Endelig, endelig rapport - SP Fire (Norway)...SINTEF RAPPORT TITTEL Sikkerhetsnivået mht brann ved...

SINTEF RAPPORTTITTEL

Sikkerhetsnivået mht brann ved preaksepterte løsninger.Risikoanalyse av et bo- og servicesenter

Versjon 2.FORFATTER(E)

Bodil Aamnes Mostue og Jan P. StensaasOPPDRAGSGIVER(E)

SINTEF Bygg og miljøteknikkNorges branntekniskelaboratorium

Postadresse: 7465 TrondheimBesøksadresse: Tiller bru, Tiller

Telefon: 73 59 10 78Telefaks: 73 59 10 44

Foretaksregisteret: NO 948 007 029 MVA

Statens bygningstekniske etat og Kommunal- ogregionaldepartementet (KRD)

RAPPORTNR. GRADERING OPPDRAGSGIVERS REF.

STF22 A00828 Åpen Styringskomitéen for NBLs KRD-prosjekter, Wiran Bjørkmann og Lisbet LandfaldGRADER. DENNE SIDE ISBN PROSJEKTNR. ANTALL SIDER OG BILAG

22N105 47 + vedleggELEKTRONISK ARKIVKODE PROSJEKTLEDER (NAVN, SIGN.) VERIFISERT AV (NAVN, SIGN.)

I:\PRO\22n105\Rapport\omsorgsbolig2.doc Bodil Aamnes Mostue Kristen OpstadARKIVKODE DATO GODKJENT AV (NAVN, STILLING, SIGN.)

2000-07-06 Kjell Schmidt PedersenSAMMENDRAG

Rapporten inneholder beregninger av sikkerhetsnivået med hensyn til brann av tre forskjellige utforminger av et bo- ogservicesenter (omsorgsboliger). I alternativ 1 er bygningen utført etter risikoklasse 6 og brannklasse 2, alternativ 2 errisikoklasse 4 og brannklasse 1 og i alternativ 3 er boligsprinkling installert, forøvrig er bygningen som for alt. 2.Hensikten med å utføre beregningene var å vurdere om og hvordan det er mulig å dokumentere at sikkerhetsnivået ikke erlavere enn ved bruk av preaksepterte løsninger og å vurdere anvendeligheten av valgte metoder.

En metode for beregning av personsikkerheten mht brann i bygninger, beskrevet i (Hokstad, Mostue, Opstad, Paulsen,1998) er benyttet. Denne risikoanalysemetoden beregner dødsbrannrisiko målt ved FAR-verdi (antall omkomne pr 100millioner eksponerte persontimer i bygningen) og storulykkeshyppighet, som sammenlignes med gitte akseptkriterierbasert på ALARP-prinsippet (As Low As Reasonably Practicable).

Beregningsresultatene viser at bo- og servicesenteret utført som alt. 1 (risikoklasse 6) og alt. 3 (boligsprinkler) gir likegod personsikkerhet, og er bedre enn alt 2 (risikoklasse 4).

Å gjennomføre en fullstendig risikoanalyse av brann i bygninger er krevende og utøveren må ha god kompetanse på flerefagområder. Risikoanalysemetoden er ment å være et objektivt verktøy for bestemmelse av personsikkerheten mht brann ibygninger. Den er spesiell fordi den både tar hensyn til type mennesker som oppholder seg i bygningen, aktiviteten somdrives og bygningstekniske forhold. Risikoanalysemetoden gir brukeren en god veiledning i hvordan en risikoanalyse skalgjennomføres og hvilke forhold som påvirker personsikkerheten. Brukeren av metoden må ha høy kompetanse påbrannutvikling og branners innvirkning på konstruksjoner og mennesker. Rapporten foreslår videreutvikling av deler avmetoden, for å bedre brukervennligheten og for bedre å sikre at den forblir et objektivt verktøy.

Et forslag til preakseptert løsning når det anvendes boligsprinkling i omsorgsboliger er beskrevet. Forslaget er basert påde kvantitative resultatene fra analysene av bo- og servicesenteret, i tillegg til faglige vurderinger.

STIKKORD NORSK ENGELSKGRUPPE 1 Sikkerhet SafetyGRUPPE 2 Brann FireEGENVALGTE Beregningsmodell Quantification Model

Brannteknisk analyse Fire Safety Engineering

2

INNHOLDSFORTEGNELSE

1 INNLEDNING........................................................................................................................51.1 Bakgrunn...........................................................................................................................51.2 Målsetting .........................................................................................................................51.3 Versjon 2 av rapporten – Hva er endret? ..........................................................................61.4 Leserveiledning.................................................................................................................6

2 METODER 63 ANALYSEOBJEKT ..............................................................................................................7

3.1 Hattfjelldalen bo- og servicesenter ...................................................................................73.2 Alternative utforminger av bo- og servicesenteret ...........................................................7

4 BRANNSCENARIER ............................................................................................................95 BRANN- OG RØYKSPREDNING ....................................................................................10

5.1 Modellering av de alternative løsningene i FASTLite ...................................................105.2 Gjennomføring av beregninger av røykproduksjon og -spredning.................................115.3 Tidspunkt for sentrale hendelser inkl. evakueringstider.................................................135.4 Brannspredning...............................................................................................................17

6 HVILKEN SIKKERHET GIR DE ALTERNATIVE LØSNINGENE?.........................196.1 Modellering av sikkerhet ................................................................................................196.2 Sannsynlighet for at en person dør av brann, gitt at en brann oppstår............................20

6.2.1 Hva påvirker dødssannsynligheten, gitt en brann?..........................................206.2.2 Sannsynlighet for at brann detekteres før tålegrense nås (p1) .........................226.2.3 Sannsynlighet for redning, gitt at brannen ikke blir detektert (p2) ..................236.2.4 Sannsynlighet for at det er personer tilstede med full førlighet (p3) ...............236.2.5 Sannsynlighet for vellykket evakuering (p5 og p8)..........................................246.2.6 Sannsynlighet for redning etter egen evakuering mislykkes pgaovereksponering (p6 og p9)...........................................................................................246.2.7 Sannsynlighet for å gå til initielt brannrom (p7) ..............................................256.2.8 Dødssannsynligheten ved flammebrann..........................................................25

6.3 Sannsynlighet for brann, gitt et branntilløp ....................................................................276.3.1 Sannsynlighet for slokking ..............................................................................276.3.2 Sannsynlighet for flammebrann, ulmebrann og eksplosjon ............................27

6.4 Hyppighet av branntilløp (fA) .........................................................................................28

7 VEIINNG AV SCENARIER...............................................................................................298 FAR-VERDI FOR DE TRE ALTERNATIVE LØSNINGENE ......................................309 HYPPIGHET AV STORBRANNER .................................................................................3110 FØLSOMHETSANALYSE.................................................................................................3211 FORUTSETNINGER OG ANTAKELSER ......................................................................3312 VURDERING AV METODENE........................................................................................34

12.1 Metoden for å beregne personsikkerheten mht brann i bygninger (risikoanalysemetoden)3412.1.1 Fordeler og svakheter ved risikoanalysemetoden............................................3412.1.2 Hvem kan bruke metoden for å beregne personsikkerhet? .............................36

12.2 Brann- og røykspredningsprogrammet FASTLite..........................................................3712.2.1 Generelt om FASTLite ....................................................................................37

3

12.2.2 Hvem kan bruke beregningsprogrammet FASTLite? .....................................3812.3 Evakueringsprogrammet Simulex ..................................................................................38

12.3.1 Generelt om Simulex.......................................................................................3812.3.2 Hvem kan bruke evakueringsprogrammet Simulex? ......................................39

13 KONKLUSJON OG SAMMENDRAG..............................................................................4014 BOLIGSPRINKLING AV OMSORGSBOLIGER – FORSLAG TIL PREAKSEPTERTLØSNING………….....................................................................................................................43

14.1 Innledning.......................................................................................................................4314.2 Definisjon av omsorgsboliger.........................................................................................4314.3 Definisjon av sikkerhetsnivå i omsorgsbolig uten boligsprinkling ................................4314.4 Forslag til preakseptert løsning når det anvendes boligsprinkling i omsorgsboliger .....44Forslag til preakseptert løsning når det anvendes boligsprinkling i omsorgsboliger.............45

