Nyttan med träfasader: en litteraturstudie avseende brandbeständighet, hållbarhet och miljöpåverkan

(1)

Nyttan med träfasader - en litteraturstudie avseende brandbeständighet, hållbarhet och

miljöpåverkan

Oskar Grönlund Alexander Winroth

Brandingenjör 2020

Luleå tekniska universitet

Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser

(2)

Nyttan med träfasader - en litteraturstudie avseende brandbeständighet, hållbarhet och miljöpåverkan

Examensarbete för Brandingenjörsexamen X7007B

Luleå tekniska universitet Författare:

Alexander Winroth och Oskar Grönlund Examinator:

Lars Stehn, Luleå tekniska universitet- Lars.Stehn@ltu.se Handledare:

Michael Försth, Luleå tekniska universitet- michael.forsth@ltu.se Extern handledare:

Christian Ståleker, Brandkonsulten Kjell Fallqvist AB- christian.staleker@brandkonsulten.se 2020-04-10

(3)

i Förord

Detta arbete har utförts i samarbete med Brandkonsulten Kjell Fallqvist AB. Vi vill tacka Christian Ståleker som har agerat extern handledare för arbetet och bidragit med kompetens inom brandrelaterade frågor gällande byggnader med träfasader.

Vi vill tacka vår handledare Michael Försth, professor på Luleå Tekniska Universitet för stöd och vägledning genom hela arbetet.

Vi vill även tacka Birgit Östman och Anna-Carin Larsson som har hjälpt oss med frågeställningar inom träteknik och kemi.

Vidare vill vi också tacka Lars Stehn som har agerat examinator för arbetet.

Luleå, Sverige, januari 2020

Alexander Winroth och Oskar Grönlund

(4)

ii Abstract

This bachelor thesis has been performed as a literature study and consists of pros and cons considering test methods, sustainability, cost efficiency, legislation and environmental effects of flame-retardant wooden façades. The study also handles the possible consequences from the lack of permanency of the flame retardants in wooden façades due to leaching.

Wood is a construction material with unique possibilities regarding the environmental aspect since it is renewable. For a matter of fire safety, the usage of wooden façades brings several challenges that must be considered during the projection of a building. Wood is a flammable material which increases the risk of fire spread along the façade. According to “Boverkets Byggregler, BBR” a Swedish collection of construction regulations, wooden façades must be protected when used in non-sprinkled buildings with three or more floors. Flame retardants in forms of fire impregnation and anti-flammability paint are therefore used as protection of the wooden façades. Façades main task is to protect the inner parts of the building from tough outdoor weather conditions which makes the façades vulnerable for leaching of the fire impregnation and anti-flammability paint which can affect the fire properties negatively over time.

There are several ways of testing the fire resistance of wooden products. The regulations in BBR for using wooden façades in buildings with three of more floors without sprinklers, states that the product must be tested and approved according to SP Fire 105. A test method that does not takes in consideration that the flame retardants might decay over time, but there are other methods for testing and classing the permanency of the flame retardants. DRF classification EXT (Durability Reaction to Fire for External use) can be accomplished by using the European test method EN 16755 that exposes the wooden façade too accelerated weathering by cycles of watering and dry outs. Although this is not something that are clearly stated in Swedish regulations but is used as a quality stamp or guideline by manufacturers.

The results from foreign weathering methods differs to the results generated through

weathering methods by the Nordic method NT Fire 054. The results from the Nordic method turned out to be the least conservative of the ones tested. A relation between time to ignition, amount of cycles and time per cycle was observed for all test methods, but which method that are most precise has not been determined.

Results from previous studies where products were exposed to natural and accelerated weathering has been compiled. The results suggest that several products do not meet the requirements of DRF class EXT, mainly due to the cause of leaching of the flame retardants.

The regulations in BBR is in this study considered too vague due to the lack of distinct demands of how to acquire permanency of the fire protection for wooden façades. It was also acknowledged that the most common fire retardants have a minimal negative impact on the environment due to leaching.

Fire impregnated wooden façades stands economically strong on the market compared too other construction materials. The benefits of using wood as a construction material is that its lifecycle has low emissions of carbon dioxide, is more energy efficient and is aesthetically appealing. The disadvantage of using wood as a construction material is that it is flammable regardless which type of protection that is used which entails austere building regulations compared to diverse façade materials.

(5)

iii Sammanfattning

Det här examensarbetet har utförts som en litteraturstudie med frågeställningar som berör de fördelar och nackdelar avseende lagstiftning, testmetoder, hållbarhet, kostnad, teknik och miljöpåverkan hos flamskyddade träfasader samt konsekvenser i ett beständighetsperspektiv kopplat till urlakning av flamskyddsmedel.

Trä är ett byggnadsmaterial med unika miljöfördelar eftersom det är förnybart. Ur

brandsynpunkt medför användandet av trä flera utmaningar som behöver beaktas. Trä är ett brännbart material vilket gör att det vid användning som fasad ökar risken för brandspridning längst med byggnaden. Enligt Boverkets byggregler (BBR), måste träfasader skyddas vid användning inom osprinklade byggnader med tre eller fler våningsplan. För att skydda träet från brand tillämpas flamskyddsimpregnering och flamskyddsmålning. Då fasader måste uthärda svåra väderförhållanden finns risken att flamskyddsimpregneringen och färgen lakas ur och att brandskyddet därav försämras över tid.

Det finns idag flera olika metoder för att testa brandmotståndet hos träprodukter. Det krav som finns i BBR för användandet av träfasader i byggnader med tre eller fler våningsplan är att träet ska ha testats och godkänts enligt SP Fire 105, som inte tar hänsyn till flamskyddets beständighet över tid. Det finns flera metoder att tillgå för att testa och klassa beständigheten hos trä. DRF klassning (durability Reaction to fire) kan utföras genom testning med den senaste europeiska testmetoden EN16755 som genom accelererad åldring utsätter träet för diverse påfrestningar som exempelvis vatten, UV-strålning och torka, men detta är inget som tydligt kravställs enligt BBR utan används mer som en typ av kvalitetsstämpel eller riktlinje av tillverkare.

Resultat efter utländska metoder av accelererad åldring differerar mot resultat genererat efter accelererad åldring enligt den nordiska metoden NT Fire 054. Den nordiska metoden visade sig vara minst konservativ av de testade. Ett samband observerades mellan tid till antändning, antal cykler och tid per cykel. Vilken av metoderna som är mest verklighetstrogen har ej konstaterats.

Det har sammanställts resultat från tidigare utförda studier där produkter som genomgått naturlig- och accelererad åldring har testats. Resultaten tyder på att många produkter inte uppfyller DRF klassen för exteriör användning, detta på grund av att flamskyddsmedel har lakats ut i miljön.

Kraven enligt BBR ansågs vara för vaga idag eftersom det inte ställs några tydliga krav på brandskyddets förmåga över tid och hur det ska testas. Det konstaterades också att de vanligaste förekommande flamskyddsmedlen ej har någon märkbart hög negativ verkan på miljön.

Flamskyddsimpregnerade träfasader står sig relativt starkt ekonomiskt ställt mot andra konkurrerande produkter. De främsta fördelarna med att bygga med trä är att dess livscykel har ett lågt koldioxidutsläpp, är energieffektivt och att det kan vara estetiskt tilltalande.

Nackdelarna med att använda flamskyddimpregnerade träfasader är att trä klassas som brännbart material oavsett impregnering och att regleringen kring byggandet med trä är- och kan bli hårdare än vad det är för andra fasadmaterial.

