Sammanfattning I detta arbete redovisas resultatet från experimentella studier utförda i en konkalorimeter. Materialet som har undersökts består av sammanpressade fanerskivor av bokträ som har pressats under konstant tid och tryck, medan temperaturen varierats. Fanerskikten har då visat sig bindas samman utan några som helst tillsatser. Tekniken för framställandet av skivorna har utvecklats av Carmen Cristescu vid avdelningen för Träteknik på Luleå tekniska universitet. Genom att variera temperaturen uppvisar de färdiga skivorna olika egenskaper, som exempelvis högre sammanbindande förmåga när temperaturen höjs till 250°C. Syftet med detta arbete är att undersöka dessa fanerskivors termiska egenskaper som huvudsakligen består av tid till antändning och avgiven värmeeffekt. Antändningstiden har även jämförts med handberäkningar. Data från experimentet har sedan jämförts med data från andra studier för liknande produkter som exempelvis plywood och LVL skivor (fanerlaminatträ), som innehåller bindemedel i form av lim.   Resultatet i denna studie tyder på mindre inbördes skillnader mellan fanerskivorna som pressats under olika temperaturer. Studien visar inte heller några större skillnader mot de andra jämförda trämaterialen. Okulära iakttagelser under experimentet indikerar dock skillnader för de sammanbindande egenskaperna när fanerskivorna utsätts för hög temperatur i experimentet. Då fanerskivorna i studien uppvisar likvärdig värmeutveckling som exempelvis plywood så är det rimligt att anta att samma användningsområde kan rekommenderas. I rapporten kommer skivorna för enkelhetens skull att benämnas låg, medium och hög densitet. Detta eftersom de olika pressningstemperaturerna (200, 225 och 250°C) som använts vid framställningen, gav skivorna olika densitet med medelvärden på 745, 823 och 1045 kg/m3. / Abstract This study describes an attempt to determine and evaluate the thermal properties of self-bonding beech veneer. These properties mainly consist of time to ignition and rate of heat release. The determination was done by performing bench-scale trials in a cone calorimeter. The material studied consists of three different sets of self-bonding veneer boards, which have bonded without any additives. The technology for making the boards is developed by Carmen Cristescu. Making the boards involves constant compression under a constant period of time, while allowing a variation in temperature. This results in different characteristics of the final product, such as higher adhesion capabilities between the veneer layers, when the temperature is raised to 250°C. Time to ignition have been measured and compared with hand calculations. All collected data from the experiment and the hand calculations have also been compared to related products, such as plywood and LVL. The study indicates minor differences between the mutual beech veneers, or for example ordinary plywood, regarding the studied characteristics. Observations during the tests indicate that the interconnecting properties vary between the boards when they are subjected to higher temperature. As the study show similar rate of heat release such as plywood, it is reasonable to assume that the same application range can be recommended. Due to the different density 745, 823 and 1045 kg/m3 developed while making the boards and for the further simplicity of the report the boards are henceforth called low, medium and high density boards.

