Additionsmetoden

Beräkningsmetod i SS-EN 1995-1-2

Den svenska additionsmetoden beskrivs i SS-EN 1995-1-2. Dimensioneringsmetoden i SS-EN 1995-1-2 (bilaga E) baseras på en modifiering av den svenska additionsmetoden eftersom den har utvidgats till bjälklag, och inkluderar även inverkan av skarvar i beklädnader som inte backas upp av konstruktionsdelar, glespanel eller skivor, och genom tillämpning av vissa positionskoefficienter baserade på ytterligare försöksresultat som blev tillgängliga under arbetet med SS-EN 1995-1-2. Dimensioneringsmetoden i SS-EN 1995-1-2 kan ta hänsyn till beklädnader som utgörs av ett eller två träbaserade skivlager och gipsskiva, samt tomma eller isolerade hålrum (med hålrum avses mellanrum avgränsade av träreglar och skivbeklädnader). Isoleringen kan bestå av mineralull.

Beräkningsmetoden för brandavskiljande förmåga hos vägg- och bjälklagskonstruktioner presenteras i SS-EN 1995-1-2 bilaga E, som är informativ. Det innebär att metoden kan användas enligt varje lands nationella bilaga.

I SS-EN 1995-1-2 krävs verifiering att tiden (t_ins) för en temperaturökning (över rumstemperaturen) på 140 K/180 K på den oexponerade sidan av konstruktionsdelen är lika med eller större än den nödvändiga brandmotståndstiden (t_req) för konstruktionsdelens avskiljande förmåga.

\(t_{\text{ins}} \geq t_{\text{req}}\quad [\text{min}]\)

Tiden tins beror på brandbeteendet hos skikten i konstruktionen, på skiktens position och på skarvar. Den kan beräknas som summan av bidraget till brandmotståndet från de enskilda skikten med hänsyn till olika vägar för värmeöverföring, se Bild 1.

\(t_{\text{ins}} = \sum_{i=1}^{i=n}t_{\text{ins,i}}\quad [\text{min}]\)

Dessa bidrag beror i första hand på isoleringsförmågan hos varje materialskikt, som ges av grundvärdet för isolering, och i andra hand på varje materialskikts position och det material som finns före och efter detta materialskikt (i värmeflödets riktning), och som ges av positionskoefficienten. Dessutom används en koefficient för skivskarvar för att kunna ta hänsyn till den inverkan som skarvutformningarna har på isoleringstiden för materialskikt med skarvar. Varje materialskikts bidrag t_ins,i beräknas med hjälp av grundvärdet för isolering (t_ins,0,i), positionskoefficienten (k_pos,i) och koefficienten för skivskarvar (k_j,i).

1. Virkesstycke
2. Skiva
3. Tomt hålrum
4. Hålrumsisolering
5. Ej understödd skivfog
6. Hål för ledning

     a-e Vägar för värmetransport

Bild 1. Vägar för värmeöverföring genom avskiljande flerskiktade träkonstruktioner.

\(t_{\text{ins,i}} = t_{\text{ins,0,i}} \cdot k_{\text{pos,i}} \cdot
k_{\text{j,i}} \quad [\text{min}]\)

Grundvärdet för isolering motsvarar varje enskilt materialskikts bidrag till brandmotståndet utan in-verkan av närliggande material, och det beror på skiktets material och tjocklek. SS-EN 1995-1-2 innehåller ekvationer för beräkning av grundvärdet för isolering för följande material:

Skivor:

• Plywood (ρ ≥ 450 kg/m³)
• Träpanel (ρ ≥ 400 kg/m³)
• Spån- och träfiberskivor (ρ ≥ 600 kg/m³)
• Gipsskiva, typ A, F, R och H

Isolering i hålrum:

• Stenull (26 kg/m³ ≤ ρ ≤ 50 kg/m³)
• Glasull (15 kg/m³ ≤ ρ ≤ 26 kg/m³)

Positionskoefficienten tar hänsyn till materialskiktets position inuti konstruktionen (i värmeflödets riktning) eftersom materialskikten före och efter det berörda materialskiktet påverkar dess brandbeteende. SS-EN 1995-1-2 ger tabellerade positionskoefficienter för vägg- och bjälklagskonstruktioner med skivbeklädnader som är sammansatta av ett eller två träbaserade skivlager och gipsskivor, samt tomma eller isolerade hålrum. Positionskoefficienterna bestämdes utifrån provningar av icke bärande väggkonstruktioner, både i full skala och modellskala. Detta innebär att positionskoefficienterna i SS-EN 1995-1-2 begränsas till ett mindre antal träkonstruktioner.

Förbättrad metod för avskiljande förmåga

Den förbättrade dimensioneringsmetoden baseras på omfattande experimentella resultat och beräk-ningar enligt den finita elementmetoden. Den kan behandla träkonstruktioner med ett obegränsat antal materialskikt, som är sammansatta av gipsskivor, träskivor, eller kombinationer av dessa. Hålrummet kan vara tomt eller fyllt med mineralullsisolering.

Det totala brandmotståndet är summan av bidragen från de olika materialskikten.

\(t_{\text{ins}} =\sum^{i=n-1}_{i=1} t_{\text{prot,i}} +
t_{\text{ins,n}}\)

med	\(\sum^{i=n-1}_{i=1} t_{\text{prot,i}}\)		Summan av skyddstider tprot,i hos skikten (i värmeflödets riktning) som kommer före det sista skiktet i konstruktionen på den icke brandexponerade sidan [min]
	tins,n		Isoleringstid tins,n hos det sista skiktet i en konstruktion på den icke brandexpo-nerade sidan [min]

Skydds- och isoleringstid för materialskikten kan beräknas enligt följande ekvationer, med hän­­­­syn till materialskiktens grundvärden, koefficienter för materialskiktens position i konst­ruk­­tionen och koeffi­cienter för skarvutformningar:

\(t_{\text{prot,i}} = (t_{\text{prot,0,i}} \cdot k_{\text{pos,exp,i}} \cdot
k_{\text{pos,unexp,i}} + \Delta t_i) \cdot k_{\text{j,i}} \)

\(t_{\text{ins,n}} = (t_{\text{ins,0,n}} \cdot k_{\text{pos,exp,n}} \cdot + \Delta t_n)
\cdot k_{\text{j,n}} \)

med	tprot,0,i	Grundvärde för skyddstid [min] av skikt i
	tins,0,n	Grundvärde för isolering [min] hos det sista skitet n i konstruktionen på den icke brandexponerade sidan
	kpos,exp,i, kpos,exp,n	Positionskoefficient som tar hänsyn till inverkan av skiktet framför det skikt som avses
	kpos,unexp,i	Positionskoefficient som tar hänsyn till inverkan av skiktet bakom det skikt som avses
	Δti, Δtn	Korrektionstid [min] för skikt skyddat av gipsskiva typ F eller gipsfiberskiva
	kj,i, kj,n	Skarvkoefficient

Detaljerad information

Mer detaljerad information om förbättrad beräkningsmetod kan hittas i Brandsäkra Trähus 3, kapitel 4.2.5. Träkonstruktioners brandmotstånd enligt nya metod kan också beräknas med hjälp av mjukvaran SPFiT.