(6)

iv Innehållsförteckning

Nomenklatur ... vi

1 Inledning ... 1

2 Bakgrund ... 2

3 Syfte ... 3

4 Frågeställningar ... 3

5 Avgränsning ... 3

6 Metod ... 4

6.1 Källkritik ... 4

7 Teori ... 5

7.1 Flamskyddsmedel ... 5

7.2 Flamskyddsimpregnering ... 5

7.3 Flamskyddsmålning ... 5

7.4 Urlakning ... 6

7.5 Förbränning av trä ... 6

7.6 Beständighet hos behandlat trä ... 7

7.7 LCC ... 7

7.8 LCA och ISO 14040:2006 ... 7

7.9 Verksamhetsklasser (Vk) ... 8

7.9.1 Verksamhetsklass 2 (Vk2)... 8

7.10 Byggnadsklasser ... 10

7.10.1 Byggnadsklass Br0... 10

7.10.2 Byggnadsklass Br1... 10

7.11 Lagar och föreskrifter ... 11

7.12 Accelererad åldring ... 12

8 Resultat ... 13

8.1 Europeiska testmetoder ... 13

8.1.1 EN 13823 Single Burning item ... 15

8.1.2 EN ISO 11925-2 Liten låga ... 15

8.1.3 ISO 5660 - Konkalorimeter ... 16

8.1.4 ISO 9705 Room corner test ... 17

8.1.5 SP Fire 105 ... 18

8.2 Beständighet hos behandlat trä ... 19

(7)

v

8.2.1 NT Fire 054 och CEN/TS 15912 ... 19

8.2.2 EN 16755 ... 20

8.3 Accelererad åldring enligt NT-Fire 053 ... 21

8.4 Naturlig åldring ... 21

8.5 Bruksklassade flamskyddsmedel för exteriör användning ... 21

8.6 Predikteringsmodeller ... 22

8.7 Kriterier enligt Euroklassificering ... 22

8.7.1 Rule of thumb ... 23

8.7.2 Modell av Trätek ... 23

8.7.3 Cone tools ... 23

8.8 Testresultat avseende brandbeständighet över tid ... 24

8.8.1 Testresultat efter 1 års åldring av SP ... 24

8.8.2 Testresultat efter 10 års åldring ... 26

8.8.3 Japanskt testresultat avseende brandbeständighet hos cederträ ... 29

8.8.4 Sammanställda testresultat ... 37

8.9 Miljö och flamskyddsmedel ... 38

8.10 Kostnader och hållbarhet ... 40

8.10.1 LCC-analys för träfasader ... 42

9 Analys ... 43

9.1 Europeiska testmetoder och lagkrav ... 43

9.2 Accelererad åldring och naturlig åldring ... 43

9.3 Testresultat avseende brandbeständighet över tid ... 43

9.4 Miljö ... 44

9.5 Kostnader och hållbarhet ... 45

10 Slutsats ... 46

11 Felkällor ... 47

12 Förslag på vidare studier ... 47

13 Referenser ... 48

(8)

vi

Nomenklatur

BBR Boverkets byggregler

Br Byggnadsklass

CEN Europeisk standardiseringsorganisation

CPD Byggproduktdirektivet

CPR Byggproduktsförordningen

DRF (Durability of Reaction to Fire) Brandegenskapers beständighet

EN Europeisk standard

EXT Bruksklass för exteriör användning

FIGRA Brandtillväxtindex [W/s]

GWP (Global Warming Potential) Ett mått på förmågan hos en växthusgas att bidra till

växthuseffekten och den globala uppvärmningen

HRR (Heat Release Rate) Utvecklad värmeeffekt [kW/m²] HRRmax/pHRR (Max Heat Release Rate) Maximal värmeeffekt [kW/m²] ISO (International Standardization Organization) Internationella

standardiseringsorganisationen

LCA Livscykelanalys

LCC (Life Cycle Cost) Livscykelkostnad

NT Nordtest

PBL Plan och Bygglagen

RH Fuktkvot

SBI Single Burning Item

SS EN Svensk Standard

THR (Total Heat Release Rate) Total värmeeffekt [MJ/m²] tig (Time to ignition) Tid till antändning [s]

Vk Verksamhetsklass

(9)

1

1 Inledning

Detta examensarbete på 15 högskolepoäng har genomförts av Alexander Winroth och Oskar Grönlund, på Brandingenjörsprogrammet, Luleå tekniska universitet.

Michael Försth, professor på Luleå tekniska universitet har agerat som intern handledare för examensarbetet.

Christian Ståleker, brandingenjör på konsultföretaget Brandkonsulten Kjell Fallqvist AB har bidragit med extern handledning för examensarbetet.

Examinator för arbetet är Lars Stehn, professor vid Luleå tekniska universitet.

(10)

2

2 Bakgrund

Trä är ett byggnadsmaterial med unika miljöfördelar eftersom det är förnybart. Trä bildas naturligt i ett ekologiskt kretslopp som till skillnad från många andra byggnadsmaterial tar upp koldioxid under dess livstid¹.

Ur brandsynpunkt medföljer användandet av trä en hel del utmaningar som behöver beaktas.

Trä är ett brännbart material vilket gör att det enligt Boverkets byggregler måste skyddas vid användning inom byggnader med tre eller fler våningsplan. För byggnader med tre eller fler våningsplan (Br1-byggnader) är kraven på ytterväggar följande²:

”

– Den avskiljande funktionen upprätthålls mellan brandceller.

– Brandspridning inuti väggen ska begränsas.

– Risken för brandspridning längs med fasadytan ska begränsas.

– Risken för personskador till följd av nedfallande delar av ytterväggen ska begränsas.

”

För flamskyddat trä kan de tre sistnämna kraven verifieras genom att klara provning enligt SP Fire 105³. Flamskyddat trä innebär att träets brandegenskaper förbättras genom att det

behandlas med flamskyddsmedel som tillsätts genom impregnering eller täckning med flamskyddsfärg. Det är här problematiken som behandlas av detta examensarbete kommer in i bilden. Det har genom provningar av åldrat flamskyddat trä påvisats att skyddet mot

uppkomst och spridning av brand ofta försämras över tid och i värsta fall slutligen motsvara samma brandskyddstekniska klass som oskyddat trä, vilket inte uppfyller kraven för

osprinklade byggnader med tre eller fler våningsplan^{[4] [5]}

Det finns flera hundra olika flamskyddsmedel där vissa av dem är hälso- och miljöfarliga. Ett 70-tal innehåller till exempel brom, vilket gör dem mycket svårnedbrytbara och spridningen till miljön är problematisk.⁶

Eftersom tester visar att flamskyddsmedlen har en tendens till försämring av dess

brandskyddstekniska egenskaper över tid⁷ så kan framtida åtgärder krävas som att med hög frekvens flamskyddsmåla eller i värsta fall utföra ett fullständigt fasadbyte. Det har även förekommit att överimpregnering har gjorts för att öka beständigheten hos brandskyddet.

Kommer i så fall nyttan av att använda trä i ytterfasader väga tyngre än nackdelarna det medför ur miljösynpunkt?