15 REFERANSER.....................................................................................................................4716 VEDLEGG 1: Risikoanalysemetoden ................................................................................48

16.1 Kort om metodikken for beregning av dødsbrannrisiko.................................................4816.2 Brann- og røykspredningsberegninger ...........................................................................4916.3 Beregning av evakueringstider .......................................................................................50

16.3.1 Forflytningstider ..............................................................................................5016.3.2 Reaksjonstiden før evakuering starter .............................................................51

16.4 Valg av scenarier ............................................................................................................5216.5 Total dødsbrannrisiko .....................................................................................................5216.6 Akseptabel sikkerhet?.....................................................................................................52

17 VEDLEGG 2: Inngangsdata og delresultater ...................................................................5417.1 Beskrivelse av bygget .....................................................................................................5417.2 Inngangsdata til beregningene av FAR-verdi .................................................................5517.3 Sannsynlighet for å dø av brann, gitt at en brann oppstår ..............................................5717.4 Hyppighet av storbranner ...............................................................................................61

17.4.1 Metode.............................................................................................................6117.4.2 Inngangsdata og resultater ...............................................................................63

18 VEDLEGG 3: BEREGNINGER AV RØYKPRODUKSJON OG -SPREDNING(FASTLITE-beregninger) ...........................................................................................................64

18.1 Grunnlag for beregning av varmeutvikling ....................................................................6418.2 Boligsprinkler .................................................................................................................65

18.2.1 Modellering av sprinklereffekt ........................................................................6518.2.2 Erfaringer og forsøk med boligsprinkler .........................................................6518.2.3 Pågående prosjekt ............................................................................................6718.2.4 Konklusjon ......................................................................................................68

18.3 Grunnlag for beregning av udyktiggjøring av personer .................................................6818.4 Brannscenarier ................................................................................................................6918.5 Scenario 1: Brann i hobbyrom........................................................................................77

18.5.1 Generelt ...........................................................................................................7718.5.2 Brannscenario 1a: Brann i hobbyrom med lukket dør.....................................7818.5.3 Resultater .........................................................................................................8018.5.4 Brannscenario 1b: Brann i hobbyrom med åpen dør.......................................81Resultater ........................................................................................................................83

18.6 Scenario 2: Brann i leilighet nr 18..................................................................................8418.6.1 Scenario 2a: Brann i leilighet 18 med lukket dør ............................................8418.6.2 Resultater .........................................................................................................8618.6.3 Scenario 2b: Brann i leilighet 18 med åpen dør og lukkede vinduer ..............87

4

18.6.4 Resultater .........................................................................................................8918.6.5 Scenario 2c: Brann i leielighet nr. 18 med lukket dør og boligsprinkler.........9018.6.6 Resultater av FASTLite-beregninger...............................................................9118.6.7 Alternativ beregning........................................................................................9218.6.8 Scenario 2d: Brann i leilighet 18 med lukket dør og betongvegger. Alt.1(risikoklasse 4)................................................................................................................93

Resultater ................................................................................................................9518.7 Scenario 3: Brann på vaskerom ......................................................................................96

18.7.1 Scenario 3a: Brann på vaskerom med lukket dør ............................................9618.7.2 Resultater .........................................................................................................9818.7.3 Scenario 3b: Brann på vaskerom med åpen dør til korridor............................9918.7.4 Resultater .......................................................................................................10118.7.5 Scenario 3c: Brann i vaskerom med lukket dør og boligsprinkler ................10218.7.6 Resultater .......................................................................................................103

18.8 Oppsummering .............................................................................................................104

19 VEDLEGG 4: Sikkerhetsnivå i bygninger – Erfaringer fra andre land ......................10519.1 Innledning.....................................................................................................................10519.2 Mål 10519.3 Metode 10519.4 Resultater ......................................................................................................................105

19.4.1 Sikkerhetsnivå ...............................................................................................10519.4.2 Metoder..........................................................................................................106

19.5 Konklusjon....................................................................................................................10819.6 Referanser .....................................................................................................................10819.7 Vedlegg til vedlegg 4 - Sammendrag av de ulike referansene i undersøkelsen ...........109

20 VEDLEGG 5: Brannsikkerhet i omsorgsboliger – Underlag til forslag til preakseptertløsning for bruk av boligsprinkling..........................................................................................118

20.1 Innledning.....................................................................................................................11820.2 Definisjon av omsorgsboliger.......................................................................................11820.3 Hvilke krav stilles til omsorgsboliger? .........................................................................11820.4 Forhold som påvirker muligheten for sikker evakuering .............................................11920.5 Vurdering av krav til bemanning og tilstand til beboere i omsorgsboliger ..................11920.6 Sikkerhetsnivået for omsorgsboliger ............................................................................11920.7 Vurdering av effekt av boligsprinkling.........................................................................11920.8 Hvordan oppnå tilfredsstillende sikkerhet med boligsprinkling av omsorgsboliger? ..120

5

1 INNLEDNING

1.1 Bakgrunn"Tekniske forskrifter til plan- og bygningsloven 1997" åpner for at kravene til sikkerhet vedbrann kan dokumenteres på 2 måter, enten ved at byggverket utføres i samsvar med preaksepterteløsninger, eller ved analyse og/eller beregninger som dokumenterer at sikkerheten mot brann ertilfredsstillende og ikke lavere enn ved bruk av preaksepterte løsninger.

I "Veiledning til teknisk forskrift til plan og bygningsloven 1997" er det angitt en rekkepreaksepterte løsninger som er en beskrivelse av løsninger som tilfredsstiller forskriften. Dette erofte nedarvede løsninger som er bibeholdt fra tidligere, siden sikkerhetsnivået i nye forskrifterikke skulle endres. For de fleste av disse preaksepterte løsningene mangler man dokumentasjonfor hvilket sikkerhetsnivå de gir (noe som egentlig må finnes for å kunne sammenligne resultaterav beregninger og analyser med preaksepterte løsninger).

Det er derfor viktig å få kvantitative mål for personsikkerheten i bygninger der preaksepterteløsninger er benyttet. Det er i tillegg av viktig å få evaluert metoder som kan benyttes for åberegne sikkerhetsnivået og om det er mulig å tilfredsstille første avsnitt.

Før analysen av bo- og servicesenteret startet, ble det gjennomført en undersøkelse for å finne utom andre land som har funksjonsbaserte byggeforskrifter har definert sikkerhetsnivået for ulikebygningstyper eller bygningstekniske løsninger (”state of the art”- undersøkelse). En detaljertbeskrivelse av “state of the art”- undersøkelsen og dens resultater finnes i vedlegg 4 kap.19. Noenav hovedkonklusjonene er:

• Undersøkelsen viste at ingen land har definert hvilket sikkerhetsnivå ulike preaksepterteløsninger gir.

• Et eksakt sikkerhetsnivå er vanskelig å bestemme fordi vi mangler tilstrekkelig data ogkunnskap om hva som skjer ved en brann.

• Code of Practice fra British Standardisation Institute (BSI) er den eneste kjente metoden hvordet er forsøkt å definere et akseptabelt risiko-nivå for bygninger. Akseptkriteriene er basert påeksisterende dødsbrannstatistikk i Storbritannia.

• Det er utført studier hvor sikkerhetsnivået er bestemt for spesielle bygninger. Metodene sombenyttes varierer med hensyn til detaljeringsgrad og hva som beregnes.

• Den mest vanlige måten å bestemme hvorvidt sikkerhetsnivået er akseptabelt eller ikke, er åsammenligne en alternativ utførelse av en bygning med en bygning utført i henhold tilpreaksepterte løsninger. Det finnes en rekke studier som viser eksempler på dette.

1.2 MålsettingMålet med dette prosjektet er tredelt:1. Vurdere om og hvordan det er mulig å dokumentere at sikkerhetsnivået i en bygning ikke er

lavere enn ved bruk av preaksepterte løsninger.2. Vurdere anvendeligheten av metodene som er benyttet ved å bestemme:

• styrker og begrensninger• hvilken usikkerhetsmargin de beregnede resultatene har• hvilke forhold som påvirker sikkerhetsnivået• hvilke utøvere som kan bruke metodene og hvilken kompetanse brukerne må ha• evt andre betingelser som forutsettes for at metodene skal gi realistiske resultater.

