PDF Kemisol

7.1 Inleiding
Technische documentatie V CE 2004 Brandgedrag 50
7. BRANDGEDRAG
Geëxpandeerd polystyreen in normale kwaliteit is zeer licht ontvlambaar en verbrandt volledig na
verwijderen van de ontstekingsbron. (klasse B3 'leicht entflammbar' volgens DIN 4102)
Betreffende de veiligheid bij het uitvoeren, herstel - of renovatiewerkzaamheden wordt in de
bouwsector normaal uitsluitend geëxpandeerd polystyreen van brandvertragend gemodificeerde
kwaliteit gebruikt. Deze SE-kwaliteit dooft spontaan na verwijdering van de uitwendige warmtebron
en brandt niet verder. (SE = Self Extinguishable)
De indeling van reactie bij brand van EPS is verschillend van land tot land. Momenteel bestaan
volgende klassen voor SE-kwaliteit in geëxpandeerd polystyreen :
- klasse A1 volgens NBN S21 – 203 BELGIE
- klasse II volgens NEN 6065 NEDERLAND
- klasse B1 volgens DIN 4102 DUITSLAND
- klasse M1 volgens NF P 92 504 FRANKRIJK
- klasse E volgens EN 13501-1 (EN ISO 11925-2) EUROPA
Deze kwaliteit is herkenbaar door een "rode" kleurcodering op de zijkant van de platen.
Deze kwaliteit wordt bekomen na voldoende stockagetijd in functie van de afmetingen en densiteit
van de platen. (Het drijfmiddel pentaan moet voldoende uitgediffundeerd zijn.) Als vuistregel worden
volgende stockagetijden weergegeven:
PS 15 SE dikte 20 mm: 1 week
dikte 50 mm: 2 weken
PS 30 SE dikte 20 mm: 3 weken
dikte 50 mm: 3 weken
Zonder bekleding is de brandweerstand gelijk aan 0 minuten (Rf). De brandweerstand wordt bepaald
door de beoordeling van de ganse constructie.
Het brandvertragend additief HBCD blijft ongewijzigd in het materiaal aanwezig. Er is geen evolutie in
de tijd bij normale condities en temperatuur.
Het brandgedrag van EPS hangt, zoals bij elk brandbaar materiaal, niet alleen af van zijn
scheikundige samenstelling maar meer nog van de fysische toestand.
Zodoende is de volumieke massa (densiteit) en de vorm van een product in geëxpandeerd
polystyreen, de relatieve opstelling ten opzichte van een ontstekingsbron, de plaats van het product
(dit zal invloed hebben op het warmtetransport) en de toevoer mogelijkheid van zuurstof (ventilatie)
alle belangrijke factoren om het potentieel brandrisico van EPS te bepalen.
KEM-products n.v. Hulshoutsesteenweg 33 2220 Heist-op-den-Berg
Website : www.kemisol.be Tel:+32 (0)15 24 46 21 Fax:+32 (0)15 22 49 59

Technische documentatie V CE 2004 Brandgedrag 51
7.2 Algemene brandeigenschappen van EPS
7.2.1 Algemeen
Bij blootstelling aan temperaturen boven 100 °C, begint EPS te verweken en te verschrompelen om
uiteindelijk te smelten.
Bij verdere blootstelling aan warmte, worden bij de ontbinding van de smelt gasvormige brandbare
produkten gevormd. Of deze gevormde gassen bij de ontbinding van de smelt al of niet ontstoken
kunnen worden door een vlam of een vonk hangt af van de temperatuur, de tijdsduur van de
blootstelling aan warmte en de luchtstroom (beschikbaarheid van zuurstof).
Gesmolten EPS wordt normaal niet ontstoken door lasvonken of gloeiende sigaretten alhoewel kleine
vlammen EPS zullen ontsteken tenzij het vlamvertragende additieven bevat (voor SE kwaliteit zie
verder).
Het blaasmiddel, pentaan, dat gebruikt wordt bij de produktie van EPS verdwijnt grotendeels na een
korte periode volgend op de produktie van het schuim en speelt geen belangrijke rol in het
daaropvolgend brandgedrag van EPS.
