Av Av Dheeraj Dilip Karyaparambil, PhD-stipendiat, HøUniversitetet i Bergen & Høgskulen på Vestlandet
Men visste du at det nå er flere høye trebygninger (> 80 m) i verden enn noensinne? Hva er grunnen til denne trenden? På grunn av risikoen for brann og strukturelle krav, blir høyhus vanligvis bygget av betong og stål. Imidlertid er karbonavtrykket til slike bygninger betydelig. Samtidig har treverk en bedre estetisk appell, det er lett å jobbe med, lett tilgjengelig og fungerer som et karbonlager gjennom levetiden til bygget. Varmeisolasjonen er også mye bedre i trebygg, noe som betyr at det er billigere å holde et trebygg varmt om vinteren. Videre oppfordrer EU-direktivet (2010/31/EU) og FNs 2030-agenda for bærekraft til redusert karbonavtrykk, bruk av bærekraftige byggematerialer og bedre energistyring i bygninger. Tre har blitt det materialet som ofte velges for å oppnå dette, spesielt siden det gir en betydelig reduksjon i netto karbonavtrykk sammenlignet med betong eller stål. Tre ble valgt som byggemateriale for høyhus som HoHo Wien (~84 m, Østerrike), Mjøstårnet (~85,4 m, Norge) og Ascent (~86,56 m, USA).
Flere eksperimentelle serier
Slike bygninger har ofte en trefasade av estetiske årsaker. Eksponerte treoverflater har også et mer miljøvennligere uttrykk. Men hva skjer hvis disse fasaden begynner å brenne? Spesielt, hva skjer hvis flammer kommer inn i ventilasjonsspalten i fasaden? Kan flammer spre seg oppover og forårsake en lignende katastrofe som Grenfell-brannen i London i 2017? Det er spørsmålet vi har prøvd å svare på når vi har gjort brannsforsøk der sponplater er brukt som erstatning for selve trekledningen. Flere piloteksperiment og tre omfattende eksperimentelle serier ble utført for å studere brannspredning på utsiden av en fasade (publisert i Fire Safety Journal med tittelen Flame heights and charring on a particle board – An experimental study’ https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2022.103675) og i ventilasjonsspalter mellom kledning og bærende konstruksjon (to artikler under utarbeidelse). Resultatene fra to av pilotforsøkene våre er beskrevet her.
Blusset opp
Bredden på ventilasjonsspalten i bygg i varierer ofte mellom 2 cm og 10 cm. I et av piloteksperimentene ble to parallelle vegger (120 cm høye og 60 cm brede) laget av sponplater plassert med et mellomrom på omtrent 2 cm. En liten, 1 cm × 1 cm × 1 cm tennbrikett ble brukt som brannkilde. Flammen fra denne kuben var ganske liten, bare litt større enn den fra et stearinlys.
Innen 2 minutter etter tenning av briketten, antente sponplateprøven. Etter 3 minutter var flammene fra briketten nesten slukket, mens flammene fortsatte oppe på panelene. Etter 7 minutter hadde flammene spredt seg til toppen av det 1,2 m høye ‘ventilasjonssjakten’, og etter 17 minutter ble flammene slukket med vann. Til vår overraskelse startet flammene av seg selv igjen omtrent 10 minutter senere. Figur 1 viser stadiene i eksperimentet.
Når en brann er frittstående, er det varmetap i form av varm luft som beveger seg oppover fra flammene (konveksjon) i tillegg til strålingstap. Det er også en avkjølende effekt på brannen fra den kalde luften som strømmer inn for å erstatte oppadstigende varm luft. Når det er flammebrann i en så liten spalte, reduseres energien som går tapt på grunn av panelene på begge sider. Det går noe varme tapt gjennom sponplatene (ledningstap), men dette er mye mindre enn konveksjonstapene og strålingstapene dersom det bare hadde vært en plate.
Når tennbriketten er påtent, overføres varme til begge sponplatepanelene. Varmen som går tapt fra flammer på den ene siden, blir til tilleggsvarme på den andre siden. På denne måten holdes begge panelene brennende. Flammene på hver side bidrar sammen til økt temperatur (se figur 2).
Figur 2: Varmeoverføring ved en spaltebrann.
Kan lett spre seg
Dette forsøket synliggjør faren for brannspredning i trefasader. Når en leilighet står i brann i en høy bygning, skyter flammene ut gjennom vinduene på fasaden. Dersom fasadekledningen er av tre og flammene går inn i ventilasjonsspalten, kan flammene raskt spre seg oppover til leilighetene i de øverste etasjene. Mens det høye bygninger er strenge krav i regelverket og det ofte brukes kostbare metoder for brannforebygging, er ikke dette tilfellet for vanlige eneboliger med kledning av tre. Tidligere studier har vist at av 513 rapporterte dødsbranner i Norge mellom 2005 og 2014, skjedde 253 eller 48 % i eneboliger. I slike hus kan en brann i ventilasjonsspalten lett spre seg oppover til taket eller loftet. Videre er det ingen røykvarslere i fasaden, så innen brannen oppdages av beboerne, kan det være for sent.
En brann i en ventilasjonsspalt i en trefasade kan spre seg til øvre områder i løpet av få minutter. Som i vårt eksperiment, kan en slik brann gjentennes selv etter å ha blitt slukket med vann. Mange brannkonstabler i Norge har meldt om lignende hendelser der de har måttet rive hele vegger for å klare å slukke flammene.
Siden bredden på ventilasjonsspalter i trebygninger ofte varierer mellom 3 cm og 10 cm, ble også et annet piloteksperiment utført med 5 cm hulromsbredde og sponplater kun på én vegg. Prøven var 240 cm høy og 60 cm bred. Dette resulterte igjen i intens flammespredning selv om det brennbare panelet bare var på den ene siden. Den viser at flammer kan spre seg raskt oppover enten det er tre på en eller begge sider, med spaltetykkelse på mellom 2 cm til 5 cm. Studien stiller et viktig spørsmål: Hvor trygge er husene våre når det gjelder fasadebrann?