Banebrytende branntesting

Bryggene i Kjøpmannsgata sentralt i Trondheim, har høy historisk verdi og er svært sårbare ved brann.

Et banebrytende prosjekt for å kunne bevare de originale bæresystemene i de nasjonale kulturminnene har i tillegg vist at tre som bærende element i brannvegger ikke bare er mulig, men også kan være svært effektive.

- Ved å foreta laboratorietester av både styrke og brannmotstand, høster vi kunnskap som er avgjørende for å kunne bevare de originale bæresystemene i så stor utstrekning som mulig, forteller Dag Denstad, fagsjef for brannteknikk i Rambøll.

I arbeidet med Kjøpmannsgata 15 har Rambøll, i samarbeid med SINTEF, og masterstudenter ved NTNU i Trondheim, fått gjennomført materialtester ved konstruksjonstekniske laboratorium ved NTNU, for å bestemme styrkeparametre på originale konstruksjonselementer.

Parallelt har Rambøll gjennomført tester av innbrenningstid og brannmotstandsevne på nye og originale tømmervegger, i laboratoriet til RISE Fire Research i Trondheim.

Branntestene er finansiert av Thon Eiendom, eier av Kjøpmannsgata 15.

Behov for særskilte tiltak

- Gamle byggeskikker i eldre byggverk, hadde en bevisst tankegang mellom materialvalg, dimensjoner, samvirkemekanismer og forventede belastninger, og spørsmålet er om dette er kunnskaper, vi burde dra mer nytte av, forteller Denstad.

- Arbeidet har økt forståelsen for viktigheten av detaljene og deres innvirkning på totalstyrken i eksisterende bærekonstruksjoner. Det gjør oss i stand til å foreslå løsninger som ivaretar det originale tømmeret uten å måtte kle det inn eller erstatte det, forteller Dag Denstad, fagsjef for brannteknikk i Rambøll. Foto: Rambøll

Bruk av kun preaksepterte metoder i henhold til dagens tekniske forskrifter, vil kunne føre til betydelige tap av kulturhistoriske verdier til bryggekulturmiljøet, som regnes å ha nasjonal kulturminneverdi.

Et historisk tilbakeblikk på branner viser at det i brannsikringsøyemed er behov for særskilte tiltak for å kunne oppnå en trygg og forsvarlig endret bruk av bryggene.

- Laboratorietester av styrke og brannmotstand på konkrete konstruksjoner kan gi helt nødvendig kunnskap til å anvende brannsikringskrav best mulig tilpasset konkrete bygde historiske miljøer, som bryggene i Kjøpmannsgata, med sine ikke-standardiserte normerte byggesystemer.

Unike testmetoder ga ny kunnskap

Thon Eiendom har vært opptatt av å finne gode løsninger for bryggene i Kjøpmannsgata, og Rambøll har tidligere bistått ved nabobrygga til nummer 15 der det har vært utført luftlekkasjetester av tømmervegger tettet med kun lindrev.

Noe som viste seg å gi veldig gode resultater og ha stor betydning for energibruk og komfort i de gamle bygningene.

Luftlekkasjetestene har vært inspirasjon til å utføre de nye branntestene.

For å kunne vurdere å eksponere de originale bærekonstruksjonene ble det utført i alt fem ulike branntester av laftede tømmervegger.

Med inspirasjon hentet fra gamle byggeskikker, ble tettinger utført av lindrev , og en “mørtel” bestående av linolje, finsand og rugmel for å øke brannmotstanden i mosefarene (fugene).

- Vi målte i utgangspunktet luftlekkasje og brukte termiske belastninger for å se hvordan veggene oppførte seg.

- Resultatene viste betydelige forbedringer med disse materialene, sier Denstad som kan vise til detaljerte utregninger for hvordan små detaljer kan ha betydning for hvor motstandsdyktige veggene er for brann, innenfra eller utenfra.

- Med riktig testing og kunnskap kan vi bevare historiske trekonstruksjoner samtidig som vi møter moderne brannsikkerhetsstandarder.

- Dette ikke bare bevarer bygningens estetiske og historiske verdi, men sikrer også deres levetid og sikkerhet mot fremtidige brannfarer.

Resultatene var imponerende, med noen vegger som oppnådde brannmotstand i opptil 90 minutter.

Detaljene ligger i kunnskapen bak de gamle konstruksjonene.

Testene visere at tømmerstokkene fra de gamle bryggehusene har gode egenskaper, både når det gjelder brannmotstand og styrkemessig for tyngde, og er sterkere enn hva de ser ut til å være.

- Det er det egentlig hele poenget, du må vite hva de gamle konstruksjonene er gode for, før du begynner å skifte ut, påpeker Denstad.

I mange tilfeller hvor det i dag vil være naturlig å sette opp en gipsvegg for å være på den sikre siden, oppfordrer han til å prøve å forstå den strukturelle integriteten og historiske konteksten av eksisterende bygninger før man gjør modifikasjoner.

- Historisk kunnskap og håndverk gir oss innsikt i moderne brannsikringsteknikker. Eldre trekonstruksjoner, med sine tette årringer og sesongbehandlet tre, presterer ofte bedre enn nyere materialer, sier han.

Betydningen for brannvegger i tre

Den nye teknologien tilfører viktig kunnskap til bygg- og brannsikring - og bevaring av norsk kulturarv.

Også til diskusjonen rundt tre som bærende elementer i brannvegger, som allerede er tatt i bruk i moderne bygg som kontorbygget Spor X i Drammen.

- Dette arbeidet har økt forståelsen for viktigheten av detaljene og deres innvirkning på totalstyrken i eksisterende bærekonstruksjoner.

- Det gjør oss i stand til å foreslå løsninger som ivaretar det originale tømmeret uten å måtte kle det inn eller erstatte det.

- De positive testresultater vil ikke bare beskytte Kjøpmannsgatas brygger, men også bidra med verdifull innsikt som kan anvendes på tilsvarende kulturhistoriske bygninger andre steder i landet, avslutter Dag Denstad.

I tillegg til branntestene ved RISE, er Rambøll koordinator i det EU-baserte forskningsprosjektet TiReX, ledet av SINTEF i Trondheim, hvor seks europeiske land deltar.

Basert på erfaringer fra branntestene ved RISE, skal det foretas ytterligere branntester ved et brannlaboratorium i Slovenia.

TiReX: Framework for smart condition reassessment of Reclaimed Timber to eXtend the service life of long-lived wood products using non-destructive testing and automated data postprocessing (Ti-ReX).