Roofs 2017-11-58 ‘Houten spanten en gordingen dragen niet bij aan ontwikkeling brand’ (premium)

Brandveiligheid van staldaken

Na een wijziging in het Bouwbesluit die moet zorgen voor verbetering van de brandveiligheid van stallen, heeft De Groot Vroomshoop bv een theoretisch onderzoek laten uitvoeren naar de toepassing van houten spanten en gordingen in deze stallen.

Het grote aantal stalbranden waarbij dieren omkomen heeft in de afgelopen jaren geleid tot Kamervragen over de brandveiligheid van stallen. Op 1 april 2014 is een wijziging van het Bouwbesluit van kracht geworden, waarin verscherpte eisen voor de bouw van stallen zijn geformuleerd.

Deze wijziging houdt o.a. in:

• Het beschermen van dieren is sindsdien een expliciet doel van het Bouwbesluit;
• De ‘lichte industriefunctie voor het bedrijfsmatig houden van dieren is een aparte (sub)gebruiksfunctie in het Bouwbesluit;
• Voor deze gebruiksfunctie wordt een aantal specifieke eisen gesteld, waaronder de eis dat één zijde van een ­constructieonderdeel die grenst aan de binnenlucht voldoet aan brandklasse B en rookklasse s2, zoals bepaald in NEN-EN 13501-1.

Naar aanleiding hiervan heeft De Groot Vroomshoop ­Gelijmde Houtconstructies bv een theoretisch onderzoek laten uitvoeren naar de onbehandelde houten spanten en gordingen die het bedrijf levert voor toepassing in staldaken. In de stallenbouw worden houten gordingen veelvuldig toegepast, o.a. omdat dit een prijstechnische keuze is en omdat hout niet wordt aangetast door ammoniak. Het rapport is opgesteld door Anne van Rossum van DLV Advies, een adviesbureau voor ondernemers, bedrijven en instanties die actief zijn in de agrarische sector. Geconcludeerd werd dat de toepassing van houten spanten en gordingen geen negatief effect heeft op de brandveiligheid van stallen. In dit artikel wordt nader ingegaan op de vraag hoe tot deze conclusie is gekomen.

Eerder onderzoek

In het onderzoek wordt allereerst een analyse gemaakt van de prestatie-eisen van het Bouwbesluit. Vervolgens is gekeken naar brandscenario’s bij de meest voorkomende brandoorzaken en welke invloed de toepassing van houten spanten en gordingen hierop heeft.

Het Bouwbesluit biedt zoals bekend de ruimte om met gelijkwaardige oplossingen te komen, op voorwaarde dat het alternatief minimaal voldoet aan de in het Bouwbesluit vastgelegde (veiligheids)voorschriften. De aanpassingen in de prestatie-eisen in het Bouwbesluit hebben tot doel te voorkomen dat een eenmaal ontstane brand zich verder kan uitbreiden. Eén van de aanpassingen betreft de toepassing van materialen met ander brandgedrag.

Volgens DLV Advies kan het nooit de bedoeling zijn geweest om houten spanten te verbieden, uit geen enkel ­onderzoek blijkt immers dat deze bijdragen aan de verspreiding van brand. Een eerder onderzoek, dat werd uitgevoerd in opdracht van Van Hall Larenstein, gaat met name in op de risico’s van de toepassing van kunststof isolatiematerialen (Looije & Smit, 2010). Een vervolgonderzoek door Wageningen UR (2012) concentreert zich eveneens op de toepassing van het isolatiemateriaal. In beide rapporten wordt niet gesproken over het materiaal van de spanten.

Brandgedrag van hout

De kapvorm van stallen is vrijwel altijd een zadeldak. De span­ten staan dan haaks op de nokrichting. Tussen de spanten lopen de gordingen doorgaans evenwijdig aan de nok van spant naar spant. De houten gordingen en ­spanten hebben de volgende kenmerken:

• Houtsoort: grenen (naaldhout);
• Sterkteklasse: C18;
• Volumieke massa: ca. 450/kg/m³;
• Inbrandsnelheid: 0,8 mm/min (NEN 6073).