6

3. Finne personsikkerhetsnivået av 3 alternative hovedløsninger mht brannbeskyttelse i et bo- ogservicesenter.

Ved å gjennomføre beregninger av personsikkerhetsnivået av de 3 alternative utformingene av bo-og servicesenteret og de erfaringer denne gjennomregningen gir, skal bidra til å gi svar på pkt. 1og 2 i målsettingen. I dette prosjektet er det viktigere å vurdere om og hvordan det er mulig ådokumentere sikkerheten og å vurdere anvendeligheten av metodene, enn å finne det absoluttesvar på omsorgsboligens sikkerhetsnivå.

1.3 Versjon 2 av rapporten – Hva er endret?Dette er versjon 2 av rapporten. Den vesentligste forskjellen på versjon 2 i forhold til versjon 1 erforslag til ”preakseptert” løsning for bruk av boligsprinkling i omsorgsboliger beskrevet kap. 14og vedlegg 5 (kap. 20).

1.4 LeserveiledningMetodene som benyttes i risikoanalysene er angitt i kap. 2 og vedlegg 1. En vurdering avmetodene som er benyttet finnes i kap. 12.

Bygningen som analyseres er beskrevet i kap. 3.

Gjennomføring og resultater av risikoanalysene er beskrevet i kap. 4-8. Inngangsdata ogdelresultater finnes i vedlegg 2 og 3. Behandling av boligsprinkler i risikoanalysen, samterfaringer fra andre land og fullskalaforsøk finnes i vedlegg 3.

Resultater av følsomhetsanalyser er beskrevet i kap. 10.

Konklusjoner og sammendrag er beskrevet i kap. 13.

Forslag til preakseptert løsning når det anvendes boligsprinkling i omsorgsboliger er gitt i kap.14.

Vedlegg 4 inneholder resultater fra et forprosjekt som ble utført for å undersøke om andre land hardefinert sikkerhetsnivået for ulike bygningstyper eller bygningstekniske løsninger.

2 METODERMetoden som SINTEF utviklet i prosjektet ”Risikoanalyse av brann i bygninger” er benyttet.Metoden som heretter kalles risikoanalysemetoden, angir personsikkerheten som en målbarstørrelse. Personsikkerheten uttrykkes som dødsbrannrisiko og angis som en FAR-verdi (FAR=Fatal Accident Rate) som er antall omkomne som følge av brann i bygningen pr 100 millionerpersontimer i bygningen og som hyppighet av storbranner. Metoden er detaljert beskrevet i egenrapport, heretter kalt metoderapporten (Hokstad, P., Mostue, B.Aa., Opstad, K., Paulsen, T.,1998). Metoden er tidligere prøvd ut på to bygninger (Mostue, B.Aa., Stensaas, J.P. og Paulsen,T., 1998).

Denne risikoanalysemetoden er valgt fordi den gir en analytisk systematisk veiledning i hvordansikkerhetsnivået kan bestemmes og sammenlignes med gitte akseptkriterier.

7

Risikoanalysemetoden benytter seg av internasjonalt anerkjente beregningsprogram forbestemmelse av røykproduksjon, -spredning (FASTLite), eksponering av giftige gasser ogtemperatur og bestemmelse av forflytningstid ved evakuering (Simulex).

Målet har først og fremst vært å analysere personsikkerheten i bygningen, som er forskriftenshovedmålsetting. Studien inneholder imidlertid også en vurdering av risikoen for materielle tapsom følge av brannspredning ut over initielt brannrom. Brannens røykgasstemperaturer, forholdetmellom varmebelastning i henhold til ISO1-kurven og beregnet varmebelastning, ogbrannmotstandsevnen til omhyllingsflatene i rommene er lagt til grunn for vurderingene.Bærekonstruksjonens evne til å motstå brann er ikke vurdert i denne analysen, som måbestemmes for å vurdere risiko for tredjepart.

En kort beskrivelse av risikoanalysemetoden, brann- og røykspredningsprogrammet FASTLite ogevakueringsprogrammet Simulex finnes i vedlegg 1 (kap. 16) og grunnlaget for beregning avhyppighet av storbranner finnes i vedlegg 2 (kap. 17.4). Vi ser det imidlertid som en stor fordel atleseren har metoderapporten tilgjengelig når denne rapporten leses.

3 ANALYSEOBJEKT

3.1 Hattfjelldalen bo- og servicesenterHattfjelldal bo- og servicesenter er valgt som analyseobjekt.

Hattfjelldal bo- og servicesenter er en to etasjers bygning med grunnflate på omlag 920m2.Bygningen ble ferdigstilt i 1999 og består et servicesenter plassert midt i bygningen og 20leiligheter og én hybel plassert på hver side av servicsenteret. 1. etasje i bygningen er ensokkeletasje. Bygningen er utført i risikoklasse 6 og brannklasse 2. En brannseksjoneringsvegger oppført mellom den ene leilighetsfløyen og servicesenteret.

Det er montert et adresserbart brannvarslingsanlegg. Brannvarsleren utløses av røykdetektorersom er plassert på alle rom (vanlig FG-godkjent brannvarslingsanlegg for offentlige bygg). Det erto paneler, en ved hovedinnganngen og ett hos vaktselskap som varsler brannvesenet. Når endetektor utløses går klokkealarmen i hele bygningen.

Det er et lokalt brannvesen (frivillig) i bygda. Avstanden er kort, og det antas at innsatsstyrkenkan være på plass 10 min etter at brannen er varslet.

Mer detaljerte opplysninger om bygningen finnes i vedlegg 2 kap. 17.1.

3.2 Alternative utforminger av bo- og servicesenteretI denne studien skal tre alternative utforminger av Hattfjelldal bo- og servicesenter analyseres forå finne personsikkerheten med hensyn til brann. Følgende alternative utforminger er valgt:

Alternativ 1Slik Hattfjelldal bo- og servicesenter er bygget, dvs risikoklasse 6 og brannklasse 2. Dette betyrat: 1 Standard tid/temperatur-kurve angitt i ISO 834 First edition 1975, som brukes i branntester for klassifisering avkonstruksjoner (vegger, tak, dører etc).

8

• Branncellebegrensende konstruksjon og bygningsdel som omslutter trapperom, heissjakt, oginstallasjonssjakter over flere plan består av plass-støpt betong (EI 60 )

• Overflater i vegger, tak og himling: maling på betong (In1)• Seksjoneringsvegg (EI 120) mellom den ene leilighetsfløyen og servicesenteret.

Alternativ 2Samme layout (samme plantegninger) som alternativ 1, men utført i risikoklasse 4 og brannklasse1 og ingen seksjoneringsvegg. Dette betyr at:• Branncellebegrensende konstruksjon og bygningsdel som omslutter trapperom, heissjakt, og

installasjonssjakter over flere plan er utført i bindingsverkskonstruksjon med isolasjon ogtrepanel på veggene (EI 30).

• Overflater i vegger, tak og himling (unntatt rømningsvei, verksted hvor kravet er In1): In2

Alternativ 3• Tilsvarende som alternativ 2, men med boligsprinkler i alle rom. Boligsprinklingen antas å

være i henhold til ”Tekniske retningslinjer for dimensjonering, prosjektering og installering avsprinkleranlegg for boliger til og med fire etasjer” som baserer seg på NFPAs standard forboligsprinkling (NFPA 13R).

Figur 1 Plantegning av 1. og 2. etasje av bo- og servicesenteret.

9

4 BRANNSCENARIERI brannscenariene er konsekvenser av flammebrann analysert. Ulmebrann er utelatt i dennestudien. Risikobidraget fra ulmebrann vil være det samme for alle de tre alternative løsningene,fordi det er inventarets karakteristikk som er utslagsgivende ved ulmebrann.

I studien av bo- og servicesenteret har vi sett på 6 scenarier for alternativ 1 (risikoklasse 6), 12scenarier for alternativ 2 (risikoklasse 4) og 6 scenarier for alternativ 3 (boligsprinkler). Ideelt settburde flere scenarier vært valgt for å få en nøyaktigere beskrivelse av risikoen i bygningen, og forå unngå at eventuelle ”uheldig” valg av scenarier gir et galt bilde av sikkerheten totalt sett (jfr kap3.9.1 i metoderapporten). Scenariene som er valgt er imidlertid tilstrekkelig til å vise prinsippenefor hvordan denne typer studier skal gjennomføres og for å teste ut metodene. Tabell 1 viser devalgte scenarier og kriteriene som er lagt til grunn for valgene.