A common way to construct large buildings is by assemble prefabricated modules around a load bearing steel construction. However, if a fire occurs these buildings can be subject to a rapid fire spread due to its cellular nature. By assembling modules side-by-side, gaps are created between the modules and these cavities must remain devoid of combustible material and remain air tight, even during fire. This to avoid that the air flow causes the cavities to work as “highways” for the fire spread which can lead to devastating damages. A Swedish example of a fire in a modular building is a residential building at Klintbacken, Luleå with a timber framed structure, which was constructed from prefabricated modules. The fire originated in a kitchen and spread through the cavities to several modular compartments and caused devastating damages on the construction. When buildings are constructed using a steel structure, high temperatures which occurs during a fire can cause the steel to lose its strength and stiffness. In some cases, unprotected steel members can resist fires without collapse, however to fulfil the fire resistance requirements the members do often need protection. To examine a steel structure in a modular building when exposed to fire, a fire test and temperature calculations have been performed and are presented in this thesis. The thesis is conducted in collaboration with Isolamin Sweden AB Part Group and consists of a fire test, theoretical calculations and a computer simulation using the finite element method. The aim of the thesis is to examine to what extent a steel column in a modular building is affected by a fire and to investigate the temperature distribution in the steel. For the fire test, a specimen consisted of a steel column and sandwich panels was created. The sandwich panels were assembled so that they created a cavity into where the steel column was placed. Temperature measuring devices such as thermocouples and a plate thermometer were placed on the specimen and a fire resistance furnace was used to simulate a fire. The fire test was performed for one hour and the fire corresponded to the ISO-834 fire curve. Furthermore, temperature calculations for the steel beam were made and five different models in the finite element code TASEF was created and simulated. The temperature curves used were the fire test time-temperature curve, the ISO 834-curve which represents a simplified fire, and the parametric fire curve with gamma value of 20. Three models were created where the steel beam was placed in contact to the mineral wool. Two models were created where a material with the properties of air was placed between the steel beam and the mineral wool. In the fire test the steel beam achieved a temperature of 41 °C. The most accurate simulation in TASEF was when simulating with the fire test time-temperature curve and the temperature achieved was 41°C. The theoretical calculated steel temperature achieved 36°C. The critical temperature for the steel column was calculated to 506 °C, which was not nearly achieved in the fire test, the theoretical calculations or in the computer simulations. Errors can occur in the result depending on the material properties which not correspond in the TASEF simulation and the fire test. Likewise, the theoretical calculations are based on constant parameters which in reality may vary with time and temperature. The differences are not negligible but can be assumed to not impact significantly on the result and therefore give a trustworthy result. / Ett vanligt sätt att konstruera stora byggnader är att montera ihop prefabricerade moduler runt en bärande stålkonstruktion. Om en brand uppstår kan dessa byggnader dock bidra till en snabb brandspridning på grund av denna struktur. När modulerna monteras sida vid sida bildas hålrum mellan modulerna och det är då viktigt att dessa hålrum hålls fria från brännbart material och är lufttäta, även under brand. Detta för att undvika att luftflödet i hålrummen fungerar som ”motorvägar” för brandspridningen vilket kan leda till förödande konsekvenser. Ett svenskt exempel på en brand i en modulbyggnad är studentboendet på Klintbacken, Luleå, där byggnaden vad konstruerad med prefabricerade moduler och en stomme av trä. Branden startade i ett kök och spred sig via hålrummen till flera andra lägenheter och orsakade stora skador på konstruktionen. När byggnader konstrueras med en stålstomme kan höga temperaturer, som uppkommer vid brand, orsaka förlorad hållfasthet och styvhet hos stålet. I vissa fall kan oskyddat stål stå emot brand utan att kollapsa, men för att uppfylla kraven för hållfasthet vid brand måste stålet ofta skyddas. För att undersöka hur en stålkonstruktion i en modulbyggnad beter sig vid brand har ett brandtest och olika beräkningar genomförts och presenteras i den här rapporten. Arbetet utfördes i samarbete med Isolamin Sweden AB Part Group och består av ett brandtest, teoretiska beräkningar och en datasimulering med finita elementmetoden. Syftet med arbetet är att undersöka hur en stålbalk i en modulbyggnad påverkas av brand och vilken temperaturfördelning som uppstår i balken. En provkropp bestående av en stålbalk och sandwichpaneler monterades ihop till brandtestet. Sandwichpanelerna monterades så att ett hålrum bildades varpå stålbalken placerades där. Temperaturmätningsinstrument, så som termoelement och plattermoelement monterades på provkroppen och en brandugn användes för att simulera en brand. Brandtestet pågick i 60 minuter och branden motsvarande ISO 834-kurvan. Därefter genomfördes temperaturberäkningar för stålbalken där fem olika modeller skapades i den finita elementkoden TASEF. Temperaturkurvorna som användes i TASEF var temperaturkurvan uppmätt i brandtestet, ISO 834-kurvan som motsvarar en förenklad brand, och den parametriska brandkurvan med ett gammavärde på 20. Tre modeller skapades där stålbalken placerades i kontakt med mineralullen. Två modeller skapades där ett material med samma materialegenskaper som luft placerades mellan stålet och mineralullen. I brandtestet når stålbalken en temperatur på 41°C. Simuleringen i TASEF med tid-temperaturkurvan från brandtestet visade också en ståltemperatur på 41°C, vilket är den simuleringen som stämmer bäst överens med brandtestet. Den teoretiskt beräknade ståltemperaturen når en temperatur på 36°C. Den kritiska temperaturen för stålbalken beräknades till 506°C, vilket inte uppnåddes varken under brandtestet, de teoretiska beräkningarna eller simuleringar i TASEF. Felmarginaler kan uppstå i resultatet beroende på att materialegenskaperna skiljer sig i TASEF och i brandtestet. Likväl baseras de teoretiska beräkningarna på konstanta parametrar som i verkligheten kan variera med tid och temperatur. Skillnaderna kan inte försummas men kan antas ha sådan liten inverkan på resultatet att resultatet i sig kan betraktas trovärdigt.