De vlamontstekingstemperatuur die bepaald is volgens ASTM D1929 bedraagt ongeveer 360 °C voor
de normale kwaliteit EPS en ongeveer 370 °C voor de brandvertragende gemodificeerde kwaliteit.
Deze waarden wijzen erop dat decompositie op grote schaal van gesmolten EPS tot de vorming van
ontvlambare gassen slechts plaats vindt nadat de temperatuur tot 350 °C of meer gestegen is. De
zelf-ontstekingstemperatuur in afwezigheid van een vlam is boven 450 °C.
De aanwezigheid van brandvertragende additieven leidt tot belangrijke verschillen in brandgedrag
van de SE kwaliteit t.o.v. de normale kwaliteit zoals meer gedetailleerd uiteengezet wordt in wat
volgt:
7.2.2 Brandeigenschappen - normale kwaliteit
Na de ontsteking verspreidt de brand zich volledig over het blootgestelde oppervlak van de EPS in
normale kwaliteit en zal verder branden tot al het EPS verbruikt is. De lage densiteit van het schuim
draagt bij tot het gemakkelijker verbranden door een hoger aandeel van lucht in het polystyreen.
De aanwezige massa aan materiaal is laag en zodoende is eveneens de hoeveelheid vrijkomende
warmte laag.
7.2.3 Brandeigenschappen - SE kwaliteit
Deze kwaliteit bevat een kleine hoeveelheid (< 1%) hexabromocyclododecaan (HBCD). Dit is een
cyclo-alifatische broomverbindig, en behoort NIET tot de groep van aromatische broomverbindingen,
zoals de PBDO’s (polybroomdifenyloxiden) of PBB’s (polybroombifenylen), die vanwege hun
risicopotentiaal (vorming van dioxines en furanen tijdens verbranding) niet meer gebruikt kunnen
worden. Geëxpandeerd polystyreen bevat overigens ook geen chloorverbindingen.
Deze SE kwaliteit heeft een voordelig effect wanneer EPS blootgesteld wordt aan een brandhaard.
Het schuim smelt snel weg van de warmtebron en vermindert de ontstekingswaarschijnlijkheid. De
ontbindingsprodukten van de additieven veroorzaken het uitdoven van de vlam zodat wanneer een
kleine ontstekingsbron verwijdert wordt, EPS niet verder zal blijven branden.
Alhoewel de complexiteit van een echte brand het zeer moeilijk maakt om de globale brandreactie te
voorspellen vanuit laboratorium tests, zijn er verschillende kleinschalige tests die duidelijk aangeven
dat het veel moeilijker is om SE kwaliteit te ontsteken in tegenstelling tot de normale kwaliteit.
In de aanwezigheid van een grote ontstekingsbron of een belangrijke warmteflux afkomstig van de
brand van ander materiaal zal ook de SE kwaliteit van geëxpandeerd polystyreen branden, wat
weerspiegeld wordt door de organische oorsprong van polystyreen.
KEM-products n.v. Hulshoutsesteenweg 33 2220 Heist-op-den-Berg
Website : www.kemisol.be Tel:+32 (0)15 24 46 21 Fax:+32 (0)15 22 49 59

Technische documentatie V CE 2004 Brandgedrag 52
7.2.4 Kalorische waarde en warmteafgifte
De kalorische waarde van geëxpandeerd polystyreen (42MJ/kg) is ongeveer het dubbel van hout
(18,6 MJ/kg) maar, rekening houdende met de volumemassa van de twee materialen bedraagt de
kalorische waarde per volume voor geëxpandeerd polystyreen 540 MJ/m 3 tot 1250 MJ/m 3 in
vergelijking met 7150 MJ/m 3 tot 10.400 MJ/m 3 voor houtprodukten. De totale warmte-inhoud van
materialen beïnvloedt de brandveiligheid op het punt van de tijdsduur van een brand, maar
betreffende de branduitbreiding is de snelheid van afgifte van warmte-inhoud in hoofdzaak
belangrijk. Dit laatste is sterk afhankelijk van de omstandigheden van de brand.
De warmteafgifte van geëxpandeerd polystyreen is ongeveer driemaal zo hoog als van zacht
timmerhout, maar de tijdsduur is veel korter.