Hout is een natuurlijk product dat is opgebouwd uit brandbare stoffen. Op het eerste gezicht lijken de brandeigenschappen van houten bouwmaterialen ongunstiger dan die van bijvoorbeeld staal. De rapportage wil aantonen dat schijn kan bedriegen. De elementen koolstof en waterstof vormen belangrijke bestanddelen van hout en juist deze materialen kunnen stabiele verbindingen aangaan met zuurstof (CO2 en H2O). Bij deze reactie komt meer energie vrij dan voor verbranding nodig is. Ontbranding van hout is alleen mogelijk als er door toevoer van warmte voldoende brandbare gassen als koolmonoxide (CO) en methaan (CH4) vrijkomen en er ontsteking plaatsvindt. De brand ontwikkelt zich vervolgens alleen als de toegevoegde warmte plus de geproduceerde warmte voldoende zijn om de brand te onderhouden. Er ontstaat geen brand als niet aan deze voorwaarden wordt voldaan. Denk bijvoorbeeld aan de moeite die het kost om een vuurkorf of kampvuur aan te steken.

Tijdens het branden vormt zich aan de oppervlak een koollaag. Deze vertraagt de opwarming van het hout van het spant of de gording. De temperatuur in het hout is niet gelijk: de randen zijn heter dan de kern. Gemakshalve wordt de temperatuur van het hout constant op 100 ºC gesteld. De verbranding van hout verloopt als volgt: Na een temperatuursstijging tot 100-105 ºC treedt een tijdelijke stilstand in de temperatuursstijging op door het verdampen van gebonden vocht. Vervolgens treedt een verdere temperatuursstijging op; bij 200 ºC kleurt het materiaal donker en treden chemische omzettingen op. Tussen 250-300 ºC ontleden de buitenste lagen in houtskool en treden brandbare gassen uit, deze gaan tussen 300-450 ºC over tot zelfontbranding.

De houtskoollaag heeft een beschermende werking, doordat de temperatuur waarbij houtskool tot zelfontbranding overgaat veel hoger is dan de 100 ºC van het hout zelf. De koollaag geleidt warmte namelijk 4x minder snel dan hout. De vorming van de koollaag zorgt wel voor een reductie van de houtdoorsnede. Als vuistregel voor de inbranddiepte wordt doorgaans 1 mm/min gehanteerd.

Effect van een ontstane brand

De rapportage gaat vervolgens nader in op de brandscena­rio’s bij de meest voorkomende brandoorzaken: kortsluiting, brandgevaarlijke werkzaamheden of oververhitting/zelfont­branding machines. In alle gevallen geldt dat het hout alleen ontbrandt wanneer het lang genoeg wordt blootgesteld aan brand. Smeulen (na vonken) is in hout niet aan de orde. In situaties waar het hout daadwerkelijk in brand komt te staan, heeft het brandbaar zijn van houten gordingen of spanten nauwelijks invloed op het verloop van de brand. In deze situaties kan integendeel gesteld worden dat de houten draagconstructie minder snel bezwijkt dan die van staal: de kans dat de constructie intact blijft en vee kan ­worden gered is daardoor groter.

Wel signaleert men dat hout een bijdrage kan leveren aan brandvoortplanting, door de open structuur van stallen waardoor de toestroom van zuurstof onbelemmerd is. De natuurlijke trek in de stal zorgt echter ook voor de afvoer van warmte, wat bij een nog niet ontwikkelde brand gunstig kan zijn.

DLV Advies concludeert dat de toepassing van houten ­gordingen en spanten geen negatief effect heeft op de brandveiligheid van stallen. Wel benadrukt men dat het onderzoek is uitgevoerd voor nieuw te bouwen ligboxenstallen voor melkrundvee. Het onderzoek is niet één op één te gebruiken voor andere staltypen c.q. stallen voor andere diersoorten. Voor de beoordeling van deze toepassingen zou nader onderzoek nodig zijn.