Brandpreventie: stookafdelingen met pellets en houtsnippers

1 Brandveiligheid in de stookafdeling 

1.1 Algemeen 

De brandwerende voorziening moet toelaten om de brandwerende eigenschappen van een wand (bv. EI 60 of EI 120) te vrijwaren en dit, ondanks het feit dat ze doorboord wordt door één of meerdere aanvoerleidingen van brandstof. Het gaat hier om een voorziening die de verspreiding van een brand van de ene ruimte naar de andere tegengaat. 

Dankzij de vlamterugslagbeveiliging kunnen de vlammen die aanwezig zijn in de vuurhaard van de stookketel zich niet verspreiden naar de brandstofvoorraad. Dit zou bijvoorbeeld kunnen gebeuren wanneer de temperatuur van één van de wanden van de stookketel te hoog wordt of wanneer de brandstofvoorraad onderworpen wordt aan een onderdruk.

1.2 Compartimentering 

Een brandstofopslagplaats en een stooklokaal waarin de verbrandingstoestellen een gecumuleerd ingangsvermogen [calorisch debiet] (Q_n) van meer dan 75 kW hebben, moeten twee afzonderlijke brandwerende compartimenten vormen (zie afbeelding 1). Het type gebouw bepaalt de brandwerende eigenschappen die de wanden van deze ruimten moeten vertonen: EI 60 (lage gebouwen [LG] en middelhoge gebouwen [MG]) of EI 120 (hoge gebouwen [HG]). 

Afb. 1: Scheiding tussen het stooklokaal en de brandstofopslagplaats door middel van een brandwerende wand. 

Het ingangsvermogen [calorische debiet] is het vermogen dat geabsorbeerd wordt door de brander. Het wordt berekend op basis van de stookwaarde van de brandstof. Indien een stookketel meerdere ingangsvermogens heeft, dan mag enkel de hoogste waarde weerhouden worden voor de berekening.  

Indien de brandstofreserve kleiner is dan 15 GJ, dan mag deze brandstof rechtstreeks opgeslagen worden in het stooklokaal. In dit geval is een brandwerende wand overbodig.  

Indien de brandstofreserve groter is dan of gelijk is aan 15 GJ, dan moet deze brandstof opgeslagen worden in een brandstofopslagplaats die van het stooklokaal gescheiden is door middel van een brandwerende wand. 

Volume en massa van pellets en houtsnippers  

Het volume en de massa van 15 GJ pellets en houtsnippers worden geraamd in tabel A en dit, op basis van onderstaande veronderstellingen. Deze laatste kunnen variëren naar gelang van de oorsprong van de brandstof:  

• pellets: vochtgehalte op de droge massa van 10 % – verbrandingswaarde van 4,5 kWh/kg – schijnbare volumemassa van 650 kg/m³  
• houtsnippers: vochtgehalte op de droge massa van 20 % – verbrandingswaarde van 3,9 kWh/kg – schijnbare volumemassa van 200 kg/m³.  

Tabel A: Volume en massa van 15 GJ pellets en houtsnippers. 

1.3 Stookketel  

De norm NBN EN 303-5:2021 preciseert dat stookketels die uitgerust zijn met een automatische brandstofaanvoer zodanig ontworpen moeten worden dat een vlamterugslag vermeden wordt of uitgerust moeten zijn met een voorziening die voormelde vlamterugslag tegengaat.  

2 Technische oplossingen  

De technische oplossing varieert in functie van de aard van het materiaal (brandbaar of onbrandbaar) dat gebruikt werd bij de fabricage van de transportvoorziening. De twee meest voorkomende systemen (zie afbeelding 2) zijn:  

• een pneumatische aanvoer door middel van een flexibele brandbare leiding  
• een mechanische aanvoer door middel van een onbrandbare leiding die uitgerust is met een wormschroef. 

Afb. 2: Pneumatische aanvoer (linkerfoto) en mechanische aanvoer met een wormschroef (rechterfoto). 

2.1 Aanvoer door middel van een brandbare leiding  

Om de pellets vanuit de brandstofopslagplaats naar een intern reservoir binnen het stooklokaal aan te zuigen wordt er in de regel gebruikgemaakt van brandbare (en flexibele) leidingen (afbeelding 3). De uitvoeringstechnieken voor deze leidingen staan beschreven in de §§ 2.1.1 en 2.1.2. 

Afb. 3: Pneumatische brandstofaanvoer die uitgerust is met een brandwerende manchet ter hoogte van de doorvoering. 

2.1.1 Brandwerende afdichting van de wand  

De typeoplossing A uit bijlage 7 van het koninklijk besluit stelt dat een loutere afdichting met mortel toereikend is voor leidingen waarvan de diameter kleiner is dan of gelijk is aan 50 mm (zie tabel B). De afdichting wordt uitgevoerd door de residuele opening tussen de leiding en de doorboorde wand op te vullen met behulp van een mortel. Deze oplossing is geldig voor enkelvoudige doorvoeringen, d.w.z. wanneer de afstand tussen twee doorvoeringen ten minste gelijk is aan of groter is dan de diameter van de grootste van beide leidingen. 

