Staal is een veelgebruikt materiaal in bouwconstructies vanwege de hoge sterkte en flexibiliteit. Echter, bij blootstelling aan hoge temperaturen verliest staal geleidelijk zijn sterkte, wat gevolgen heeft voor de draagkracht van een constructie. De mate waarin staal verzwakt, hangt af van de temperatuur en de belasting op de constructie.
Bij een temperatuur van ongeveer 300°C neemt de treksterkte van staal aanvankelijk toe, maar vanaf 500°C daalt deze aanzienlijk. Rond 600°C heeft staal nog maar een fractie van zijn oorspronkelijke sterkte, waardoor constructies kunnen doorbuigen of bezwijken. De zogenaamde kritische temperatuur van een staalconstructie is het punt waarop het materiaal niet langer de vereiste belasting kan dragen. Dit punt verschilt per constructie, maar ligt meestal tussen 450°C voor zwaar belaste constructies (kolommen) en 600°C voor lichtere constructies (dakliggers).
Bescherming van staalconstructies tegen brand
Om de brandwerendheid van een staalconstructie te verhogen, worden verschillende beschermingsmethoden toegepast. Afhankelijk van de situatie kan de volgende bescherming worden gekozen:
- Overdimensionering: Door het staalprofiel groter te maken, duurt het langer voordat de kritische temperatuur wordt bereikt.
- Inmetselen of omhullen met beton: Beton heeft een isolerende werking en beschermt het staal tegen directe verhitting.
- Beplaten met brandwerend materiaal: Stalen liggers en kolommen kunnen worden voorzien van brandwerende beplating die voldoet aan de vereisten uit het Besluit bouwwerken leefomgeving (Bbl).
- Bepleisteren met cementmortel: Dit biedt een beschermende laag, maar moet correct worden aangebracht en onderhouden.
- Bespuiten met brandwerende coatings: Een veelgebruikte methode waarbij een isolerende laag wordt aangebracht die de opwarming van het staal vertraagt.
- Brandwerende intumescentieverf: Dit is een speciale verf die bij verhitting opzwelt en een isolerende schuimlaag vormt.
De keuze voor een specifieke methode is afhankelijk van de gestelde brandwerendheidseisen, de gebruiksfunctie van het gebouw en de constructieve eigenschappen van het staal. In het Bbl zijn minimumeisen vastgelegd voor de brandwerendheid van dragende constructies, die doorgaans worden uitgedrukt in 30, 60, 90 of 120 minuten brandwerendheid. Dit betekent dat de constructie gedurende die periode zijn functie moet behouden tijdens een brand.