1 Träguiden. Om trä.

2 BFS 2011:6 med ändringar till och med BFS 2019:2. Boverkets byggregler (föreskrifter och allmänna råd).

4 L. Forsman, A. Vadell. Analys av brandskyddat trä i konkalorimeter. Examensarbete Luleå tekniska universitet, 2016.

5 Ståleker, Christian. Träfasader – det handlar om livslängd. Bygg & teknik. 4/19, 2019: 46-48.

6 Naturvårdsverket. Flamskyddsmedel i miljön. 2019-12-24.

(11)

3

3 Syfte

Syftet med examensarbetet är att utföra en litteraturstudie avseende fördelar respektive nackdelar med träfasader. Det ska undersökas vilka risker som medföljs vid användning av träfasader samt utvärdera dess inverkan på miljön ställt mot brandbeständighet vid åldring.

4 Frågeställningar

Examensarbetet har gjorts utefter följande tre frågeställningar.

– Vilka fördelar respektive nackdelar, på kort såväl som lång sikt, innebär nyttjandet av träfasader, främst med avseende på miljöpåverkan och brandsäkerhet.

– Vilka krav ställs enligt lagstiftning och vilka tester finns som reglerar respektive visar att brandsäkerheten hos träfasader upprätthålls över tid?

– Hur behöver teknik och lagstiftning utvecklas för att säkerställa träfasadernas egenskaper beaktat brandsäkerhet, miljö och kostnad?

5 Avgränsning

Litteraturstudien är avgränsad till att enbart sammanställa information för träfasader som berör impregnerings- och flamskyddsmedels påverkan på miljön, brandbeständighet över tid, testmetoder och regelverk, kostnader och hållbarhet samt andra allmänna fördelar och

nackdelar med att bygga fasader i trä. Arbetet har berört osprinklade byggnader.

Denna rapport fokuserar på användandet av träfasader för höga byggnader där ytskiktskravet på fasad kräver obrännbart material eller godkännande enligt SP Fire 105. Rent tekniskt innebär detta byggnader med stort skyddsbehov (Br1) eller högre.

Det har inte genomförts några laborationsförsök.

(12)

4

6 Metod

Arbetet har i huvudsak genomförts som en litteraturstudie. Materialet som låg till grund för arbetet hämtades från vetenskapliga artiklar, vetenskapliga rapporter och tidigare

examensarbeten som berör ämnet. Sökningen har skett via Google scholar, Scopus och universitetsbiblioteket. Stöd och kompetens har biståtts från Brandkonsulten Kjell Fallqvist AB. Vidare har kontakt sökts med aktörer från forskningsinstitutet Research Institute of Sweden (RISE), samt interna resurser såsom handledare och anställda inom avdelningarna för Industriellt och hållbart byggande samt Byggkonstruktion och brand på Luleå tekniska

universitet. De ovannämnda aktörerna har nyttjats till stöd och rådgivning och ej till

insamling av fakta eller data till studien. Underlag och produktbeskrivningar har hämtats från olika typer av leverantörer.

6.1 Källkritik

Studien har utförts som en litteraturstudie vilket innebär att information och data som insamlats har hämtats från befintliga rapporter och studier. Det har under arbetets gång lagts stor vikt i att denna information och data hanterats källkritiskt. Detta med hänsyn till att information och data kan dels vara felaktig men även vara riktad, synnerligen då arbetet omfattar metoder och produkter vars tillverkare kan ha stort inflytande på branschens utveckling och forskning.

(13)

5

7 Teori

I detta avsnitt presenteras bakomliggande teorin för arbetet.

7.1 Flamskyddsmedel

Flamskyddsmedel består vanligtvis av vattenlösliga oorganiska salter. Ofta baseras de på kombinationer av flera olika kemiska föreningar som ammoniumfosfater, ammoniumsulfat, fosforsyra, borsyra, borax, dicyandiamid, melamin, silikater och urea. Ibland används även andra ämnen i mindre mängder för att öka fuktbeständighet eller andra egenskaper hos träet.

Flamskyddsmedel kan appliceras genom antingen impregnering av träet eller med

ytbehandling som skapar ett skyddande skikt på träytan. Flamskyddsimpregnering är den vanligaste förekommande metoden idag. Flamskyddsmedel i trä verkar genom att förändra trämaterialets nedbrytning vid brand så att ett förkolnat lager bildas och mängden brännbara gaser minskar.⁸

7.2 Flamskyddsimpregnering

Flamskyddsimpregnering utförs vanligtvis genom att det tillförs flamskyddsmedel direkt i träets cellstruktur genom vakuum och tryck. Under vakuumprocessen frigörs luften från vedens cellstruktur och ersätts med flamskyddsmedel. Därefter utsätts virket för högt tryck.

Flamskyddsmedlet pressas djupt in i virket, ända till kärnveden. Efter

tryckimpregneringsprocessen sker en fixering där överflödigt flamskyddsmedel får rinna av.⁹ Därefter placeras träet i virkestorkar innan de tas i bruk¹⁰.

Det behövs generellt sett stora mängder av tillsatsämnena vid impregnering, ofta 10 till 20 viktprocent för att erhålla ett tillräckligt brandskydd. Det kan medföra att egenskaper som fuktupptagning, målningsbarhet, limbarhet, utseende, färg och hållfasthet påverkas negativt.

Impregnering med flamskyddsmedel påverkar framförallt det tidiga brandförloppet, exempelvis tid till antändning, värme- och rökutveckling samt flamspridningen.¹¹ 7.3 Flamskyddsmålning

Flamskyddsmedel kan även appliceras genom bestrykning med till exempel flamskyddsfärg.

Vid brand sväller flamskyddsfärgen upp och isolerar den exponerade träytan vilket förlänger tiden tills förkolning av träet påbörjas. Vid åverkan på färgskiktet kan brandskyddet förstöras och i många fall ger impregnering ett tåligare skydd.¹²

8 A. Pousette, L. Tsantaridis. Brandskyddat trä- egenskaper och användning, state-of-the-art. SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut, 2016.

9 Kecklund, Ida. Trämimpregnering som träskyddsmetod. Examensarbete Novia yrkeshögskola, 2014.

10 Neumann, Dorothea. Brandskyddat Trä. Examensarbete Mälardalens universitet, 2015.

(14)

6 7.4 Urlakning

Flamskyddsmedel innehåller oorganiska salter såsom fosfater, borater eller sulfater vars vattenlösliga och hygroskopiska egenskaper bidrar till komplikationer vid användandet av flamskyddsmedel i utomhusmiljöer. Regnet och fukten i luften tas upp av salterna som migrerar ut ur träet och bildar saltutfällningar på ytan. Denna urlakning resulterar i en försämring av den flamskyddande verkan och påverkar även andra funktioner såsom målningsbarhet fuktupptagning och hållfasthet.¹³

7.5 Förbränning av trä

En brand kan starta med en antändning genom att materialet exponerats för en öppen låga eller genom självantändning. När materialet värms upp börjar det pyrolysera, vilket innebär att det sönderdelas och avger brännbara gaser. När dessa gasers temperatur blir tillräckligt hög så kan antändning ske.¹⁴

Brandegenskaperna för trä beror till stor del av materialets dimensioner. Trä i grövre dimensioner har svårare att antändas och brinner långsammare jämfört med tunt och finfördelat trä. Fuktkvot, densitet, profiltyp och ytråhet är andra faktorer som påverkar förbränningen.¹⁵

Tiden till antändning av massivt trä beror på antändningstemperaturen, vilken kan vara svår att bestämma. Istället anger man vanligtvis den infallande värmestrålningen som krävs för att träet ska fatta eld. För massivt oskyddat trä brukar en värmestrålning om cirka 12 kW/m² anges, vilket motsvarar en yttemperatur på cirka 300-400°C. Självantändning av massivt trä sker först vid temperaturer om 500-600°C.

