 1995-1-2 Eurocode 5 beregnes og specificeres det,at de 128 mm tykke vægelementer og de 146 mm tykke dækelementer, alle har en brandmodstandsevne påR-90 min. Det opnås som en kombinationsklassifikation mellem passiv brandbeskyttelse i form afgipskartonplader som i to lag beskytter i 60 min, kombineret med beregning iht. styrkereduktionen afubeskyttede CLT-elementer jf. regningsmæssige indbrændingshastighed. Denne beregninger giver enbrandmodstandevne på 30 min, og tilsammen bliver det til de R-90 min. Projektet redegør imidlertid for atCLT-elementerne er dimensioneret for en brandmodstandevne på 60 min i ubeskyttet tilstand for at bidragemed en redundant løsning (Yates, et al., 2008) og (TRADA, 2008) og (OIB, 2011).


Side 45 af 74

Figur 18 Primære detaljer, facade og vertikalt lejlighedsskel og elevator/trappekerne (TRADA, 2008)

Som det fremgår af detaljen til højre i Figur 18, er byggeriet realiseret alene i CLT-elementer, og det gør sigogså gældende for konstruktioner omkring elevator og flugtvejstrapper. Det er utraditionelt selv fortræhusbyggeri, hvor det ofte ses som en formildende omstændighed, at de primære flugtvejs muligheder erkonstrueret af ubrændbart materiale. Den dobbelte konstruktion med 40 mm isolering mellem de tokonstruktioner samt tilføjelsen af ekstra 50 mm isolering og to lag gipskartonplade beklædning argumenteresfor at udgøre en langt bedre løsning. Fordi sammenbygning af beton og massive træselementer ikke erhensigtsmæssigt grundet materialernes meget forskellige egenskaber og karakteristika. Det vil bevirke atstørstedelen af stabiliteten skal udgøres af en given betonkonstruktion, hvilket vil tilføre en unødigkompleksitet til samlingsdetaljer mellem træ og beton (Yates, et al., 2008) og (TRADA, 2008)

4.3 CLT-elementbyggeri på 6-8 etager i højden, beliggende i Sydney

CLT-elementbyggeri i Sydney indeholder 75 lejligheder (Anvendelses kategori 4) fordelt på 3 bygningsblokkei henholdsvis 6, 7 og 8 etager. Byggeriet er kombineret med en 2 etager parkeringskælder under jorden, ihele byggeriets udstrækning. Alt andet end parkeringskælderen forventes at blive opført i CLT-elementer, ogdet forventes at komme til at indeholde 1, 2 og 3 værelses lejligheder. De 3 værelses lejligheder er projekteretsåledes at strækker sig over to etager vertikalt, det tilføre en ekstra dimensioner for brandsikkerheds tiltag,da en brand hurtigere kan sprede sig over to etager, ved udladelse af horisontal lejlighedsskel. (RichardHough, James Kell, Jim Koopman, 2012)


Side 46 af 74

Figur 19 Typisk etageplan med angivelse af det bærende og stabiliserende system (Richard Hough, James Kell, Jim Koopman, 2012)

Iht. til Building Code of Australia (BCA) er det ikke muligt at bygger over tre etager når den bærendekonstruktion udføres i træ, hvis byggeriet vel og mærke forventes udført jf. præskriptive løsninger og ud fraprincippet ”deemed to comply”.

Dette indebærer følgende tre punkter:

1. ”External walls and commonn walls (between units) to be non-combustible for buildings beyound 3storeys in height or 4 storey s in certain cases” Dette første krav er ikke muligt at overholde og dermå arbejdes med en alternativ argumentation og bevisførelse for at kunne konvertere til træ sommateriale.

2. ”Floors and walls between units and stairs and liftsshafts must achive R-90”3. ”Sprinklers, if the effective height of the building exceeds 25 m” Dette bliver et interessant punkt

fordi nærværende byggeri ikke er over 25 meter. Det betyder at opføres det af traditionellebetonelementer, vil der ikke blive stillet krav om at der skal installeres sprinklersystem.

Figur 20 Sammenligning af etagekryds for CLT og traditionelt beton byggeri (Richard Hough, James Kell, Jim Koopman, 2012)


Side 47 af 74

Iht. punkt 1 er det åbenlyst, at det er nødvendigt at benytte en alternativ løsningsmodel baseret på enbrandteknisk funktionsanalyse, når man ønsker at benytte CLT-elementer. Byggeriet er dimensioneret til atbestå af 140 mm tykke CLT-vægelementer for de 3 nederste etager og 120 mm CLT-vægelementer for deøverste etager. Dækkende består af 145 mm tykke 5-lags CLT-dækelementer, der spænder over 4,2 m. Påbaggrund af brandtekniskdimensionering redegøres der for, at konstruktioner kan leve op til enbrandmodstandevne på R-90 min for væg- og dækelementer. Metodisk opnås denne brandmodstandsevne ien kombination, hvor de første 30 minutter brandbeskyttelse, opnås ved at inddække konstruktionerne igipskartonplader, mens de sidste 60 minutters brandmodstandsevne er et udtryk for beregning afindbrændingen af CLT-elementet. Dvs. punkt 2 argumenteres for at være overholdt (Richard Hough, JamesKell, Jim Koopman, 2012)

Yderligere argumentres der for, at byggeriet opføres i hele sin udstrækning med aktiv brandsikringssystem iform af fuldt sprinklersystem. Da dette ikke er krav en tilsvarende bygning opført af beton, vurderes det attilføre et ekstra niveau af sikkerhed mod, at en mulig brand udvikler og spreder sig til andre dele af byggeriet(Richard Hough, James Kell, Jim Koopman, 2012). Sprinklersystemet vil funktionsmæssigt påvirke brandenved at påføre vand fra loftsmonterede dysser. Det kan populært betegnes som bygningens indbyggedebrandmand. Sprinklersystemet skal dimensioneres til omstændighederne og vil kunne holde branden nede,og i de fleste tilfælde slukkede igen, inden den udvikler sig til kritiske forhold. Det har endvidere den afledtepositive effekt at man regningsmæssigt, ved dimensionering af designbranden og forudsætningerne for denbrandtekniske dimensionering, ikke behøver at inddrage den ekstra brandbelastning som trækonstruktionenalt andet bidrager med.

Sprinklersystemet indgår i det aktivt brandsikringssystem og vil bevirke at branden ikke spreder siguhensigtsmæssigt til flere enheder. Men hvad der er mere interessant er, at sprinklersystemet fungerer vedat undertrykke brandens udvikling gennem vand tilførelse. Dvs. systemet har til hensigt at stabilisererudviklingen af branden og holde temperaturen nede under overtændings temperaturen på ca. 500 – 600°C.De tidligere omtalte brandforsøg med CLT-elementer udført iht. standarden ISO-834, viste at CLT-elementerne robusthed, og de anerkendte metoder til dimensionering er temperaturfølsomme. Derfor bliverdet meget væsentligt med sprinklersystemet, da der argumenteres for at overtænding og meget højetemperaturer giver store usikkerheder på beregningsmetoderne.

4.4 Limnologen – Erfaringer med 8 etagers CLT-byggerier

Limonologen projektet ligger i den sydlige del af Sverige og dannede tilbage i 2002 rammen for en lokalestrategi der udmønter sig i programmet ”Mer trä i byggandet i 2005”. Ud af den strategi springer projektetLimnologen der består af fire selvstændige bygningsblokke i 8 etager. I alt rummer de fire bygninger 134lejligheder fordelt på 1- 5 værelseslejligheder i størrelsen 37 m2 til 114 m2 hvor af 16 lejligheder er udført i toetager med horisontale lejlighedsskel til følge (Serrano, 2009) og (Serrano, 2010)


Side 48 af 74

Figur 21 Princip plan af Limonologen (Serrano, 2009)

Figur 22 Facadeopstalter af Limonologen (Serrano, 2009)

Der er i byggeriet arbejdet med at skabe en geometri, som tænker brandsikkerhed ind i designet. Der læggesher vægt på, at bygning har facadefremspring som vil fungere som brandkam og beskyttelse mod


Side 49 af 74

brandspredning på langs af bygningen. Der er også indarbejdet horisontale brandskel i form af brede altaner,i fuld længde af huset, som vil begrænse og forsinke den vertikale brandspredning fra etagen til denoverliggende. Husets stueetage er konstrueret i ren beton af hensyn til at optage den store egen last og forat kunne forankre og overføre laster til fundamenterne. Der ligger ikke et egentligt brandtekniskræsonnement til grund for denne beslutning, men mere et konstruktionsmæssigt.

Limnologen byggeriets bærende og stabiliserende konstruktion består primært af CLT-elementer. De massivetræselementer er produceret af Martinsons AB. Elementerne produceres af krydslagte granlameller, de ersamlet med MUF lim (Melamin Urea Formaldehyd). Lamellerne i længderetningen har fasthedsklasse LS15iht. EN 14081-4 ” Trækonstruktioner - Styrkesorteret konstruktionstræ med rektangulært tværsnit - Del 1:Generelle krav” (EN14081-1, 2016) mens lamellerne i tværretningen lever optil mekaniske egenskaber forsorteringsklasse C14 iht. EN 338 ”Konstruktionstræ – Styrkeklasser” (EN338, 2016). Elementernes overfladeklassificeres iht. EN 13017-1 ”Massive træplader - Klassifikation - Overfladeudseende - Del 1: Nåletræ”(EN13017-2, 2001) (Serrano, 2009) og (Serrano, 2010).

Brandmodstandsevnen for elementerne baseres på beregning af den reduceret tværsnits metoden i henholdtil EN 1995-1-2 (DS/EN 1995, 2007). De lodrette/vertikale bygningsdele i det bærende og stabiliserendesystem er dimensioneret til at opfylde R-90 min og tager tre forskellige former. Facadeelementerne blevbeklædt på byggepladsen med træbeklædning eller pudset overflade, mens alle elementerne indvendigt erblevet beklædt med gipskarton plader på byggepladsen, der fungerer som passiv brandbeskyttelse (Serrano,2009) og (Serrano, 2010).

Facade vægelement bygget opomkring 3 lags CLT-elementet ikernen

Indvendigt vægelement, passivbrandbeskytte 3 lags CLT-element (indgår i det bærendeog stabiliserende system)

Indv. vægelement benyttet somlodret lejlighedsskel, er udførtuden CLT-teknologi og består aftraditionel ”Timber frame”

Figur 23 Vægelementstyper brugt i Limonologen projektet (Serrano, 2010)

De vandrette/horisontale bygningsdele er dimensioneret som R-60 min. Det bemærkes, at dette er deteneste af de tre byggerier, hvor der differentieres i brandmodstandsevnen og det findes interessant, mendet har ikke været muligt at finde frem til, hvad der ligger til grund for denne tilgang (Serrano, 2009) og(Serrano, 2010).


Side 50 af 74

Figur 24 Princip skitse af bærende dækelement benyttet i byggeriet. Dækket består af 3-lags CLT-elementer med fuldt integrerede T-bjælker placeret med en c/c afstand 600 mm (Serrano, 2010)

Limnologen byggeriet er i hele sin udstrækning opført med sprinkling af alle beboelses enheder. Det har manvalgt at gøre i et forsøg på at imødekomme robustheden i designet med trækonstruktionerne som denprimære komponent i det bærende og stabiliserende system (Serrano, 2009) og (Serrano, 2010).

4.5 Del konklusion International erfaring med CLT byggesystemet

Afsnittet redegør for erfaringer på baggrund af de udvalgte projekter. Gennem anvendelse af CLT-elementerdannes en viden, der gør det muligt at træffe velbegrundede valg for brandsikring og brandbeskyttelse.Konkrete projekterfaringer kan ikke begrænse sig til ét lands erfaringer, da der pågår mange sideløbendeudviklingsprojekter i Europa, Japan og Australien. De valgte projekter finder deres relevans i forhold tilspecialet, fordi de alle er lejlighedsbyggerier anvendelsesklasse 4 (Residential), og de er bygget i bynæreområder. Endvidere gælder det antagelsesvis at de omkringliggende huse er bygget ud fra gældende regler,og i stor udstrækning derfor vil være bygget af materialer og med facader, der er ubrændbare og derfor vilrisikoen her være ækvivalent. Vurdering af tilkørselsveje og brandvæsnets umiddelbare placering i nærhedenaf et givent projekt er ikke vurderet, men anerkendes at kunne have en indvirkning på scenariet.

4.5.1 CLT på produkt niveauBeregningsmetodernes forudsætninger for indbrændingshastigheden βo = 0,65 [mm/min] (massivtræ) og βn

= 0,7 [mm/min] (limtræ) der er angivet i Eurocode EN 1995-1-2 (DS/EN 1995, 2007) tager ikke vigtigeparametre med som har indvirkning på enkelt tilfælde. Der er primært følgende forhold (SP Trätek, 2010):

· Den reelle indbrændingshastighed βo [mm/min] er påvist at være afhængig af den lim, der anvendesi elementet. Isoleret set handler det om limens temperaturfølsomhed, den eksponerede tid ogtemperaturen – bruges der PU-lim eller benyttes der MUF-lim. Det er en meget væsentlig faktor, daafskalningen bliver en naturlig konsekvens heraf (Frangi, et al., 2009).

· Tykkelsen af det enkelte lag har en stor indvirkning, da det er påvist at tynde lag falder hurtigere afend tykkere lag. Dvs. den gunstige virkning af det forkullede lag ikke beskytter i lige så lang tid somman forventer. Endvidere er det problematisk, at når det forkullede lag afskaller opstår der enuhensigtsmæssig situation, hvor indbrændingshastigheden eskalerer indtil den ”nye” overflade igener forkullet. (Klippel, et al., 2014), (Frangi, et al., 2008) og (Frangi, et al., 2009).

· Der bør tages hensyn ved differentierer af indbrændingshastigheden alt efter orienteringen af CLT-elementet vertikal og horisontalt (Klippel, et al., 2014) og (Frangi, et al., 2008).


Side 51 af 74

4.5.2 Fuldskala test af SOFIE-projektet set i forhold til realiserede CLT-elementbyggerierDer er fundet argumenter for, og der hersker bred enighed om nødvendigheden af at anvende et aktivtbrandsikringssystem i form af sprinklersystem (Richard Hough, James Kell, Jim Koopman, 2012), (Serrano,2009) og (Serrano, 2010) . Systemet kan tilføre en ekstra sikkerhed, gennem en hurtig indsats på brandstedetsom minimerer brandudviklingen (Morgen, 2016) og (Sørensen, 2004). Dermed kan det med rimelighedantages at den ekstra brandbelastning som trækonstruktionen bringer med ind i ligningen kan udelades, sålænge sprinklersystemet er dimensioneret til de givne forhold.

Sprinklersystemet findes også relevant i forhold til den tidligere omtalte temperaturfølsomhed og usikkerhedpå indbrændingshastigheden (Klippel, et al., 2014), (Frangi, et al., 2008) og (Frangi, et al., 2009), i forhold tilde regningsmæssige værdier angivet i eurocodes EN 1995-1-2 (DS/EN 1995, 2007). Da sprinklersystemetforventes at kunne stabilisere branden og holde udviklingen under kontrol.

Diskussion omkring sprinklersystemet bliver ikke mindre interessant, når den ses i forhold til SOFIE projektet,der tydeligt viser at CLT-elementhusbyggeri uden sprinklersystem, kun udført med passivbrandsikring i formaf brandgipskartonplader, kan begrænse branden til et rum (Frangi, et al., 2006). Det vurderes at uden entenpassive og/eller aktive brandsikring må det antages at branden breder sig til andre rum på etagen.