Som det fremgår av tabellen analyseres et dag og et natt scenario for hvert initielle rom. Imetoderapporten er dag definert som 14 timer og natt som 10 timer. Scenariet i hobbyrommet ervalgt for å få frem et scenario som representerer fare for et stort antall personer. Det vil være enforholdsvis sjelden hendelse at hobbyrommet er fylt med mange personer og dag/natt er derfor idenne analysen definert som henholdsvis 1 og 23 timer.

Figur 1 viser plantegninger av bygningen og vedlegg 3 kap. 18.4 viser hvordan rom 1 (initieltbrannrom), rom 2 (transportområdet) og rom 3 (fjerntliggende område) er definert i de ulikescenariene.

Bygningskonstruksjonen i de alternative løsningene i initielt brannrom i hvert scenario er vist iTabell 2.

Når det er sammenlignet risiko er det gått ut i fra lukkede dører til enhetene, dvs at de er utstyrtmed selvlukkere fordi man vil forvente at dører med stor sannsynlighet ellers ville stått åpne etterevakuering. For alt. 2 (risikoklasse 4) er det også analysert scenarier hvor døren er åpen mellominitielt brannrom og korridoren utenfor. Det er antatt at dørene står åpne i 10% av tiden.

10

Tabell 1 Scenarier ved bo- og servicesenteret.

ScenarierInitielt brannrom Dør

posisjonTid pådøgnet

Kriterier for valg av initielt brannrom

dagåpen dør2

nattdag

Hobbyrom (1. etasje)

lukket dørnatt

• Rom som representerer fare for et stortantall personer

• Terrengetasje• Rom med høyest energi

dagåpen dør2

nattdag

Leilighet (nr 18 i 2. etasje)

lukket dørnatt

• Rom som representerer de typiskearealer i bygningen

dagåpen dør2

nattdag

Vaskerom (2. etasje)

lukket dørnatt

• Rom med mest brennbart materiale• Rom hvor brannen raskt blokkerer en

rømningsvei

Tabell 2 Spesifisering av brannklasse på omhyllingsflater, innvendige overflater og dører iinitielt brannrom i de ulike scenarier.

Initielt brannrom Konstruksjonsdel Alternativ 1 Alternativ 2 og 3Vegger, golv og tak: Betong (EI60) Trestendere,

mineralull og trepanel(EI30)

Dør mot korridor: EI30 EI30 (pga lydkrav)

Hobbyrom

Overflate: Maling (In 1) Trepanel (In 2)Vegger, golv og tak: Betong (EI60) Trestendere,

mineralull og trepanel(EI30)

Dør mot korridor: EI30 EI30 (pga lydkrav)

Leilighet

Overflate: Maling (In 1) Trepanel (In 2)Vegger, golv og tak: Betong (EI60) Trestendere,

mineralull (EI30)Dør mot korridor: EI30 EI15

Vaskerom

Overflate: Maling (In 1) Trepanel (In2)

5 BRANN- OG RØYKSPREDNING

5.1 Modellering av de alternative løsningene i FASTLite

Dette kapitlet beskriver forskjellene i de tre alternative løsningene og hvilken innvirkning dettehar på brann- og røykspredningen.

Det eneste som skiller alternativ 2 fra alternativ 3 er boligsprinkleranlegget som er installert ialternativ 3.

2 Gjelder alt. 2 (risikoklasse 4).

11

Alternativ 1 skiller seg fra de øvrige to alternativene på følgende områder:• omhyllingsflatene• innvendig kledning• seksjoneringsvegg.

I programmet som er benyttet til å beregne brann- og røykspredning, FASTLite, kan en angi omdet er boligsprinkleranlegg i bygningen eller ikke. I analysen er FASTLites modellering avboligsprinkler benyttet. Det medfører at brannens varmeeffekt gradvis reduseres nårboligsprinkleranlegget aktiveres. Se diskusjonen om boligsprinkler i vedlegg 3 kap. 18.2.

Ved bruk av FASTLite må brukeren spesifisere hvilken brannutvikling brannen skal ha. En kanvelge mellom flere hastigheter (langsom, middels, rask og ultrarask) som refereres til hvor raskten brann med valgt brannhastighet vil nå overtenning i et standardbrannrom3. Det er også mulig åpredefinere brannens tid-temperaturutvikling. Brannutviklingshastigheten er avhengig av bl.a.hvor mye brennbart som er i rommet og hvor lett antennelig det brennbare er. Omhyllingsflateneog den innvendige kledningen har her betydning.

I alternativ 1 er vegger, golv og tak i initielt brannrom utført i malt betong (brannklasse EI60),mens i alternativ 2 og 3 er omhyllingsflatene bindingsverkskonstuksjon med isolasjon og kledningav trepanel (EI30). Ytterveggen er utført i en bindingsverksvegg med brannimpregnert trekledningi alle alternativene.

I denne analysen har vi valgt å bruke samme brannutviklingshastighet, ultrarask brannutvikling(jfr definisjon i vedlegg 3 kap. 18.4), i alle scenariene i de tre alternativene. Dette er konservativtselv om vi har antatt at det er mye brennbart materiale tilstede, spesielt for alternativ 1. Tiden tilovertenning i rommet vil avhenge av kledningen. Det vil kunne bli en raskere og kraftigere branni et rom med trepanel enn i et rom med vegger av malt betong.

Forskjell i innvendig kledning vil imidlertid komme frem i beregninger av hyppigheten avbrannforløp. I risikoanalysemetoden er hyppigheten av branntilløp som følge av kritisk temperaturi mobile og faste installasjoner proporsjonal med sannsynligheten for at forbrenning sprer seg fraprimær objekt til sekundær objekt. Sannsynligheten for at forbrenning sprer seg er avhengig avblant annet hvor stor brannbelastning (lav, normal, høy) den innvendige kledningen har (jfr kap.17.2).

5.2 Gjennomføring av beregninger av røykproduksjon og -spredningDette kapitlet beskriver hvilke FASTLite-beregninger (beregninger av røykproduksjon og –spredning) som er utført for de tre alternative utformingene av bo- og servicesenteret. Resultatenefra FASTLite-beregningene benyttes for å beregne utviklingen av lysdempingskoeffisenten oghvilke doser av giftige gasser personer blir eksponert for. Ulike verdier avlysdempingskoeffisienten brukes som mål på å bestemme tidspunkter for sentrale hendelser sombl.a. når:

• menneske detekterer brann• detektor aktiveres 3 ”Standardbrannrommet” har dimensjonene (dybde x lengde x høyde) lik 2,44 m x 3,66 m x 2,44 m. Det ernødvendig med en varmeutvikling på 1055 kW for å oppnå overtenning av dette rommet. Når romvolumet økes, vilnødvendig varmeutvikling for å forårsake overtenning også øke.

12

• menneske starter forflytning.

Alternativ 1 (Risikoklasse 6)FASTLite-beregninger et utført for leilighet med lukket dør ut mot korridor.

Beregningsresultatene fra leiligheten viser at utviklingen av lysdempingsfaktoren og giftige doserer tilnærmet lik røykutviklingen i brann i leilighet med bindingsverksvegger (alternativ 2). Viantar derfor at utviklingen av lysdempingsfaktoren og giftige doser er tilnærmet lik i leilighet medbetongvegger og bindingsverksvegger så lenge døren er lukket og hindrer brannspredning.Tilsvarende antakelse er gjort for brann i vaskerom og hobbyrom.

Alternativ 2 (Risikoklasse 4)Det er utført flest røykproduksjons- og røykspredningsberegninger (FASTLite-beregninger) foralternativ 2 (risikoklasse 4). For hvert scenario er det beregnet røykproduksjon- og røykspredningmed åpen og lukket dør mellom initielt brannrom og korridoren utenfor.

Alternativ 3 (Boligsprinkler)FASTLite-beregninger er foretatt av brann i leilighet og vaskerom med boligsprinkleranlegg. Ibegge scenariene er døren ut fra initielt brannrom til korridor lukket.