Om trä värms upp långsamt kan olika temperaturzoner identifieras för den termiska nedbrytningen. Temperaturer under 200°C skapar en mycket långsam nedbrytning och huvudsakligen obrännbara gaser bildas, såsom vattenånga och koldioxid. Mellan 280°C och 500°C avges allt mer brännbara gaser som kan antändas och som brinner utanför trämaterialet om syre finns tillgängligt. Träkol bildas men förbränns inte vidare i detta temperaturområde.

Vid temperaturer över 500°C börjar träkolet att glöda och det förbränns med i stort sett samma hastighet som det bildas. När ytan förkolnat avtar värmeutvecklingen och

förbränningen sker sedan med konstant hastighet. Innanför kolskiktet påverkas träet av den förhöjda temperaturen och plasticeras, denna zon är endast någon millimeter tjock och kallas pyrolyszonen. Innanför denna zon har träet inte tillräckligt hög temperatur för att påverka dess egenskaper. Av denna orsak bibehåller träkonstruktioner sin bärförmåga under relativt lång tid.¹⁶

15 Traguiden. Brandegenskaper. 2016-12-29.

16 Traguiden. Brandegenskaper. 2016-12-29.

(15)

7 7.6 Beständighet hos behandlat trä

Vid flamskyddsbehandling av trä idag tas sällan hänsyn till träets förmåga att motstå brand över tid. Den funktion flamskyddsmedlet har efter att produkten har varit i bruk efter en viss tid varierar kraftigt beroende på om produkten har varit in- eller utomhus. Vid utomhusbruk utsätts produkten för UV-strålning, väta och luftfuktighet av varierande grad vilket påverkar flamskyddsmedlets egenskaper. DRF (durability of reaction to fire) är ett system som

används för att klassificera beständigheten över tid. Detta medför att DRF är av stort intresse för både tillverkare som vill ta fram och sälja en konkurrenskraftig produkt och för köparen som vill ha en hållbar och livslång fasad. Vid utomhusbruk används DRF klassen EXT¹⁷. 7.7 LCC

Livscykelkostnad (LCC, Life Cycle Cost) handlar om att ta hänsyn till alla de kostnader som kan uppstå under en varas eller tjänsts hela nyttjandetid, det vill säga från inköp till

avveckling eller avfall.

Även kostnader för miljöeffekter som kan uppkomma under varans livscykel inkluderas i livscykelkostnadskalkylen. LCC-kalkyler är ett verktyg som används för att kunna fatta långsiktigt ekonomiskt kloka beslut inför en investering.¹⁸

7.8 LCA och ISO 14040:2006

Livscykelanalys (LCA) visar miljöpåverkan genom hela livscykeln och beräknar påverkan från råvaruutvinning via tillverkning och användning fram till återvinning. Analysen visar miljöpåverkan såsom försurning, klimatutsläpp och energiförbrukning och ger ett bra underlag för att arbeta med en produkts miljöpåverkan eftersom den visar var i livscykeln som den största miljöpåverkan finns. Av de sätt att beräkna livscykelkostnader är det enbart den miljömässiga LCA – metoden som har standardiserats genom ISO, den benämns Miljöledning – Livscykelanalys – principer och strukturer (ISO 14040:2006)¹⁹.

18 Upphandlingsmyndigheten. Livscykelkostnader (LCC). 2017-12-11.

19 Upphandlingsmyndigheten. Miljömässig livcykel. 2017-01-12.

(16)

8 7.9 Verksamhetsklasser (Vk)

Enligt Boverkets byggregler ska byggnader delas in i en eller flera verksamhetsklasser.

Verksamhetsklassernas indelning beror på följande:

”

– Om personer kan förväntas ha god kännedom om byggnaden – Om personer kan förväntas vara vakna

– Om personer kan förväntas utrymma på egen hand – Om det finns stor risk för brand²⁰

”

De verksamhetsklasser som kan ha en betydande roll vid beslut om en byggnad ska klassas som Br1 eller Br0 är Verksamhetsklass 2B, 2C, 4, 5A och 5C. Dessa klasser beskrivs mer ingående i kapitel 7.9.1 till 7.9.3 i denna rapport.

7.9.1 Verksamhetsklass 2 (Vk2)

”Verksamhetsklass 2 omfattar lokaler där personer förväntas vara vakna, har förutsättningar att sätta sig själv i säkerhet, men inte kan förväntas ha god lokalkännedom. Verksamhetsklass 2 består av tre olika klasser; 2A, 2B och 2C beroende på personantal och typ av

samlingslokal.”

”

– Verksamhetsklass 2A avser lokaler för högst 150 personer.

– Verksamhetsklass 2B avser en samlingslokal för fler än 150 personer.

– Verksamhetsklass 2C avser en samlingslokal som är avsedd för fler än 150 personer och där alkohol serveras i mer än begränsad omfattning.²¹

”

7.9.2 Verksamhetsklass 4 (Vk4)

”Verksamhetsklassen omfattar utrymmen där det vistas personer som inte kan förväntas ha god lokalkännedom, som har förutsättningar att själva sätta sig i säkerhet och som inte kan förväntas vara vakna”(exempelvis hotell).²²

20 Boverket. Indelning i byggnadsklass och verksahetsklasser. 2017-04-24.

(17)

9 7.9.3 Verksamhetsklass 5 (Vk5)

”Verksamhetsklass 5 omfattar utrymmen där det förväntas vistas personer som har

begränsade eller inga förutsättningar att sätta sig själv i säkerhet. Verksamhetsklass 5 består av fyra olika klasser; 5A, 5B, 5C och 5D.”

”Verksamhetsklass 5A omfattar lokaler som till exempel förskolor och dagverksamhet enligt socialtjänstlagen (2001:453). Men även förskoleverksamhet som bedrivs nattetid, så kallade nattis, omfattas av verksamhetsklass 5A.”²³

”Verksamhetsklass 5B omfattar behovsprövade särskilda boenden för personer – med fysisk eller psykisk sjukdom,

– med funktionsnedsättning, – med utvecklingsstörning, – med demens eller

– som på annat sätt har en nedsatt förmåga att själva sätta sig i säkerhet.

Verksamhetsklass 5C omfattar lokaler för hälso- och sjukvård”.²⁴

(18)

10 7.10 Byggnadsklasser

Enligt Boverkets byggregler ska byggnader delas in i byggnadsklasser (Br) utifrån dess skyddsbehov.

”

– Byggnader med mycket stort skyddsbehov ska utformas i Br0 – Byggnader med stort skyddsbehov ska utformas i Br1

– Byggnader med måttligt skyddsbehov utformas i Br2 – Byggnader med litet skyddsbehov ska utformas i Br3

”

Vid bedömningen av skyddsbehovet ska hänsyn tas till troliga brandförlopp, potentiella konsekvenser vid en brand och byggnadens komplexitet.²⁵

7.10.1 Byggnadsklass Br0

Byggnader med fler än 16 våningsplan, större byggnader med verksamhetsklass 5C, 5D och byggnader med vissa typer av samlingslokaler bör utformas i byggnadsklass Br0

Med vissa typer av samlingslokaler avses:

”

– Samlingslokaler i verksamhetsklass 2B som inte ligger i bottenvåningen och som är avsedda för fler än 1000 personer

– Samlingslokaler i verksamhetsklass 2C som ligger i bottenvåningen, och som är avsedda för fler än 600 personer.