Tabel B: Maximale diameter (mm) van leidingen waarvan de doorvoering afgedicht is met behulp van mortel.

In de praktijk is de buitendiameter van de flexibele leidingen die gebruikt worden voor de aanzuiging van de pellets doorgaans groter dan 50 mm. Dit betekent dat de typeoplossing A niet toegepast kan worden en dat het noodzakelijk is om een brandwerende voorziening aan te brengen die over een classificatierapport beschikt. In de volgende fiches uit de TV 254 worden er een aantal oplossingen voorgesteld die geschikt zijn voor brandbare leidingen: 

• fiche 3 (doorvoeringen in lichte scheidingswanden)  
• fiche 11 (doorvoeringen in massieve muren) 
• fiche 19 (doorvoeringen in massieve vloeren). 

Deze voorzieningen kunnen de vorm aannemen van brandwerende manchetten, isolatieschalen of soepele stroken. De karakteristieken van elk van deze voorzieningen (bv. lengte en dikte) evenals de uitvoeringswijze ervan (bv. manchetten langs één van de zijden of aan beide zijden van de doorboorde wand) staan beschreven in het classificatierapport en zijn afhankelijk van de gewenste brandwerende eigenschappen (bv. EI 60 of EI 120). Afbeelding 4 toont een voorbeeld van een brandwerende manchet die ingebouwd is in een massieve muur. 

1. Brandwerende leiding 
2. Massieve muur 
3. Afdichting rond de leiding 
4. Brandwerende manchet 
5. Ophangconstructie van de leiding 
6. Uitsparing en speling rond de leiding 

Afb. 4: Brandwerende afdichting van de doorvoering van een massieve brandwerende muur door een brandbare leiding met behulp van een ingebouwde brandwerende manchet (TV 254). 

De brandwerende voorziening moet beschikken over een classificatierapport EI 60 of EI 120 (²) dat afhankelijk is van de brandwerende eigenschappen van de doorboorde wand (EI 60 of EI 120). Afbeelding 3 illustreert de situatie in de stookafdeling.  

Wanneer eenzelfde wand meerdere doorvoeringen vertoont (zie afbeelding 5), dan moet de fabrikant van de brandwerende voorziening aangeven wat de minimumafstand is die tussen deze doorvoeringen aangehouden dient te worden. Deze is afhankelijk van het type product, evenals van de proef- en uitvoeringsvoorwaarden die beschreven staan in het classificatierapport. 

Afb. 5: Meervoudige doorvoering van flexibele leidingen die uitgerust zijn met brandwerende manchetten. 

2.1.2 Vlamterugslagbeveiliging  

De nieuwe stookketels die beschikken over een intern brandstofreservoir (zie afbeelding 3) zijn normaal gesproken uitgerust met een vlamterugslagbeveiliging. Indien dit niet het geval is, dan beschrijft de norm NBN EN 303-5:2021 verschillende methoden om een dergelijke voorziening uit te voeren.  

2.2 Aanvoer door middel van een onbrandbare leiding  

Voor het transport van de pellets of de houtsnippers van de brandstofopslagplaats naar de vuurhaard van de stookketel wordt er doorgaans gebruikgemaakt van stijve en onbrandbare leidingen die uitgerust zijn met een wormschroef (zie afbeeldingen 6 en 7). De uitvoeringstechnieken hiervoor staan beschreven in de §§ 2.2.1 en 2.2.2. 

Afb. 6: Onbrandbare mechanische aanvoer waarvan de diameter groter is dan 160 mm. 

Afb. 7: Onbrandbare mechanische aanvoer waarvan de diameter kleiner is dan of gelijk is aan 160 mm. 

2.2.1 Brandwerende afdichting van de wand  

Leidingen met een wormschroef en valleidingen (wanneer de brandstofopslagplaats boven de stookplaats gelegen is) zijn de voornaamste onbrandbare transportsystemen die gebruikt worden voor pellets en houtsnippers. 

De typeoplossing A uit bijlage 7 van het koninklijk besluit geeft de maximale leidingdiameter aan waarvoor een loutere afdichting met mortel of rotswol toereikend is (zie tabel C). In het geval van lage en middelhoge gebouwen kan een loutere afdichting volstaan wanneer de diameter van de leiding kleiner is dan 160 mm. Hoewel de doorsnede van een leiding die uitgerust is met een wormschroef niet altijd cirkelvormig is, kan de grootste afmeting ervan kleiner zijn dan 160 mm voor stookketels waarvan het vermogen groter kan zijn dan 300 kW. Voor hoge gebouwen volstaat een loutere afdichting wanneer de diameter van de leiding kleiner is dan 75 mm. Deze oplossing is geldig voor enkelvoudige doorvoeringen, d.w.z. wanneer de afstand tussen twee doorvoeringen ten minste gelijk is aan of groter is dan de diameter van de grootste van beide leidingen. 