Beregningsresultatene viser at i initielt brannrom er tid/lysdempingskoeffisent-utviklingen frem tilmenneske starter evakuering tilnærmet lik i rom med og uten boligsprinkleranlegg. Det er derforantatt at en får tilsvarende resultat ved brann i hobbyrom med boligsprinkler.

I FASTLite er sprinklereffekten modellert ved at varmeeffekten fra brannen gradvis reduseres nåretter at boligsprinkleranlegget er aktivert.

Statistikk og erfaring fra inntrufne branner viser at sprinkleranlegg kontrollerer eller slokker dealler fleste brannen ved at 1-2 sprinklerhoder utløses (Liptak, 1998). Hvorvidt sprinkleranleggetslokker eller bare kontrollerer brannen kommer an på flere forhold som f eks brannens plassering iforhold til vannsprayen. Sprinkler vil ikke slokke en brann dersom f eks et bord hindrer vannet ånå det som brenner. Det vil imidlertid være lett for slokkemannskaper å slokke en eventuellrestbrann etter at sprinkleranlegget er løst ut.

”Scottsdale-prosjektet” trekkes ofte frem som et bevis på at boligsprinkler har stor effekt. Det ervel ingen som betviler at boligsprinkling har vesentlig effekt på en brann, men ut fra den relativtbeskjedne statistikk som finnes over branner med boligsprinkleranlegg er det imidlertid vanskeligå si nøyaktig hvor effektiv den er til å unngå dødsfall. Byen Scottsdales 10-årige erfaring medbruk av boligssprinkler kan ikke direkte brukes til å angi effekten i et bo- og servicesenter.Forholdene er ikke sammenlignbare.

Fullskalaforsøk viser at branner i rom med stor brannbelastning kan røykproduksjonen og –spredningen være betydelig selv om boligsprinkleranlegg utløses. Forsøkene (se 18.2) viser atkritisk grense for CO-dose nås i startbrannrom og naborom etter 7-8 minutter når dør fra initieltbrannrom (14 m2 ) står åpen. Utløsning av boligsprinkleranlegg medfører at røyken fordeles i heletestområdet (bestående av pasientrom, korridor og en vestibyle i enden av korridoren) slik at enfikk en total formørkning. Forsøkene er beskrevet i (O’Neill, Hayes Jr., 1979) og (O’Neill, HayesJr., Zile, 1980) og en oppsummering av forsøkene er gitt i (Lundberg, 1981).

Nevnte erfaringer og forsøk med boligsprinkleranlegg er nærmere beskrevet i vedlegg 3 kap. 18.2.

13

I denne analysen har vi benyttet beregningsresultatene som FASTLite-beregningene gir.

Vi har imidlertid også overstyrt FASTLite-beregningene for brann i leilighet, og antatt atkonsentrasjonen av CO er konstant etter at boligsprinkleranlegget aktiveres, for å vise hvaresultatene da blir. Vedlegg 3 18.6.5 viser disse resultatene, samt en mer detaljert beskrivelse avinngangsdata, utførelse og resultater av FASTLite-beregningene.

5.3 Tidspunkt for sentrale hendelser inkl. evakueringstiderTidspunkter for sentrale hendelser og hvor store doser av giftige gasser personer blir eksponert fori rømningstiden i de ulike scenarier er vist i Tabell 4. Forflytningstidene som fremkommer ikommentarfeltet, er beregnet ved bruk av evakueringsprogrammet Simulex.

Her gis en oppsummering av de viktigste resultatene:

Alternativ 1Dose av giftige gasser som gir udyktiggjøring4 inntreffer etter knappe 2 minutter etter brannstartved brann i leilighet hvor døren er lukket. Doser som gir udyktiggjøring vil ikke inntreffe ikorridoren utenfor leiligheten før brannvesenet er antatt å være på stedet. Dosene inaboleilighetene vil ikke føre til udyktiggjøring under brannen, dersom dør til initielt brannrom erlukket (dvs dør mellom leilighet og korridor).

Dersom døren mellom leiligheten og korridoren står åpen, vil korridoren ha doser som girudyktiggjøring etter under 2,5 minutter. Fra rommene i 1.etasje er det mulig å rømme direkte ut påbakkenivå fra hver leilighet og fra hobbyrommet. Leilighetene i 2. etasje har alle en balkong, mendette regnes ikke som rømningsvei. Personer i rom med dør ut i korridoren vil derfor væreavhengig av å evakuere gjennom den røykfylte korridoren.

Alternativ 2I initielt brannrom vil røykproduksjon og –spredning være omtrent som for alternativ 1. Dose somgir udyktiggjøring i korridorene utenfor initielt brannrom inntreffer etter 10-18 minutter når dørener lukket og 1-2,5 minutter når døren er åpen.

Alternativ 3Beregningene viser at boligsprinkleranlegget aktiveres forholdvist raskt (se Tabell 3).Temperaturen i leiligheten vil ikke overstiger 100˚C.

Tabell 3 Tid til boligsprinkler aktivieres i initielt brannrom med lukket dør ut mot korridorog ultrarask brannutvikling (aktiveringstemperatur 57˚C).

Initielt brannrom Tid til boligsprinkleraktiveres [s]

Hobbyrom 12Leilighet 58Vaskerom 29

4 Ut fra CO, CO2 og O2-konsentrasjoner i røykgassene bestemmes tidspunktet for når udyktiggjøring pga inhaleringav giftige gasser (Fu=1) inntreffer. Jfr side 28 i metoderapporten.

14

Lysdempingskoeffisienten endres raskt fra brannen starter, og tidspunktet for deteksjon og startevakuering inntreffer før sprinkleranlegget aktiveres. Doser som medfører udyktiggjøringinntreffer etter omlag 2,5 minutter i initielt brannrom. Beregningene viser at det tar 25 minutterfør dosen i korridoren blir så høy at personer blir udyktiggjort (dersom dør mellom leilighet ogkorridor er lukket). Dosene i naboleilighetene vil ikke føre til udyktiggjøring under brannen.

Hvor raskt boligsprinkleranlegget aktiveres (dvs røykgasstemperaturen blir 57˚C), er avhengig avbl.a. brannutviklingshastigheten. Resultatene over gjelder for en ultrarask brannutvikling. Erbrannutviklingen rask, vil boligsprinkleranlegget aktiveres etter drøyt 2 minutter i ved brann i enleilighet.

I disse beregningene har vi antatt at boligsprinkleranleggets tilgjengelighet er 1, dvsboligsprinkleranlegget virker når det skal. Tilgjengelig litteratur viser at sannsynligheten for atsprinkleranlegg virker når det skal varierer mellom 70-99%, avhengig av hvilke branner som blirtatt med i statistikken (Liptak, 1998).

Dersom boligsprinkleranlegget ikke virker, vil resultatene bli som for alternativ 2.

15

Tabell 4

Tider til brann detekteres, mennesker starter forflytning, udyktiggjøring inntreffer og hvilken dose personer eksponeres for i evakueringstid.

Lysdempingskoeffisienten k angir røyktettheten og indikerer hvor stort lystapet er pr m

eter som følge av røyk.

Tider [s] 5D

ose i evakueringstidR

omM

enneske detektererbrann (k=0,02)

Detektor aktiveres

(k=0,1)M

enneske starterforflytning(k=0,4)

Udyktig-

gjøringD

oseK

omm

entar

Risikoklasse 4 (bindingsverksvegger):

Hobbyrom

m/lukket dør (rom

1)1

420

700,5

Dose frem

til k=0,4 i rom1, pluss evakueringstid ut av rom

met (23 s) og dose i

forflytningstiden (8s) i korridoren utenfor.K

orridor utenfor (rom 2)

1004

164

2600

~0D

ose i rømningstid i korridor (8s)

Korridor utenfor leiligheter i 1.etg

(rom 3)

∞4

164

2∞

0D

ose i rømningstiden i korridorene utenfor leilighetene (41s). (A

nnenrom

definisjon i røyk.beregn)R

isikoklasse 4 (bindingsverksvegger):H

obbyrom m

/åpen dør (rom 1)

17

40120

0,3D

ose frem til k=0,4 i rom

1, pluss evakueringstid ut av romm

et og korridor (31s).