– Samlingslokaler i verksamhetsklass 2C som inte ligger i bottenvåningen och som är avsedda för fler än 300 personer.²⁶

”

7.10.2 Byggnadsklass Br1

Byggnader med tre eller fler våningsplan bör utformas i Br1. Småhus med högst tre våningsplan kan dock utformas i lägst byggnadsklass Br2.

Följande byggnader med två våningsplan bör utformas i Br1:

”

– Byggnader avsedda för verksamhetsklasserna 4, 5A, 5B eller 5C

– Byggnader med samlingslokaler i verksamhetsklasserna 2B eller 2C på andra våningsplanet²⁷.

”

(19)

11 7.11 Lagar och föreskrifter

Enligt plan- och bygglagen gäller följande för ett byggnadsverks tekniska egenskaper.

”4§ Ett byggnadsverk ska ha de tekniska egenskaper som är väsentliga i fråga om:

1. Bärförmåga, stadga och beständighet 2. Säkerhet i händelse av brand

3. Skydd mot hygien, hälsa och miljö 4. Säkerhet vid användning

5. Skydd mot buller

6. Energihushållning och värmeisolering 7. Lämplighet för det avsedda ändamålet

8. Tillgänglighet och användbarhet för personer med nedsatt rörelse- eller orienteringsförmåga

9. Hushållning med vatten och avfall 10. Bredbandsanslutning

5§ Kraven i 4§ ska uppfyllas så att de:

1. Uppfylls vid nybyggnad, ombyggnad och en annan ändring av en byggnad än ombyggnad

2. Med normalt underhåll kan antas komma att fortsätta vara uppfyllda under en ekonomiskt rimlig livslängd”.²⁸

Kort sammanfattat kring användning av träfasader innebär detta att säkerhet i händelse av brand ska vara uppfyllt under en ekonomiskt rimlig livslängd.

Ovan nämnda lagkrav bryts i BBR avsnitt 2:2 ner till allmänt råd där följande sägs:

”Byggherren får välja de material och tekniska lösningar som är ekonomiskt rimliga och praktiska att sköta så länge lagens krav på ekonomiskt rimlig livslängd uppfylls. Med livslängd avses den tid under vilken en byggnad eller byggnadsdel med normalt underhåll uppvisar erforderlig funktionsduglighet.

Byggnadsdelar och installationer med kortare livslängd än byggnadens avsedda brukstid bör vara lätt åtkomliga och lätta att byta ut samt även på annat sätt vara lätta att underhålla, driva och kontrollera.

Byggnadsdelar och installationer som inte avses bytas ut under byggnadens avsedda brukstid bör antingen vara beständiga eller kunna skyddas, underhållas och hållas i sådant skick så att kraven i dessa föreskrifter uppfylls. Förväntade förändringar av egenskaperna bör beaktas vid val av material och tekniska lösningar. Vid ändring av byggnader bör sådanna material och tekniska lösningar väljas som fungerar ihop med befintligt utförande.”²⁹

28 SFS 2010:900 med ändringar till och med SFS 2019:949. Plan och bygglag.

(20)

12 Ytterligare krav specifikt gällande fasader återfinns i BBR kapitel 5:551:

Ytterväggar i byggnader i klass Br1 ska utformas så att

”

1. Den avskiljande funktionen upprätthålls mellan brandceller 2. Brandspridning inuti väggen begränsas

3. Risken för brandspridning längs med fasadytan begränsas

4. Risken för personskador till följd av nedfallande delar av ytterväggen begränsas.

”

Vidare sägs att punkt 2, 3 och 4 kan uppfyllas genom att produkten klarar provning enligt SP Fire 105³⁰. Viktigt att belysa är att fasadprovning genom SP Fire 105 metoden inte

kontrollerar hur punkt 2, 3 och 4 ska uppfyllas under en ekonomiskt rimlig livslängd.

7.12 Accelererad åldring

Accelererad åldring är en metod som används för att påskynda åldringen för till exempel flamskyddat, utomhusexponerat trä. Åldring går ofta ut på att träet exponeras för regelbundna sekvenser av bevattning, torka, vila och UV-ljus, detta för att återskapa verkliga år av åldring utomhus.³¹

(21)

13

8 Resultat

För att bestämma flamskyddsmedels beständighet över tid finns det flera olika

tillvägagångssätt. Det tas kontinuerligt fram nya testmetoder, regler och resultat, både i Sverige och i andra delar i världen.

8.1 Europeiska testmetoder

Europas första system för brandprovning och klassificering av byggprodukter togs fram 1989.

Ett av huvudsyftena med systemet var att harmonisera den fria handeln inom unionen av byggprodukter. Systemet togs fram i samband med byggnadsproduktsdirektivet, CPD³². 2013 ersattes CPD med den nya byggproduktsförordningen CPR. CPR innehåller flera väsentliga krav där brandsäkerhet är ett av dem, enligt vilket byggnadsverk ska dimensioneras och byggas så att nedanstående krav uppfylls vid brand³³:

”

– Byggnadsverkets bärförmåga kan antas förbli intakt under en bestämd tid.

– Uppkomst och spridning av brand och rök inom byggnadsverket begränsas.

– Brandens spridning till angränsade byggnadsverk begränsas.

– Personer som befinner sig i byggnadsverket kan lämna detta eller räddas på annat sätt.

– Räddningsmanskapets säkerhet beaktas.

”

Med hjälp av europeiska klassifikationsstandarder för brandexponerade byggprodukter kan man säkerställa brandsäkerheten i byggnader. Dessa klassifikationer och standarder finns i den europeiska standardiseringsorganisationen, CEN (European Committee for

Standardization). Där finns delsystem för byggprodukters byggnadstekniska brandskydd och dessa finns samlat i standarden EN 13501-1. I delsystemen finns klassifikationer med

avseende på byggprodukters brandpåverkan. Där byggprodukter klassas A-F där obrännbara produkter får A1 eller A2, brännbara i klass B-E och otestade i klass F. Dessa klassifikationer kan kompletteras med ytterligare klassifikationer som beskriver rökproduktion och

benägenhet att droppa under förbränning, detta med tilläggsklassifikationerna (s1, s2, s3 respektive d0, d1 eller d2) se tabell 1. I Europa används i vissa länder EN 13501-1 för att klassificera träbeklädda fasader. I Sverige används även provningsmetoden SP Fire 105, framtagen av RISE för ytterligare klassificering³⁴. Från och med 2017 finns även en ny europeisk standard EN 16755, Bruksklasser för brandskyddets beständighet inomhus och utomhus hos träbaserade produkter³⁵.

32 Träguiden. Brandtekniska funktionskrav.2017-10-26.

33 Träguiden. Brandtekniska funktionskrav.2017-10-26.

35 Swedish Standards institute. Svensk Standard SS-EN 16755:2017. 2017-10-30.

(22)

14

Tabell 1. Ytskiktsklass för olika produkter.

För standard EN 13501-1 används testmetoderna EN 13823 och EN ISO 11925-2 För klasserna A1 och A2 måste även obrännbarhet (EN ISO 1182) och värmepotential (EN ISO 1716) testas. En ytterligare vanlig provningsmetod är Room corner test, ISO 9705³⁶.

(23)

15 8.1.1 EN 13823 Single Burning item

Byggprodukter utsätts för en termisk påverkan av ett brinnande föremål. Två väggar monteras så att ett hörn skapas. I hörnet finns en brännare som avger en effekt på 30 kW.