Det bestyrker antagelsen om at inddækning af trækonstruktioner med plademateriale, som eksempelvisbrand gipskartonplade, har en gavnlig effekt på konstruktionernes brandmodstandsevne. Den anden positivtaflede effekt er at CLT-elementerne, så længe den passive brandsikring er intakt, heller ikke bidrager medekstra brandbelastning. Men SOFIE projektet er begrænset til at vise et brandforløb i 60 minutter, og somdet fremgår af registreringerne, begyndte den passive brandsikring at fejle omkring afslutningen afbrandforløbet. Den information sammenholdt med et forventeligt brandsikringsniveau på R-120 min, forbyggerier der er over 12 m og max 22 m høje jf. de præskriptive krav, se Figur 6, konkluderes det at denpassive brandsikring ikke kan forventes at stå alene. Det understøttes også af de internationale erfaring medrealiserede projekter, der arbejder med kombinationsløsninger (Richard Hough, James Kell, Jim Koopman,2012), (Serrano, 2009) og (Serrano, 2010).

4.5.3 Brandmodstandsevne og erfaring fra internationale projekterDe undersøgte internationale projekter opererer med, at bærende konstruktioner dimensioneres til at kunneoverholde R-90 minutter for CLT-elementbyggerier i 8 etager svarende til at dæk i øverste etage er ca. 21 mover terræn (forudsat at etagehøjden er 3 m: 3m*7etager = 21 m). De projekter der er gransket i dettespeciale tegner en generel tendens. Tendensen går på at der dimensioneres for en kombination af denubeskyttet trækonstruktion, kombineret med eksempelvis en pladeinddækning i form af brandgips, som yderen tillægsbeskyttelse. (Yates, et al., 2008), (TRADA, 2008), (Richard Hough, James Kell, Jim Koopman, 2012),(Serrano, 2009) og (Serrano, 2010).

Den internationale tendens med at dimensionerer for R-90 min, udfordrer de præskriptive krav i Danmarksom opererer med R-30, R-60 og R-120 min. I Danmark benyttes R-90 min ikke som en mulighed, heller ikkefor byggerier af ubrændbare materialer, se Figur 6, der viser at indtil 12 m i højden er det muligt at byggemed konstruktioner som R-60 A2-s1,d0 men herefter stiger kravet eksponentielt til er R-120 min(Eksempelsamling, 2016).


Side 52 af 74

4.5.4 KombinationssystemerDer anvendes forskellige normative tilgange til om man skal opføre byggerier som rent CLT-elementbyggeri,eller om man skal benytte sig af et kombinationssystem med betonkerne til trapper og elevatorer, mens detresterende system udføres som et CLT system. Der argumenteres for at beton og træs materialeegenskaberift. stabilitet, udvidelseskoefficienter ved opvarmning/nedkøling og vandpåvirkning er så forskellige, at detgiver noget utilsigtede udfordring for sammenbygningsdetaljer. Mens de byggerier der benytterkombinationen af træ og beton, argumenterer for at disse ”sikre rum” er forudsætningen for overhovedet atskabe et solidt og robust byggeri, der sætter sin lid til et bærende system af træ (Yates, et al., 2008), (TRADA,2008), (Richard Hough, James Kell, Jim Koopman, 2012), (Serrano, 2009) og (Serrano, 2010).


Side 53 af 74

5.0 Konstruktionsbrandteknisk beregning

I dette kapitel vil udvalgte konstruktioner i et referencebyggeri, med øverste etage beliggende mere end 12mover terræn, blive undersøgt for om de kan bevare deres bæreevne i 120 min, så de kan sidestilles medkonstruktioner, der er forhåndsgodkendt i de præskriptive løsninger. Vi ønsker at vælge en bygningstype, derrepræsentere en stor andel af byggeriet. Ifølge Danmarks statistik fordeler kvadratmeterne sig som illustreresi Figur 25, og hele 42% af det bebyggede areal i 2015 beboelsesbyggeri. (DST, 2016)

Figur 25 kvadratmeter fordelt på bygningstype i 2015

Specialet tager således udgangspunkt i lejligheder i etagebyggeri i seks etager. (Dvs. højere end 12m, menmindre end 22m til dæk i øverste etage) Der udføres beregninger for bærende trækonstruktioner, der skalleve op til kravene på for brandmodstandsevne R-120 jf. kapitel 2.2 Brandlovgivning i Danmark.

Der udføres og gennemgås i dette afsnit beregningerne for CLT byggesystemet og for bjælkesystem. Derberegnes tre senarier for hver, for at kunne fastslå hvordan man bedst beskytter og dimensionerekonstruktionerne. Det første scenarie regnes uden nogen form for sikring for at have en ”rå” konstruktion atsammenligne med.

5.1 Definition af beregnings eksempel, brandbelastning, åbningsfaktor mv.

For at kunne sammenligne og vurdere resultater og dimensioner er der taget udgangspunkt i et eksisterendebyggeri. Vores referencebyggeri er en bygning i seks etager, med typiske lejligheder. Projektet er opført i2015, og er således et godt eksempel på hvordan vi indretter os i dag, og hvilke dimensioner der er løsningen,når etagebyggeri skal projekteres som elementbyggeri.

Der er nedenfor vist omridset af en bygning i seks etager der er projekteret og opført som traditioneltelementbyggeri. Lejlighederne er ca. 80 m2 og har to værelser, bad, stue og køkken. Nogen lejligheder harstue og køkken som et sammenhængende rum.


Side 54 af 74

Figur 26 Plantegning af referencebyggeri, med udvalgt stue/køkken markeret

For at kunne regne videre skal vi definere termiske inertien for de omgivende konstruktioner, hvor stortvinduesareal der er og ikke mindst en vægtet højde af åbninger.

Vi vil gerne eftervise om bærende facade vægge og lejlighedsskel kan overholde R120 kravet.

Rum ArealStue 41,65 m2

Køkken udgøre 10,50 m2

Total stue + køkken 52,15 m2

Soveværelse 13,17 m2

Værelse 10,16 m2

Lejlighed 3 92,00 m2

Tabel 11 Arealopgørelse af lejlighed 3

Der udvælges stue, markeret med rød i Figur 26, i sammenhæng med køkken, da denne grænser op til bådefacaden og en nabolejlighed, og der er et stort åbningsareal.


Side 55 af 74

5.1.1 AnalyseelementerI forbindelse med en endelig projektering vil det være relevant at eftervise hele byggeriet som ensammenhæng og eftervise at huset er stabilt og robust. Det er valgt at denne eftervisning ligger uden forspecialet, da fokus ligger på om de bærende dele kan eftervises for de præskriptive krav.

Der udpeges således fire delelementer der beregnes i tre scenarier. Nedenfor er opliste laster, der påvirkerkonstruktionen. Lasterne er beregnet for en bygning i seks etager, og laster er beregnet som træbyggeri. Forlastnedføring henvises til Bilag B

Lastkombinationen for ulykkeslast, brandtilfælde er Rd.brand = Gk*1,0+Vk*0,2. Nyttelast er ikke medregnet, dapersoner ikke vil opholde sig i en bygning der brænder, lige som sne heller ikke bidrager med last ibrandtilfælde.

Beton-element dim.

EgenlastGk

NyttelastQk

VindVk

SneSk

Regningsmæssiglast Pd.brand

Etagedæk 270mm 3,6kN/m2 1,5kN/m2 - - 3,6kN/m2

Bærendefacade

190mmbagmur

147,6kN/m 36 kN/m 1,5 kN/m 3,9 kN/m 147,9 kN/m

Bærendelejlighedsskel

240mm 199,6 kN/m 57,6 kN/m 2,98 kN/m 7,68 kN/m 200,2 kN/m

Bjælke ifacade

190x300mm 19,3 kN/m 7,2 kN/m - - 19,3 kN/m

Tabel 12 Beregnede delkomponenter, inkl. karakteristiske laster, samt last i ulykkeslast kombination

Vores elementer er placeret i facaden eller i lejlighedsskel. Branden kan således påvirke bjælken fra 2 sider– den frie mod stuen og undersiden mod vinduet og væggene og etagedæk fra den ene side.

5.1.2 BrandbelastningFølges den danske vejledning Information om brandteknisk dimensionering og eurocodes kanbrandbelastningen for en bolig sættes til 780 MJ/m2 jf. (DS/EN_1991-1-2, 2007). I en artikel fra Canada i 2010gengives beregningen af den aktuelle brandbelastning for hvert rum i en lejlighed, som refereret nedenfor(Bwalya, et al., 2011)

Rum Køkken Soveværelse Stue Øvrige vær. GennemsnitBrandbelastning 807 MJ/m2 534 MJ/m2 412 MJ/m2 594 MJ/m2 588 MJ/m2

Tabel 13 Brandbelastning fordelt på værelsestype

Da levestandarden i Canada og Danmark vurderes at kunne sidestille, er der således grund til at tro at hvisman regner nøjagtigt på det, vil værdien ligge lavere end anslået i den danske litteratur, der ligger ca. 30%højere.

I eftervisningen af konstruktioner regnes både med den høje danske værdi på 780MJ/m2, og med denreducerede canadiske værdi. Denne vægtes i forhold til at køkkenet udgør ca. 1/5 af det aktuelle rum. Såledeser Canada repræsenteret med værdien 491 MJ/m2 afrundet til hele tal = 500 MJ/m2.

Dette vil synliggøre hvor stor indflydelse brandbelastningen har på dimensionerne. Den danske værdi gør detmuligt direkte at sammenligne vores beregninger med byggeri opført efter præskriptive løsninger.


Side 56 af 74

Der skal for hvert scenarie beregnes en regningsmæssig brandbelastning der skal ses i relation til gulvarealet,idet der tages hensyn til størrelsen af rummet, brugen og hvordan brandsikringen er udført jf. Anneks E(DS/EN_1991-1-2, 2007)

Regningsmæssigbrandbelastning qf,d

, = , ∗ ∗ ∗ , ∗ Ligning 15

qf,k = karakteristisk brandbelastning, relateret til gulvareal

m = forbrændingsfaktor

δq1 = faktor afhængig af brandrisikoen iht. rum størrelse

δq2 = faktor afhængig af brandrisikoen iht. anvendelse

δn = faktor afhængig af brandsikringen

Vores værdier vil se sådan ud: qf,k.dk = 780 MJ/m2

qf,k.ca = 500 MJ/m2

m = 0,8 (for cellulose jf. E.3 (DS/EN_1991-1-2, 2007))

δq1 = 1,5 (for boliger)

δq2 = 1,0 (for boliger)

δn.passiv = 0,73 (ved røgalarm og her inddækning med gips)

δn.aktiv = 0,61 (ved automatisk sprinkling)

Brandbelastningen kan nu beregnes for de to typer brandbelastning og i forhold til aktuel brandsikring.

Brandbelastningen skal desuden korrigeres så den er i relation til de overfladers areal der omslutter rummetjf. anneks F (DS/EN_1991-1-2, 2007)

, = , ∗ Ligning 16

Passiv brandsikring Aktiv brandsikringqfd qtd qfd qtd

Danmark 683 MJ/m2 184 MJ/m2 571 MJ/m2 155 MJ/m2

Canada 438 MJ/m2 118 MJ/m2 366 MJ/m2 99 MJ/m2

Tabel 14 Brandbelastning i de to tilfælde, samt korrigeret for areal relation jf. Ligning 16

Dette skal ses i sammenhæng med at man kan anvende 200MJ/m2 hvis andre værdier ikke kan dokumenteresat være rigtigere for byggeriet/projektet. (DS/EN_1991-1-2, 2007) NA:2014 Anneks E (1).

Som anført i kapitel 3.3 bør der tages hensyn til brandspredning inden for rummet, hvis det er opbygget aftræ uden brandbeskyttelse, til omgivende konstruktioner/vægge, således at disse også vil indgå i branden.Når man vælger træ som materiale, er det et reelt udfordring at materialet kan bidrage til en øgetbrandbelastning, når der går ild i det. Denne hensynstagen er dog ikke mulig at regulere i beregningerne.


Side 57 af 74

5.2 Beregning limtræsbjælke og CLT-elementer uden brandbeskyttelse

Denne beregning udføres for at have en reference dimension. Kan det udnyttes at vi kan inddække med gipseller sikre yderligt med sprinkling. Eller er træet robust nok til at stå alene, eller vil det i sådanne situationerskulle øges i dimension til en størrelse, der gør det urealistisk at anvende denne løsning i byggeriet

I Bilag C er åbningsfaktor i stue/køkkendelen beregnet til vha. Ligning 6 = 0,088m0,5

Formler i DS/EN 1995 gældende for åbningsfaktorer mellem 0,02 m0,5 og 0,2 m0,5, præciseret i DS/EN1991.For at skabe et scenarie der kan gælde for så mange lejligheder og rum som muligt, regnes der med enåbningsfaktor på 0,02 m0,5. Da dette vil give den længste brand/største effekt. I henhold til (DS/EN_1991-1-2, 2007) NA er dette den konservative værdi. Alternativt ville man skulle synliggøre at det ikke noget sted ibygningen er rum der har en anden værdi, eller åbningsfaktor med tilhørende eftervisning skal udføres foralle rum.

5.2.1 LimtræsbjælkeIndbrændringshastigheden og dybden finde ud fra anneks A (DS/EN 1995, 2007) og (Formula_Finder, 2014).

Tiden branden kan varer er beregnet i Bilag D ud fra brandbelastning og åbningsareal til t1= 133 min. Ogindbrændingsdybden kan nu bestemmes jf bilag.

Metode Brandbelastning Indbrændingsdybde BeregningBeregnede i specialet 186 MJ/m2 78 mm Bilag DDansk defineret 200 MJ/m2 83 mm Bilag EResttværsnit - 91 mm 0,7mm/min*120min + 7mmCanada 118 MJ/m2 42 mm Bilag F

Tabel 15 Sammenligning af indbrændingsdybde ud fra belastning og metode, ubeskyttet tværsnit

Det bliver tydeligt ud fra Tabel 15 at brandbelastningen betyder meget. Når brandbelastningen halveres, gørindbrændingsdybden også. Yderlig får vi bekræftet at når resttværsnitsmetoden benyttes, står man med etoverslag og en konservativ værdi. Der er lagt ca. 5% sikkerhed oveni set i forhold til vores beregnede værdi.Der tilmeld er korrigeret i åbningsfaktoren for at kunne anvendes på hele bygningen.

Der er altså mulighed for at optimere og reducere hvis man har ressourcer til at beregne hvert rum for sig iforbindelse med en projektering.

I Bilag G eftervises limtræsbjælken for anvendelses og brudgrænsetilstand, uden at tage højde for ulykkeslast.Dette ville give en dimension på 140x367 for en limtræsbjælke der spænder 3 meter.

Nedenfor i er gengivet dimensionerne for tværsnit uden og med brandforløb. I Bilag H findes eftervisningenmed reduceret styrker og det reducerede tværsnit. Her bliver tværsnittet 185mm i bredden og højden øgestil 400mm.


Side 58 af 74

Figur 27 Bjælke uden og med eftervisning for brandforløb

Bjælkens tykkelse skal således øges med 45mm, altså ca. 30% og der vil være en meromkostning i forbindelsemed etablering af en sådan bjælke. Anvendes værdier fra Canada vil bjælken kunne eftervises for 185 x367mm jf. Bilag I. Dimensionen er således ens for anvendelseslast og ulykkeslast.

Til sammenligning er den aktuelle overliggeren i beton udført 190mm bred, og træet er således ikkeunderlegent på dimensionen af bjælken.

5.2.2 CLT vægFor CLT elementet anvendes beregningsprogrammet ”Calculatis” et program fra Stora Enso CLT designsoftware (Stora_Enso, 2016)

Begrænsning i programmet er blandt andet at det ikke er muligt at bestemme brandbelastningen, og regulerei beregningen for et sprinklet afsnit. Der vil derfor under hver beregning blive redegjort for hvad denberegnede indbrændingsdybde er, jf. håndberegninger. Dette er gjort for at gøre beregninger sågennemsigtige som mulige.

