Brandrisiko ved varmeisolering med plastbaserede materialer

Plastbaserede materialer bruges i stigende grad til varmeisolering af facader og tage, selvom de er stærkt brandbare og kan udlede giftige røggasser. Af brandsikkerhedsmæssige hensyn bør plastbaserede varmeisoleringsmaterialer kun bruges i terrændæk og under terræn.

Download DTU Byg Analysen (pdf)

Emneord: Brandsikkerhed, skumplast, plastbaseret varmeisolering

Aktualitet

I takt med behovet for at øge varmeisoleringen i bygninger er der kommet en række nye, plastbaserede varmeisoleringsmaterialer på markedet, såsom EPS (ekspanderet polystyren), PUR (polyuretan), PIR (polyisocyanurat) og PF (fenolskum). Undersøgelser har vist, at de   plastbaserede varmeisoleringsmaterialer, ofte kaldet skumplastisolering, er stærkt brandbare (Stec & Hull, 2011). Fordelene i sammenligning med f.eks. mineraluld er bl.a., at de plastbaserede varmeisoleringsmaterialer vejer mindre, er formstabile og kan være lettere at tilpasse. Ofte antages det tillige, at de har en højere varmeisoleringsevne, hvilket dog er tvivlsomt ved lavere temperaturer (Berardi, 2017).

Plastbaserede varmeisoleringsmaterialer er udbredt til isolering af terrændæk, hvor det er uproblematisk, men de anvendes også i stigende grad til varmeisolering af tage og moderne facadeløsninger, hvilket kan være problematisk, især ved bygninger i flere etager. Der findes adskillige eksempler på voldsomme brande på facader med plastbaserede varmeisoleringsmaterialer, hvor flammer har spredt sig op langs facader og antændt etager over arnestedet, og hvor brændende dryp og facadedele er faldet ned og har antændt etager nedenunder (Sørensen & Hertz, 2019). Et af de mest kendte eksempler er branden i Grenfell Tower i London, 14. juni 2017, som kostede 72 mennesker livet (BBC, 2017) (Figur 1).


Figur 1. Branden i Grenfell Tower brød ud 14. juni 2017 og spredte sig hurtigt, da flammerne fik fat i den udvendige varmeisolering på facaden. (Foto: Daniel Leal-Olivas/AFP/Ritzau Scanpix).

Analyse

Øget anvendelse af plastbaserede varmeisoleringsmaterialer på facader sammenholdt med højere bygninger udfordrer brandsikkerheden. Det har vist sig, at brande i bygninger med plastbaserede varmeisoleringsmaterialer udvikler sig hurtigere, opnår højere brandeeffekter og udleder giftigere gasser end i bygninger med traditionel mineraluldsisolering (Sørensen & Nielsen, 2014).

Plastbaserede varmeisoleringsmaterialer brænder generelt ved relativt lave temperaturer på 450-600 °C. Til sammenligning kan mineraluld modstå temperaturer på over 1.100 °C uden at brænde. Opstår der brand i plastbaserede varmeisoleringsmaterialer, sker der ofte en hurtig brandudvikling (Crewe et al., 2018). Endvidere udleder nogle typer plastbaserede varmeisoleringsmaterialer giftige røggasser. Fx kan PIR- og PUR-skum udvikle blåsyre, der er særdeles giftigt (Stec & Hull, 2011).

Der findes to fremherskende former for facadeisolering med plastbaserede varmeisoleringsmaterialer: Aluminium Composite Panels (ACP) (Figur 2) og External Thermal Insulation Composite System (ETICS) (Figur 3).

ACP-løsningen er normalt en tolagskompositbeklædning af aluminium med en kerne af plast. Bag ved yderbeklædningen er der typisk en 50 mm luftspalte, og bag denne er der et lag plastbaseret varmeisoleringsmateriale, ofte PIR-skum, som er stift plastskum fremstillet af polyisocyanurat. Luftspalten i ACP-løsningen kan medvirke til en hurtig vertikal brandspredning bag yderbeklædningen og er derfor kritisk for brandudviklingen. Det var en ACP-løsning, som var anvendt i Grenfell Tower, hvor ilden spredte sig op ad den ene side af facaden og hen over bygningen på ganske kort tid (Sørensen & Hertz, 2019).

I ETICS-løsninger består varmeisoleringen af faste plader af skumplast, som klæbes direkte på ydervæggen, hvilket gør det til en udbredt metode til energirenovering af bygninger. I ETICS-løsninger er der ingen luftspalte, men til gengæld har de en mere skrøbelig overflade af puds. Puds på isolering betegnes af Byggeskadefonden som en risikobehæftet byggeteknik (Byggeskadefonden, 2019).