Provet körs i 21 minuter. Rökgaserna sugs upp i en huv och rökproduktionen samt

värmeeffekt mäts kontinuerligt. Flamspridning och brinnande droppar observeras visuellt. En i illustration av testet visas i figur 1.³⁷

Figur 1. Testanordning enligt EN 13823 Single Burning item³⁸.

8.1.2 EN ISO 11925-2 Liten låga

Detta är en provmetod där man utsätter byggprodukter för direkt påverkan av en låga. Testet utförs i en provkammare. I provkammaren monteras en provkopp. Till provkoppen förs en gaslåga. Antändningstid, hur länge det brinner, brinnande droppar och flamhöjd registreras.

Försöken görs flera gånger för att få ett mer representativt resultat.³⁹

37 RISE. Brandprovning av byggprodukter enligt EN 13823- SBI.

38 RISE. Brandprovning av byggprodukter enligt EN 13823- SBI.

39 RISE. Brandprovning enligt EN ISO 11925-2.

(24)

16 8.1.3 ISO 5660 - Konkalorimeter

ISO 5660 kan användas för att bedöma ett materials värmeeffekt, antändningsbenägenhet, rökproduktion samt värmevärde. Metoden kan användas för modellering av mer storskaliga bränder, exempelvis ISO 9705- Room corner test, EN 13823- Single burning item och Cone Tools. Metoden ISO 5660 används ofta för att mäta mängden giftiga gaser vid förbränning.

Metoden går till på så sätt att en provkopp innehållandes provmaterialet, utsätts för en bestämd strålningsnivå. Provkoppen värms upp tills då att den börjar avge pyrolysgaser.

Pyrolysgaserna antänds med en gnisttändare. Vid antändning samlas rökgaserna upp i en huv varifrån mätdata samlas. En illustration visas i figur 2.⁴⁰

Figur 2. Testanordning enligt ISO 5660 – Konkalorimeter⁴¹.

40RISE. Brandprovning enligt ISO 5660-1.

41 RISE. Brandprovning enligt ISO 5660-1.

(25)

17 8.1.4 ISO 9705 Room corner test

Denna testmetod är ett så kallat referensscenario till euroklassmetoden EN 13823 och är ett brandtest av ytskikt i stor skala. Användningsområden är främst för byggnadsprodukter som inte kan provas i sin verkliga utformning i liten skala. Testet utförs på så vis att ett rum byggs upp där provmaterialet är i taket och på alla väggar utom dörrväggen. En propanbrännare används med en effekt på 100 kW de första 10 minuterna som sedan ökas till 300 kW ytterligare 10 minuter placeras i ett av rummets hörn. Testet körs under totalt 20 minuter där rökgaserna sugs upp i en huv och rökproduktionen samt värmeeffekt mäts kontinuerligt.

Flamhöjd och brinnande droppar studeras visuellt. En i illustration av testet visas i figur 3.⁴²

Figur 3. Testanordning enligt ISO 9705 Room corner test⁴³.

42 RISE. Brandprovning enligt Room Corner Test.

43 RISE. Brandprovning enligt Room Corner Test.

(26)

18 8.1.5 SP Fire 105

SP Fire 105 är en svensk provmetod och som enligt BBR ska genomföras på brännbara fasader innan de tas i bruk (huvudsakligen Br0 och Br1 byggnader). Försöket testar

fasadbeklädnadens brandbeteende genom att simulera ett fullskaligt brandförlopp i ett rum där flammor slår ut genom en fönsteröppning. Provning enligt SP Fire 105 görs på en testrigg bestående av stål, betong och med fasaden som testas. Vid utförandet antänds 60 liter heptan.

Vid testet mäts värmeflöde och observationer av flammans spridning och höjd, hur lång tid det tar innan sprickor i och nedfallande material förekommer. Värmestrålningen får ej överstiga 80 kW/m², mätt i ett fiktivt fönster ovanför brännrummet. Branden får inte sprida sig till takfoten eller ovanförliggande fönster, det får heller inte förekomma fallande föremål.

Temperaturen får ej överstiga 450 °C i mer än 10 minuter vid takfoten eller 500 °C i mer än 2 minuter. Testet avslutas då heptanet har förbrukats vilket vanligen tar cirka 15 minuter. Se figur 4.⁴⁴

Figur 4. Testanordning enligt SP Fire 105⁴⁵.

44 J. Andersson, L. Boström, R. Jansson McNamee. Fire Safesty Of Facades. Brandforsk. 2017.

45 J. Andersson, L. Boström, R. Jansson McNamee. Fire Safesty Of Facades. Brandforsk. 2017.

(27)

19 8.2 Beständighet hos behandlat trä

Flamskyddets verkan kan minska över tid. Den funktion flamskyddsmedel har efter att produkten har varit i bruk efter en viss tid varierar kraftigt beroende på om produkten har varit inom- eller utomhus. Det finns flera olika metoder och tillvägagångssätt för att testa och klassificera flamskyddets beständighet över tid⁴⁶.

8.2.1 NT Fire 054 och CEN/TS 15912

År 2006 togs en nordisk metod fram för att bedöma beständigheten hos flamskyddat trä, NT Fire 054. År 2013 överfördes den nordiska metoden till en europeisk metod då den tekniska specifikationen CEN/TS 15912 infördes som klassificerar flamskyddat trä i bruksklasser.

Bruksklasserna i CEN/TS 15912 är uppdelat i tre klasser INT 1, INT 2 och EXT. Där INT 1 och INT 2 är för inomhusbruk och EXT för utomhusbruk, se tabell 2. EXT klassificeras utefter hur länge träet bibehåller sina brandtekniska egenskaper efter en längre tids utomhusexponering. Utomhusexponeringen kan påskyndas på labb genom accelererad åldring⁴⁷.

47 B. Östman, L. Tsantaridis m.fl. Innovative eco-efficient high fire performance wood products for demanding.

applications. Swedish National Testing and Research Institute. 2006.

(28)

20 8.2.2 EN 16755

EN 16755 med klasser för brandegenskapernas långtidsbeständighet är en ny europeisk standard som fastställdes 2017 för att vägleda potentiella användare till att hitta lämpliga flamskyddade träprodukter samt att uppmuntra tillverkare att leverera konkurrenskraftiga brandsäkra produkter. I tabell 2 sammanfattas ett system för att klassificera flamskyddade träbaserade produkters långtidsbeständighet och lämpliga provmetoder. Detta europeiska system baseras på den tidigare tekniska specifikationen CEN/TS 15912 samt det tidigare nordiska systemet Nordtest metoden NT Fire 054 och erfarenheter från Nordamerika.⁴⁸

Tabell 2. DRF-klasser utefter brandegenskaper och kriterier⁴⁹.

DRF klass Brandkrav Funktionskrav för olika

slutanvändning av flamskyddat trä ^a)

Avsedd användning Brandklass,

Initialt

Fuktegenskaper

b) Brandklass efter

väderexponering

ST - -

INT 1 Inomhus, torrt Relevant

brandklass - Fuktkvot < 20

% - Ingen

vätskeutlakning - Min. synligt salt på ytan

-

INT 2 Inomhus, fuktigt Relevant

brandklass - Fuktkvot < 28

% - Ingen

vätskeutlakning - Min. synligt salt på ytan

-

EXT Utomhus Relevant

brandklass - Bibehållen

brandklass ^{c, d, e)} efter:

- Accelererad åldring

- Naturlig åldring

a. Ska uppfyllas av material producerat enligt samma tillverkningsprocess och med samma retenion som för uppnådd brandklass.

b. Vid ( 90 ± 3) % RH och (27 ± 2)°C.

c. Enligt EN 13823 (SBI) med kriterier enligt EN 13501-1. Minst samma klassificering som initialt ska uppnås.

d. Kriterier för brandegenskaper enligt konkalorimetern, ISO 5660, efter väderexponering:

Produkter med brandklass B: (Rate of Heat Release) RHR30s ave ≤ 150 kW/m2 under 600 s provning och (Total Heat Release) THR600s ≤ 20 % ökning jämfört med provning före väderexponering.