Indbrændingsdybden beregnes for CLT elementer jf. Technical guide for Europe omkring sikkerhed itræbyggeri (SP Trätek, 2010), iht. afsnit 6.6.2.4.

Dybden og formlerne der anvendes er afhængige af om CLT elementet er opbygget af 3, 5 eller 7 lag. Nårindbrændingsdybden er beregnet skal det kontrolleres at krav i nedenstående Figur 28 stadig er overholdt.


Side 59 af 74

Figur 28 Reduceret tværsnit af væggen, ved brand fra en side. Figur 6.15 (SP Trätek, 2010)

For vores CLT-element gælder det, at de skal kunne modstå branden i 120 min, og indbrændingsdybdenbliver således: s0+dchar = 16mm+(0,65mm/min*120min) = 94mm

Hvor s0 = det påvirkede lag/forkulningslaget. Aflæses i tabel 6.10 (SP Trätek, 2010)dchar = indbrændingsdybden (β0 *tiden)

Det vil sige at tykkelsen af lag 1+2+3 skal være min 94+3mm = 97mm. Desuden skal det yderste lag være min15mm tykt jf. Figur 28. Vi skal således have et element, der min er 5 lag tykt, og med hvert lag min 15mm.Dvs. min 130mm elementer. Elementerne er bygget af lag varierende i tykkelsen 20, 30, 40, 60 eller 80mm.For at have konkrete elementer at forholde sig til, er der tage udgangspunkt i elementer fra Lilleheden, dadisse svare til elementerne i beregningsprogrammet.

Det mindste element vi kan vælge et element der er 160mm tykt. (40+20+40+20+40mm)

Vægelementet eftervises for 2 last scenarier – på lejlighedsskel og på facade.

For facaden henvises til Bilag J. Væggen kan eftervises til 160L5s element. Dvs. det er 160mm tykt, opbyggetaf fem lag, hvor de to yderste er orienteret den samme retning.

For lejlighedsskellet henvises til Bilag K. Væggen kan eftervises til 180L5s

Indbrændingsdybden for begge elementer er beregnet til 96mm i programmet og det stemmer såledesnogenlunde med den teoretiske beregning jf. (SP Trätek, 2010)

Sidestillet med facaden på 190 mm og lejlighedsskel på 240mm, er træet acceptabelt konkurrencedygtigt seti forhold til dimensioner. Dog er der ikke taget højde for udfordringen med lydisolering. Mellem lejlighedsskeler der lydkrav, på 55dB (Bygningsreglement, 2015). Elementet 180 kan erfaringsmæssigt dæmpe 39dB. Dervil derfor med stor sandsynlighed blive opsat forsatsvægge eller elementerne skal tænkes som dobbeltkonstruktioner med isolering i midten. Dette vil give en bredere væg.

5.2.3 CLT etagedækEtagedækket eftervises til 220L7s-2 CLT element jf. Bilag L. De yderste 2x3 lag er 30mm tykke. Her erindbrændingsdybden beregnet til 123mm og adskiller sig noget fra håndberegningen jf. (SP Trätek, 2010)

s0+dchar = 13mm+(0,65mm/min*120min) = 91mm

Hvor s0 = det påvirkede lag/forkulningslaget. Aflæses i tabel 6.10 (SP Trätek, 2010)dchar = indbrændingsdybden (β0 *tiden)

Til sammenligning er det betonelementdækket 270mm tykt, og trædækket bliver konkurrencedygtigt set udfra tykkelsen. Der er dog ikke taget for højde for lydkrav, så den endelig tykkelse på etageadskillelsen vilgivetvis være tættere på det udførte.


Side 60 af 74

5.3 Beregning limtræsbjælke og CLT-elementer med gips/passiv brandsikring

Inddækning med gips er en velkendt måde at beskytte konstruktioner på. Det vil sige at der allerede ibyggebranchen er en accept af at dette virker, og det vil for den projekterende og udførende være et oplagtvalg, når der skal vælges passiv brandbeskyttelse. Desuden er der i erfaringsbyggerier fra udlandet omtalt ikapitel 4.0 anvendt passiv brandsikring, for at kunne imødekomme krav om modstandstiden. Nu erudfordringen så, om der er millimeter, og derved omkostninger, at spare på den endelig dimension.Velvidende at inddækning med plademateriale vil være en ekstra arbejdsgang på pladsen. Med mindreelementerne bliver leveret med inddækningen monteret.

Når træ beskyttes med passiv brandsikring i form af gips, stenuld, brandimprægnering eller andet, påvirkestidsforløbet. Der går tid før varmen og derved indbrændingen/forkulningen påvirker selve trætværsnittet.

Denne forsinkelse tch [min] kan beregnes ud fra følgende ligning, hvis pladematerialet er type A, F eller H. Enalmindelig gipsplade på 13mm fra Knauf er godkendt som type A, og 2 lag af denne type vil benyttes iberegningseksemplet. (Knauf, 2010)

= 2,8 ∗ ℎ − 14 Ligning 17 (DS/EN 1995, 2007)

Hvor tch = tid til indbrænding af beskyttede elementer begynder [min]hp = Pladetykkelse [mm] Hvis beskyttelsen består af flere lag regnes tykkelsen som tykkelse udvendigt lag + 50% af tykkelsen af det inderste lag

tch = 2,8*(13mm+0,5*13mm) -14 = 40,6 min

Svigttiden for den passive beskyttelse med gipsplader tf = tch jf. 3.4.3.4(3) (DS/EN 1995, 2007) Herefter vilindbrændingen fortsætte som angivet for ubeskyttet tværsnit. Dette er optegnet i (DS/EN 1995, 2007) oggengivet her i Figur 29

Figur 29 Indbrændingsdybdens tidsafhængighed figur 3.4 (DS/EN 1995, 2007)


Side 61 af 74

Når tiden tch er gået vil indbrændingen i tværsnittet øges i starten, og når det passerer 25mm vil hastighedenreduceres til samme hastighed som hvis tværsnittet er ubeskyttet.

=2 ∗

25∗

+

Ligning 18 (DS/EN 1995, 2007)

Hvor ta = tidsgrænse for hvornår hastigheden er som for ubeskyttet [min]tf = 40,6min (regnet under Ligning 17)k3 = 2 (faktor for egenskab efter svigt af pladebeskyttelse)βn = 0,7 for limtræ jf. tabel 3.1 (DS/EN 1995, 2007)

2 *40,6min = 81,2 min

(25/2*0,7) + 40,6min = 58,4 min

Dvs. at efter 58,4 min er indbrændingsdybden 25mm. Herfra beregnes den som for ubeskyttet tværsnit. Tilsammenligning ville indbrændingsdybden være 58,4min * 0,7mm/min = 41 mm for et ubeskyttet limtrætværsnit.

De resterende 120-58 = 62 minutter beregnes som 0,7mm/min * 62 min = 43mm

Således bliver den samlede indbrændingsdybde 43+25mm = 68 mm

5.3.1 LimtræsbjælkeOg tværsnittet kan eftervises for tværsnit 185x367mm jf. Bilag M Det endelige tværsnit vil dog være211x393, da der jo skal 2 x 13mm gips på siden og bunden af bjælken.

Figur 30 Bjælketværsnit regnet uden brandforløb, og med passiv brandbeskyttelse af gipsplade 2x13mm.

Der er således ikke sparet i tværsnitsdimensioner, selvom det inddækkes med passiv brandbeskyttelse. Detteskyldes primært at gipsen beskytter tværsnittet i starten af brandforløbet, hvor påvirkningen ikkenødvendigvis er særlig voldsom.

Der er dog den åbenlyse fordel, at der i starten af brandforløbet er sikret, at der ikke tilføjes ekstrabrandbelastning i lokalet hvor det brænder idet bjælken er inddækket, og således ikke vil antænde uansetom branden er tæt på bjælken.


Side 62 af 74

5.3.2 CLT vægVæggene beregnes i beregningsprogrammet Calculatis fra Stora Enso (Stora_Enso, 2016). Her er det muligtat vælge passiv brandbeskyttelse i forskellige typer gips eller krydsfiner beklædning.

I forbindelse med den ubeskyttede konstruktion tages der hensyn til minimumstykkelse på 160mm beregneti indledningen.

Uden gips Med gipsFacade 160 mm 140 + (2 x 18mm gips) = 176mm (2 lag på indvendig side) Bilag N

Lejlighedsskel 180 mm 160 + (2 x 15mm gips) = 190mm (1 lag på hver side) Bilag OTabel 16 Sammenligning af vægtykkelser med og uden passiv brandbeskyttelse

5.3.3 CLT etagedækDækket beregnes ligeledes i beregningsprogrammet Calculatis fra Stora Enso (Stora_Enso, 2016).

Etagedækket er eftervist til 220L7s-2 med 40mm isolering og 12,5 mm gipsplade type A jf. Bilag P

Der er således ikke vundet noget ved at beskytte dækket med gips. Det er ikke muligt at gå ned i dimension.Dette skyldes med stor sandsynlighed at vores spænd på 9 meter er så langt, alt dækkene i forhold tilalmindelig nedbøjning, vil være svære at nedbring dimensionen på.

5.4 Beregning limtræsbjælke og CLT-elementer med sprinkling/aktiv brandsikring

Sprinkling kan begrænse branden, og sprinkleren har den funktion at den holder branden nede på en laverebrandeffekt, end hvis den får lov til at udvikle sig fuldt. Konstruktioner placeret i sprinklede brandenhederkan derfor dimensioneres for en lavere effekt. Værdien for brandbelastningen er oplistet i Tabel 14Brandbelastning i de to tilfælde, samt korrigeret for areal relation.

Dog er det væsentlig at nævne at sprinkleranlæg kan svigte, og der kan være tale om en større brand endprojekteret. Der kan regnes med en risiko for svigt på 5% (Boligstyrelsen, 2004), og risikoen for svigtsammenregnet med sandsynligheden for brand i boliger på 0,003 tabel A2 (BSi, 2003) må konkluderes atvære forsvindende lille. Ved følsomt byggeri, hvor man ønsker større sikkerhed kan der projekteres med 2systemer, og risikoen for total svigt minimeres.

5.4.1 LimtræsbjælkeSamlet indbrændingsdybde ved sprinklet er regnet i Bilag Q = 66mm

Bjælken kan udføres som 140 x 367mm jf. Bilag R og dimensionen er således den samme som vedalmindelig bæreevne eftervisning.

Anvendes de Canadiske værdier er indbrændingsdybden jf. Bilag S = 21mm

Tværsnitte vil derfor kunne være mindre, men da bjælke som udgangspunkt også skal dimensioneres ud frabrud og anvendelsesgrænsetilstande er tværsnitte det samme.

5.4.2 CLT vægDet er ikke muligt i den tekniske guide (SP Trätek, 2010) eller i beregningsprogrammet (Stora_Enso, 2016) attage højde for i beregningen, at brandbelastningen er mindre end defineret af ISO 184. Og der ligger ikke endirekte beregningsmetode til indbrænding i CLT elementer, hvor brandbelastningen kan ændres.


Side 63 af 74

Sammenlignes indbrændingsdybden for det ubeskyttede tværsnit og det sprinklede tværsnit forlimtræsbjælken, kan indbrændingsdybden reduceres med en faktor 0,85 (sprinklet/fri = 66mm/78mm). Detforudsættes her, at indbrændingsdybden kan reduceres med den samme faktor for CLT, selvom der kan væretale om en grov antagelse. Men der er i begge tilfælde er tale om sammenlimede elementer, der danner etnyt tværsnit, og der er tale om det samme brandforløb gennem lagdelte tværsnit.

Indbrændingsdybden for CLT-væggen 96mm*0,85 = 81mm

Tiden af branden korrigeres i beregningen for at få indbrændingen til at svare til den teoretiske reducerededybde. Ud fra denne grove tilnærmelse kan væggen i facaden eftervises til 140mm (med 70mmindbrænding/R90) jf. Bilag T og væggen i lejlighedsskellet til 160mm (med 70mm indbrænding/R90) jf. BilagU. Dette skal betragtes som et overslag, der kan ikke vælges værdier for brandforløbet, der svarer til denforholdsberegnede indbrænding. Men noget tyder på at man kan gå en dimension ned, nårbrandbelastningen reduceres ved hjælp af aktiv brandsikring, hvor der her er valgt sprinkler.

Der er ikke mange millimeter at spare, men der er sikkerhed i at branden bliver holdt nede på et niveau, hvorden ikke antænder resten af lejligheden og derved inddrager vægge og lofter til brandbelastningen.

5.4.3 CLT etagedækDet sammen gælder med stor sandsynlighed for dækket. Der er ikke millimeter at spare, men der er tale omen forbedring af sikkerhedsniveauet, der er værd at tage med i betragtningen.

Beregningen er ikke udført da der, allerede ved inddækningen med gips, ikke var mulighed for at gå endimension ned. Og værdierne for den sprinklede brandenhed er en teoretisk antagelse, der således ikke giveret konkret billede af dimensionen.

5.5 Del konklusion konstruktionsbrandteknisk beregning

Nedenfor er dimensionerne opliste for de 3 scenarier med illustrationer samlet for direkte sammenligning.

5.5.1 LimtræsbjælkeBjælken i facaden vil få følgende dimensioner, alt efter brandsikringsmetode:

Figur 31 Forskellen i dimensioner på limtræsbjælker i de 3 scenarier


Side 64 af 74

5.5.2 FacadeelementetFacadeelementet vil få følgende dimensioner, alt efter brandsikringsmetode:

Figur 32 Forskellen i dimensioner på facadeelementerne

5.5.3 LejlighedsskelletLejlighedsskellet vil få følgende dimensioner, alt efter brandsikringsmetode:

Figur 33 Forskellen i dimensioner på lejlighedsskel

*værdien og dimensionen er vejledende og skal ikke betragtes som en endelig dimensionering.

For etagedækket er dimensionen den samme – 220mm. Dog vil den total tykkelse blive 272,5mm, hvis deninddækkes med isolering og gips.

Der er dog i dette speciale ikke redegjort for lydforholdene. Det er ofte dem som bliver udslagsgivende forden endelige dimension af vægge og etagedæk i lejlighedsskel. Desuden er der i CLT elementer ikke mulighedfor at føre installationer på samme måde som betonelementer, og der vil i en total projektering af et byggeriskulle tages hensyn til også denne disciplin.


Side 65 af 74

6.0 Diskussion og konklusion

Information om brandteknisk dimensionering, kapitel 3 ”Konstruktive forhold” beskriver at konstruktionerkan eftervises i henhold til konstruktionsnormerne eller eurocodes jf. bygningsreglementet (Boligstyrelsen,2004) og (Bygningsreglement, 2015). Projektgruppen har påvist at beregningsmetodernes forudsætningerfor de regningsmæssige værdier βo = 0,65 [mm/min] (massivtræ) og βn = 0,7 [mm/min] (limtræ), angivet ieurocodes EN 1995-1-2 (DS/EN 1995, 2007), ikke medtager vigtige parametre, som har indflydelse på et reeltdimensionerings eksempel. Hvis det skal være realistisk at få skudt træhusbyggeri i gang i Danmark, skal detvære mere gennemsigtigt hvilke fabrikanter, hvilke produkter og konstruktioner der lever op til voressikkerhedsniveau. Der er brug for eksempler, der kan danne grundlag for en videre erfaringsbank. Men isærpladetykkelser, krav til tykkelsen på det yderste lag, limtyper og differentiering mellem lodrette og vandretteelementer er essentielle emner.