Korridor utenfor (rom

2)1

740

120~0

Dose i røm

ningstid i korridor (8s)K

orridor utenfor leiligheter i 1.etg(rom

3)100

71

672

5100,05

Dose i røm

ningstiden i korridorene utenfor leilighetene (41s).

Risikoklasse 6 (betongvegger):

Leilighet m

/lukket dør (rom 1)

22

7110

0,1D



et (14 s) og dose iforflytningstiden (41s) i korridoren utenfor.


2)120

21

672

1488~0

Dose i røm

ningstid i korridor (41s)N

aboleiligheter (3 stk) (rom 3)

∞2

167

2∞

0D

ose i naboleiligheter frem til start evakuering, pluss dose i korridor i

forflytningstid (41s)R

isikoklasse 4 (bindingsverksvegger):L

eilighet m/lukket dør (rom

1)5

516

1200,1

Dose frem





1205

165

2810

~0D


Naboleiligheter (3 stk) (rom

3)∞

51

652

∞0

Dose i naboleiligheter frem

til start evakuering, pluss dose i korridor iforflytningstid (41s)


Leilighet m

/åpen dør (rom 1)

88

40140

0,5D



et og korridor (55s).


2)8

840

140~0

Dose i røm

ningstid i korridor (8s)N

aboleiligheter (3 stk) (rom 3)

∞8

168

2∞

0,6D

ose i naboleiligheter frem til start evakuering, pluss dose i korridor i

forflytningstid (41s)B

oligsprinkler:L

eilighet m/lukket dør (rom

1)3

311

145~0

Dose frem





1353

164

21515

~0D


Naboleiligheter (3 stk) (rom

3)∞

31

642

∞~0

Dose i naboleiligheter frem

til start evakuering, pluss dose i korridor iforflytningstid (41s)


Vaskerom

m/lukket dør (rom

1)2

210

600,3

Dose frem


met (8 s) og dose i



502

162

21080

~0D


Kantine (rom

3)∞

21

622

∞0

Dose i kantine frem

til start evakuering ( 60s), pluss dose i forflytningstiden utav kantina (25s), pluss dose i korridor i forflytningstid (5s) (A

nnenrom

definisjon enn i røyk.beregn)R

isikoklasse 4 (bindingsverksvegger):10

1050

600,3

Dose frem


met og korridor (12

5 FA

STLite-beregningene er kjørt med forskjellig tidsintervall. N

oen er presentert hvert minutt og andre hvert 15. eller 10. sekund. Lysdem

pingssfaktoren forandres raskt de første parm

inuttene. Det er antatt en lineæ

r stigning av lysdemningsfaktoren og dosen m

ellom tidsangivelsene.

16

Tider [s] 5D

ose i evakueringstidR

omM

enneske detektererbrann (k=0,02)

Detektor aktiveres

(k=0,1)M

enneske starterforflytning(k=0,4)

Udyktig-

gjøringD

oseK

omm

entar

Vaskerom

m/åpen dør (rom

1)s).


2)10

1050

60~0

Dose i røm

ningstid i korridor (8s)K

antine (rom 3)

6010

170

c750

1D

ose i kantine frem til start evakuering ( 60s), pluss dose i forflytningstiden ut

av kantina (25s), pluss dose i korridor i forflytningstid (5s) (annen def enn irøyk.beregn)

Boligsprinkler:

Vaskerom

m/lukket dør (rom

1)1

27

450,03

Dose frem


met (8 s) og dose i



452

162

2705

~0D

ose i rømningstid i korridor

Kantine (rom

3)∞

21

622

∞0,01

Dose i kantine frem

til start evakuering ( 60s), pluss dose i forflytningstiden utav kantina (25s), pluss dose i korridor i forflytningstid (5s) (annen def enn irøyk.beregn)

Beregningsresultater for røykproduksjon og -spredning

I initielt brannrom tar det 1-2,5 m

inutter fra brannstart til doser med giftige gasser er så høye at

de kan medføre udyktiggjøring av personer. D

ette gjelder alle de tre alternative utformingene av

bo- og servicesenteret.

Dersom

døren til initielt brannrom er lukket, inntreffer doser som

medfører udyktiggjøring etter

10-18 minutter i korridorer utenfor initielt brannrom

i alt. 2 (risikoklasse 4). For alt. 1(risikoklasse 6) og alt. 3 (boligsprinkler) tar det lengre tid før slike doser inntreffer. V

ed brann ileilighet (alt. 1 og 3) tar det 25 m

inutter før korridoren utenfor har doser som m

edførerudyktiggjøring (tilsvarende tid for alt. 2 er 13,5 m

inutt).

Dersom

døren til initielt brannrom er åpen, inntreffer doser som

medfører udyktiggjøring etter

2,5 minutter i korridorer.

17

5.4 BrannspredningDen største forskjellen på de tre alternativene er sannsynlighet for å få spredning av brannen utover initielt brannrom. Dette har størst innvirkning på risikoen for materielle tap som følge av enbrann og ikke på personsikkerheten. Det kan imidlertid ha betydning for personsikkerhetendersom evakueringstiden er lang fordi mange trenger hjelp til å evakuere.

Alternativ 3 (boligsprinkler)Beregningene viser at i alternativ 3 (boligsprinkler) vil ikke temperaturen i leiligheten overstiger100˚C som følge av utløsning av boligsprinkleranlegget. Brannen vil bli kontrollert og vil ikkespres til naborom.

Alternativ 1 (risikoklasse 6)I alternativ 1 (risikoklasse 6) er sannsynligheten for flammespredning ut over initielt brannromliten. Dersom døren i initielt brannrom er åpen, vil brannen kunne spre seg ut gjennom døren ogflammespredning kan inntreffe dersom det er brennbart materiale i rommet utenfor. I vårt tilfelleer dette korridorer som antas å være ”nakne”, dvs korridorer uten møbler eller annet brennbartmateriale. Sannsynlighet for flammespredning ut over initielt brannrom er derfor svært liten.

Alternativ 2 (risikoklasse 4)I alternativ 2 (risikoklasse 4) er sannsynligheten for flammespredning ut over initielt brannromstørre en for de øvrige to alternativene. Sannsynligheten for å få en raskere temperaturstigning ogen mer intens brann i et rom med vegger med lav varmekapasitet slik som bindingsverksvegger, erstørre enn for rom med tyngre vegger (som betongvegger) med stor varmekapasitet.Beregningsresultatene fra brann i leiligheten bekrefter dette. Temperaturen stiger langsommere ileilighet med betongvegger enn med bindingsverksvegger (jfr vedlegg 3 kap. 18).

Er døren lukket i initielt brannrom vil brannmotstandsevnen i rommets omhyllingsflater væreavgjørende for hvor raskt brannen sprer seg til naborom. Brannmotstandsevnen til dører og veggeruttrykkes gjennom konstruksjonenes brannklasse (f eks EI 30, EI 60 etc). Brannklassen angiregenskaper konstruksjonen har etter påkjenning etter en standard tid/temperaturkurve, den såkalteISO-kurven (angitt i ISO 834 First edition 1975).

Beregningsresultatene viser at forholdet mellom varmebelastning i henhold til ISO-kurven ogberegnet varmebelastning ved en brann i leilighet, med bindingsverksvegger og lukket dør, eromlag 2,5. Det vil si at en brann i henhold til ISO-kurven er 2,5 ganger så kraftig som en brann vilbli i leiligheten (jfr vedlegg 3 kap. 18). I alternativ 2 har veggene brannmotstand EI30 og døraEI30. Omhyllingsflatene vil hindre brannspredning i over 1 time.

For brann i hobbyrommet er forholdet mellom varmebelastning i henhold til ISO-kurven ogberegnet varmekapasitet tilnærmet lik 1, dvs brannen tilsvarer en brann som følger ISO-kurven.Her vil omhyllingsflatene hindre brannspredning i 30 minutter. Beregningsresultatene viser derforat med lukket dør mellom initielt brannrom og korridor vil ikke brannen spre seg før etter 30minutter.

Det er her forutsatt at bygningskonstruksjonene er bygget slik som planlagt og at de tilfredsstillerangitte brannmotstand. Det er mulig å modellere sannsynligheten for at bygning tilfredsstillerplanlagte kriterier på tilsvarende måte som sannsynligheten for at en detektor virker når den skal,er modellert i metoderapporten.

