De dimensionering en berekening van installatiesupports moeten ook bij brand voldoende veiligheid garanderen. Met name in vluchtwegen van druk bezochte gebouwen zoals scholen, kantoren of ziekenhuizen moet de stabiliteit van de installatietechniek ook in geval van brand gewaarborgd zijn om een veilige evacuatie te garanderen en persoonlijk letsel tot een minimum te beperken. Hoewel Eurocode 3 een handvat biedt voor de brandwerendheid van stalen onderdelen, blijkt uit experimenteel onderzoek dat de toetsing volgens Eurocode 3 van dunwandige installatietechniek beperkingen heeft. In het volgende artikel zal de berekening en het ontwerp van bevestigingsoplossingen worden besproken en zal Eurocode 3 worden vergeleken met het FIRA-ontwerpmodel van Hilti.  
 
Leestijd ca. 15 min. 

Gangen in gebouwen worden vaak gebruikt voor de ophanging van installatietechniek. In gangen worden vaak brandvertragende brandwerende plafonds gebruikt. Deze geteste systemen scheiden het verlaagde plafondgedeelte, waarin alle installatieleidingen worden gelegd, van het toegankelijke deel van de (vlucht)gang. In geval van brand in het verlaagde plafondgedeelte wordt het gebruik van de vluchtweg mogelijk gemaakt. Er moet echter op worden toegezien dat de verlaagde plafonds niet aan extra mechanische belastingen worden blootgesteld, bijvoorbeeld door vallende kabels, delen van het draagsysteem of doorbuiging. 
 
Hoe ontwerp je supports zo dat ze een voldoende lange levensduur van de vluchtweg garanderen?  
In de regel wordt tijdens de ontwerpfase veel aandacht besteed aan het ontwerp van constructies, compartimenten, brandkleppen en actieve brandbeveiliging. Er wordt echter weinig aandacht besteed aan het juiste ontwerp van de installatietechniek in vluchtwegen om een adequate gebruiksveiligheid in geval van brand te waarborgen. Anderzijds bepaalt § 3.5.3, zin 3 van het MLAR [1] dat de bijzondere eisen met betrekking tot brandveilige bevestigingen van kabels die in het verlaagde plafondgebied worden gelegd, in acht moeten worden genomen. 
Met het oog op de brandwerendheid van de draagconstructie en het waarborgen van de bedrijfsveiligheid is het daarom noodzakelijk deze eisen voor modulaire supportsystemen in acht te nemen en te voorzien in een overeenkomstige bouwtechnische toetsing. [2] 
Naast de verificatie van brandproeven op ware grootte is de toetsing op basis van het Europees beoordelingsdocument EAD 280016-00- 0602 [3] hiervoor geschikt. 
Zoals in het begin vermeld, biedt Eurocode 3 [4] ook een analytische berekeningsmethode voor de beoordeling van de brandwerendheid van stalen onderdelen. Uit laboratoriumproeven blijkt echter dat vooral bij installatiesystemen, die in het algemeen bestaan uit koudgevormde, dunwandige profielen (1,5 tot 3 mm), de werkelijke vervorming bij temperaturen boven 600° C aanzienlijk groter kan zijn dan deze volgens de formules van Eurocode 3 wordt berekend (zie figuur 3). Om de mechanische belasting van verlaagde plafonds ten gevolge van doorbuiging van de dragende systemen te vermijden, betekent dit juist een tegenstrijdigheid. 

Figuur 3: Weergave van de standaardbrandkromme (links), vervorming van de installatietechniek op basis van experimenteel

onderzoek (midden) en foto's van de experimentele onderzoeken (rechts) 

Nieuw EAD maakt realistisch ontwerp van modulaire supportsystemen mogelijk 
De European Organisation for Technical Assessment (EOTA) heeft daarom een beoordelingsaanpak voor de opstelling van een Europese geharmoniseerde specificatie nagestreefd en ontwikkeld. Het EAD-280016-00-062 (waarbij EAD staat voor Europees beoordelingsdocument), dat werd gepubliceerd onder de titel “Products related to installation systems supporting technical equipment for building services such as pipes, conduits, ducts and cables ", specificeert:  

• hoe fabrikanten een test moeten uitvoeren. 
• welke berekeningsmethoden en -procedures worden gebruikt. 
• hoe de dragende systemen moeten worden ontworpen om de werking van het systeem in geval van brand te garanderen. 
• welke methoden kunnen worden gebruikt om het last-verplaatsingsgedrag te bepalen. 