6.1 Parametre der skal tages hensyn til

Opmærksomheden bør være på, hvilken lim der bliver anvendt i de konkrete CLT-elementerne, hvordanlimens temperaturfølsomhed er i kombination med lagtykkelserne af de enkelte, samt lagtykkelser ielementkonfigurationen og set i forhold til afskalning. Endvidere argumenteres der for, at hensyn bør tagestil differentiering af indbrændingshastigheder alt efter orienteringen af CLT-elementet vertikal og horisontalt.(Klippel, et al., 2014), (Frangi, et al., 2008) og (Frangi, et al., 2009).

Projektgruppen har studeret den svenske vejledning fra SP “Fire safty in timber buildings, Technical guidelinefor Europe” (SP Trätek, 2010) som redegør for en metode til at bestemme en individuelindbrændingshastighed for lagdelte elementer under forudsætning af tykkelse og konfiguration. Det ervigtigt at gøre opmærksom på, at metoden er baseret på forudsætningerne for temperautrprofilet i enstandardbrand iht. ISO-834 (ISO, 2014). Der er derfor heller ikke i denne publikation taget højde forkonstruktionerne selv bidrager til brandbelastningen.

Med de udfordringer der er påvist for de regningsmæssige værdier for indbrænding, argumenteres der forat funktionskravene i bygningsreglementet for nuværende i de fleste tilfælde opfyldes på baggrund af enbrandteknisk komparativ analyse med udgangspunkt i de præskriptive krav, defineret i ”Eksempelsamlingenom brandsikring af byggeri” (Eksempelsamling, 2016). Det anspore en diskussion af kravet ombrandmodstandsevne på R-120 A2-s1,d0, som er det brandsikkerhedsniveau der er realiteten for denne typebyggerier, kan revurderes.

6.1.1 Kan R-90 min indføres i DanmarkHvis man ønsker at anvende CLT-elementer i højhus byggeri i Danmark, er den første udfordring at detpræskriptive krav står i vejen for at bygge højere end 9,6 meter. Herefter kræves R-120 min som måkonkluderes at være urealistisk at opnå, det vil i hvert fald ikke været anbefales værdigt at ukritisk beregneen R-120 min konstruktion på baggrund af de generelle værdier i Eurocode EN 1995-1-2 (DS/EN 1995, 2007).

Der er ikke fundet svar på, hvorfor kravet direkte går fra R-60 min til R-120 min, og der findes ikke i degranskede internationale projekter belæg for at sige at risikoen for personsikkerhed er eksponentieltstigende med højden af byggeriet. Endvidere argumenteres der for en mulighed for at inddrageranvendelseskatogorierne, og dermed personer og deres funktioner, i bygningen som et


Side 66 af 74

differentieringsparameter. Det kan som eksempel nævnes at risiko ved brand i hospitaler må formodes atvære større end brand i et kollegie – under den forudsætning at kollegier i gennemsnit huser raske, ungemennesker, der er i stand til at redde sig selv ud, mens der på hospitaler generelt vil være tale om syge ogevt gangbesværede personer, der skal bruge hjælp til at evakuere.

De undersøgte internationale projekter i kapitel 4.0 viser en tendens til, at det er almindelig praksis i bådeSverige, England og Australien at opererer med, at bærende konstruktioner dimensioneres til at overholdekravet R-90 minutter (Yates, et al., 2008), (TRADA, 2008), (Richard Hough, James Kell, Jim Koopman, 2012),(Serrano, 2009) og (Serrano, 2010). For de tre granskede eksempler er bygningerne på otte etager svarendetil ca. 21m til dæk i øverste etage, og derfor skal den komparative analyse sidestille med det danske R-120min krav for maksimalt 22m (Eksempelsamling, 2016). Hvis det findes for radikalt at nedskrive R-120 minkravet med 30 minutter for bygninger op til 22 m i Danmark, kan det foreslås at der arbejdes henimod et kravfor mellemhøjebygninger med etagedæk i højest 16 m over terræn med anvendelseskategori ogbygningsfunktion for øje. Det foreslås at hoteller og lejlighedskomplekser kunne komme i betragtning.

6.1.2 Træ som materiale i konstruktioner til trods for det er brandbartHvis man skal udføre konstruktioner med brandbare materialer som lever op til et sikkerhedsniveau, dertilsvar en brandmodstandsevne for konstruktioner på R-120 A2-s1,d0 kan man iht. ”Information ombrandteknisk dimensionering” og de oplistede acceptkriterier i Tabel 4 udføre en konsekvensanalysen påbaggrund af beregninger, der verificerer at den beregnede temperatur i de bærende konstruktioner ikkeoverstiger den kritiske temperatur for bæreevnen, eller beregning af strålingsvarme fra ilden, i relation tilantændelighed og flammespredning.

Jf. (DS/EN 1995, 2007) pkt. 2.1.1, note 2, er der ikke fare for brandspredning pga. varmestråling, hvisoverfladetemperaturen er under 300°C. Den kritisk temperatur for bæreevnen i CLT-element er ikkedefineret, men den vurderes at have stor sammenhæng med de undersøgte forhold for elementernesindbrændingshastigheder. Men uanset hvad må det forventes, at ubeskyttede trækonstruktioner relativhurtigt selv vil blive en del af branden, og derved tilføre en større effekt end erfaringstal giver os. Erfaringstalfor brandbelastningen dækker over inventar og objekter, der er i rummet. Der er ikke i denne værdi tagethensyn til at vægge, lofter og gulv kan bidrage til brandens udvikling. Men træ mister ikke sine egenskaberpå samme måde som stål. Stål vil ved høje temperaturer bliver slapt og mindste bæreevnen. Hvis træet erdimensioneret til at modstå indbrænding, vil det det træ der ikke er brændt væk selv ved høje temperaturervære lige så stærkt før under som efter branden. Vi ved således meget omkring træ, og om hvordan detreagere på eksempelvis brand og høje temperaturer.

I alle scenarier under beregningsafsnittet kan vi eftervises trækonstruktioner uden brandbeskyttelse, udenat dimensionerne adskiller sig voldsomt fra referencebyggeriet i betonelementer. Et CLT lejlighedskel regneseksempelvis til 180 mm, mens det i betonelement er 240mm tykt. Specialet påpeger dog atberegningsmodeller ikke er opbygget og konstrueret til at medtage en forøgelse af brandbelastningen med iberegning, og det anbefales derfor at anvende en kombination af passiv og aktiv brandsikring.

6.1.3 Kombination af passiv og aktiv brandsikringProjektgruppen har i starten af specialet afgrænset sig til at se på to principielle metoder for brandsikring afbyggeri. Se kapitel 2.0. Det drejer sig om aktiv brandsikring i form af sprinkling og passiv brandsikring i formaf gipsinddækning af bærende konstruktioner. Det har vist sig at være en god beslutning, da erfaringer fra de


Side 67 af 74

internationale projekter alle udtrykker bred enighed om nødvendigheden af at anvende et aktivtbrandsikringssystem i form af sprinklersystem (Richard Hough, James Kell, Jim Koopman, 2012), (Serrano,2009) og (Serrano, 2010) . Systemet kan tilføre en ekstra sikkerhed, gennem en hurtig indsats på brandstedetsom minimerer brandudviklingen (Morgen, 2016) og (Sørensen, 2004). Dermed kan det med rimelighedantages at den ekstra brandbelastning, som trækonstruktionen bringer med ind i ligningen, kan udelades iforhold til den brandtekniske dimensionering, Sprinklersystemet findes også relevant i forhold til dentidligere omtalte temperaturfølsomhed og usikkerhed på indbrændingshastigheden (Klippel, et al., 2014),(Frangi, et al., 2008) og (Frangi, et al., 2009), ift. de regningsmæssige værdier angivet i Eurocode EN 1995-1-2 (DS/EN 1995, 2007). Da sprinklersystemet forventes at kunne stabiliserer branden, så temperaturen holdesunder overtændingstemperaturen.

I tillæg til sprinklersystemet har projektgruppen fundet, at de bærende konstruktioner i de internationaleprojekter, er dimensioneret som en kombination af ubeskyttet trækonstruktion brandmodstandsevnekombineret med en pladeinddækning i form af brandgips, som yder en tillægsbeskyttelse. (Yates, et al.,2008), (TRADA, 2008), (Richard Hough, James Kell, Jim Koopman, 2012), (Serrano, 2009) og (Serrano, 2010).Der er ingen tvivl om at den passive brandsikring også bidrager som et vigtigt parameter til brandsikkerheden.Projektgruppen har studeret et fuldskalaforsøg med et CLT-byggeri, SOFIE projektet, der tydeligt viser at CLT-elementhusbyggeri uden sprinklersystem, kun udført med passivbrandsikring i form afbrandgipskartonplader, kan begrænse branden til ét rum. Dog kun i 60 minutter, herefter afsluttede manforsøget. De efterfølgende registreringer viste at den passive brandsikring begyndte at svigte hen modslutningen (Frangi, et al., 2006). Det bestyrker antagelsen om at inddækning af trækonstruktioner medplademateriale, som eksempelvis gipskartonplade, har en gavnlig effekt på konstruktionernesbrandmodstandsevne. Den anden positivt afledte effekt er, at CLT-elementerne, så længe den passivebrandsikring er intakt, ikke bidrager med ekstra brandeffekt. Men SOFIE projektet viser også at den passivebrandsikring ikke kan forventes at stå alene, og den skal derfor ses i kombination med et aktivt system. Detunderstøttes også af de internationale erfaring med realiserede projekter, der arbejder medkombinationsløsninger (Richard Hough, James Kell, Jim Koopman, 2012), (Serrano, 2009) og (Serrano, 2010).

I forbindelse med eftervisningen af trækonstruktioner med passiv brandbeskyttelse er træet ogsåkonkurrencedygtigt i forhold til betonelementer. Facadeelementer eftervises til 140 + 2x18mm gips (ttot =176 mm) og etagedæk 220+40mm isolering og 12,5mm gips (ttot = 272,5mm). Sammenholdt medfacadeelementer på 190 mm og etagedæk på 270mm er træet ikke irrelevant at tage med i overvejelserne.

Den passive brandbeskyttelse vil øges tidsrummet, hvor træet ikke bidrager til brandbelastningen, ogdimensioneringsmetoder bliver tilnærmelsesvis anvendelige. Anbefalingen med en kombination af passiv ogaktiv er tilstedebragt for at sikre en lavere brandbelastning (sprinkler) og en forlængelse af tiden hvor træetikke direkte indgår i branden (gipsinddækning).

Der findes kvalitative argumenter for det er muligt at løse højhusbyggeri udført med konstruktivt system aftræ, i en solid og robust i kombination med både passiv og aktiv brandsikring. Sprinklersystemet vurderes atvære en nødvendighed og det vil selvfølgelig give nogle udfordring ved boligbyggeri da der endnu ikke ertradition for at anvende sprinkler i boligbyggeri i Danmark. Det kan dog nævnes, at der ved selvsynkonstateres, at den del af de nye lejlighedsbyggeri på havnen i Århus er fuldsprinklet.

Alt taget i betragtning er træhusbyggeri en reel mulighed for fremtidige byggemetoder.


Side 68 af 74

6.2 Konklusion

På baggrund af den opsamlede viden igennem nærværende projekt og den ovenstående diskussion,konkluderes det at mulighederne for at bygge lejlighedsbyggerier (anvendelseskategori 4) med bærende CLT-trækonstruktioner i mere end fire etager i Danmark, uden at gå på kompromis med brandsikkerheden, er enmulighed. Under nogle givende forudsætninger og konkrete tiltag:

1. Anvendelse af bærende CLT-trækonstruktioner i mere end fire etager, anbefales kun som enkombinationsløsning mellem passiv brandbeskyttelse (inddækning med brandgips) og aktivbrandsikring (sprinklersystem).

2. Indfør brandklasse R-90 min for bærende bygningsdele til mellemhøje bygninger i Danmark.

3. Opstilling af retningslinjer, der differentier værdier for indbrændingshastigheder, på baggrund aflimtyper, tykkelsen af de enkelte lag samt elementkonfiguration, og indbygningsorienteringenvertikal og horisontalt.


Side 69 af 74

6.3 Fremtidig undersøgelse

Specialet har behandlet emnet brandsikkerhed i træhusbyggerier, hvor der anvendes CLT-elementer sombærende system. Undersøgelsen har nødvendigvis ikke kunne fokusere på alle relevante aspekter forbundetmed emnet, derfor er der herunder kort redegjort for nogle vigtige fokuspunkter, som ikke er behandlet,men som må forventes at kunne påvirke en holistisk analyse af brandsikkerheden.

Brandtest er primært udført på element niveau og iht. standardbranden ISO-834 (ISO, 2014), der består afen meget hurtig brandudvikling og en kontinuerlig varmeforøgelse gennem hele brandforsøget, der afsluttesved et givent tidspunkt. Denne typer prøvninger bidrager med uvurderlig viden om elementer ogkomponenter endda også om samling mellem elementer i forhold til præmissen høje temperaturer. Menprøvningerne siger ikke noget om ”fire decay phase” altså den sidste tid af branden hvor rumtemperaturenog brandintensiteten aftager og der sker en naturlig afkøling af konstruktionen (Gerard, et al., 2013) og(Barber, et al., 2015).

En anden pointe er, at der findes ikke mange byggesystemer der er brandtestet i stor skala. Denne type testvil kunne forklare brandegenskaber af et CLT-byggesystem, samt øge viden om lastdistribution når flereelementer i sammenhæng varmepåvirkes og den forventelige ”last-deling”. Det vil være gavnligt at få udførtforsøg der, dels medtager hele brandforløbet, og dels opbygges i et større system forsøg (Gerard, et al., 2013)og (Barber, et al., 2015).

Installationsgennemføringer er også relevant at få undersøgt. Der tænkes her på gennemføringer af el, gas,vand, varme, afløb ventilation mv. som er nødvendige i enhver bygning. Gennemføringerne udføres ved atlave huller i både dæk- og vægelementer, for at kunne udføre sin gennemføring. Efterfølgende lukkes deromkring dem med et passende brandlukningssystem til formålet ud mod CLT-elementet. Udfordringen er, atalle de systemer, der er på markedet som er brandprøvet, alle er prøvet i ubrændbare konstruktioner. Derforer funktionen i brandbare konstruktioner ukendt. Der tænkes her på indbrænding i CLT-elementet, hvorbrandlukningssystemet er monteret. Hvordan har det en indflydelse på lukningsfunktion i forhold til at sikremod brand- og røgspredning, og hvordan vil temperaturen på gennemføringen påvirke spredningen fra ensektion til en anden (Gerard, et al., 2013) og (Barber, et al., 2015).

Det er desuden svært at fastlægge hvor omfattende brandspredning til andre bygninger vil være. Her tænkespå hvor meget det påvirker varmestrålingen og brandspredningen, når facader og primære komponenter erlavet af brændbart materiale.

Endelig er evakuering ikke berørt i dette speciale, da projektgruppen fra starten valgte fokus til at være pådet bærende system. Men det er en vigtig del når brandsikkerheden skal vurderes, og der kan med fordelstuderes nærmere, hvordan flugtmuligheder vil være i bygninger med konstruktioner med brændbarekonstruktioner. Vil der hurtigere kunne opstå kritiske forhold, eller er det muligt via kombinationen af passivog aktiv brandsikring at etablere forhold der er 100% sammenlignelige med vores udgangspunkt. Bør dervejledes i opbygningen af flugtvejstrapper og flugtveje til mange personer. Og kan disse, som andrekonstruktioner, udføres i brændbart materiale uden sikkerhedsniveauet nedsættes.

