Tweede Paasdag 2023. Een zwarte rookpluim ontsiert het hemelbeeld van Etten-Leur. De nachtmerrie van menig gebouweigenaar was werkelijkheid geworden voor Axell Logistics. Een kortsluiting in de meterkast had een massieve en oncontroleerbare brand veroorzaakt. Ondanks de snelle reactie van de brandweer konden het gebouw en het interieur niet worden gered.
De brand ontwikkelde zich zo snel en heftig dat dat blussen al gauw overging in het beheersbaar laten uitbranden van het gebouw. Gelukkig waren er maar drie personen aanwezig in de hal op dat moment, die er allemaal in slaagden het pand op tijde te verlaten.
De aangrenzende gebouwen werden nauwlettend natgehouden om verspreiding van de brand te voorkomen. Na uren van blussen restte slechts een warboel van verwrongen staal. De aangrenzende panden kwamen er echter grotendeels ongeschonden uit. Na het optrekken van de rook is het zaak om zo snel mogelijk het bedrijfspand weer op te bouwen, de bedrijfsactiviteiten moeten zo snel mogelijk hervat worden.
Analyse van de bestaande structuur
De eerste stap van het herstel was het opruimen van het verwrongen staalafval en het aanpakken van de door brand veroorzaakte schade aan de betonnen vloer, fundering en palen.
Het gebouw is ontworpen als een industriegebouw met een vloeroppervlakte van circa 17.000 m2 . Om te voldoen aan het Bouwbesluit 2003 is het gebouw opgedeeld in 10 zelfstandige brandcompartimenten met een maximale oppervlakte van 2500 m2.
Elk brandcompartiment is zelfstandig stabiel middels afkruising in de gevelvlakken en middels afkruising van het dakvlak.
De brandscheiding tussen de onderlinge brandcompartimenten zijn uitgevoerd met dubbele staalkolommen en met een enkelvoudige cellenbetonelementenwand tussen de staalkolommen. De brandwand is met kikkerplaten en smeltankers aan weerszijde gekoppeld aan de stalen kolommen. De brandwand dient een WBDBO-eis van 60 minuten te weerstaan.
Brandcompartimenten grenzende aan belendingen zijn uitgevoerd met een dubbele celenbetonelementenwand. Omdat het gebouw geen eis heeft ten aanzien van bezwijken bij brand, wordt de staalconstructie in de basis niet brandwerend overgedimensinoneerd, en ook niet bekleed.
Uitzondering hierop zijn enkele gevels die kort op de erfgrens staan waarbij voorkomen moet worden dat brandoverslag optreedt (WBDBO-60). Deze specifieke gevels zijn uitgevoerd als brandscherm. Dit betekent voor de constructie dat de kolomvoeten ingeklemd staan op de fundering. Bij brand kunnen de dakliggers door vervormingen met behulp van kantelnokken los komen van de gevellkolommen. De stalen gevelkolommen zijn brandwerend bekleed en de gevelbekleding heeft een brandwerenheid die voldoet aan de eis ten aanzien van de WBDBO-60.
Conclusie: aan alle regels ten aanzien van brandwerendheid van het Bouwbesluit 2003 is voldaan. In de basis zou een brandcompartiment dus minimaal 60 minuten brandwerend moeten zijn en zou pas na 180 minuten het laatste brandcompartiment mogen bezwijken (3 brandscheidingen à 60 minuten, bij 4 naast elkaar gelegen brandcompartimenten).
De werkelijkheid kwam niet overeen met de theoretische veerkracht. Het onderzoek naar het voortijdig bezwijken van brandcompartimenten onthulde een complex samenspel van factoren.
Analyse van de gebeurtenissen
De oorzaak van het vroegtijdig bezwijken van de brandcompartimenten ligt nooit aan één aspect, maar is een combinatie van diverse factoren die gelijktijdig kunnen optreden.
De brand verspreidde zich van links naar rechts, in overeenstemming met de windrichting van dat moment. De wind speelde waarschijnlijk een rol bij het intensiveren van de vlammen in het hele gebouw.
Doordat het vuur zich snel verplaatste, zijn er binnen het brandcompartiment delen van de staalconstructie die wel verwarmd zijn, en delen die dat nog niet zijn. Het is niet ondenkbaar dat delen binnen het brandcompartiment al zijn bezweken en die zijn gaan hangen aan de dakverbanden waardoor de brandwanden vroegtijdig zijn omgetrokken.