Produkter med brandklass C: (Rate of Heat Release) RHR30s ave ≤ 220 kW/m2 under 600 s provning och (Total Heat Release) THR600s ≤ 20 % ökning jämfört med provning före väderexponering.

e. DRF klass EXT är giltig endast för den typ av ytbehandling som provats.

f. DRF klass EXT som uppnåtts utan ytbehandling (med en vanlig färg) gäller även för samma produkt med ytbehandling (med en vanlig färg), förutsatt att ytbehandlingen inte ändrar brandegenskaperna.

48 Träguiden. Brandskyddat trä. 2017-12-13.

49 Träguiden. Brandskyddat trä. 2017-12-13.

(29)

21 8.3 Accelererad åldring enligt NT-Fire 053

Det finns två olika metoder att tillämpa vid användning av NT-Fire 053, metod A och metod B. Efter att processen är slutförd så vägs produkterna där den kvarvarande vikten jämförs med vikten innan försöket. Utifrån detta kan det uppskattningsvis konstateras hur mycket impregneringsmedel som har lakats ur från träet.⁵⁰

Metod A

Med metod A utsätts produkten med upprepande exponering av cykler i 12 veckors tid.

Cyklerna består av 96 timmar bevattning och 72 timmar torkning. Bevattningen sker jämt över produkten med en volym av 0,3 l/(m²min) med en temperatur som varierar mellan 2- 16°C . Torkningen sker mellan 57-60°C.

Metod B

Produkten exponeras i 1000 timmar i 24 timmars cykler. Varje cykel består av följande steg:

– 4 timmar bevattning (12 ± 0,8 l/(m2min) med temperatur på < 32°C).

– 4 timmar torkning med en temperatur mellan 63 ± 3°C samt exponering av UV- strålning med en intensitet av 300 W.

– 4 timmar bevattning (12 ± 0,8 l/(m2min) med temperatur på < 32°C).

– 4 timmar torkning med en temperatur mellan 63 ± 3°C samt exponering av UV- strålning med en intensitet av 300 W.

– 8 timmar vila 8.4 Naturlig åldring

Med naturlig åldring menas att träet åldras i ett klimat som motsvarar det som produkten förväntas tillämpas i. Enligt den europeiska standarden EN 927-3 undersöks träets färg, glans, adhesion, sprickbildning och utseende⁵¹.

8.5 Bruksklassade flamskyddsmedel för exteriör användning

I dagsläget finns det endast ett fåtal produkter på marknaden som är bruksklassade för exteriör användning, se tabell 3⁵².

Tabell 3. Bruksklassade flamskyddsmedel för exteriör användning.

Tillverkare Produktnamn Typ av produkt Standard

Moelven FireGuard¹ Impregneringsmedel CEN/TS 15912

Woodsafe Woodsafe Fire PRO¹ Impregneringsmedel CEN/TS 15912 Woodsafe Woodsafe exterior WFX Impregneringsmedel CEN/TS 15912

Teknos Teknos FR Fasad¹ flamskyddsfärg CEN/TS 15912

1. Ytbehandling krävs.

52 A. Pousette, L. Tsantaridis. Brandskyddat trä- egenskaper och användning, state-of-the-art. SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut, 2016.

(30)

22 8.6 Predikteringsmodeller

Med provningsresultat från EN ISO 11925-2 och EN 13823 euroklassificeras produkter.

Däremot har olika predikteringsmodeller med hjälp av resultat från ISO 5660 gjort det möjligt att prediktera euroklass för ytskikt⁵³.

8.7 Kriterier enligt Euroklassificering

För att klassificera produkters brandtekniska egenskaper har resultat i tester enligt Room corner test, EN ISO 11925-2 och EN 13823 bestämts. Obehandlat trä klassas normalt som euroklass D och för att uppnå en högre nivå ska träet uppfylla kriterierna enlig tabell 4.

Tabell 4. Kriterier för Euroklasser

(31)

23 8.7.1 Rule of thumb

Med resultat från SBI och konkalorimeter av träprodukter som tillhör en viss euroklass har samband avseende antändningstid och heat release rate upptäckts. Typiska träprodukter tillhörande klass B ger en maximal heat release rate på 100 kW/m² med en tid till antändning på ca 40 sekunder vid konkalorimetertest med en strålning på 50 kW/m². Genom data från en stor mängd av testresultat där tid till antändning och maximal heat release rate har

undersökts så har följande ”tumregel” tagits fram, se tabell 5. Denna förenkling är något överskattad i syfte att vara konservativ. Notera att då när maximal heat release rate och tid till antändning har små eller stora värden så behöver mer avancerande metoder tillämpas.⁵⁴

Tabell 5. Rule of thumb parametrar.

8.7.2 Modell av Trätek

Trätek-modellen är en modell som predikterar tid till antändning med hjälp av resultat från både Room Corner Test och konkalorimeterförsök med standarden ISO 9705 respektive ISO 5660. Modellen predikterar tid till övertändning.⁵⁵

8.7.3 Cone tools

Flamspridningsmodellen Cone Tools görs utifrån resultat från tester vid ISO 5660. Förutom tid till övertändning så predikterar modellen många av de klassificeringsparametrarna i EN 13501-1 som till exempel SBI-parametrar (EN 13823), SMOGRA och FIGRA.⁵⁶

54 T. Hakkarainen, E. Mikkola. Improved fire performance for wood- based products. VTT Symposium. 2006.

56RISE: Cone Tools- Verktyg för prediktering av Euroclass.

(32)

24 8.8 Testresultat avseende brandbeständighet över tid

8.8.1 Testresultat efter 1 års åldring av SP

2006 gjordes en studie av SP (nuvarande RISE), Innofirewood, där bland annat

beständigheten hos åldrade träfasader för utomhusbruk undersöktes. Beständigheten hos 15 träpaneler i furusplintved testades efter ett års accelererad åldring enligt NT Fire 053, metod A. Panelerna var flamskyddsbehandlade genom vakuum- och tryckimpregnering eller målade med alkyd- och linoljebaserad färg. Data tillhörande använda flamskyddsmedel och färg redovisas i tabell 6. Resultatet efter accelererad åldring presenteras i tabell 8 och det initiala konkalorimeterresultatet med prediktioner redovisas i tabell 7. I projektet predikterades euroklassen hos de omålade fasaderna både innan och efter åldring. De målade fasaderna predikterades bara efter accelererad åldring. Predikteringsmodellerna som användes var bland annat Rule of thumb och Trätek-modellen⁵⁷.