Der er således endnu emner og spørgsmål der skal vurderes før vi helhjertet bygger Danmarks første træhus,men det bør ikke være kravet til konstruktioner der bremser det.


Side 70 af 74

7.0 Referencer

305/2011/Europaparlamentet Byggevareinfo [Online] // http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:31989L0106. - 05. 02 2011. - 05. 02 2016. -http://byggevareinfo.dk/file/350739/euforordning.pdf.

Andersen Ib Den Skindbarlige virkelighed [Bog]. - København : Forlaget samfundslitteratur, 2008. - Årg. 4.Udgave.

Barber David og Gerard Robert Summary of the fire protection foundation report - fire safty challenges oftall wood buildings // Fire Science Reviews. - USA : a Springer open jornal, 2015.

Bengtsson Lasse og Selck Preben Byggeriets materialer [Bog]. - Kbh : Nyt Nordisk Forlag, 2011. - Årg. 3.udgave, ISBN-13:9788717041998.

Boligstyrelsen Erhvers og Information om brandteknisk dimensionering [Bog]. - Kbh : Erhvervsministerietfor Energistyrelsen, 2004.

Brundtland Our common future [Bog]. - [s.l.] : Oxford University Press. World Commission on Environmentand Development.,, 1987.

BSi Application of fire safety engineering principles to the design of buildings - Part 7 (PD 7974-7) [Bog]. -[s.l.] : British Standards, 2003.

Bwalya Alex [et al.] Survey Results of Combustible Contents and Floor Areas in Canadian Multi-FamilyDwellings [Artikel] // Fire Technology . - [s.l.] : Springer, 2011. - 4 : Årg. 47.

Byggeloven LBK nr 1185 af 14/10/2010 // https://www.retsinformation.dk/forms/R0710.aspx?id=183662. -Kbh : Klima-, Energi- og Bygningsministeriet, 2010.

Bygningsreglement Bygningsreglement, Trafik og byggestyrelsen [Bog]. - København : [s.n.], 2015. -5798000893443.

Bæredygtigt_byggeri bygningsreglement [Online] // www.bygningsreglement.dk. - Energistyrelsen, 2015. -April 2015. - mangler.

CTL_info CTL info [Online]. - 2013. - 2016. - http://www.clt.info/en/.

Douglas Erol Karacabeyli and Brad CLT handbook: cross-laminated timber [Bog]. - [s.l.] : FPInnovations,2013.

DS/EN 1995 1-2 Eurocode 5 - Trækonstruktioner, Del 1-2 Generelt - Brandteknisk dimensionering [Bog]. -København : Dansk standard, 2007. - 2 udgave.

DS/EN_1991-1-2 DS/EN 1991-1-2 Brandlast [Bog]. - [s.l.] : Dansk Standard, 2007.

DS1052.1 Brandteknisk klassifikation Bygningsdele eksklusiv døre. Modstandsevne mod brand // DanskStandard. - KBH : DS, 1985.


Side 71 af 74

DS1052.2 Brandteknisk klassifikation. Døre. Modstandsevne mod brand // Dansk Standard. - KBH : DS,1985.

DS1057-1 Brandteknisk klassifikation. Byggematerialer. Ubrændbarhed // Dansk Standard. - KBH : DS, 1993.

DS1065-1 Brandteknisk klassifikation. Byggematerialer. Klasse A og klasse B materialer // Dansk Standard. -KBH : Dansk Standard, 1990.

DST Danmarks statestik [Online] // dst.dk. - 2016. - https://www.dst.dk/da/Statistik/emner/byggeri-og-anlaeg/byggeri.

Eksempelsamling Eksempelsamling om brandsikring af byggeri, Energistyrelsen [Bog]. - København : Klima,Energi og Bygningsministeriet, 2016. - 978-87-7844-924-5.

EN13017-2 Massive træplader - Klassifikation - Overfladeudseende - Del 2: Løvtræ // Standard European. -KBH : Dansk standard, 2001.

EN13501-1 Fire Classification of construction products and building elements- Classification using test datafrom reaction to fire test // Dansk Standard. - KBH : European Standard, 2009. - Årg. Part 1.

EN13501-2 Fire Classification of construction products and building elements- Classification using testfesistance to fire test // Dansk standard. - KBH : Eropean Standard, 2009. - Årg. Part-2.

EN14081-1 Trækonstruktioner - Styrkesorteret konstruktionstræ med rektangulært tværsnit - Del 1:Generelle krav // Standard European. - KBH : Dansk standard, 2016.

EN338 Konstruktionstræ - Styrkeklasser // Eropean Standard. - KBH : Dansk Standrd, 2016.

Fire_Engineering Fire Engineering [Online] // Fire Engineering. - 2006. -http://www.fireengineering.com/articles/print/volume-159/issue-6.html.

Formula_Finder Formula Finder, Fire-Safety Engineering [Bog]. - Lyngby : Polyteknisk Forlag, 2014.

Frangi Andrea [et al.] Experimental analysis of cross-laminated timber panels in fire [Rapport]. - ELSEVIER :Fire Safty Journal 44 (1078-1087), 2009.

Frangi Andrea [et al.] Fire Behaviour of Cross-Laminated Solid Timber Panels [Rapport]. - Institute ofStructural Engineering, ETH Zurich : International association for fire safety science, 2008.

Frangi Andrea, Bochicchio Giovanna og Ceccotti Ario Natural Full-Scale Fire Test on 3 Storey XLam TimberBuilding [Rapport]. - Zürich : Institut of Structural Engineering, 2006.

Gerard Robert og Barber David Fire Safty Challenges of Tall Wood Building [Rapport]. - Massachusettes,USA : The Fire Protection Research Foundation, 2013.

Gorm Jens Dansk Standard [Online]. - 2016. - 25. 08 2016. - www.ds.dk.

ICC International Code Council [Online] // ICC publicACCESS. - 2015. - 25. 08 2016. - www.iccsafe.org.


Side 72 af 74

ISO Fire resistance tests — Elements of building construction // ISO 834-11:2014(en). - [s.l.] : ISO, 2014.

Klippel Michael [et al.] Fire tests on loaded cross-laminated timber wall and floor elements [Rapport]. -Institute of structiral Engineering Zürich : International Association fore fire safty science, 2014.

Knauf knauf.dk [Online] // www.knauf.dk. - 07 2010. - 12 2016. -http://test.bygmaonline.dk/images/pdf/vejledninger/knauf_danogips/knauf_danogips_GDS_gipsplade_5726565.pdf.

Kumar Sunil og Rao C.V.S.Kameswara Fire load in residential buildings [Artikel] // Building andEnvironment. - [s.l.] : Oxford : Elsevier Science, 1995.

Lilleheden Lilleheden [Online]. - 2016. - sep 2016. - http://www.lilleheden.dk/.

Morgen J Hurley SFPE Handbook of Fire protection Engineering [Bog]. - Massachussets : Society of FireProtection Engineering, Springer, 2016. - Årg. 1, 2 og 3.

NFPA Building Construction and Safty Code. - Batterymarch Park : NFPA, 2009.

NFPA Fire Protection Handbook [Bog]. - Quincy, Massachusettes, USA : National Fire ProtectionAssociation, 2008. - 20th .

OIB Österreichisches institut für Bautechnik ETA-06/0138 [Rapport]. - Brussels : Euopean Organisation forTecnical Approvals, 2011.

Oleszkiewicz Igor Fire exposure to exterior walls and Flame spread on combustible caldding [Artikel] // FireTechnology. - 11 1990.

Paroc Paroc [Online] // Paroc. - Paroc, stenuldsisolering. - nov 2016. -http://www.paroc.dk/knowhow/brand/generel-information-om-brand.

Redaktionen Den store danske [Online]. - 2010. - september 2016. -http://denstoredanske.dk/Danmarks_geografi_og_historie/.

Richard Hough, James Kell, Jim Koopman Nez Zealand Timber Design Society [Online] // CLT Apartmentblocks for the Sydney affordable housing market. - WCorld conference on Timber Engineering, 15-19. July2012. - 20. September 2016. - http://www.timberdesign.org.nz/WCTE2012.cfm/view/288/parent/39.

Serrano Erik Documentation of the Limnologen Project Overview and Summaries of Sub Projects Results[Rapport]. - Växjö : Växjö University , 2009.

Serrano Erik Limnologen – Experince from an 8 storey timber building [Online] // 15th International woodconstruction conference. - Växsjö University , 2010. - 2016. - www.forum-holzbau.ch/pdf/ihf09_Serrano.pdf.

Skovforeningen Dansk Skovforeningen [Online]. - 2016. -http://www.skovforeningen.dk/site/trae_skov_CO2_neutralt/.


Side 73 af 74

SP Trätek Fire safty in timber buildings, Technical guideline for Europe [Rapport]. - Stockholm : SPTechnical Research Institute of Sweden , 2010.

Stora_Enso Calculatis // The Stora Enso CLT design software. - [s.l.] : Stora Enso, 2016.

Ståbi Teknisk Teknisk Ståbi [Bog]. - [s.l.] : Nyt Teknisk forlag, 2015. - 23 udgave.

Sørensen Lars Schiøtt Brandfysik og brandteknisk design af bygninger [Bog]. - Kgs. Lyngby : PolytekniskForlag, 2004. - 1. Udgave, 1. oplag .

Teknologisk Institut Innobyg [Online]. - 2010. - september 2016. - http://www.innobyg.dk.

TRADA Case Study Stadthaus Murray Grove London [Online] //http://eoinc.weebly.com/uploads/3/0/5/1/3051016/murray_grove_case_study.pdf. - TRADA Technology,June 2008. - September 2016.

Treet treetsameie [Online]. - 2015. - okt 2016. - http://treetsameie.no/.

Yates Megan, Linegar Matt og Dujic Bruno 4.2Design of an 8 storey Residential Tower from KLH CrossLaminated solid Timber [Artikel] // 10th World Conference on Timber Engineering 2008. - Miyazaki Japan :TIB Hannover, 2008. - 978-1-61567-088-8 : Årg. Volume 4 of 4.

Östman og all. et Brandsäkra trähus 3 [Bog]. - Stockholm : SP Sverigs Tekniska Forskningsinstitut, 2012. - SPRapport 2012:18 version 3.


Side 74 af 74

8.0 Bilagsliste

Bilag A Gennemgang af søgemetoden

Bilag B Lastnedføring

Bilag C Åbningsfaktor for stue/køkken

Bilag D Indbrændingsdybden for ubeskyttet tværsnit, danske værdier, limtræsbjælken

Bilag E Indbrændingsdybden for ubeskyttet tværsnit, danske værdier Nationalt anneks, limtræsbjælken

Bilag F Indbrændingsdybden for ubeskyttet tværsnit, canadiske værdier, limtræsbjælken

Bilag G Eftervisning af limtræsbjælken, alm. bæreevne

Bilag H Eftervisning af limtræsbjælken, danske værdier, uden brandbeskyttelse

Bilag I Eftervisning af limtræsbjælken, canadiske værdier, uden brandbeskyttelse

Bilag J Eftervisning af facadeelementet, uden brandbeskyttelse

Bilag K Eftervisning af lejlighedsskel, uden brandbeskyttelse

Bilag L Eftervisning af etagedæk, uden brandbeskyttelse

Bilag M Eftervisning af limtræsbjælken, efter gipsen er faldet væk

Bilag N Eftervisning af facadeelementet, med passiv beskyttelse

Bilag O Eftervisning af lejlighedsskel, med passiv brandbeskyttelse

Bilag P Eftervisning af etagedæk, med passiv brandbeskyttelse

Bilag Q Indbrændingsdybden ved sprinklet sektion, danske værdier

Bilag R Eftervisning af limtræsbjælken, aktiv brandbeskyttelse

Bilag S Indbrændingsdybden ved sprinklet sektion, canadiske værdier

Bilag T Eftervisning af facadeelementet, med aktiv beskyttelse

Bilag U Eftervisning af lejlighedsskel, med aktiv brandbeskyttelse


Bilag A Gennemgang af søgemetoden

Søgeord/sætning: "fire load" apartmentSorteret efter årstal, for at få de nyeste data

Resultater: Fra google scholar (28 hits) og fra DTU Find it (6 hits)

Fra Google scholar

Nedenfor viser flowet fra et enkelt søgeord eller sætning, til man har indsnævret sig til nogen enkelteartikler.I dette tilfælde referer en af artiklerne til to af de andre, og der vil via diskussion i specialet redegøres forhvilken værdi/teori der anvendes.

Udvalgte artikler1) “Fire load in residential buildings”

Indien1995

Sunil Kumar & C.V.S Rao

Fra DTU Findt it

· ”fire load” apartment· Fire load

Søgeord og sætninger anvendt er blandt andre:

2) “Determination of Fire Load and Heat ReleaseRate for High-rise Residential Buildings”

Kina2014J. LIU &W. K. CHOW

Nr. 2, der er den nyeste artikel henviser til dataomkring fireload fra artiklernefra Canada 2010 og Indien 19905

1) “Survey Results of Combustible Contents andFloor Areas in Canadian Multi-Family Dwellings”

Canada2010Alex Bwalya, Gary Lougheed,Ahmed Kashef, Hamed Saber


Bilag B Lastnedføring

Undersøgte lastkombinationer Normgrundlag: Eurocde 0:2007, Eurocode 1:2007Konsekvensklasse:

Lastkombination Egv. Nytte Nytte Sne Vindtryk VindsugG Q1 Q2 S V1 V2

6.10b1 1,0 1,5 ψ ψ ψ 0 Brudgrænse, dominerende nyttelast6.10b2 1,0 ψ ψ 1,5 ψ 0 Brudgrænse, dominerende snelast6.10b3 1,0 ψ ψ 0 1,5 0 Brudgrænse, dominerende vindtryk6.10b4 ψ 0 0 0 0 1,5 Vindsug, egenlast til gunst6.10a 1,2 0 0 0 0 0 Dominerende egenlastBrand ψb ψb ψb ψb ψb ψb BrandNyttelast Q1 virker på én etage, nyttelast Q2 på øvrige etager

Bærende facade - modul 1Linjelaster på væg Last Art b (evt.h) Enh. qk 6.10b1 6.10b2 6.10b3 6.10b4 6.10a BrandLastbeskrivelse nr. ψ [m] last [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m]Snelast på tag S01 S 0,45 4,80 0,80 3,84 1,90 6,34 0,00 0,00 0,00 0,00Vindtryk på tag V01 V1 0,45 4,80 0,31 1,49 0,74 0,74 2,46 0,00 0,00 0,33Vindsug på tag V02 V2 0,45 4,80 -1,14 -5,47 0,00 0,00 0,00 -9,03 0,00 0,00Tagopbygning (ekskl. CLTdæk) G01 G 0,00 4,80 0,30 1,44 1,58 1,58 1,58 0,00 1,90 1,58CLTdæk, t = 270 mm G02 G 0,90 4,80 1,27 6,09 6,70 6,70 6,70 5,48 8,04 6,70Installationer G03 G 0,00 4,80 0,20 0,96 1,06 1,06 1,06 0,00 1,27 1,06

G Q1 Q2 S V1 V2Last på væg, niv. 4 8,5 0,0 0,0 3,8 1,5 -5,5 12,0 16,4 11,8 -3,5 11,2 9,7Træelementer (bagvæg), t = 190 mm (470 kg/m3)G22 G 0,90 3,00 0,89 2,68 2,95 2,95 2,95 2,41 3,54 2,95Træelement, teglfacade + isolering G23 G 0,90 3,60 1,31 4,71 5,18 5,18 5,18 4,24 6,22 5,18Nyttelast kategori A1, bolig Q01 Q1 0,75 4,80 1,50 7,20 11,88 5,94 5,94 0,00 0,00 1,58Opbygning etagedæk (ekskl. CLT) G11 G 0,80 4,80 2,17 10,42 11,46 11,46 11,46 8,33 13,75 11,46CLTdæk, t = 270 mm G12 G 0,90 4,80 1,27 6,09 6,70 6,70 6,70 5,48 8,04 6,70Installationer G13 G 0,00 4,80 0,20 0,96 1,06 1,06 1,06 0,00 1,27 1,06Lette skillevægge G14 G 0,00 4,80 0,75 3,60 3,96 3,96 3,96 0,00 4,75 3,96

