Om gebruik te kunnen maken van complexere technieken, zijn verschillende numerieke tools ontwikkeld. Daarbij is het van belang aan te stippen welk niveau van complexiteit is ingebouwd en dit voor de verschillende aspecten die het Fire Safety Engineering uitmaken:

• Brandmodel
• Constructief model
• Weerstandsmodel

Brandmodellen

• Nominale temperatuur-tijdkromme [EN 1991-1-2: Annex A]:
  • Standaard brandkromme [ISO 834: Fire Resistance Tests - Elements of Building Construction] - toegepast voor brandproeven op constructie-elementen
  • Kromme voor uitwendige brand
  • Koolwaterstofkromme
• Natuurlijke brandmodellen:
  • Vereenvoudigde natuurlijke brandmodellen:
    • Plaatselijke brand [EN 1991-1-2: Annex C]
    • Parametrische brand - gebaseerd op:
      • Beperkt aantal fysische parameters zoals brandbelasting
      • Risicofactoren, waaronder actieve brandbeveiligingssystemen (sprinkler, detectie,...)
      • Ventilatievoorwaarden, geometrische karakteristieken compartiment
    • Geavanceerde natuurlijke brandmodellen [EN 1991-1-2: Annex D]:
      • Eenzonemodel
      • Tweezonemodel
      • Veldmodellen (CFD: Computational Fluid Dynamics models)

  Constructieve analyse

  Bepalen van de belasting(effecten): Ontwerpsituatie - Brand = Buitengewone situatie

  De in rekening te brengen belastingcombinaties, stemmen overeen met de buitengewone ontwerpsituatie (enkel UGT dient gecontroleerd te worden).

  

  Hierin geldt:

  • De buitengewone belasting Ad heeft betrekking op de indirecte belasting ten gevolge van uitwendig en inwendig verhinderde vervorming
  • De partiële veiligheidsfactoren zijn alle gelijk aan 1, d.w.z. er wordt gerekend met karakteristieke waarden
  • Bij de combinatie van nuttige lasten wordt voor de hoofdlast de frequente waarde gebruikt voor de combinatiefactoren en voor de nevenlasten de quasi-blijvende waarde
  Duidelijk is dat het verkregen belastingniveau gevoelig lager zal liggen in vergelijking tot de blijvende ontwerpsituatie die overeenstemt met het normale gebruik waarvoor de constructie ontworpen wordt.

  Bepalen van materiaaleigenschappen - Weerstandswaarden op basis van thermische berekening

  Zo ook wordt aan de zijde van de weerstand gerekend zonder partiële veiligheidsfactor op de materiaaleigenschappen.

  De thermische berekening geeft aan in welke mate de constructieve elementen opwarmen in functie van de gastemperatuur in de omgeving. Dit is sterk in functie van de gekozen constructiematerialen (staal, beton, staal-beton). Staal heeft een goede geleidbaarheid en is bovendien vaak een stuk minder massief dan beton. Dit heeft zijn impact op de al dan niet gelijkmatige opwarming van het constructie-element. Het warmtetransport is gebaseerd op de wetten van de thermodynamica (convectie, straling,...).

  Constructieve berekening

  De constructieve berekening kan zich op verschillende niveaus worden uitgevoerd:

  • Berekening van constructieve elementen
  • Berekening van een deelconstructie
  • Berekening van de constructie als geheel

  Controletechnieken

  De controle kan op haar beurt op verschillende niveaus worden uitgevoerd:

  • Controle aan de hand van tabellen: geven rechtstreeks de brandwerendheid (tijd) als functie van een set eenvoudige parameters (enkel voor standaardbrandkrommen en constructieve componenten beschikbaar)
  • Eenvoudige rekenmodellen: geschikt voor de dagdagelijkse praktijk zonder gesofisticeerde software (voor alle temperatuurkrommen, wanneer de materiaaleigenschappen gekend zijn, voornamelijk op element niveau, eenvoudige deelconstructies kunnen)
  • Complexe rekenmodellen: bedoeld om de situatie zo nauwkeurig mogelijk te simuleren. (Voor alle temperatuurkrommen wanneer de materiaaleigenschappen gekend zijn en kunnen gebruikt worden voor gehele constructies omdat de indirecte brandacties in rekening worden gebracht)
  De samenwerking tussen deze verschillende elementen in de berekening laat verscheidene mogelijkheden binnen de analyse toe, ze zijn kort samengevat in onderstaande tabel.

  Brandmodel/constructieve analyse	Constructief element	Deelconstructie	Gehele constructie
  Nominale temperatuur-tijdkromme	T-E-C	E (als beschikbaar)-C	C
  Natuurlijke brandmodellen	E (als beschikbaar)-C	C	C

  Legende:

  • T: Tabelwaarden
  • E: Eenvoudige rekenmodellen
  • C: Complexe rekenmodellen

  Bepalen van de brandwerendheid in 3 domeinen: weerstand, tijd of temperatuur

  De stabiliteitscontrole kan in 3 verschillen de domeinen worden getoetst:

  • Tijdsdomein: normaal enkel toepasbaar bij geavanceerde rekenmodellen
  
  • Weerstand: toepasbaar bij eenvoudige rekenmodellen
  
  • Temperatuur: meest gebruikte techniek. De kritieke temperatuur wordt bepaald voor de aangrijpende belasting en vergeleken met de ontwerptemperatuur voor de vereiste brandwerendheid