De uitbreiding en de snelheid van warmteafgifte wordt in eerste instantie gelimiteerd door de
ventilatie. Een schuim met een densiteit van 16 kg/m 3 bijvoorbeeld heeft meer dan 150 keer zijn
volume nodig om een volledige verbranding te bekomen . Volledige verbranding van geëxpandeerd
polystyreen valt onwaarschijnlijk voor, zodat de volledig potentiële warmte zelden vrijkomt.
7.3 Rook en emissies van gassen tijdens de brand
Wanneer EPS brandt, produceert het aanzienlijke hoeveelheden rook. In eerste instantie is de
rookemissie evenredig met de massahoeveelheid die verbruikt wordt door de vuurhaard. Bij
toepassingen waar EPS gebruikt wordt zonder een beschermende bekleding is de hoeveelheid rook
beperkt door de verhouding van massahoeveelheid en oppervlakte van het lage densiteit schuim.
EPS wordt echter in de meeste toepassingen gebruikt achter een oppervlaktebekleding die tegen
brand beschermd. De brandklasse van een gecacheerd product wordt bepaald door bekleding en
lijmsoort. EPS zal door toedoen van de warmte verschrompelen, maar zal gewoonlijk niet ontsteken
of bijdragen tot de brand. Zodoende zal EPS in de aanbevolen toepassingen geen aanleiding geven
tot rookverduisteringrisico in geval van brand.
Zoals hierboven aangegeven, is het moeilijk het gedrag in een echte brand te voorspellen aan de
hand van kleinschalige tests. Dezelfde overwegingen gelden indien men het gevaar van gas emissies
van brandbare materialen wil benaderen. In de praktijk worden twee benaderingen gevolgd: ten
eerste; de bepaling van de thermische ontbindingsprodukten en ten tweede; studies gebaseerd op
biologische testen. Het is nodig de twee benaderingen te combineren om een realistische algemene
schatting te maken van het gevaar. Een kleine schaal test betreffende toxiteit bij verbranding die
relevante resultaten geeft i.v.m. een reële brand is DIN 53 436.
Gebaseerd op deze test worden in tabel 7.1 de thermische ontbindingsprodukten samengevat van
EPS en andere celvormige bouwmaterialen.
Biologische studies met acute toxische inademing hebben aangetoond dat gassen die afgegeven
worden bij smeulen of branden van EPS een analoog toxisch effect hebben als deze die afgegeven
worden bij verbranding van andere organische materialen. Het is aangetoond dat een realistische
toxiteitbenadering gemaakt kan worden gebaseerd op het koolstofmonoxide in de rookgassen.
Deze studies tonen eveneens dat de gassen die afgegeven worden bij de verbranding of het smeulen
van EPS zeker niet schadelijker zijn voor de gezondheid dan deze afkomstig van conventionele
bouwmaterialen, bijvoorbeeld vezelplaat en kurk.
Tabel 7.1 toont aan dat er belangrijke hoeveelheden koolstofmonoxide en styreenmonomeer
vrijkomen bij de verbranding van EPS. De relatieve toxiteit kan geschat worden aan de hand van de
figuren voor de acute inademing - toxiteit - waarde( CL 50 - inademingperiode van 30 min.) van 0,55
% v/v koolstofmonoxide en 1,0 % v/v styreen. Zodoende is de acute inademingstoxiteit van styreen
minder dan deze van koolstofmonoxide en zijn concentratie in de EPS ontbindingsprodukten is
eveneens minder bij hogere temperaturen die gevonden worden bij brand. Vandaar dat men kan
besluiten dat koolstofmonoxide het grootste toxische gevaar vertegenwoordigt.
KEM-products n.v. Hulshoutsesteenweg 33 2220 Heist-op-den-Berg
Website : www.kemisol.be Tel:+32 (0)15 24 46 21 Fax:+32 (0)15 22 49 59

Technische documentatie V CE 2004 Brandgedrag 53
Bij SE - kwaliteit worden sporen van waterstofbromide (10 - 15 ppm) waargenomen volgens de DIN
53436 methode. De LC50 - waarde voor HBr is gelijkwaardig aan deze van koolstofmonoxide. Omdat
de concentratie zo laag is in vergelijking met koolstofmonoxide, is de aanwezigheid in de rook
afgegeven bij de verbranding van EPS type SE niet significant voor een bijdrage tot het
gezondheidsrisico. Door de lage concentratie van HBr worden er geen abnormale corrosieve effecten
verwacht.