De smeltankers waarmee de cellenbetonwandelementen gekoppeld zijn aan de kolommen zijn mogelijk niet gaan smelten, doordat de temperatuur op dat punt nog niet hoog genoeg was.
De opslag van PET-flessen in de hal, waarbij elk compartiment een opslag was, verklaart dat de potentiële vuurlast vele malen hoger was dan die waarop de hal oorspronkelijk ontworpen was. Mogelijk is dit een verklaring voor de heftigheid van de brand.
De dubbelwandige brandwerende wanden in de aangrenzende gebouwen functioneerden effectief. De wand van het in brand staande compartiment is omgetrokken. Maar de daarachter staande brandwand van het andere compartiment is wel in stand gebleven.
Ontwerp van de nieuwe hal
Op de bestaande fundamenten zal een nieuwe hal uit de as herrijzen. Het nieuwe pand bestaat niet uit tien brandcompartimenten van 2500 m², maar uit twee grotere compartimenten van elk ongeveer 8500 m². Voor extra veiligheid wordt een sprinklersysteem geïnstalleerd en de brandscheidingen onderling tussen de brandcompartimenten worden uitgevoerd als dubbele cellenbetonelementwand. Voldoende stabiliteitsverbanden worden voor zien in de gevels en het dakvlak. Door de opslag van PET-flessen wordt de Weerstand tegen Branddoorslag en Brandoverslag (WBDBO) verdubbeld ten opzichte van de Bouwbesluiteis naar 120 minuten. Het dak wordt voorzien van PV-panelen. De verzekeraar eist dat onder de waterkerende laag een laag steenwol aanwezig is. Alleen PIR (FM Global Approved) werd als onvoldoende beschouwd. PIR wordt daarom gecombineerd met steenwol. In combinatie met dubbele vernageling van isolatiemateriaal is er een zwaarder dakpakket dan alleen PIR-isolatie.
De configuratiewijziging van 10 naar 2 brandcompartimenten betekent een drastische wijziging van het stabiliteitsprincipe. De bestaande fundering is gecontroleerd op de lokaal veel grotere trek- en drukkrachten. Conclusie is dat de trekkrachten niet opgenomen kunnen worden met de bestaande palen en dat er nieuwe trekpalen aangebracht moeten worden.
Compartimentering werkt vertragend, maar niet 60 minuten in dit geval
- De brandlast was veel hoger dan aangenomen in het ontwerptraject. De temperatuurverloop heeft hierdoor waarschijnlijk veel sneller gepiekt dan de standaard brandkromme.
- Door een felle brand en bezwijken van de dakliggers op een ruime afstand van de smeltankers, hadden de smeltankers nog volledige sterkte, waardoor de wanden voortijdig zijn omgetrokken.
Uitdagingen en leerpunten: heroverweging van brandveiligheid in industrieel ontwerp
In het praktijk bleek een veel hogere vuurlast in het gebouw aanwezig te zijn, dan waarop het gebouw ontworpen was. Het is daarom raadzaam om bij het ontwerpen door te vragen naar de inrichting en het gebruik. Dit kan leiden tot zwaardere brandeisen dan in het Bouwbesluit zijn opgenomen.
Door de felle brand en het bezwijken van de dakliggers op ruime afstand van de smeltankers, hadden de smeltankers nog de volledige sterkte, waardoor de wanden zeer waarschijnlijk voortijdig zijn omgetrokken. De vraag is daarom of een enkele cellenbetonelementenwand in combinatie met een dubbele kolom met smeltankers als brandwand wel een goeie ontwerpkeuze is.
Op basis van de analyse van de brand in Eten-Leur vormen we een veranderende zienswijze die meer pleit voor de benadering met een brandscheiding met dubbele cellenbetonwandelementen. Die heeft zich immers bij de belendingen bewezen. Voor de heroprichting van de hal hebben we als ontwerpteam besloten alle brandwanden uit te voeren als dubbele wand.
Een dubbele cellenbetonelementenwand vergt echter meer ruimte, wat leidt tot een bredere fundering met hogere paallasten en een zwaardere wapeningskorf. Leg dat maar eens uit aan opdrachtgevers die zelf geen brand hebben meegemaakt en die een enkelvoudige wand gewend zijn.
Ontwerpt of accepteert u brandwanden voortaan als enkelvoudige wand, of kiest u net als wij voor de dubbele brandwand?
