Brandoverslag via straling (gevelafstand > 5 meter)

De brandoverslag via straling kan volgens het Bouwbesluit 2003 bepaald worden volgens NEN 6068:2004. In deze norm staan geen maximale afmetingen van de lengte en breedte van het compartiment genoemd, waardoor de norm gebruikt kan worden voor ruimten met een vloeroppervlak van zowel kleiner als groter dan 1000 m².

De maximale hoogte van een brandcompartiment waarvoor NEN 6068:2004 gebruikt kan worden is 8 meter, tenzij er sprake van is dat minimaal 75 % van de gebruiksoppervlakte is bestemd voor een industriefunctie (hier verder “industriegebouw” genoemd), dan is de maximale hoogte van het brandcompartiment 15 m. In dit rapport wordt uitgegaan van een industriegebouw; de maximale hoogte waarmee gerekend kan worden is dus 15 m.

De methode kan echter niet voor iedere afstand tussen de gevels toegepast worden. Algemeen geldt dat de afstand tussen de gevelopeningen en een andere gevel minimaal 5 m, of minimaal driemaal Pv,i (definitie volgens NEN 6068: grootste afstand van enig punt van het vlamlichaam tot de geveloppervlakte betrokken op de gevelopening) moet zijn. Voor compartimenten van industriegebouwen geldt voor het toepassen van NEN 6068:2004 een minimum afstand tussen de gebouwen van 5 m. (De reden hierachter is dat voor afstanden kleiner dan 5 m er sprake kan zijn van contact tussen de uitslaande vlammen en het tegenovergelegen compartiment; op dat moment kan brandoverslag ook door het vlamcontact optreden en niet alleen via de met NEN 6068 berekende stralingsflux).

Met de rekenmethode beschreven in NEN 6068 kan de stralingsflux worden berekend vanuit een gevelopening op een ander gebouw. Het bouwbesluit geeft aan dat voor een gebouw op een aangrenzend perzeel daarbij moet worden uitgegaan van een identiek, maar spiegelsymmetrisch t.o.v. de perceelgrens gelegen gebouw. Indien de flux op een opening in de ontvangende gevel groter is dan 15 kW/m², wordt brandoverslag verondersteld op te treden. Gezien de vaste bronstraling, de straling die de brandoverslagbepaling volgens NEN 6068 hanteert voor het brandende compartiment van een industriegebouw, van 45 kW/m² kan direct berekend2 worden dat voor alle hier beschouwde gevels (maximaal 15 meter hoog en maximaal oneindig lang) een straling op de ontvangende gevel van 15 kW/m² nooit bereikt kan worden bij een gevelafstand van meer dan 10,6 meter. Voor kleinere gevels is dit al voor kleinere afstanden het geval.

Voor industriegebouwen geldt dat van alle buitengevels van de brandruimte die minder dan 30 min brandwerend4 zijn uitgevoerd, de onderste helft over de gehele breedte als gevelopening moet worden beschouwd. De achtergrond van de grens van 30 minuten is volgens NEN 6068 dat binnen 30 minuten na ontstaan van de brand de brandweer operationeel is en met bluswater brandoverslag kan voorkomen. De brandweer dient dan wel voldoende ruimte te hebben, ofwel om vanuit de zijkanten van het gebouw met twee brandslangen de gehele gevel te kunnen bereiken, ofwel vanuit de voorzijde. Daarom wordt in deze rapportage door Efectis Nederland/TNO gesteld dat de gevel slechts een maximum lengte van 60 m mag hebben om de “30 minuten grens” te hanteren.

Indien de brandweer niet de gehele gevel kan bereiken, zijn gevels ook over de onderste helft als opening te beschouwen na afloop van de brandwerendheid m.b.t. de scheidende functie van die gevel.

De WBDBO-waarde volgens NEN 6068 tussen twee gebouwen kan dus beduidend groter zijn dan de som van de brandwerendheden; verantwoordelijk hiervoor zijn dus de ruimtelijke afstand en de brandweer-interventie.

Daarnaast kan de werkelijke tijd tot branduitbreiding naar het andere gebouw, door de wijze waarop gevelopeningen worden gedefinieerd, beduidend langer zijn dan met de brandoverslag-bepaling wordt berekend, zoals blijkt uit het volgende:

Als een geveldeel van het brandende gebouw het einde van de brandwerendheid heeft bereikt, dan is het volgens de bepalingsmethode een opening, zodat volgens NEN 6068 een bronstraling van 45 kW/m² wordt uitgestraald. Als het einde van de brandwerendheid echter bereikt is zonder dat dit geveldeel grotendeels is bezweken, dan zal in de werkelijkheid het geveldeel nog geen opening zijn, maar bijvoorbeeld enkele vlammen doorlaten of teveel straling afgeven volgens het brandwerendheidscriterium; de totale straling van enkele doorgelaten vlammen is echter gering en het stralingscriterium conform NEN 6069 hanteert veel lagere waarden dan de 45 kW/m² bronstraling vanuit een opening.
Als een geveldeel van het straling-ontvangende gebouw in de beschouwde richting een brandwerendheid heeft van minder dan 30 minuten, dan is het volgens de bepalingsmethode een opening, zodat bij overschrijding van een stralingsflux van 15 kW/m² brandoverslag wordt verondersteld. In werkelijkheid is het geveldeel bij aanvang van de brand geen opening en kan dat geveldeel met een bepaalde brandwerendheid van buiten naar binnen gedurende een veel langere periode 15 kW/m² straling doorstaan dan de brandwerendheidswaarde die het heeft. De brandwerendheid van buiten naar binnen is voor deze wand volgens NEN 6069 namelijk bepaald door de constructie aan de buitenzijde bloot te stellen aan een afgeknotte standaard brandkromme (temperatuurstijging tot 680 °C, daarna constant). Deze warmtebelasting is veel groter dan de belasting die de straling-ontvangende gevel ontvangt op het moment dat de brandwerendheid van de stralende gevel eindigt (aangenomen dat deze niet bezwijkt). Ter illustratie: voor een 680 °C oven ontvangt het proefstuk, naast convectieve warmteoverdracht van de hete gassen, een stralingsintentsiteit van meer dan 40 kW/m².
De zichtfactor van een vlak van 7,5 m hoog (halve gevelhoogte) en oneindig lang is op een parallel vlak op 10,6 m afstand maximaal 1/3, zodat de straling maximaal 1/3 van 45 kW/m² = 15 kW/m² bedraagt.
Bij een brandoverslag-bepaling naar een spiegel-symmetrisch gebouw aan de andere zijde van een perceelgrens betekent dit dus een afstand van meer dan 5,3 meter tot die perceelgrens.
Voor de brandwerendheid van binnen naar buiten zijn dit de beoordelingscriteria “vlamdichtheid betrokken op de afdichting” en “thermische isolatie betrokken op de warmtestraling”; voor de waarde van buiten naar binnen de beoordelingscriteria “vlamdichtheid betrokken op de afdichting” en “thermische isolatie betrokken op de temperatuur”.
Het stralingscriterium (volledig: de thermische isolatie betrokken op de warmtestraling) is maximaal 15 kW/m² op een meter afstand voor een proefstuk in een test volgens NEN 6069, waarbij het proefstuk een afmeting heeft van maximaal 3 bij 4 meter. Dit komt overeen met een bronstraling van minder dan 20 kW/m².