Branntekniske utfordringer og kompenserende tiltak i høye trehus

Abstract

De senere års utvikling av massive trekonstruksjoner gjør det mulig å bygge stadig høyere bygninger i tre. Spesielt bidrar fordeler med hensyn til miljø og inneklima til at massivtre benyttes mer og mer som byggemateriale. Massivtreelementer består av flere lag med trelameller, normalt limt sammen, lagt 90 grader mot hverandre. Tre er et brennbart materiale, som brenner stabilt og forutsigbart, og som fra utsiden vil forkulles ved eksponering mot brann. Det bygges høye trehus i mange land, og de to høyeste, som vil ferdigstilles i 2019 i Norge og i 2018 i Østerrike, vil være på ca. 84 meter. Oppgaven tar for seg seks ulike bygg som er oppført eller under oppføring i fire ulike land, samt hvilke regelverk og krav som er gjeldende for høye trehus i disse og andre sammenlignbare land. Brannteknisk dimensjonering av bærende trekonstruksjoner utføres i Europa i henhold til Eurokode 5. Standarden angir parametre for blant annet forkullingsrate, men er ikke egnet for å benyttes til byggverk med eksponerte massivtrekonstruksjoner, blant annet fordi metoder angitt i standarden forutsetter at en brann vil avta og slokke av seg selv. I mangel av en gyldig standard, blir Eurokode 5 likevel lagt til grunn. De største massivtreprodusentene benytter lim som delaminerer ved høye temperaturer. Ikke bare gir dette en høyere forkullingsrate, men etter hvert som lagene forkuller og faller av, vil elementene gi et nytt friskt lag med tre, som gir et større bidrag til brannen og også flere stadier med overtenning. Dette limet benyttes til tross for at det ikke er gode grunner til å ikke bytte det ut med lim som tåler tilstrekkelig temperatur for å unngå dette. Utfordringene med massivtre er ikke nødvendigvis aktuelle kun for høye byggverk, men høyden gjør at konsekvensen ved brann kan bli langt større. En brann i et rom med eksponerte massivtrekonstruksjoner vil medføre økt brannenergi, og det er i flere branntester påvist at en større del av forbrenningen foregår på utsiden av åpninger. Dette påvirker utvendig brannspredning, og vil kunne gi raskere antennelse av brennbare materialer på innsiden av vindu i etasjen over. Det er store forskjeller i brannsikkerhetsstrategien i de byggene som er gjennomgått. Brock Commons i Canada er bygget med 18 etasjer i massivtrekonstruksjoner, hvor disse er beskyttet med gips som tåler to-tre timers branneksponering. Ved HoHo i Østerrike bygges det 24 etasjer med eksponerte massivtrekonstruksjoner og med sprinkleranlegg. Ved Dalston Lane i London er sprinkler utelatt, fordi alle massivtrekonstruksjoner er kledd inn med gips. I Norge ligger sikkerhetsnivået et sted midt imellom, ved at omfanget av eksponerte trekonstruksjoner begrenses og at byggene sprinkles med økte pålitelighetstiltak. De fleste undersøkte lands regelverk er basert på funksjonskrav med preaksepterte ytelser som kan fravikes, tilsvarende som i Norge. Funksjonskravene er svært generelle, og av de undersøkte landene er det kun i Norge det stilles krav til at bæresystem i høye bygninger skal kunne stå gjennom et fullstendig brannforløp. Flere land har heller ikke preaksepterte ytelseskrav om ubrennbare materialer for bæresystem og branncellebegrensende konstruksjoner. De mest brukte kompenserende tiltakene som er benyttet i disse byggene er gjennomgått og vurdert hver for seg. Disse tiltakene omfatter sprinkleranlegg, innkledning med gips, økt brannmotstand på bærende konstruksjoner, beskyttelse med brannmaling og brannimpregnering, hulromsventiler og øktkrav til kjølesoner. Det er ikke mulig å si at funksjonskravet i Byggteknisk forskrift, som angir at bæresystemet skal stå gjennom et fullstendig brannforløp, ivaretas når byggverkene har stor grad av eksponerte massivtrekonstruksjoner. Sprinkleranlegg legges i stor grad til grunn for å dokumentere brannsikkerheten i bygget, men konsekvensen av sprinklersvikt er stor. Pålitelighetsdata for sprinkler varierer stort, og det er ikke gitt at anlegget fungerer som det skal, når det skal. Brannvesenets slokkeinnsats blir derfor nødvendig å legge til grunn. Et riktig sikkerhetsnivå for et byggverk med over åtte etasjer i massivtre bør inkludere sprinkler iht. standardens Tillegg F, innkledning med gips som tilsvarer minst 1-2 timer, kjølesoner 1:1, og oppdeling av hulrom bak kledning. Tilstrekkelig beskyttelse med gips bør vurderes i hvert tilfelle, for eksempel ved hjelp av ekvivalent branneksponeringstid. Synlig massivtre bør kun aksepteres etter en grundig vurdering basert på plassering i bygget og i et svært begrenset omfang. Det er gjort, og pågår mye forskning på brann i forbindelse med massivtrekonstruksjoner. Likevel er mangelen på kunnskap om brannsikkerhet i høye trehus stor, først og fremst fordi vi mangler erfaring fra virkelige branner. Først når flere branner har inntruffet kan vi med sikkerhet vite om det er trygt å bygge så høyt som det gjøres med brennbare trekonstruksjoner. Fram til vi får denne erfaringen, må det prosjekteres med gode sikkerhetsmarginer.