G Q1 Q2 S V1 V2Last fra niv. 4 28,5 7,2 0,0 0,0 0,0 0,0 43,2 37,2 37,2 20,5 37,6 32,93Last på væg, niv. 3 36,9 7,2 0,0 3,8 1,5 -5,5 55,2 53,7 49,0 16,9 48,8 42,6Træelementer (bagvæg), t = 190 mm (470 kg/m3)G22 G 0,90 3,00 0,89 2,68 2,95 2,95 2,95 2,41 3,54 2,95Træelement, teglfacade + isolering G23 G 0,90 3,00 1,31 3,93 4,32 4,32 4,32 3,53 5,18 4,32Nyttelast kategori A1, bolig Q21 Q2 0,75 4,80 1,50 7,20 5,94 5,94 5,94 0,00 0,00 1,58Opbygning etagedæk (ekskl. CLT) G11 G 0,80 4,80 2,17 10,42 11,46 11,46 11,46 8,33 13,75 11,46CLTdæk, t = 270 mm G12 G 0,90 4,80 1,27 6,09 6,70 6,70 6,70 5,48 8,04 6,70Installationer G13 G 0,00 4,80 0,20 0,96 1,06 1,06 1,06 0,00 1,27 1,06Lette skillevægge G14 G 0,00 4,80 0,75 3,60 3,96 3,96 3,96 0,00 4,75 3,96

G Q1 Q2 S V1 V2Last fra niv. 3 27,7 0,0 7,2 0,0 0,0 0,0 36,4 36,4 36,4 19,8 36,5 32,0Last på væg, niv. 2 64,6 7,2 7,2 3,8 1,5 -5,5 91,5 90,0 85,4 36,7 85,3 74,6Træelementer (bagvæg), t = 190 mm (470 kg/m3)G22 G 0,90 3,00 0,89 2,68 2,95 2,95 2,95 2,41 3,54 2,95Træelement, teglfacade + isolering G23 G 0,90 3,00 1,31 3,93 4,32 4,32 4,32 3,53 5,18 4,32Nyttelast kategori A1, bolig Q21 Q2 0,75 4,80 1,50 7,20 5,94 5,94 5,94 0,00 0,00 1,58Opbygning etagedæk (ekskl. CLT) G11 G 0,80 4,80 2,17 10,42 11,46 11,46 11,46 8,33 13,75 11,46CLTdæk, t = 270 mm G12 G 0,90 4,80 1,27 6,09 6,70 6,70 6,70 5,48 8,04 6,70Installationer G13 G 0,00 4,80 0,20 0,96 1,06 1,06 1,06 0,00 1,27 1,06Lette skillevægge G14 G 0,00 4,80 0,75 3,60 3,96 3,96 3,96 0,00 4,75 3,96

G Q1 Q2 S V1 V2

Partialkoefficienter


Bilag B LastnedføringLast fra niv. 2 27,7 0,0 7,2 0,0 0,0 0,0 36,4 36,4 36,4 19,8 36,5 32,0Last på væg, niv. 1 92,3 7,2 14,4 3,8 1,5 -5,5 127,9 126,4 121,8 56,4 121,8 106,6Træelementer (bagvæg), t = 190 mm (470 kg/m3)G22 G 0,90 3,00 0,89 2,68 2,95 2,95 2,95 2,41 3,54 2,95Træelement, teglfacade + isolering G23 G 0,90 3,00 1,31 3,93 4,32 4,32 4,32 3,53 5,18 4,32Nyttelast kategori A1, bolig Q21 Q2 0,75 4,80 1,50 7,20 5,94 5,94 5,94 0,00 0,00 1,58Opbygning etagedæk (ekskl. CLT) G11 G 0,80 4,80 2,17 10,42 11,46 11,46 11,46 8,33 13,75 11,46CLTdæk, t = 270 mm G12 G 0,90 4,80 1,27 6,09 6,70 6,70 6,70 5,48 8,04 6,70Installationer G13 G 0,00 4,80 0,20 0,96 1,06 1,06 1,06 0,00 1,27 1,06Lette skillevægge G14 G 0,00 4,80 0,75 3,60 3,96 3,96 3,96 0,00 4,75 3,96

G Q1 Q2 S V1 V2Last fra niv. 1 27,7 0,0 7,2 0,0 0,0 0,0 36,4 36,4 36,4 19,8 36,5 32,0Last på væg, niv.0 (stue) 120,0 7,2 21,6 3,8 1,5 -5,5 164,3 162,8 158,2 76,2 158,4 138,6Træelementer (bagvæg), t = 190 mm (470 kg/m3)G22 G 0,90 3,00 0,89 2,68 2,95 2,95 2,95 2,41 3,54 2,95

G Q1 Q2 S V1 V2Last fra niv. 0 (stue) 2,7 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 2,9 2,9 2,9 2,4 3,5 2,9Last på fundament 122,6 7,2 21,6 3,8 1,5 -5,5 167,2 165,7 161,1 78,6 161,9 141,6Egenlast, sum 122,6Nyttelast sum 28,8

Bærende skillevæg - modul 3Linjelaster på væg Last Art b (evt.h) Enh. qk 6.10b1 6.10b2 6.10b3 6.10b4 6.10a BrandLastbeskrivelse nr. ψ [m] last [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m]Snelast på tag S01 S 0,45 9,60 0,80 7,68 3,80 12,67 0,00 0,00 0,00 0,00Vindtryk på tag V01 V1 0,45 9,60 0,31 2,98 1,47 1,47 4,91 0,00 0,00 0,65Vindsug på tag V02 V2 0,45 9,60 -1,14 -10,94 0,00 0,00 0,00 -18,06 0,00 0,00Tagopbygning (ekskl. CLTdæk) G01 G 0,00 9,60 0,30 2,88 3,17 3,17 3,17 0,00 3,80 3,17CLTdæk, t = 270 mm G02 G 0,90 9,60 1,27 12,18 13,40 13,40 13,40 10,96 16,08 13,40Installationer G03 G 0,00 9,60 0,20 1,92 2,11 2,11 2,11 0,00 2,53 2,11

G Q1 Q2 S V1 V2Last på væg, niv. 4 17,0 0,0 0,0 7,7 3,0 -10,9 24,0 32,8 23,6 -7,1 22,4 19,3Træelementer, t = 200 mm (470 kg/m3) G21 G 0,90 3,00 0,94 2,82 3,10 3,10 3,10 2,54 3,72 3,10Nyttelast kategori A1, bolig Q01 Q1 0,75 9,60 1,50 14,40 23,76 11,88 11,88 0,00 0,00 3,17Opbygning etagedæk (ekskl. CLT) G11 G 0,80 9,60 2,17 20,83 22,92 22,92 22,92 16,67 27,50 22,92CLTdæk, t = 270 mm G12 G 0,90 9,60 1,27 12,18 13,40 13,40 13,40 10,96 16,08 13,40Installationer G13 G 0,00 9,60 0,20 1,92 2,11 2,11 2,11 0,00 2,53 2,11Lette skillevægge G14 G 0,00 9,60 0,75 7,20 7,92 7,92 7,92 0,00 9,50 7,92

G Q1 Q2 S V1 V2Last fra niv. 4 45,0 14,4 0,0 0,0 0,0 0,0 73,2 61,3 61,3 30,2 59,3 52,6Last på væg, niv. 3 61,9 14,4 0,0 7,7 3,0 -10,9 97,2 94,2 84,9 23,1 81,8 72,0Træelementer, t = 200 mm (470 kg/m3) G21 G 0,90 3,00 0,94 2,82 3,10 3,10 3,10 2,54 3,72 3,10Nyttelast kategori A1, bolig Q21 Q2 0,75 9,60 1,50 14,40 11,88 11,88 11,88 0,00 0,00 3,17Opbygning etagedæk (ekskl. CLT) G11 G 0,80 9,60 2,17 20,83 22,92 22,92 22,92 16,67 27,50 22,92CLTdæk, t = 270 mm G12 G 0,90 9,60 1,27 12,18 13,40 13,40 13,40 10,96 16,08 13,40Installationer G13 G 0,00 9,60 0,20 1,92 2,11 2,11 2,11 0,00 2,53 2,11Lette skillevægge G14 G 0,00 9,60 0,75 7,20 7,92 7,92 7,92 0,00 9,50 7,92

G Q1 Q2 S V1 V2Last fra niv. 3 45,0 0,0 14,4 0,0 0,0 0,0 61,3 61,3 61,3 30,2 59,3 52,6Last på væg, niv. 2 106,9 14,4 14,4 7,7 3,0 -10,9 158,5 155,5 146,3 53,2 141,1 124,6Træelementer, t = 200 mm (470 kg/m3) G21 G 0,90 3,00 0,94 2,82 3,10 3,10 3,10 2,54 3,72 3,10Nyttelast kategori A1, bolig Q21 Q2 0,75 9,60 1,50 14,40 11,88 11,88 11,88 0,00 0,00 3,17Opbygning etagedæk (ekskl. CLT) G11 G 0,80 9,60 2,17 20,83 22,92 22,92 22,92 16,67 27,50 22,92CLTdæk, t = 270 mm G12 G 0,90 9,60 1,27 12,18 13,40 13,40 13,40 10,96 16,08 13,40Installationer G13 G 0,00 9,60 0,20 1,92 2,11 2,11 2,11 0,00 2,53 2,11Lette skillevægge G14 G 0,00 9,60 0,75 7,20 7,92 7,92 7,92 0,00 9,50 7,92

G Q1 Q2 S V1 V2Last fra niv. 2 45,0 0,0 14,4 0,0 0,0 0,0 61,3 61,3 61,3 30,2 59,3 52,6


Bilag B LastnedføringLast på væg, niv. 1 151,8 14,4 28,8 7,7 3,0 -10,9 219,8 216,8 207,6 83,4 200,4 177,2Træelementer, t = 200 mm (470 kg/m3) G21 G 0,90 3,00 0,94 2,82 3,10 3,10 3,10 2,54 3,72 3,10Nyttelast kategori A1, bolig Q21 Q2 0,75 9,60 1,50 14,40 11,88 11,88 11,88 0,00 0,00 3,17Opbygning etagedæk (ekskl. CLT) G11 G 0,80 9,60 2,17 20,83 22,92 22,92 22,92 16,67 27,50 22,92CLTdæk, t = 270 mm G12 G 0,90 9,60 1,27 12,18 13,40 13,40 13,40 10,96 16,08 13,40Installationer G13 G 0,00 9,60 0,20 1,92 2,11 2,11 2,11 0,00 2,53 2,11Lette skillevægge G14 G 0,00 9,60 0,75 7,20 7,92 7,92 7,92 0,00 9,50 7,92

G Q1 Q2 S V1 V2Last fra niv. 1 45,0 0,0 14,4 0,0 0,0 0,0 61,3 61,3 61,3 30,2 59,3 52,6Last på væg, niv. 0 (stue) 196,8 14,4 43,2 7,7 3,0 -10,9 281,2 278,1 268,9 113,6 259,8 229,8Træelementer, t = 200 mm (470 kg/m3) G21 G 0,90 3,00 0,94 2,82 3,10 3,10 3,10 2,54 3,72 3,10

G Q1 Q2 S V1 V2Last fra niv. 0 2,8 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 3,1 3,1 3,1 2,5 3,7 3,1Last på fundament 199,6 14,4 43,2 7,7 3,0 -10,9 284,3 281,2 272,0 116,1 263,5 232,9Egenlast, sum 199,6Nyttelast sum 57,6

Bjælke, i facade. 3 meterLinjelaster på væg Last Art b (evt.h) Enh. qk 6.10b1 6.10b2 6.10b3 6.10b4 6.10a BrandLastbeskrivelse nr. y [m] last [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m]Nyttelast kategori A1, bolig Q01 Q1 0,75 4,80 1,50 7,20 11,88 5,94 5,94 0,00 0,00 1,58Opbygning etagedæk (ekskl. CLT) G11 G 0,80 4,80 2,17 10,42 11,46 11,46 11,46 8,33 13,75 11,46CLTdæk, t = 270 mm G12 G 0,90 4,80 1,27 6,09 6,70 6,70 6,70 5,48 8,04 6,70Installationer G13 G 0,00 4,80 0,20 0,96 1,06 1,06 1,06 0,00 1,27 1,06

G Q1 Q2 S V1 V2I alt, last på bjælke ekskl. egv. 17,5 7,2 0,0 0,0 0,0 0,0 31,1 25,2 25,2 13,8 23,1 20,8Træbjælke - type 1 G42 G 0,90 3,00 0,60 1,80 1,98 1,98 1,98 1,62 2,38 1,98

G Q1 Q2 S V1 V21,8 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 2,0 2,0 2,0 1,6 2,4 2,0

I alt, last på bjælke inkl. egv. 19,3 7,2 0,0 0,0 0,0 0,0 33,1 27,1 27,1 15,4 25,4 22,8Egenlast, sum 19,27


Bilag C Åbningsfaktor, stue/køkken

Rummets geometriRummes højde h = 2,60 mRummes bredde b = 12,70 mRummes længde l = 4,00 mAreal Agulv = 52,15 m2

Samlet areal af gulv, væg og loft At = 193 m2

ÅbningerVindue 1+4Højde hi = 1,5 mBredde bi = 2,4 mAreal Ai = 3,6 m2

Vindue 2Højde hi = 2,1 mBredde bi = 5,2 mAreal Ai = 10,92 m2

Vindue 3Højde hi = 1,5 mBredde bi = 0,6 mAreal Ai = 0,9 m2

Samlet areal af lodrette åbninger Av = 9,7 m2

Vægtet højde af åbninger heq = 3,06 m

ÅbningsfaktorO = 0,088 m0,5


Bilag D Ubeskyttet bjælketværsnit, indbrændingsdybdenDanske værdier


A2(A3)

Inerti for trævæggeDencitet (CLT) ρ = 500 kg/m3

Varmekapcitet c = 1700 Jkg-1K-1

Varmeledningsevne λ = 0,14 Wm-1K-1

inertien for træ b = 345 J/m2s½K A2(A4)

indbrændingshastighedFaktor Γ Γ = 2,83 A2(A2)

Tænkte indbrændingshastighed, limtræ βn = 0,7Indbrændingshastighed βpar = 0,89 mm/min A2(A1)

Brandbelastning i forhold til gulv = 683 MJ/m2Tabel 13

Brandbelastning i forhold til gulv/atot = 184 MJ/m2

Brandens varrighed t1 133 minIndbrændingsdybdeFor 120 min = 78 mmReferencer i kursiv henviser til DS/EN 1995, 2007Værdier for inertien er hentet fra http://www.danskbyggeskik.dk/


Bilag E Ubeskyttet bjælketværsnit, indbrændingsdybdenDanske værdi fra nationale anneks


A2(A3)










Bilag E Ubeskyttet bjælketværsnit, indbrændingsdybdenCanada værdier


A2(A3)




inertien for træ b = 182,54 J/m2s½K A2(A4)



Brandbelastning i forhold til gulv = 438 MJ/m2


t0 12,1 min < 40min3* t0 36,3 min5 * t0 60,6 minIndbrændingsdybder i de 3 tidsintervallerdchar t < t0 10 mmdchar t0 < t < 3t0 10 mmdchar 3t0 < t < 5t0 20 mmdchar 98 mmTotal indbrænding 138 mm

