Design of Cross-Laminated Timber in Fire

Klippel, Michael; Schmid, Joachim

doi:10.2749/101686617x14881932436096

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“…Stepped Charring Model) die Abbrandtiefe ebenfalls sehr gut berechnet werden, wie exemplarisch in Bild gezeigt. Das Treppenmodell kombiniert die einfache Abbrandrate von 0,65 mm/min mit einer Verdopplung dieses Werts, falls es zu einem Ablösen kommt und unverbranntes Holz direkt dem Feuer ausgesetzt wird .…”

Section: Brandprüfungenunclassified

Vorschlag einer Standardprüfmethode für Brettsperrholz im Brandfall

et al. 2019

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Brettsperrholz (BSP oder engl. Cross‐Laminated Timber, CLT) ist in den letzten Jahren zu einem beliebten Holzprodukt für hochwertige und innovative Holzbauten geworden. Wie bei jedem Bauprodukt müssen das Brandverhalten und der Feuerwiderstand von CLT‐Elementen bei der Planung von Gebäuden sorgfältig geprüft werden. Der Klebstoff, der in den Klebfugen von CLT verwendet wird, spielt eine wichtige Rolle bei der Brandbemessung. Derzeit stellen die europäischen Normen jedoch keine Prüfmethode zur Verfügung, um die Klebfugeneigenschaften im Brandfall von CLT zu beurteilen. An der ETH Zürich wurden im letzten Jahr Brandprüfungen mit CLT‐Deckenelementen durchgeführt, in denen Klebstoffe mit verschiedenen Eigenschaften im Brandfall geprüft wurden. Der vorliegende Aufsatz stellt die Ergebnisse dieser Brandprüfungen dar und zeigt die Grundlagen einer möglichen europäischen Prüfmethode zur Klassifizierung von Flächenverklebungen. Dabei wird gezeigt, dass der Massenverlust von verklebten CLT‐Elementen während eines EN/ISO‐Normbrands verwendet werden kann, um die Funktionsfähigkeit der Klebstofffuge im Brandfall (Haftvermögen) zu bewerten.

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Section: Brandprüfungenunclassified

Vorschlag einer Standardprüfmethode für Brettsperrholz im Brandfall

et al. 2019

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“…To calculate the charring depth along the fire‐exposed side ( d char,1,n ), the following parameters need to be considered: β 0 is the basic design charring rate k s,n is a cross‐sectional factor used to consider the influence of cross‐sectional width and depth on the charring rate. Different charring rates in different protection phases are described using the protection factors k 2 and k 3,1 , similarly to the current version of Eurocode 5 Part 1‐2 …”

Section: Improved Design Model For Tfamentioning

confidence: 99%

“…Using these parameters, the charring depth from the fire‐exposed side can be calculated as follows:

d_{char, 1, normaln} = β_{0} k_{normals, normaln} k_{2} ((), t_{f} - t_{ch}) + β_{0} k_{normals, normaln} k_{3, 1} ((), t - t_{f})

where d char,1,n is the notional charring depth along the fire‐exposed side, β 0 is the basic design charring rate, k s,n is the cross‐sectional factor, k 2 and k 3,1 are the protection factors for the charring along the fire‐exposed side in the protection and postprotection phases, respectively, t ch is the start time of charring from the fire‐exposed side, t f is the fall‐off time of the cladding, t is the is the fire exposure time.…”