18

Personer i andre rom en initielt brannrom, har derfor god tid til å komme seg ut før brannen sprerseg. De materielle skadene kan imidlertid bli store dersom ikke brannen blir slokket. I alternativ 2finnes ingen seksjoneringsvegg som i alternativ 1, og brannen kan spres til hele bygningen.

Dersom døren fra initielt brannrom står åpen, vil det være en viss sannsynlighet forbrannspredning ut i korridoren. Det er krav til klasse In 1 på innvendig kledning i rømningsvei(korridorene). Vi antar at veggene i korridorene i alternativ 2 er bindingsverksvegger medmineralull og gipsplater som er malt.

Spredning til naborom antas å skje når røykgasstemperaturen i initielt brannrom er 500-600˚C.Ved brann i leiligheten skjer dette etter 17-29 minutter og i hobbyrommet etter 3-23 minutter.Røykgasstemperaturen i vaskerommet vil stige til 500˚C i løpet av 1,5 minutter og 600˚C innenknappe 2 minutter. Røykgassene har maksimum temperatur (700˚C ) etter 2 minutter ogberegningene viser at temperaturen avtar deretter.

Resultatene viser at det er et forholdsvis langt tidsintervall flammespredning kan inntreffe i vedbrann i hobbyrom og leiligheter.

Tabell 5 Tid til flammespredning fra initielt brannrom til naborom i alternativ 2(risikoklasse 4).

Posisjon på dør6 Initielt brannromTid tilbrannspredning tilnaborom7

[minutter]

Type brannspredning

Hobbyrom 3-23Leilighet 17-29ÅpenVaskerom 1,5-2

Flammespredning til korridorutenfor initielt brannromgjennom åpen dør

Hobbyrom 30Leilighet >60LukketVaskerom ingen spredning

Spredning til naborom gjennomdør, vegger og tak.

Spredning av brann til naborom via vinduer er ikke studert. Vertikal spredning er mest aktuelt.Sannsynligheten for dette hendelsesforløpet vil være omtrent likt for alternativ 1 og 2, menssannsynligheten for at vinduer skal knuses i rom med boligsprinkleranlegg er lavere enn for romuten.

6 Dør mellom initielt brannrom og korridor.7 Tidspunkt for når brann spres til naborom når døren er åpen er antatt å inntreffe når røykgasstemperaturen er mellom500-600˚C.

19

Spredning av brann

For alt. 1 (risikoklasse 6) er det liten sannsynlighet for spredning av brann fra initieltbrannrom til naborom.

En brann som starter i et rom med boligsprinkleranlegg, alt.3, vil ikke spre seg utover initielt brannrom.

For alt. 2 vil det ta fra 30-60 minutter før brannen sprer seg fra initielt brannrom tilnaborom dersom døren ut fra initielt brannrom er lukket. Er døren åpen vil

flammespredning skje i tidsrommet 2-30 minutter etter brannstart.

6 HVILKEN SIKKERHET GIR DE ALTERNATIVE LØSNINGENE?

6.1 Modellering av sikkerhetMetoden for beregning av personsikkerheten modellerer følgende to parametre:

• Hyppighet (fA) av branntilløp. Hvor ofte vil det være antennelse i bygningen?• Dødssannsynlighet (qD). Hva er sannsynligheten for at en person som befinner seg i

bygningen vil omkomme som følge av brann?

Hvis det er N personer tilstede i bygningen ved en brann, vil følgende uttrykk gi antall omkomnepr år på grunn av brann i bygningen:

Antall omkomme: nD = N . fA . qD (pr år) = N. fA

. (qF . pF + qU

. pU + qE . pE)

hvorpF

= sannsynligheten for at et branntilløp blir en flammebrann. pU og pE er sannsynligheten forat et branntilløp blir henholdsvis en ulmebrann og en eksplosjon. Sannsynligheten for å fåeksplosjon er antatt å være 0 for bo- og servicesenteret.

qF = sannsynligheten for at en person som oppholder seg i bygningen dør, gitt at det oppstår enflammebrann. qU

og qE er sannsynligheten for at en person som oppholder seg i bygningen

dør, gitt at det oppstår henholdsvis en ulmebrann og en eksplosjon. Ulmebrann er somnevnt tidligere, utelatt fra denne studien.

Dødsbrannrisikoen (uttrykt ved FAR-verdi) er prediktert antall omkomne (pga brann) pr 100millioner eksponerte persontimer er

FAR=( nD/ TE)108

hvor TE = Totalt antall persontimer pr år i bygningen.

Alle forholdene som her er nevnt, antall personer ved en brann (N), hyppighet av branntilløp (fA),dødssannsynligheten (qD) og antall persontimer i bygningen pr år (TE), har stor innvirkning påhvilken FAR-verdi beregningene vil gi.

20

I det følgende er det vist hvilken innvirkning de alternative løsningene har på• sannsynligheten for at en person som oppholder seg i bygningen dør, gitt at det oppstår en

flammebrann (qF) (kap. 6.2)• sannsynligheten for at et branntilløp blir en flammebrann (pF) (kap.6.3)• hyppighet av branntilløp (fA) (kap. 6.4)

Flere av størrelsene som inngår i uttrykket for FAR-verdi, er lik i alle de tre alternativeløsningene. Dette gjelder:

• Antall personer tilstede i bygningen ved en brann (N)• Sannsynligheten for at et branntilløp blir henholdsvis en flammebrann, en ulmebrann og en

eksplosjon (pF , pU og pE)

• Gjennomsnittlig antall persontimer i bygningen pr år (TE).

Hyppigheten av branntilløp (fA) og sannsynligheten for at en person som oppholder seg ibygningen vil omkomme, gitt at en brann oppstår (qF og qU) vil i prinsippet variere for dealternative løsningene. Hvilke forhold som bidrar til forskjellene er beskrevet i de neste kapitlene.

6.2 Sannsynlighet for at en person dør av brann, gitt at en brann oppstår

6.2.1 Hva påvirker dødssannsynligheten, gitt en brann?Dersom det oppstår en flammebrann i et rom, hva er da sannsynligheten for at en person somoppholder seg i rommet dør (qF)?

21

Figur 2 Hendelsestre for flammebrann (person i initielt brannrom) (fra metoderapporten).

Av hendelsestreet i Figur 2 finner en at sannsynligheten for at flammebrann leder til død (forperson i initielt brannrom) er gitt ved

qF_1 = P(person i rom 1 omkommer, gitt flammebrann) =p1

. p3 . (1-p5)(1-p6) + p1(1-p3)(1-p4) + (1-p1)(1-p2)

hvor

p1 = sannsynlighet for at brann detekteres i initielt brannrom før tålegrense nåsp2 = sannsynlighet for redning, gitt at brann ikke ble detektert i initielt brannromp3 = sannsynlighet for at det er person tilstede i initielt brannrom med full førlighetp4 = sannsynlighet for redning av person med manglende førlighetp5 = sannsynlighet for vellykket evakuering til sikkert sted, gitt deteksjon og ”full” førlighetp6 = sannsynlighet for redning etter at egen evakuering mislykkes pga overeksponering

I de neste kapitlene vises eventuelle forskjeller i disse sannsynligheter for de 3 alternativeløsningene. Vedlegg 2 kap. 17.3 inneholder beregningsresultatene av sannsynlighetene for de 3alternativene.

2

Flammebrann [ P F ]

Deteksjon før TG1

Ikke deteksjon før TG1

p 1

Redning

Død

p 2

Vellykket evakuering

Ikke vellyketevakuering

Redning

Død

p 5

p 6

Redning

Død

p 4

p 3

Full førlighet

Manglende førlighet

22

6.2.2 Sannsynlighet for at brann detekteres før tålegrense nås (p1)

”Typisk” tid til menneskelig deteksjon i initielt brannrom er modellert ut fra rent branntekniskeforhold (bygningsmessige forhold med tilhørende eksponeringskurver). Den virkelige tid vil ogsåavhenge av hvilke mennesker som befinner seg i rommet og spesielt om de er våkne. For sovendepersoner vil det være avgjørende at detektor er installert.

Sannsynlighet for at detektorene virker og atpersoner er våkne/sover er lik for alle de tre

alternativene.