Referencer i kursiv henviser til DS/EN 1995, 2007


Bilag G Eftervisning træbjælke, ubeskytte

ForudsætningerSimpelt understøttet bjælke, belastet af ensfordelt linjelast

Anvendelsesklasse

Lastvarighed

Systemfaktor ksys = 1,0

Materialer

Trækvalitet

Regningsmæssige styrketalBøjning parallelt med fibrene fm,d = 13,8 MPaTræk parallelt med fibrene ft,0,d = 9,0 MPaTræk vinkelret på fibrene ft,90,d = 0,23 MPaTryk parallelt med fibrene fc,0,d = 11,3 MPaTryk vinkelret på fibrene fc,90,d = 1,15 MPaForskydning fv,d = 1,62 MPaStivhedstalElasticitetsmodul, middelværdi E0 = 13000 MPaForskydningsmodul, middelværdi G = 650 MPaDeformationsfaktor kdef = 0,6

Geometri

Spændvidde L = 3,00 mMaks. lastbredde (bjælkeafstand) a = 1,000 m

Tværsnitsbredde b = 140 mmTværsnitshøjde h = 366 mm

Areal A = 51,2E+3 mm2

Modstandsmoment Wy = 3,1E+6 mm3

Inertimoment Iy = 572,0E+6 mm4

LasterKarakteristisk Partialkoefficient

fladelast [kN/m2] gf

P-last 19,30 1,00L-lastM-last 7,20 1,50K-lastØ-lastTotal

Snitkræfter

Maksimalt moment Mmax = 33,9 kNmMaksimal forskydning Vmax = 45,2 kNForskydning 366 mm fra enden Vd = 34,1 kN

BæreevneUdnyttelse

Bøjning Mb,R = 43,3 kNm 78%Forskydning Vb,R = 55,2 kN 82%

Kipning 0,52 < 0,75 OK

Regningsmæssig

0,00

linjelast [kN/m]Karakteristisk

19,300,007,200,00

linjelast [kN/m]19,300,00

10,80

26,50

0,000,00

30,10


Bilag H Ubeskyttet bjælketværsnit, reduceret tværsnitDanske værdier


Anvendelsesklasse

Lastvarighed


Modifikationsfaktoreomkreds tværsnit p 858,0 mmrest arealet Ar 34454,0 mm3

bøjning 0,999875

trykstyrke 0,999801

trækstyrke og E-modul 0,999925

Materialer

Trækvalitet

Regningsmæssige styrketalBøjning parallelt med fibrene fm,d = 13,8 MPaTræk parallelt med fibrene ft,0,d = 9,0 MPaTræk vinkelret på fibrene ft,90,d = 0,23 MPaTryk parallelt med fibrene fc,0,d = 11,3 MPaTryk vinkelret på fibrene fc,90,d = 1,15 MPaForskydning fv,d = 1,62 MPaStivhedstalElasticitetsmodul, middelværdi E0 = 12999 MPaForskydningsmodul, middelværdi G = 649,8705056 MPaDeformationsfaktor kdef = 0,6

Danske værdier

Geometri


indbrændingsdybde 78 mmoprindelig bredde 185 mmoprindelig højde 400 mmTværsnitsbredde, reduceret b = 107 mmTværsnitshøjde, reduveret h = 322 mm






P-last 19,30 1,00L-lastM-last 0,00K-lastØ-lastTotal

Snitkræfter


BæreevneUdnyttelse



19,30

0,000,00

19,30

Regningsmæssig

0,00


19,300,000,000,00

linjelast [kN/m]19,300,000,00


Bilag I Ubeskyttet bjælketværsnit, reduceret tværsnitCanada værdier


Anvendelsesklasse

Lastvarighed



bøjning 0,999867

trykstyrke 0,999788


Materialer

Trækvalitet


Canada værdier

Geometri









Snitkræfter


BæreevneUdnyttelse



19,25

0,000,00

19,25

Regningsmæssig

0,00


19,250,000,000,00


Rønslevengineer Helle Fishman

project Master afhandlingelement Bilag J. Facadeelement ubeskyttet

page 1date 16.12.2016

Calculatis by Stora Enso 2.0 November 2016

system

global utilization ratio 98 %

ULS 19 % ULS fire 98 % SLS 0 %

section: CLT 160 CLT 160 L5slayer thickness orientation material1 40.0 mm 0° C24 spruce2 20.0 mm 90° C24 spruce3 40.0 mm 0° C24 spruce4 20.0 mm 90° C24 spruce5 40.0 mm 0° C24 sprucetCLT 160.0 mm

section fire: CLT 160 CLT 160 L5slayer thickness orientation material1 40.0 mm 0° C24 spruce2 20.0 mm 90° C24 spruce3 4.0 mm 0° C24 sprucetCLT 64.0 mm

fire resistance class:R 120 time 120 minfire protection layering : no additional fire protection k0 d0 dchar,0,h def,h dchar,0,v def,v

[-] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm]1 7 89.0 96.0 0.0 0.0

material valuesmaterial fm,k ft,0,k ft,90,k fc,0,k fc,90,k fv,k fr,k min E0,mean Gmean Gr,mean

[N/mm²] [N/mm²] [N/mm²] [N/mm²] [N/mm²] [N/mm²] [N/mm²] [N/mm²] [N/mm²] [N/mm²]C24 spruce 24.00 14.00 0.35 21.00 2.40 4.00 1.25 12,500.00 690.00 50.00

load

load case groupsload case category Typ duration Kmod γinf γsup Ψ0 Ψ1 Ψ2

LC1 dead load G permanet 0.6 1 1.35 1 1 1



page 2date 16.12.2016


LC1:dead load

continous loadqk[kN/m]150

ULS combinationscombination rule

LCO1 1.35/1.00 * LC1

ULS combinations firecombination rule

LCO1 1.00/1.00 * LC1

Ultimate limit state (ULS) - design results

utilization rate of shear stress in plane on net section

LCO1Id X Z kmod fIP,Netto,k Q τIP,Net,d ratio[-] [m] [m] [-] [N/mm²] [kN] [N/mm²] [%]699 2.775 2.475 0.6 8.0 0.00 0.00 0 %

utilization rate of shear stress in plaen of gross section

LCO1Id X Z kmod f

v,IP,Brutto,k

Q τIP,Gross,d

ratio

[-] [m] [m] [-] [N/mm²] [kN] [N/mm²] [%]699 2.775 2.475 0.6 3.5 0.00 0.00 0 %



page 3date 16.12.2016


utilization rate of torsional shear stress in face glued surfaces

LCO1Id X Z kmod fv,IP,T,k Q τT,Node,d ratio[-] [m] [m] [-] [N/mm²] [kN] [N/mm²] [%]699 2.775 2.475 0.6 2.5 0.00 0.00 0 %

utilization rate of axail force horizontal

LCO1Id X Z kmod fm,k Nh,max My σh,max ratio[-] [m] [m] [-] [N/mm²] [kN] [kNm] [N/mm²] [%]745 3.675 2.625 0.6 24.0 0.0000 0.0000 0.00 0 %

utilization rate of axail force vertical

LCO1Id X Z kmod fm,k Nv,max My σv,max ratio[-] [m] [m] [-] [N/mm²] [kN] [kNm] [N/mm²] [%]

1 0.075 0 0.6 24.030.3750 0.0000 1.69 15 %



page 4date 16.12.2016


utilization rate for buckling

LCO1Id X Z lk λy βc kc,y fc,d σc,0,d σm,y,d ratio[-] [m] [m] [m] [-] [-] [-] [N/mm²][N/mm²][N/mm²] [%]1 0.075 0 2.8 56 0.1 0.878 10.08 1.69 0.00 19

%

Ultimate limit state (ULS) fire design - results


LCO1Id X Z kmod fIP,Netto,k Q τIP,Net,d ratio[-] [m] [m] [-] [N/mm²] [kN] [N/mm²] [%]684 0.525 2.475 1 8.0 0.00 0.00 0 %


LCO1Id X Z kmod f

v,IP,Brutto,k

Q τIP,Gross,d

ratio

[-] [m] [m] [-] [N/mm²] [kN] [N/mm²] [%]684 0.525 2.475 1 3.5 0.00 0.00 0 %



page 5date 16.12.2016



LCO1Id X Z kmod fv,IP,T,k Q τT,Node,d ratio[-] [m] [m] [-] [N/mm²] [kN] [N/mm²] [%]684 0.525 2.475 1 2.5 0.00 0.00 0 %


LCO1Id X Z kmod fm,k Nh,max My σh,max ratio[-] [m] [m] [-] [N/mm²] [kN] [kNm] [N/mm²] [%]734 2.025 2.625 1 24.0 0.0000 0.0000 0.00 0 %



1 0.075 0 1 24.022.5000 0.0000 3.41 12 %



page 6date 16.12.2016




%

Service limit state design (SLS) - design results

horizontal deformation

LCO1Id X Z wlimit limit vh,max ratio[-] [m] [m] [mm] [mm] [mm] [%]801 0.075 2.8 9.3 L/300 =

9.30.0000 0.0 %

support reaction

support reaction horizontal min/max



page 7date 16.12.2016


support reaction vertical min/max

support reaction moment min/max

reference documents for this analysisEnglish title descriptionEN 338 EN 338 - Structural timber ― Strength classesEN 1995-1-1 EN 1995-1-1 - Eurocode 5: Design of timber structures - Part 1-1: General -

Common rules and rules for buildingsETA-14/0349 European Technical Assessment ETA-14/0349 of 02.10.2014Expertise Rolling shear - no edge gluing, H.J. Blass Expertise on Rolling shear for CLTEN 1995-1-2 EN 1995-1-2 - Eurocode 5 — Design of timber structures — Part 1-2: General

— Structural fire designTechnical expertise 122/2011/02: analysis of loadbearing capacity and separation performance of CLTelements

Verification of the load bearing capacity and the insulation criterion of CLTstructures with Stora Enso CLT

Technical expertise 2434/2012 - BB: failure time tf ofgypsum fire boards (GKF) according to ON B 3410

Expertise on failure time tf of gypsum wall fire boards according to ON B3410and gypsum wall boards type DF according to EN 520

EN 1990 EN 1990 - Eurocode ― Basis of structural designBS EN 1995-1-1 NA BS EN 1995-1-1 - UK - National Annex to Eurocode 5: Design of timber

structures - Part 1-1: General- Common rules and rules for buildingsBS EN 1995-1-2 NA BS EN 1995-1-2 - UK National Annex to Eurocode 5: Design of timber

structures - Part 1-2: General - Structural fire designFire safety in timber buildings - technical guildeline forEurope

Fire safety in timber buildings - technical guildeline for Europe; publishes bySP Technical Research Institute of Sweden

National specifications concerning ÖNORM EN 1995-1-2, national comments and national supplements,chapter 12

ÖNORM EN 1995-1-2 - National specifications concerning ÖNORM EN 1995-1-2, national comments and national supplements, chapter 12

Analysis of CLT wall elements, using a beam gridmodel - TU-Graz - focus_sts 113_1_SF_12

Analysis of CLT shear walls with beam grid models - TU-Graz - focus_sts113_1_SF_12

BS EN 1995-1-2_NA BS EN 1995-1-2 - United Kingdom - National Annex - Eurocode 5: Design oftimber structures ― Part 1-2: General ― Structural fire design ― Nationalspecifications concerning BS EN 1995-1-2, national comments and nationalsupplements

Expertise Rolling shear, H.J. Blass Expertise on rolling shear strength and rolling shear modulus of CLT panelsExpertise shear in plane of CLT, H.J. Blass Expertise - revision of DIBt technical approval Z-9.1/599 - shear in the plane

of CLT

Disclaimer

The software was created to assist engineers in their daily business. The software is an engineering software that is dealing with a very complex matter of structural analysis andbuilding physics analysis. Therefore, this software shall only be operated by skilled, experienced engineers, with a deep understanding of structural engineering and building physicsrelated to timber structures. The user of the software is obliged to check all input values, no matter if they were given by the user or given by default by the software and all results forplausibility.The use of the results of the software should not be relied upon as the basis for any decision or action. Any use of results of the software is only allowed, if the results have beenverified and approved regarding completeness and correctness by a project structural/building physics engineer. The user has the possibility to make print-outs from the software.Any modification of those are not allowed.Stora Enso Wood Products GmbH does not assume any warranty regarding the software. The software has been developed with utmost diligence, nevertheless Stora Enso WoodProducts GmbH, neither expressly nor implicitly, provides any warranty in terms of accuracy, validity, timeliness and completeness of information and data created by the software.Stora Enso Wood Products GmbH does also not assume any warranty for the general usability of the software, its suitability for a special purpose or for the compatibility of the



page 8date 16.12.2016


software with the ones of third party producers or providers.Stora Enso Wood Products GmbH is only liable for damages caused by gross negligence or intent through Stora Enso Wood Products GmbH; the liability for slight negligence isexcluded. This does not apply to personal injury. Under the aforementioned conditions Stora Enso Wood Products GmbH is as well not liable for operational failures or the loss ofprograms and/or data of the user’s data processing system.Applicable Law: These terms of use shall be governed by the laws of Austria excluding however any conflict of laws rules and any laws regarding the Convention of the InternationalSale of Goods (CISG).


project Master afhandlingelement Bilag K. Lejlighedsskel ubeskyttet

page 1date 16.12.2016


system



section: CLT 180 L5slayer thickness orientation material1 40.0 mm 0° C24 spruce2 30.0 mm 90° C24 spruce3 40.0 mm 0° C24 spruce4 30.0 mm 90° C24 spruce5 40.0 mm 0° C24 sprucetCLT 180.0 mm

section fire: CLT 180 L5slayer thickness orientation material1 40.0 mm 0° C24 spruce2 30.0 mm 90° C24 spruce3 14.0 mm 0° C24 sprucetCLT 84.0 mm


[-] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm]1 7 89.0 96.0 0.0 0.0



load





page 2date 16.12.2016


LC1:dead load



LCO1 1.35/1.00 * LC1


LCO1 1.00/1.00 * LC1





LCO1Id X Z kmod f

v,IP,Brutto,k

Q τIP,Gross,d

ratio

[-] [m] [m] [-] [N/mm²] [kN] [N/mm²] [%]643 0.375 2.325 0.6 3.5 0.00 0.00 0 %



page 3date 16.12.2016








1 0.075 0 0.6 24.040.5000 0.0000 2.25 20 %



page 4date 16.12.2016




%





LCO1Id X Z kmod f

v,IP,Brutto,k

Q τIP,Gross,d

ratio

[-] [m] [m] [-] [N/mm²] [kN] [N/mm²] [%]703 3.375 2.475 1 3.5 0.00 0.00 0 %



page 5date 16.12.2016








1 0.075 0 1 24.030.0000 0.0000 3.70 13 %



page 6date 16.12.2016




%




9.30.0000 0.0 %

support reaction




page 7date 16.12.2016




















of CLT

Disclaimer




page 8date 16.12.2016




project Master afhandlingelement Bilag L. Etagedæk ubeskyttet.