Utætheder ved inddækninger omkring hjørner, samlinger, kabler m.v. øger risikoen for antændelse af plastbaserede varmeisoleringsmaterialer. For sådanne løsninger findes der i tilknytning til bygningsreglementet detailtegninger (Trafik- og Byggestyrelsen, 2016). Dette er vigtigt, for at eventuelle flammer ikke trænger ind bag ved varmeisoleringen. Det kan i praksis være vanskeligt at undgå utætheder ved inddækninger (Christensen & Klavsen, 2016). Endeligt kan det nævnes, at skumplast indeholder ilt, der vil nære en eventuel brand. Det betyder, at brand i plastbaserede varmeisoleringsmaterialer ikke kan slukkes ved at afskære ilt (Sørensen & Hertz, 2019).

ACP-løsning.
Figur 2. ACP står for Aluminium Composite Panels og består af skumplastplader, en luftspalte til at bortventilere fugt, samt en yderbeklædning af aluminiumspaneler med en plastickerne. En brand kan hurtigt sprede sig via luftspalten. (Illustration: DTU)

ETICS-løsning.
Figur 3. ETICS står for External Thermal Insulation Composite System og kan bestå af skumplastplader, som klæbes direkte på ydervæggen og afsluttes med en overflade af puds. Brand i skumplasten kan være svær at slukke, fordi selve materialet indeholder ilt. (Illustration: DTU)

Konklusion

Traditionelle varmeisoleringsmaterialer af mineraluld er klassificeret som ubrændbare. Plastbaseret varmeisoleringsmateriale er klassificeret som brandbar. Brand i plastbaserede varmeisoleringsmaterialer kan udvikle og sprede sig hurtigt samt udvikle giftige røggasser. Utætheder ved inddækninger og samlinger øger risikoen for brand betydeligt. Risikoen for brand kan nedsættes ved et omhyggeligt design og høj grad af kvalitetsstyring under projektering, udførelse, drift og vedligehold. Da dette ofte kan være vanskeligt i hele bygværkets levetid, må løsninger med plastbaserede isoleringsmaterialer i facader og tage derfor betegnes som et byggeteknisk risikofyldt forhold. Plastbaserede varmeisoleringsmaterialer er uproblematiske i terrændæk og fundamenter samt i lave bygninger, hvor der forventes begrænset brandspredning.

Litteratur

BBC (2017): London fire. A visual guide to what happened at Grenfell Tower – BBC News. Lokaliseret 21.1.2022 på: http://www.bbc.com/news/uk-
40301289.

Berardi, U. (2017): The impact of temperature dependency of the building insulation thermal conductivity in the Canadian climate. I Geving, T. & Time, B. (red.): 11th Nordic Symposium on Building Physics, NSB2017, 11-14 June 2017, Trondheim, Norge. I Energy Procedia, Vol. 132, 2017, s. 237-242.

Blomqvist, P. (2005): Emissions from Fires. Consequences for Human Safety and the Environment, s. 27-29, s.101-105. Lund: Lunds Universitet.

Byggeskadefonden (2019): Stigende  antal skader ved brug af puds på isolering. Lokaliseret 24.1.2022 på: https://bit.ly/3fSSGDO

Christensen, G. & Klavsen, J.N. (2016): Udvendig (efter)isolering – tegl-, beton- og letbetonvægge med puds (BYG-ERFA Erfaringsblad (21) 160901). København: Fonden Byg-Erfa.

Crewe, R.C. et al. (2018): Fire performance of sandwich panels in a modified ISO 13784-1 small room test. The influence of increased fire bad for different insulation  materials. Fire Technology, 54, s. 819-852.

Stec, A.A. & Hull, T.R. (2011): Assessment of the fire toxicity of building insulation materials. Energy and Buildings, 43, s. 498-506.

Sørensen, L.S. & Hertz, K.D. (2019): Fire safety challenges of external foam plastic insulated buildings. I Book of Abstracts Nordic - Fire Safety Days 2019 in Copenhagen Denmark (RISE Rapport 2019:72). Borås: RISE Research Institutes of Sweden AB.

Sørensen, L.S. & Nielsen, A. (2014): External insulation with cellular plastic materials: thermal properties, long term stability and fire properties. I Arfvidsson, L-E. Harderup, A. Kumlin, & B. Rosenkrantz (red.), NSB 2014: 10th Nordic Symposium on Building Physics 15-19 June 2014, Lund, Sweden: Full papers (s. 175-182). Lund: Lunds Tekniske Högskola.

Trafik- og Byggestyrelsen (2016): Eksempelsamling brandsikring af byggeri 2012 (2. reviderede udgave 2016 med tillæg af 1. juli). København: Trafik- og Byggestyrelsen.

Kontakt

Lars Schiøtt Sørensen
Lektor
DTU Byg
45 25 19 55

Kontakt

Kristian Dahl Hertz
Professor Emeritus
DTU Byg