Tabell 6, information om aktiv kemikalie och produkt ID.⁵⁸

(33)

25

Tabell 7, konkalorimeterdata innan åldring⁵⁹

Tabell 8, konkalorimeterdata efter åldring⁶⁰

Resultatet tyder på att flera fasader behåller samma brandbeständiga egenskaper som innan den accelererade åldringen och tillhör därför DRF klass Ext. Testet visade också på att alkydfärg har bättre egenskaper med avseende på beständighet än vad den linoljebaserade färgen hade. Eftersom massa från de material som exponerats av den accelererade åldringen har försvunnit konstaterades det att flamskyddsmedel har urlakats av de simulerade

väderförhållandena⁶¹.

applications. Swedish National Testing and Research Institute. 2006

(34)

26 8.8.2 Testresultat efter 10 års åldring

I ett examensarbete från Luleå tekniska universitet (2016) testades beständighet efter 10 års åldring för 25 olika träpaneler behandlat med sex olika flamskyddsmedel. Testmetoderna som användes var ISO 5660 där resultaten analyserades enligt predikteringsmodellerna Rule of Thumb, Trätek och Cone Tools. Träet i försöket var naturligt åldrat i tio år där bitarna var varierat behandlade med flamskyddsmedel som organiska salter, fosfonat, organisk

fosforsyra och fosfonsyra. Träet var förutom flamskyddsimpregnerat även målat med olika färgtyper som alkyd och linolja. I försöket testades även oimpregnerat och omålat trä. I tabell 10 och 11 presenteras försökets resultat.

Tabell 9. Produktspecifikationer för testets provbitar.

(35)

27

Tabell 10, Resultat av tid till antändning, THR 300 sekunder efter antändning och HRRmax 900 sekunder från att testet startades. Varje produkt testades två gånger, provbit M och N ⁶².

(36)

28

Tabell 11. Sammanställning av resultat från tabell 10 där medelvärdet för provbit M och N för respektive produkt redovisas.

I tabellen redovisas även predikterade euroklasser för ett Room Corner Test och SBI- test samt beständighetsbedömning utefter DRF klass EXT.⁶³

Resultatet visar på att samtliga produkter predikteras tillhöra ytskiktsklass D eller lägre. Detta motsvarar obehandlat trä eller sämre. Vilket också tyder på att ingen av produkterna kan tillhöra DRF klass EXT efter 10 års naturlig åldring. Däremot visar deras försök att själva täckmålningen håller kvar flamskyddsmedlens verkan eftersom de målade produkterna hade längre antändningstid och en förskjutning i värmeutvecklingen. Detta kan bero på att färgen håller kvar flamskyddsmedlet inne i träet, det vill säga att färgen förhindrar urlakning.⁶⁴

(37)

29 8.8.3 Japanskt testresultat avseende brandbeständighet hos cederträ

I en japansk studie publicerad 2018 utfördes flera beständighetstester med syftet att utreda hur flamskyddade cederfasader påverkas efter accelererad åldring. Tre olika typer av ceder användes, en obehandlad, en flamskyddsbehandlad utan accelererad åldring samt en

flamskyddsbehandlad som genomgått accelererad åldring. Flamskyddsmedlet som användes var tryckimpregnerad fosforsyra kompletterat med en ytbeläggning av paraffin. För att uppnå ett bredare resultat valdes det att testa ceder med olika mängder flamskyddsmedel.

Provbitarna benämndes A, B, C och D.

Metoderna för den accelererade åldringen som användes var JSTM J 7001, J60, J20, J4 samt NT Fire 053, se tabell 12 för metodbeskrivning och utförande.

Tabell 12. Utförandespecifikation för testmetoderna JSTM J7001, J60, J20, J4 och NT Fire 053⁶⁵.

Efter den accelererade åldringen testades provbitarna i en konkalorimeter i enlighet med standarden ISO 5660 med en strålningseffekt på 50 kW/m². Resultatet av

konkalorimetertesterna redovisas i kapitel 8.8.3.1 till och med 8.8.3.7.⁶⁶

65 B. Zhou, H. Yoshioka mfl. Experimental study on Fire Performance of Weathered Cedar. International Journal of Architectural Heritage. 13:8, 2018: 1195 – 1208.

(38)

30 8.8.3.1 Obehandlad ceder och flamskyddad ceder utan accelererad åldring

THR och pHRR för flamskyddsbehandlad ceder som ej genomgått accelererad åldring var 84,78 MJ/m² respektive 177,6 kW/m². Cederträt antände efter cirka 19 sekunder.⁶⁷

Figur 5. HRR och THR för obehandlad ceder⁶⁸.

(39)

31 8.8.3.2 Flamskyddsbehandlad ceder utan accelererad åldring

Resultatet för flamskyddsbehandlat ceder visar att pHRR och THR minskade med 88,6%

respektive 84,3 % i genomsnitt vilket medförde att pyrolysgaserna för provbit A aldrig uppnådde den mängd som krävs för att antändning med extern gnista ska vara möjlig. För provbit B till D fördröjdes antändningstiden från 18,5 sekunder till omkring 1000 sekunder.⁶⁹

Figur 6. HRR och THR för flamskyddat ceder som inte genomgått accelererad åldring⁷⁰. Tabell 13. Sammanställning av resultat från konkalorimeter.

70 B. Zhou, H. Yoshioka mfl. Experimental study on Fire Performance of Weathered Cedar. International Journal of Architectural Heritage. 13:8, 2018: 1195 – 1208

(40)

32 8.8.3.3 Flamskyddsbehandlad ceder efter JSTM j 7001 metoden

THR och pHRR för flamskyddsbehandlad ceder som genomgått accelererad åldring enligt JSTM J 7001 metoden ökade i genomsnitt med 11,4 % respektive 15,6 % men ingen av provbitarna antändes med extern gnista. Den enda provbiten som uppnådde en tydlig topp var provbit C där mängden producerade pyrolysgaser borde möjliggjort antändning med extern gnista men som på grund av effekterna av flamskyddsmedlet inte antändes. Detta innebär att fler provbitar antändes före den accelererade åldringen av JSTM j 7001 metoden.⁷¹

Figur 7. HRR och THR för flamskyddad ceder efter accelererad åldring enligt JSTM J 7001 metoden⁷². Tabell 14. Sammanställning av resultatet från konkalorimeter efter JSTM J 7001 metoden⁷³.

(41)

33 8.8.3.4 Flamskyddsbehandlad ceder efter J60 metoden

THR och pHRR för flamskyddsbehandlad ceder som genomgått accelererad åldring enligt J60 metoden ökade med 159% respektive 264% i genomsnitt. Detta berodde på att mängden producerade pyrolysgaser var tillräckligt stor för att provbitarna skulle antändas med extern gnista. Antändningstiden för provbitarna minskade från omkring 1000 sekunder till 10 sekunder vilket dessutom är lägre än för helt obehandlad ceder.⁷⁴

Figur 8. HRR och THR för flamskyddad ceder efter accelererad åldring enligt J60 metoden⁷⁵

Tabell 15. Sammanställning av resultat från konkalorimeter efter accelererad åldring enligt J60 metoden⁷⁶.

(42)

34 8.8.3.5 Flamskyddsbehandlad ceder efter J4 metoden

THR och pHRR för flamskyddsbehandlad ceder som genomgått accelererad åldring enligt J4 metoden ökade i genomsnitt med 83% respektive 182%. Antändningstiden med extern gnista för provbit A och B uppgick till 720 och 595 sekunder, provbit C antändes ej och provbit D antändes redan efter 9,7 sekunder.⁷⁷

Figur 9. HRR och THR för flamskyddsbehandlad ceder efter accelererad åldring enligt J4 metoden⁷⁸. Tabell 16. Sammanställning av resultat från konkalorimeter efter accelererad åldring enligt J4 metoden⁷⁹.