7.4 Schatting van het brandrisico bij typische EPS toepassingen in gebouwen
Principieel kan EPS gebruikt worden in alle constructiedelen waar isolatie vereist is. In alle landen
bestaan er eisen aan bouwmaterialen betreffende hun classificatie bij brandgedrag. Deze eisen
kunnen het gebruik van EPS zodanig beïnvloeden dat voor sommige gebouwen enkel SE - kwaliteit
mag toegepast worden.
Het brandgedrag van een bouwmateriaal is niet alleen afhankelijk van zijn gedrag wanneer het als
zuiver materiaal getest wordt, maar eveneens van de uiteindelijke constructietoepassing. Dit betekent
dat voor toepassingen van EPS, het belangrijkste is een schatting te kunnen maken in samenhang
met de rest van het bouwelement waarin of waarop EPS is gebruikt. Zeer belangrijk daarin zijn
beschermd of niet beschermd oppervlak, bevestigingswijze in het constructiedeel met of zonder eisen
betreffende brandweerstand.
Volumefractie (ppm) van de gassen die vrijkomen bij een temperatuur van
vrijkomende
gassen bij
verbranding
300 °C 400 °C 500 °C 600 °C
EPS normale koolstofmonoxide 50** 200** 400** 1000***
kwaliteit styreenmonoxide 200
300 500 50
andere aromaten sporen 10 30 10
waterstofbromide 0
0 0
0
SE-kwaliteit koolstofmonoxide 10** 50** 500** 1000**
styreenmonoxide 50
100 500 50
andere aromaten sporen 20 20 10
waterstofbromide 10
15 13 11
hout koolstofmonoxide 400** 6000*** 12000*** 15000***
(green,vuren) aromaten -
- -
300
isolatie koolstofmonoxide 14000*** 24000*** 59000*** 69000**
houtspaander
plaat
aromaten sporen 300 300 1000
geëxp. kurk koolstofmonoxide 1000** 3000*** 15000*** 29000***
aromaten sporen 200 1000 1000
Tabel 7.1 : volumefracties vrijkomende gassen bij verschillende materialen i.f.v. temperatuur
Opmerking : Test condities zoals vastgelegd in DIN 53 436; lucht toevoersnelheid 100l/u
Proefstaal 300 x 15 x 20 mm.
* resultaten van BASF.
** smeulen / gloeien.
*** vlam
- niet gemeten.
KEM-products n.v. Hulshoutsesteenweg 33 2220 Heist-op-den-Berg
Website : www.kemisol.be Tel:+32 (0)15 24 46 21 Fax:+32 (0)15 22 49 59

7.5 Euroklasse
Technische documentatie V CE 2004 Brandgedrag 54
De Europese Raad streeft naar vrij handelsverkeer van producten binnen de Europese Unie. Dit heeft
voor de bouwproducten geleid tot de Construction Product Directive (CPD) ofwel de Richtlijn
Bouwproducten. Deze richtlijn bepaalt niet de wettelijke eisen in de diverse landen, maar heeft tot
doel de handelsbelemmeringen weg te nemen binnen de Europese Unie. Dus vrij verhandelbaar,
maar daarom nog niet vrij toepasbaar !
Het nieuwe Europese systeem voor het brandgedrag van bouwproducten is gebaseerd op zes
Euroklassen, gaande van A1, A2, B1 tot en met E en de restklasse F (voldoen niet aan klasse A1 tot
en met E). Het referentie-scenario voor de Euroklassen is een brand in een hoek van een kamer.
Belangrijk hierbij is dat de, in ons geval EPS isolatiebouwproducten beoordeeld worden in een ‘enduse’
situatie, m.a.w. niet het product op zich, maar geplaatst in zijn definitieve constructie met
aanwezigheid van de eindafwerking of bekleding.
De klassen A2, B, C en D worden gedekt door de ‘SBI-test’ (Single Burning Item). Dit is een nieuw
ontwikkelde testmethode waarin het brandgedrag beoordeeld wordt bij een middelgrote warmtebron,
met als ontstekingsbron een brandend voorwerp (zoals prullenbak, klein meubelstuk) in de hoek van
een kamer.