Section: Improved Design Model For Tfamentioning

confidence: 99%

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Effective cross‐sectional method for timber frame assemblies—definition of coefficients and zero‐strength layers

et al. 2018

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Summary The load‐bearing capacity of timber members in fire conditions can be evaluated by an analytical design model known as effective cross‐sectional method (ECSM). For this method, an effective cross section of a member in fire is calculated by decreasing the original cross section by a notional charring depth and a so‐called zero‐strength layer. Then, the load‐bearing capacity can be evaluated by applying the mechanical properties as at ambient temperature to this effective cross section. The ECSM for timber frame assemblies (TFA) exposed to standard fire conditions according to European Norm 1363‐1 has been presented earlier in the European technical guideline Fire Safety in Timber Buildings (FSITB) with a limited field of application. This design model considers the fire protection provided by claddings and a limited range of cavity insulations. To cover the fire protection of a wider range of cavity insulation products, a new design approach has been developed. In this study, the zero‐strength layers for TFA with different cavity insulations are determined by means of a series of thermal and mechanical simulations. This paper proposes the protection coefficient for TFA with generic stone wool products as cavity insulation and zero‐strength layers for TFA with different cavity insulations.

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“…Tatsächlich kann sich das Abfallen von Teilen der verkohlenden Lamellenlagen geklebter Holzbauteile wie Brettsperrholz negativ auf einen möglichen Ausbrand auswirken, was als sicherheitsrelevante Thematik angesehen und von Behörden für bestimmte Gebäude gefordert werden kann. Das Abfallen von Holzkohleteilen oder verkohlenden Lamellenlagen wurde in vielen Versuchen und Prüfungen beobachtet und gut dokumentiert . Hier muss festgehalten werden, dass die Abbrandraten in offensichtlich mit jenen für Normbrandeinwirkung verglichen wurden und nicht mit jenen für sogenannte parametrische Brandkurven, welche bereits heute im Anhang von Eurocode 5 zu finden sind und die Berücksichtigung der tatsächlichen Randbedingungen eines Brandraums (thermische Trägheit der Wände und Ventilation) ermöglichen.…”

Section: Ergebnisse Und Diskussionunclassified

Brandeinwirkung auf Holzbauteile im Prüfofen und bei realen Bränden

et al. 2018

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Brandschutzexperten diskutieren derzeit die Gültigkeit von Brandprüfungen für Holzbauteile. Im Raum steht einerseits die allgemeine Aussage, dass brennbare Bauteile in Prüfungen einer von nicht brennbaren Bauteilen abweichenden thermischen Einwirkung ausgesetzt werden. Andererseits wird darauf hingewiesen, dass die sichere Verwendung von flächigen Holzbauteilen (Massivholzbauteile), z. B. Brettsperrholz, durch Normbrandprüfungen nicht geprüft werden kann, da diese Bauteile die Brandlast erhöhen und somit keine Aussagen im traditionellen Rahmenwerk des Feuerwiderstands getätigt werden können. Der vorliegende Beitrag zeigt Übereinstimmungen und Unterschiede zwischen nicht brennbaren und brennbaren Bauteilen in Normbrandprüfungen auf. Es wird gezeigt, dass die thermische Einwirkung für nicht brennbare und brennbare Bauteile in Normbrandprüfungen gleichwertig ist, auch wenn es sich um – wie im Falle von Brettsperrholz – großflächige Bauteile handelt. Die durch brennbare Bauteile zusätzlich im Brandraum verbrennende Brandlast kann durch Normbrandprüfungen nicht direkt ermittelt werden. Hierfür müssen, falls notwendig, andere Methoden verwendet werden, die zum Teil erst in der Entwicklung stehen. Die durch brennbare raumbildende Tragstrukturen zusätzliche Brandlast führt nicht zu höheren Temperaturen im Brandraum, sondern zu einer veränderten Brandeinwirkung an der Fassade. Diesem Umstand wird im Moment in Bauordnungen durch verschiedene Regeln Rechnung getragen.

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Design of Cross-Laminated Timber in Fire

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Vorschlag einer Standardprüfmethode für Brettsperrholz im Brandfall

Vorschlag einer Standardprüfmethode für Brettsperrholz im Brandfall

Effective cross‐sectional method for timber frame assemblies—definition of coefficients and zero‐strength layers

Brandeinwirkung auf Holzbauteile im Prüfofen und bei realen Bränden

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