Tabel C: Maximale diameter (mm) van leidingen die eenvoudig afgedicht zijn met behulp van mortel of rotswol. 

Indien het niet mogelijk is om de typeoplossing A toe te passen, dan strekt het tot aanbeveling om een brandwerende voorziening aan te brengen die beschikt over een classificatierapport. In de volgende fiches uit de TV 254 worden er een aantal oplossingen voorgesteld die geschikt zijn voor onbrandbare leidingen: 

• fiche 4 (doorvoeringen in lichte scheidingswanden) 
• fiche 12 (doorvoeringen in massieve muren) 
• fiche 20 (doorvoeringen in massieve vloeren). 

Indien de diameter van de leiding groter is dan 160 mm (LG en MG) of dan 75 mm (HG), dan is het mogelijk om isolatieschalen te gebruiken (zie fiche 12.2 en de afbeeldingen 6 en 8). De fabrikant dient in zijn technische voorschriften de volgende elementen aan te geven: het gebruikte materiaal, de minimale lengte en dikte van de schaal, de uitvoeringstechniek en het classificatierapport in functie van de gewenste brandweerstand. Zo hoeven bepaalde schalen enkel langs één zijde van de wand aangebracht te worden. 

De isolatieschaal (of om het even welke andere brandwerende inrichting) moet beschikken over een classificatierapport EI 60 of EI 120 (²) naar gelang van de brandweerstandsklasse van de doorboorde wand (EI 60 of EI 120). 

1. Onbrandbare leiding  
2. Massieve muur  
3. Eventuele coating (op de wand/de leiding/de isolatieschaal)  
4. Isolatieschaal 
5. Afdichting rond de leiding of de isolatieschaal  
6. Ophangconstructie van de leiding 
7. Uitsparing en speling rond de leiding of de isolatieschaal 

Afb. 8: Brandwerende afdichting van de doorvoering van een brandwerende massieve muur door een onbrandbare leiding met behulp van een isolatieschaal die eventueel bekleed is met een brandwerende coating. 

2.2.2 Vlamterugslagbeveiliging 

De leiding voor het transport van brandstoffen tussen de brandstofopslagplaats en het stooklokaal moet uitgerust zijn met een vlamterugslagbeveiliging. Deze voorziening moet beantwoorden aan de eisen uit de norm NBN EN 303-5:2021. Het volgende voorbeeld wordt vaak uitgevoerd (zie afbeeldingen 6 en 7):  

• een eerste onbrandbare leiding die uitgerust is met een wormschroef zorgt voor de aanzuiging van de brandstof vanuit de brandstofopslagplaats naar het stooklokaal  
• een tweede leiding die uitgerust is met een wormschroef en die verbonden is met de stookketel zorgt voor de aanvoer van de brandstof naar de stookketel  
• tussen de eerste en de tweede leiding wordt er een vlamterugslagbeveiliging geïnstalleerd. Deze voorziening is opgebouwd uit de volgende elementen:  
  • een inrichting die zorgt voor het overbrengen van de brandstof van de eerste naar de tweede leiding, zoals een sluis of sas met roterende kamer (zie afbeelding 9) 
  • een waterbijvulinrichting die verbonden is met de eerste leiding. De wateraanvoer is geïnstalleerd aan de top van de eerste leiding en wordt in werking gesteld door een thermisch geactiveerde kraan waarvan de kop zich in de leiding bevindt. De wateraanvoerleiding moet onbrandbaar zijn, een minimale diameter van 25 mm vertonen vanaf de waterteller van het gebouw en aangesloten zijn op het stadswaterverdeelnet of op om het even welke andere permanente wateraanvoervoorziening. Indien er een kraan aanwezig is op deze leiding, dan mag het niet mogelijk zijn om deze (zelfs niet per ongeluk) te sluiten (bv. door de kruk van de kraan te demonteren en te bevestigen met een kabelbinder). 

Afb. 9: Sluis of sas met roterende kamer.

(¹) De nieuwe versie van het koninklijk besluit van 20 mei 2022 tot wijziging van het koninklijk besluit van 7 juli 1994 tot vaststelling van de basisnormen voor de preventie van brand en ontploffing waaraan de nieuwe gebouwen moeten voldoen, is van kracht geworden op 1 juli 2022. 

(²) Leidingen voor het transport van brandstoffen worden normaal gesproken niet verlucht en een classificatie C/C (de leiding is tijdens de proef langs weerszijden van de doorboorde wand afgedicht) zou moeten volstaan. In de praktijk is de leiding echter gevuld met een brandstof die geen deel uitmaakt van de proefopstelling en waarvan de aanwezigheid de situatie zou kunnen verergeren. In bepaalde gevallen zou een classificatie U/U, die attesteert dat de brandwerende voorziening geslaagd is voor de proef onder strengere voorwaarden, dus aanbevolen kunnen worden. 

Op basis van Buildwise artikel 2022-4.09