De huidige indeling van reactie bij brand van EPS is verschillend van land tot land (zie paragraaf 7.1).
Binnen enkele jaren zal overgegaan worden naar de Europese klassificering. De SE-kwaliteit van EPS
zal ingedeeld worden bij ‘Euroklasse E’ in onbeklede of onbeschermde vorm (Small Flame Test
volgens norm prEN ISO 11925-2). De gewone kwaliteit wordt ingedeeld bij ‘Euroklasse F’.
Definitie Euroklasse E : product dat gedurende een korte periode kan weerstaan aan een kleine vlam
zonder substantiële vlamuitbreiding.
De nieuwe klassering geeft een indeling van bouwproducten en niet van bouwmaterialen. Per
toepassing zal een klassificatie worden gegeven. In functie van de bekleding en toepassing (end-use)
kan men een betere of hogere klassificatie behalen. Euroklasse B zal bereikbaar worden met een
aangepaste bekleding zoals o.a. gipskarton.
Voor de toekomst is het belangrijk een duidelijke vermelding te geven van de norm om geen
verwarring te krijgen met de klasse A1 volgens de Europese en Belgische norm.
SBI-criteria:
FIGRA: Fire Growth Rate Index
LFS: Lateral Flame spread
THR600 : Total heat release during first 600 sec
SMOGRA: index smoke development (s1, s2, s3)
Burning Droplets: occurance and burning duration of burning droplets (d0, d1, d2)
End Use
Mounting and fixing
EN 13501-1: resultaten onbeklede EPS platen (end-use is niet gekend)
Standaard mounting en
fixing (geen spouw,
mechanische bevestiging
SBI
EN 13823
EPS-SE ~10 kg/m³
(bv. EPS 60 SE)
~20 kg/m³
(bv. EPS 100 SE)
~40 kg/m³
(bv. EPS 300 SE)
20 mm Bs2d0 Ds2d0 Ds2/s3d0
60 mm Ds3d0 Ds3d0/d1 Ds3d1
150 mm Ds3d2 Ds3d2 (E) (*)
EN 11925-2 200 mm (E) (*) (E) (*) (E) (*)
EPS
Normaal
-
F
(*) no ignition of filter paper in class E
EPS-SE: B1/B2 volgens NFP 92 501-504-505
EPS-Normaal: B3 volgens DIN 4102 en M3 volgens NFP 92 501-504-505
KEM-products n.v. Hulshoutsesteenweg 33 2220 Heist-op-den-Berg
Website : www.kemisol.be Tel:+32 (0)15 24 46 21 Fax:+32 (0)15 22 49 59

Technische documentatie V CE 2004 Brandgedrag 55
EN 13501-1: resultaten beklede EPS platen (end – use is dus gekend)
• Gipskarton 10 mm of 13 mm ‘end-use’ = binnenisolatie
o + EPS type normal of SE : klasse Bs1d0
• Aluminiumfolie ‘end-use’ = industriële wand of dakisolatie
o + EPS type normal: klasse F
o + EPS type SE: klasse E
7.6 Belangrijke opmerkingen i.v.m. brandgedrag
- pas EPS nooit onbeschermd toe
- denk aan compartimentering, detaillering van de constructie
- beoordeel niet het materiaal afzonderlijk, maar het gebouw, de constructie... als
één geheel !
- neem preventieve maatregelen (blusapparaat, …) bij renovatie of herstelwerken
- zonder bekleding is de brandweerstand gelijk aan nul minuten
- de SE-kwaliteit wordt bekomen na voldoende stockagetijd in functie van de
densiteit en afmetingen. Het drijfmiddel pentaan moet voldoende
uitgediffundeerd zijn.
- het brandvertragend additief blijft in EPS aanwezig, de SE-kwaliteit blijft
behouden gedurende de gebruiksperiode van de isolatie.
KEM-products n.v. Hulshoutsesteenweg 33 2220 Heist-op-den-Berg
Website : www.kemisol.be Tel:+32 (0)15 24 46 21 Fax:+32 (0)15 22 49 59