Mensen en goederen beter beschermd met prefabbeton

Het doel van brandveiligheid is het beperken van persoonlijke en materiële schade. Een belangrijk onderdeel daarvan is voorkomen dat gebouwen bezwijken. De stabiliteit van de constructie moet voldoende lang gegarandeerd zijn om evacuatie en interventie door de brandweer mogelijk te maken. Daarnaast is het zaak om brandoverslag te vermijden. Beton wordt gekenmerkt door een zeer goede reactie bij brand – onbrandbaar, niet ontvlambaar, geen afstoot van rook en giftige gassen – en een goede brandweerstand – behoud van dragende functie bij brand – waardoor het hét materiaal bij uitstek is voor brandveilige constructies.

Het tijdstip waarop een constructie na het uit-breken van brand bezwijkt, wordt bepaald door de belasting en de temperaturen, gecombineerd met de bijbehorende sterkte en stijfheid. Bij betonconstructies vormt het wapeningsstaal de zwakke schakel. Door de hoge thermische diffusiviteit – een maat voor de snelheid waarmee de temperatuur in een materiaal stijgt – zal het sneller
opwarmen dan beton. Staal verliest ook sneller zijn sterkte. De strategie om de brandweerstand van een betonnen draagconstructie te vergroten, zal dus gericht zijn op het vertragen van de op-warming van het wapeningsstaal. 

Door de betondekking, de betonsectie, de wapeningssectie en/of de nuttige hoogte te vergroten, kan de brandweerstand van een betonconstructie in de ontwerpfase gevoelig verhoogd worden. Dit geldt zowel voor gewapend beton als voor voorgespannen beton. Prefabelementen beschikken op die manier altijd over hun volledige brandweerstand bij het verlaten van de fabriek. Dit impliceert dat de brandweerstand van de constructie niet afhankelijk is van de plaatsing en afwerking op de werf. Sterker nog: onderhoud van beton is niet nodig, zelfs niet na jarenlange dienst, waardoor de brandweerstand gedurende de volledige levensduur van het gebouw gegarandeerd is.

De meeste betonproducten hebben standaard een brandweerstand van 60 minuten of meer. De meerkost voor het verhogen van de brandweerstand tot 240 minuten en meer blijft beperkt tot enkele euro’s bij klassieke doorsnedes en tot maximaal 20 % bij I-profielen. Verder is herstelling van de betonconstructie na brand in veel gevallen technisch haalbaar. Economische motieven
kunnen echter leiden tot een andere beslissing.

Betonconstructies hebben niet alleen een hoge brandweerstand, maar ook een groot incasseringsvermogen dankzij hun robuustheid en de mogelijkheid tot belastingherverdeling. Instortingen door brand komen daarom zelden voor. De ontwerper dient wel de nodige aandacht te besteden aan de algemene stabiliteit tijdens een mogelijke brand. Vooral de thermische uitzetting, vervormingen en blokkeringskrachten moeten in rekening gebracht worden. De vorm en afmetingen van een gebouw en het statisch systeem zijn belangrijk voor het gedrag van een gebouw tijdens brand. 

De beste oplossing is om de horizontale verstijvingen centraal te plaatsen en alle andere elementen er scharnierend mee te verbinden. Prefabbetonconstructies lenen zich hier uitstekend toe. Met dit ontwerp is er bovendien geen gevaar voor dwarskrachtbreuk van de kolommen, aangezien deze kunnen scharnieren. Op die manier zal de constructie evenmin naar buiten toe bezwijken, waardoor de brandweer het brandende gebouw veilig kan benaderen. Verder zal de constructie ook niet plots bezwijken omdat de vervorming van de constructie eerst zichtbare scheurvorming zal veroorzaken in de elementen en de verbindingen. 

Voor de rekentechnische bepaling van de brandweerstand van elementen uit gewapend of voorgespannen beton geldt de NBN EN 1992-1-2 + ANB. Deze bevat ook getabelleerde waarden. Voor sommige betonproducten zoals holle vloeren zijn er specifieke bepalingen opgenomen in de respectievelijke productnormen.

Er zijn slechts weinig gevallen bekend waarbij de betonconstructie bezweek door brand. Dit toont aan dat betonnen prefabconstructies brandveilige structuren zijn. Als ze goed ontworpen en uitgevoerd zijn, zijn prefabbetonconstructies zelfs bestand tegen extreme en langdurige brandsituaties. Met beton kan niet alleen op eenvoudige wijze voldaan worden aan de eisen inzake brandveiligheid, ook herstel na brand is mogelijk.