Stalen balk brandwerend bekleden en afwerken

Een stalen balk komt vaak in beeld als u een draagmuur verwijdert of extra overspanning nodig heeft. Constructief is dat een sterke oplossing, maar bij brand warmt staal snel op. De balk kan dan eerder vervormen of bezwijken dan u op basis van de normale belasting zou verwachten. Een brandwerende bekleding vertraagt die opwarming.

Hoe heet staal mag worden, hangt af van de belasting en de toepassing. De temperatuur waarbij een bouwdeel bezwijkt, heet de kritieke staaltemperatuur. Daarvoor bestaat geen vaste waarde: in een whitepaper uit 2021 schrijft Rockwool dat die temperatuur feitelijk voor elk profiel moet worden uitgerekend. Gebeurt dat niet, dan wordt volgens dat stuk vaak van 550 °C uitgegaan, terwijl dat volgens deskundigen 450 °C zou moeten zijn. Het handboek van Promat uit 2009 noemt als voorbeeld voor een aan beide zijden vrij opgelegde ligger bij belastingsgraad 0,7: 592 °C bij driezijdige en 530 °C bij vierzijdige verhitting. Dit zijn voorbeelden van fabrikanten, geen vaste waarden. De waarde voor uw constructie bepaalt de constructeur of een studiebureau.

Een bekleding houdt de constructie een bepaalde tijd beschermd. Dat kan meer tijd geven om te vluchten en beperkt de kans dat de constructie vroegtijdig bezwijkt.

Bij verbouwingen in woningen liggen stalen liggers vaak zichtbaar of half weggewerkt. Kijk daarom niet alleen naar sterkte, maar ook naar brandveiligheid en de juiste afwerking van de balk.

Bij een losse stalen balk is een brandwerende omkasting een bekende oplossing. De balk wordt aan drie zijden of rondom bekleed met speciale platen. Zo ontstaat een isolerende laag tussen het vuur en het staal, waardoor de temperatuur in de balk langzamer oploopt.

De exacte opbouw hangt af van het profiel, de afmetingen, de gewenste brandwerendheid en de manier waarop de balk in wand, vloer of plafond is ingebouwd.

• Driezijdig: onderzijde plus beide zijkanten. Dat kan als de bovenzijde is afgeschermd door een bouwdeel dat zelf brandwerend genoeg is. Zo wordt een ligger onder een betonnen vloer aan drie zijden aangestraald. Bij een houten vloer is dat niet vanzelfsprekend: laat dat beoordelen.
• Rondom: soms logisch bij een vrij zichtbare ligger.
• Brandwerende platen: een veelgenoemde oplossing, die ook wordt gebruikt om staalconstructies te beschermen. Promatect is een bekende naam, maar er bestaan ook andere plaatmaterialen.

Welke uitvoering past, moet bij de volledige constructieve situatie passen. Ook de aansluitingen op vloer, plafond en wanden spelen mee.

Brandwerende platen zijn een veelgenoemde oplossing. Het gaat vaak om calciumsilicaatplaten of vergelijkbare brandwerende platen. Zij worden gekozen omdat ze deel uitmaken van geteste of gedocumenteerde systeemopbouwen.

• brandwerende calciumsilicaatplaten
• speciale brandwerende bouwplaten voor staalconstructies
• systeemplaten die onderdeel zijn van een geteste omkokering

Naast platen bestaan onder meer brandwerende coatings, steenwol en spuitbeton. Welke oplossing past, hangt af van de constructie.

De keuze volgt uit de vereiste brandwerendheid, de maat van het staalprofiel en de gewenste afwerking.

Standaard gips is niet altijd voldoende. Een paar lagen gips lijkt eenvoudig, maar zonder juiste systeemonderbouwing is dat geen veilige aanname. De prestatie hangt af van het type plaat, de dikte, de bevestiging, de naden, de aansluiting op andere bouwdelen en de volledige testopbouw. Ga daarom uit van een beproefd systeem en niet van de aanname dat twee lagen wel genoeg zijn. Vraag om de documentatie van de fabrikant waaruit blijkt dat het systeem voor uw toepassing is getest.

Brandwerend bekleden is maatwerk. De benodigde plaatdikte of opbouw verschilt per situatie, dus er is geen universele dikte voor elke balk. De juiste oplossing hangt meestal af van:

• het type staalprofiel, zoals IPE of HEA
• de afmetingen van de balk
• de mate waarin de balk vrij ligt of is ingebouwd
• de vereiste brandwerendheid, zoals 30, 60, 90 of 120 minuten
• de gekozen bekledingsmethode en het bijbehorende systeem
• de details van de bevestiging en de aansluiting op omliggende constructies

Bij de keuze hoort de profielfactor: de verhouding tussen het oppervlak dat bij brand wordt aangestraald en de staalinhoud. Met die factor en de kritieke staaltemperatuur wordt in de tabellen van de fabrikant de benodigde dikte afgelezen. De vereiste brandwerendheid varieert daarbij van R 30 tot 60, 90 en 120 minuten.

Kijk dus niet alleen naar het plaatmateriaal, maar naar de complete systeemopbouw. Het verschil tussen de profielen leest u bij HEA, HEB en IPE profielen.