Zowel afzonderlijke componenten als modules worden beoordeeld zoals bijvoorbeeld: 

• rails aan onderzijde vloer,  
• rails opgehangen met draadstangen,  
• U-frames  
• vrijdragende beugels / brackets,  
• beugels opgehangen met draadstangen,  
• alsmede eenpuntsbevestigingen van een leidingen 

Figuur 4: Geconfigureerde modules voor gebruik in vluchtroutes 

De EAD-280016-00-062 en de toetsing van de brandmaatregelen worden uitvoerig toegelicht in het technische artikel "Fire protection in building services: verification procedures for modular load bearing systems" [5] in het technisch tijdschrift Almanach. 

 Een praktisch voorbeeld 
Een modulair support systeem, uitgevoerd met de installatierail MQ 41-3, met een  overspanning van 1300 mm, 1 leiding gecentreerd, moet voldoen aan een verwachte brandwerendheid R30. Op basis van het volgende uittreksel (zie tabel 1), D8 van ETA-18/0119 van het MQ-railsysteem, overgenomen uit het handboek "European technical assessment for SHK substructures under fire exposure", bedraagt de maximale belasting voor een modulair draagsysteem met MQ 41/3 rail in de configuratie zoals aangegeven in het testcertificaat 249,91 N en moet de minimale afstand tot het verlaagde plafond 104,42 mm bedragen om te voorkomen dat de vervorming van de rail binnen deze 30 minuten het plafond eronder zou belasten en beschadigen. 

Tabel 1: Uittreksel uit tabel D8 ETA-18/0119 - Op berekening gebaseerde vervorming bij verhoogde temperaturen voor de montagerail MQ-41-3 

Conclusie 
Het ontwerp van modulaire dragende systemen in vluchtwegen vereist speciale aandacht. Eurocode 3 biedt een analytische beoordelingsmethode voor de beoordeling van de brandwerendheid van stalen onderdelen. Uit laboratoriumproeven blijkt echter dat met name dunwandige installatiesystemen beperkingen kunnen ondervinden. De markttendensen wijzen er ook op dat het belang van goedgekeurde en van met een CE-markering voorziene installatietechniek steeds groter wordt.  
Op basis van EAD-280016-00-062 heeft Hilti in 2018 al een ETA verkregen voor het MQ-railportfolio voor deze speciale toepassingen, zodat Hilti kan voorzien in gestandaardiseerde, geteste modulaire supportsystemen voor bevestigingsoplossingen in vluchtwegen.  
 
Vond je het artikel leuk?  
Beoordeel het dan met een duim omhoog. Dit zal ons helpen om verdere relevante onderwerpen te identificeren.  
 
Selectie van links naar de onderwerpen: 
 
Contact Hilti 
Ontwerpsoftware voor installaties 
Technical Manual European Technical Assessment for SHK substructures under fire exposure  
WEBINAR Hilti - Fira: Vluchtwegen | HVAC-supports veilig berekenen en uitvoeren (Duits)
_________________________________________________________________________ 
[1] Modelrichtlijn voor brandbeveiligingseisen voor leidingsystemen (MLAR) - versie februari 2015. 
[2] Commentaar op de Richtlijn Model Piping Systems (MLAR): toepassingsaanbevelingen en praktijkvoorbeelden over MLAR, MSysBör en EltBauVO - 12 november 2018; M. Lippe, K. Czepuck, F. Möller. 
[3] EAD 280016-00-0602: Products related to installation systems supporting technical equipment for building services such as pipes, conduits, ducts and cables; European Organisation of Technical Assessment, February 2018 
[4] Eurocode 3 EN1993-1-2: Ontwerp en berekening van staalconstructies - Deel 1-2: Algemene regels - Ontwerp en berekening van constructies bij brand 
[5] BTGA Almanac 2019: Technical trends and standardization, Fire protection in building services: verification methods for modular structural systems.