Flamskyddande kemikalier används idag inom en hel del olika områden. Ett stort område är textil, där hemtextil är dominerande. Det finns en mängd olika typer av flamskydd på marknaden. Alla har till uppgift att sakta ner brandförloppet eller helt förhindra att en brand uppstår. De halogenerade flamskydden är de mest effektiva men har många kopplingar till miljöproblem. De fosforbaserade och kvävebaserade är snällare mot miljön med mindre effektiva än de halogenerade. Ofta kombineras de fosfor- och de kvävebaserade flamskydden för att få bättre egenskaper på slutprodukten.Denna rapport innehåller, på uppdrag av FOV Fabrics AB, en kartläggning av flamskyddsmarknaden i Europa, med fokus på de produkter som kan tillämpas på material av polyester och polyamid. Målet är att finna flamskyddsmedel för dessa som dessutom är tvättbeständiga samt relativt ofarliga för miljön. De produkter som anses relevanta testas sedan gentemot den internationella brandstandarden, ISO 6941, vilket innebär att en provbit belagd/impregnerad med kemikalien fästs vertikalt i en anordning. Tygprovet utsätts sedan för en horisontell låga i tio sekunder. Därefter görs mätningar på exempelvis den tid det tar tills tygprovet slocknat, samt andel skadat material. Rapporten innehåller även information om övriga tester som utförts, såsom drag- och rivstyrka, tvättbeständighet och färgförändringsmätningar på de produkter som visat tillfredsställande resultat i brandtesterna.Av de nio produkter vi testade fann vi varierade resultat. En del uppfyllde inte våra krav med avseende på flamskydd, och en del visade sig ha mycket dålig tvättbeständighet. Vi fann dock några produkter för båda materialen, två för polyester och fyra för polyamid, som är aktuella att göra vidare tester på. Eventuellt kvävs justering av koncentrationer och appliceringsrutiner för att möta FOV:s önskemål.Flame-retardant chemicals are used today in a lot of different areas. A large area is textiles, where upholstery textiles are dominant. There are many different types of flame retardants on the market, and the purpose is to slow down or completely prevent a fire. The halogenated flame retardant is the most effective but has many links to environmental problems. The phosphorous and nitrogen-based is kinder to the environment but often with less efficiency than the halogenated. When phosphorous and nitrogen flame retardants are combined, the two often get better features.This report, commissioned by the company FOV Fabrics AB, contains a scan of the flame retardant market in Europe, focusing on those products that can be applied to textiles of polyester and polyamide. The goal is to find the flame retardant for these materials, which are also wash resistant and has a relatively low environmental impact. The products that are deemed relevant are then tested against the international fire standard, ISO 6941, which means that a test piece, which has been coated/finished with the chemical, is fastened vertically on a device and then ignited by a horizontal flame for ten seconds. Thereafter, measurements are taken as regards to the amount of time before the test piece burns out and the proportion of damaged material. The report also includes information about other tests conducted, such as tensile- and tear strength, wash resistance and color change. These measurements are made on those products which have shown satisfactory performance in regards to the fire tests.Among the nine products we tested, we found varied results. Some did not meet our requirements for fire protection, and some were found to have very poor wash resistance. We found, however, a couple of products for polyester and four products for polyamide which showed such good results that they are relevant for further testing. Adjustment of concentration and application procedures may be adjusted to achieve the requirements of FOV's specifications. / Program: Textilingenjörsutbildningen