page 1date 16.12.2016


system

section: CLT 220 L7s - 2; material: C24 spruce; service class: service class 1; fire resistance class: R 120

utilization 93 % flexural stress analysis 36 %Md = 44.65 kNm fm,k = 24.00 N/mm²σm,d = 6.07 N/mm² < fm,d = 16.90 N/mm² ü

shear stress analysis 5 %Vd = 19.85 kN fv,k = 4.00 N/mm²τv,d = 0.12 N/mm² < fv,d = 2.56 N/mm² ü

rolling shear analysis 16 %Vd = 19.85 kN fr,k = 1.15 N/mm²τr,d = 0.12 N/mm² < fr,d = 0.74 N/mm² ü

flexural stress analysis fire 77 %Md = 20.76 kNm fm,k = 24.00 N/mm²σm,d = 23.25 N/mm² < fm,d = 30.36 N/mm² ü

shear stress analysis fire 3 %Vd = 9.22 kN fv,k = 4.00 N/mm²τv,d = 0.14 N/mm² < fv,d = 4.60 N/mm² ü

rolling shear analysis fire 6 %Vd = 9.22 kN fr,k = 1.15 N/mm²τr,d = 0.08 N/mm² < fr,d = 1.32 N/mm² ü

initial deflection [wchar]field dist. limit wlimit wcalc. ratio

[m] [-] [mm] [mm]1 4.5 1/300 30.0 27.9 93 %

final deflection [wchar+wq.p.*kdef]field dist. limit wlimit wcalc. ratio

[m] [-] [mm] [mm]1 4.5 1/200 45.0 39.0 87 %

net final deflection [wq.p.*(1+kdef)]field dist. limit wlimit wcalc. ratio

[m] [-] [m] [mm]1 4.5 1/250 36.0 29.6 82 %

support reactionload case category kmod AV BV

[kN]self-weight structure 0.6 4.95 4.95

4.95 4.95dead load 0.6 2.25 2.25

2.25 2.25live load cat. A: domestic, residentialareas

0.8 6.75 6.75

0.00 0.00

Disclaimer

The software was created to assist engineers in their daily business. The software is an engineering software that is dealing with a very complex matter of structural analysis andbuilding physics analysis. Therefore, this software shall only be operated by skilled, experienced engineers, with a deep understanding of structural engineering and building physics


project Master afhandlingelement Bilag L. Etagedæk ubeskyttet.

page 2date 16.12.2016


related to timber structures. The user of the software is obliged to check all input values, no matter if they were given by the user or given by default by the software and all results forplausibility.The use of the results of the software should not be relied upon as the basis for any decision or action. Any use of results of the software is only allowed, if the results have beenverified and approved regarding completeness and correctness by a project structural/building physics engineer. The user has the possibility to make print-outs from the software.Any modification of those are not allowed.Stora Enso Wood Products GmbH does not assume any warranty regarding the software. The software has been developed with utmost diligence, nevertheless Stora Enso WoodProducts GmbH, neither expressly nor implicitly, provides any warranty in terms of accuracy, validity, timeliness and completeness of information and data created by the software.Stora Enso Wood Products GmbH does also not assume any warranty for the general usability of the software, its suitability for a special purpose or for the compatibility of thesoftware with the ones of third party producers or providers.Stora Enso Wood Products GmbH is only liable for damages caused by gross negligence or intent through Stora Enso Wood Products GmbH; the liability for slight negligence isexcluded. This does not apply to personal injury. Under the aforementioned conditions Stora Enso Wood Products GmbH is as well not liable for operational failures or the loss ofprograms and/or data of the user’s data processing system.Applicable Law: These terms of use shall be governed by the laws of Austria excluding however any conflict of laws rules and any laws regarding the Convention of the InternationalSale of Goods (CISG).


Bilag M Gips på bjælketværsnit, reduceret tværsnit og styrke


Anvendelsesklasse

Lastvarighed



bøjning 0,999881

trykstyrke 0,999810


Materialer

Trækvalitet


Geometri









Snitkræfter


BæreevneUdnyttelse



Dimension inkl 2 lag gips 211 bredden393 højden

Regningsmæssig

0,00


19,300,000,000,00


19,30

0,000,00

19,30


project Master afhandlingelement Bilag N. Facadeelement beskyttet

page 1date 16.12.2016


system





fire resistance class:R 120 time 120 minfire protection layering : 2 x 18.0 mm gypsum plasterboardType Agypsum plasterboard Type A (acc. to EN 520)gypsum plasterboardType F (acc. to EN 520)

tch,h tf,h ta,h dta,h k0 d0 dchar,0,h def,h[min] [min] [min] [mm] [-] [mm] [mm] [mm]42 43 63 25 1 7 69.0 76.0



load





page 2date 16.12.2016


LC1:dead load



LCO1 1.35/1.00 * LC1


LCO1 1.00/1.00 * LC1





LCO1Id X Z kmod f

v,IP,Brutto,k

Q τIP,Gross,d

ratio

[-] [m] [m] [-] [N/mm²] [kN] [N/mm²] [%]684 0.525 2.475 0.6 3.5 0.00 0.00 0 %



page 3date 16.12.2016








1 0.075 0 0.6 24.030.3750 0.0000 2.03 18 %



page 4date 16.12.2016




%





LCO1Id X Z kmod f

v,IP,Brutto,k

Q τIP,Gross,d

ratio

[-] [m] [m] [-] [N/mm²] [kN] [N/mm²] [%]694 2.025 2.475 1 3.5 0.00 0.00 0 %



page 5date 16.12.2016








1 0.075 0 1 24.022.5000 0.0000 3.41 12 %



page 6date 16.12.2016




%




9.30.0000 0.0 %

support reaction




page 7date 16.12.2016




















of CLT

Disclaimer




page 8date 16.12.2016




project Master afhandlingelement Bilag O. Lejlighedsskel, pasivt beskyttet

page 1date 16.12.2016


system


ULS 25 % ULS fire ! SLS 0 %

section: CLT 160 L5s - 2layer thickness orientation material1 30.0 mm 0° C24 spruce2 30.0 mm 0° C24 spruce3 40.0 mm 90° C24 spruce4 30.0 mm 0° C24 spruce5 30.0 mm 0° C24 sprucetCLT 160.0 mm



load



LC1:dead load



LCO1 1.35/1.00 * LC1



page 2date 16.12.2016






LCO1Id X Z kmod f

v,IP,Brutto,k

Q τIP,Gross,d

ratio

[-] [m] [m] [-] [N/mm²] [kN] [N/mm²] [%]692 1.725 2.475 0.6 3.5 0.00 0.00 0 %





page 3date 16.12.2016






1 0.075 0 0.6 24.040.5000 0.0000 2.25 20 %



%




page 4date 16.12.2016




9.30.0000 0.0 %

support reaction





Common rules and rules for buildingsETA-14/0349 European Technical Assessment ETA-14/0349 of 02.10.2014



page 5date 16.12.2016


reference documents for this analysisEnglish title descriptionExpertise Rolling shear - no edge gluing, H.J. Blass Expertise on Rolling shear for CLTEN 1995-1-2 EN 1995-1-2 - Eurocode 5 — Design of timber structures — Part 1-2: General















of CLT

Disclaimer

The software was created to assist engineers in their daily business. The software is an engineering software that is dealing with a very complex matter of structural analysis andbuilding physics analysis. Therefore, this software shall only be operated by skilled, experienced engineers, with a deep understanding of structural engineering and building physicsrelated to timber structures. The user of the software is obliged to check all input values, no matter if they were given by the user or given by default by the software and all results forplausibility.The use of the results of the software should not be relied upon as the basis for any decision or action. Any use of results of the software is only allowed, if the results have beenverified and approved regarding completeness and correctness by a project structural/building physics engineer. The user has the possibility to make print-outs from the software.Any modification of those are not allowed.Stora Enso Wood Products GmbH does not assume any warranty regarding the software. The software has been developed with utmost diligence, nevertheless Stora Enso WoodProducts GmbH, neither expressly nor implicitly, provides any warranty in terms of accuracy, validity, timeliness and completeness of information and data created by the software.Stora Enso Wood Products GmbH does also not assume any warranty for the general usability of the software, its suitability for a special purpose or for the compatibility of thesoftware with the ones of third party producers or providers.Stora Enso Wood Products GmbH is only liable for damages caused by gross negligence or intent through Stora Enso Wood Products GmbH; the liability for slight negligence isexcluded. This does not apply to personal injury. Under the aforementioned conditions Stora Enso Wood Products GmbH is as well not liable for operational failures or the loss ofprograms and/or data of the user’s data processing system.Applicable Law: These terms of use shall be governed by the laws of Austria excluding however any conflict of laws rules and any laws regarding the Convention of the InternationalSale of Goods (CISG).


project Master afhandlingelement Bilag P. Etagedæk med gips

page 1date 16.12.2016


system

section: CLT 220 L7s - 2; material: C24 spruce; service class: service class 1; fire resistance class: R 120

utilization 93 % flexural stress analysis 36 %Md = 44.65 kNm fm,k = 24.00 N/mm²σm,d = 6.07 N/mm² < fm,d = 16.90 N/mm² ü

shear stress analysis 5 %Vd = 19.85 kN fv,k = 4.00 N/mm²τv,d = 0.12 N/mm² < fv,d = 2.56 N/mm² ü

rolling shear analysis 16 %Vd = 19.85 kN fr,k = 1.15 N/mm²τr,d = 0.12 N/mm² < fr,d = 0.74 N/mm² ü

flexural stress analysis fire 42 %Md = 20.76 kNm fm,k = 24.00 N/mm²σm,d = 12.81 N/mm² < fm,d = 30.36 N/mm² ü

shear stress analysis fire 2 %Vd = 9.23 kN fv,k = 4.00 N/mm²τv,d = 0.11 N/mm² < fv,d = 4.60 N/mm² ü

rolling shear analysis fire 8 %Vd = 9.23 kN fr,k = 1.15 N/mm²τr,d = 0.10 N/mm² < fr,d = 1.32 N/mm² ü

initial deflection [wchar]field dist. limit wlimit wcalc. ratio

[m] [-] [mm] [mm]1 4.5 1/300 30.0 27.9 93 %

final deflection [wchar+wq.p.*kdef]field dist. limit wlimit wcalc. ratio

[m] [-] [mm] [mm]1 4.5 1/200 45.0 39.0 87 %

net final deflection [wq.p.*(1+kdef)]field dist. limit wlimit wcalc. ratio

[m] [-] [m] [mm]1 4.5 1/250 36.0 29.6 82 %

support reactionload case category kmod AV BV

[kN]self-weight structure 0.6 4.95 4.95

4.95 4.95dead load 0.6 2.25 2.25

2.25 2.25live load cat. A: domestic, residentialareas

0.8 6.75 6.75

0.00 0.00

Disclaimer

The software was created to assist engineers in their daily business. The software is an engineering software that is dealing with a very complex matter of structural analysis andbuilding physics analysis. Therefore, this software shall only be operated by skilled, experienced engineers, with a deep understanding of structural engineering and building physics


project Master afhandlingelement Bilag P. Etagedæk med gips

page 2date 16.12.2016


related to timber structures. The user of the software is obliged to check all input values, no matter if they were given by the user or given by default by the software and all results forplausibility.The use of the results of the software should not be relied upon as the basis for any decision or action. Any use of results of the software is only allowed, if the results have beenverified and approved regarding completeness and correctness by a project structural/building physics engineer. The user has the possibility to make print-outs from the software.Any modification of those are not allowed.Stora Enso Wood Products GmbH does not assume any warranty regarding the software. The software has been developed with utmost diligence, nevertheless Stora Enso WoodProducts GmbH, neither expressly nor implicitly, provides any warranty in terms of accuracy, validity, timeliness and completeness of information and data created by the software.Stora Enso Wood Products GmbH does also not assume any warranty for the general usability of the software, its suitability for a special purpose or for the compatibility of thesoftware with the ones of third party producers or providers.Stora Enso Wood Products GmbH is only liable for damages caused by gross negligence or intent through Stora Enso Wood Products GmbH; the liability for slight negligence isexcluded. This does not apply to personal injury. Under the aforementioned conditions Stora Enso Wood Products GmbH is as well not liable for operational failures or the loss ofprograms and/or data of the user’s data processing system.Applicable Law: These terms of use shall be governed by the laws of Austria excluding however any conflict of laws rules and any laws regarding the Convention of the InternationalSale of Goods (CISG).


Bilag Q Sprinklet bjælketværsnit, indbrændingsdybdenDanske værdier


A2(A3)







Brandbelastning i forhold til gulv = 571 MJ/m2Tabel 13




Bilag R Sprinklet bjælketværsnit, reduceret tværsnit


Anvendelsesklasse

Lastvarighed



bøjning 0,999832

trykstyrke 0,999731


Materialer

Trækvalitet


Geometri









Snitkræfter


BæreevneUdnyttelse


Kipning 0,90 > 0,75Kipningsundersøgelse er nødvendig, hvis bjælken ikke er fastholdt mod kipning

19,30

0,000,00

19,30

Regningsmæssig

0,00


19,300,000,000,00



Bilag S Sprinklet bjælketværsnit, indbrændingsdybdenCanadiske værdier


A2(A3)





indbrændingshastighedFaktor Γ Γ = 2,83 A2(A2)kvardratrod R 1,68Tænkte indbrændingshastighed, limtræ βn = 0,7Indbrændingshastighed βpar = 0,89 mm/min A2(A1)

Brandbelastning i forhold til gulv = 366 MJ/m2


Brandens varrighed t1 72 minIndbrændingsdybdeFor 120 min = 21 mmReferencer i kursiv henviser til DS/EN 1995, 2007


project Master afhandlingelement Bilag T. Facadeelement sprinklet

page 1date 16.12.2016


system






[-] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm]1 7 63.0 70.0 0.0 0.0



load





page 2date 16.12.2016


LC1:dead load



LCO1 1.35/1.00 * LC1


LCO1 1.00/1.00 * LC1





LCO1Id X Z kmod f

v,IP,Brutto,k

Q τIP,Gross,d

ratio

[-] [m] [m] [-] [N/mm²] [kN] [N/mm²] [%]684 0.525 2.475 0.6 3.5 0.00 0.00 0 %



page 3date 16.12.2016








1 0.075 0 0.6 24.030.3750 0.0000 2.03 18 %



page 4date 16.12.2016




%





LCO1Id X Z kmod f

v,IP,Brutto,k

Q τIP,Gross,d

ratio

[-] [m] [m] [-] [N/mm²] [kN] [N/mm²] [%]684 0.525 2.475 1 3.5 0.00 0.00 0 %



page 5date 16.12.2016








1 0.075 0 1 24.022.5000 0.0000 3.00 11 %



page 6date 16.12.2016




%




9.30.0000 0.0 %

support reaction




page 7date 16.12.2016




















of CLT

Disclaimer




page 8date 16.12.2016




project Master afhandlingelement Bilag U. Lejlighedsskel sprinklet

page 1date 16.12.2016


system






[-] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm]1 7 63.0 70.0 0.0 0.0



load





page 2date 16.12.2016


LC1:dead load



LCO1 1.35/1.00 * LC1


LCO1 1.00/1.00 * LC1





LCO1Id X Z kmod f

v,IP,Brutto,k

Q τIP,Gross,d

ratio

[-] [m] [m] [-] [N/mm²] [kN] [N/mm²] [%]686 0.825 2.475 0.6 3.5 0.00 0.00 0 %



page 3date 16.12.2016








1 0.075 0 0.6 24.040.5000 0.0000 2.70 23 %



page 4date 16.12.2016




%





LCO1Id X Z kmod f

v,IP,Brutto,k

Q τIP,Gross,d

ratio

[-] [m] [m] [-] [N/mm²] [kN] [N/mm²] [%]684 0.525 2.475 1 3.5 0.00 0.00 0 %



page 5date 16.12.2016








1 0.075 0 1 24.030.0000 0.0000 4.00 14 %



page 6date 16.12.2016




%




9.30.0000 0.0 %

support reaction




page 7date 16.12.2016




















of CLT

Disclaimer




page 8date 16.12.2016



MIB afhandling-Brandsikring af træhuse i flere etager

Documents

Transcript of MIB afhandling-Brandsikring af træhuse i flere etager