Sannsynligheten for at brann detekteres (p1) før tålegrensen nås er veldig avhengig av om det ervåkne personer tilstede. Uttrykket for p1 er

p1=KB-1. p1(1) + (1-KB-1). p1(0)

hvor KB-1er sannsynligheten for at det er en våken person tilstede i initielt brannrom. p1(1) ogp1(0) er sannsynligheten for at brann detekteres før tålegrensen nås når det er henholdsvis minstén våken og ingen våkne tilstede (jfr metoderapporten kap 3.5.7).

Dersom det er 0 sovende tilstede (Ns-1=0) er p1=KB-1. p1(1). Dersom vi antar at sannsynligheten for

at det er en våken person tilstede i initielt brannrom varierer fra 0,1 og 1 (10-100% sannsynlighetfor at det er våken person tilstede), vil p1 variere mellom 0,1 . p1(1) og p1(1). Antall våkne ogsovende personer tilstede i bygningen holdes imidlertid konstant i denne analysen.

p1(1) og p1(0) er avhengig av tidsforskjellen mellom tiden fra brann detekteres eller tiden tilpersoner våkner av brannen og forventet tid til tålegrensen nås. Disse tidspunktene bestemmesav eksponeringskurvene og vil i prinsippet kunne være forskjellig for de ulike alternativene. Irisikoanalysemetoden er sannsynligheten for at brannen detekteres før tålegrensen nås, basert påat det er våkne personer tilstede som oppdager brannen, sovende personer varsles av alarm fradetektor eller stimuli fra brannen. I metoden er det ikke tatt med at en våkner av vannspruten frasprinklerdyser. Boligsprinkler vil dermed øke sannsynligheten for at brannen detekteres førtålegrense nås. Ved brann i en leilighet vil sprinkleranlegget utløses 1,5 minutter før tålegrensennås. Det er derfor antatt at personer i leiligheten vil detektere brannen før tålegrensen nås i 90% avalle branner når personer sover.

Beregningsresultatene for alt. 1 (risikoklasse 6) og 2 (risikoklasse 4) viser at eksponeringskurveneer tilnærmet like for initielt brannrom. For de øvrig rom vil disse tidsforskjellene være store i alletilfellene. Sannsynligheten for å detektere brannen før tålegrensen nås er derfor satt lik 1 for rom 3i alt. 3 (boligsprinkler).

Sannsynlighet for at brann detekteres før tålegrensen nås (p1) eravhengig av brannutviklingen og påvirkes av eksponeringskurvene.

Beregningsresultatene viser at p1 er best for alt. 1 (boligsprinkler) oglik for alternativ 1 og 2.

23

6.2.3 Sannsynlighet for redning, gitt at brannen ikke blir detektert (p2)Sannsynligheten for redning estimeres “direkte” ved å ta hensyn til forholdet mellom forventet tidtil deteksjon (+ tid til å komme tilstede) og forventet tid til tålegrense er nådd for person ibrannrommet. Jo mindre dette forholdet er jo større settes sannsynligheten for redning. Dissetidene er avhengig av brannforløpet og eksponeringskurvene, og vil i prinsippet være forskjelligfor de ulike alternative løsningene.

Forøvrig er redningssannsynligheten avhengig av bevissthetstilstanden av personer i naborom,deres tilhørighet til personene som befinner seg i initielt brannrom, og om trening i redning ergjennomført, og detektorenes lydstyrke. Disse faktorene er de samme for alle de tre alternativeløsningene som analyseres.

Detektorsystemet er det samme i alle de tre alternative løsningene av bo- og servicesenteret somanalyseres. Det er detektorer i alle rom som er seriekoblet slik at klokkealarm går i helebygningen når en detektor aktiveres, samtidig som det går alarm til et vaktselskap som girmelding til brannvesenet (frivillig brannvesen). Det antas at brannvesenet kan komme å utføreredningsinnsats etter 10 minutter etter at de har fått melding om brann. Brannvesenetsredningsinnsats vil komme for sent for personer i initielt brannrom, men kan ha betydning forpersoner i øvrig rom i bygningen.

Sannsynlighet for redning, gitt at brannen ikke blir detektert (p2=p4) påvirkes av forholdetmellom forventet tid til deteksjon og forventet tid til tålegrense nås for person i

brannrommet.

Redningssannsynligheten påvirkes av eksponeringskurvene og kan i prinsippet væreforskjellig for de tre ulike alternativene.

Beregningsresultatene viser at redningssannsynligheten for personer i initielt brannrom erlik for alle de tre alternativene. For øvrige rom er p2=p4 lik for alt. 1 (risikoklasse 6) ogalt.3 (boligsprinkler). For naborom (rom 3) vil redningssannsynligheten være lavere for

alt. 2 (risikoklasse 4) enn de øvrige alternativer.

Detaljerte resultater av beregningene av p2=p4 finnes i vedlegg 2 kap. 17.3.

6.2.4 Sannsynlighet for at det er personer tilstede med full førlighet (p3)Sannsynligheten for at det er personer med full førlighet i initielt brannrom (p3) er gitt avbygningens/rommets bruk, som er den samme for alle de tre alternative løsningene. Typisk verdier 1 eller 0.

Sannsynlighet for at det er person til stede medfull førlighet (p3) er lik for de tre alternativene.

24

6.2.5 Sannsynlighet for vellykket evakuering (p5 og p8)Sannsynlighet for vellykket evakuering (av personer med full førlighet som har detektert brann)(p5) er avhengig av fraktal dose under evakuering som beregnes ut fra

• røykspredning• evakueringstiden, og• tid for start av evakuering.

Da layouten er den samme for alle de tre alternative løsningene er evakueringstiden lik. I et bo- ogservicesenter kan en tenke seg at en har et vidt spekter av personer mht hvor raskt de greier å gå ien brannsituasjon. Det kan være fysisk spreke personer og personer som trenger lang tid på åkomme seg fremover. I tillegg kan det være store variasjoner i hvor psykisk spreke de er, hvorraskt oppfattes signaler, evne til å ta beslutning etc. Dette kan føre til at personer ikke evakuererpå den mest rasjonelle måten, men ”virrer” rundt i bygningen. Dette temaet omhandles i (Kose,1998).

I denne analysen er evakueringsprogrammet Simulex benyttet for å beregne forflytningstiden.Ganghastigheten for eldre personer definert i Simulex er benyttet. Det er i analysen ikke tatthensyn til at eventuelle personer kan ”virre” rundt i bygningen, og forflytningsruten er dermedidealisert.

Tid for start evakuering er avhengig av røykproduksjonen og –spredningen (dvseksponeringskurvene) som i prinsippet kan være forskjellig for de alternative løsningene.

Sannsynligheten (p8) for vellykket evakuering etter å ha gått til initielt brannrom (gjelder forpersoner i tilstøtende rom, jfr Figur 7), er modellert på tilsvarende måte som p5.

Sannsynlighet for vellykket evakuering (p5 og p8) er avhengig doser avgiftige gasser personer eksponeres for i evakueringstiden.

Evakueringssannsynligheten er lik for alt 1. (risikoklasse 6) og alt. 3(boligsprinkler). For alt. 2 (risikoklasse 4) er

evakueringssannsynligheten mindre for rom 3.

I en mer detaljert modellering, kunne en la den ”kritiske” dosen avhenge av helsetilstand tilpersonen.

6.2.6 Sannsynlighet for redning etter egen evakuering mislykkes pga overeksponering (p6 og p9)

Sannsynligheten p6 estimeres også “direkte” ved å ta hensyn til antall tilstede ogtrening/redningsutstyr. Dette er forhold som er likt for alle de tre alternative løsningene.

Sannsynlighet for redning etter å ha gått til initielt brannrom og egen evakuering mislykkes(gjelder for personer som oppholder seg i tilstøtende rom), er modellert på tilsvarende måte.

25

Sannsynlighet for redning etter at egen evakueringmislykkes pga overeksponering (p6 og p9) er lik for de

tre alternativene.

6.2.7 Sannsynlighet for å gå til initielt brannrom (p7)Sannsynligheten for at personer i andre rom vil gå til initielt brannrom, vil avhenge avtilknytningen til personer i rommet. Denne sannsynligheten er bygningsuavhengig og vil være likfor de tre alternative løsningene.

Sannsynlighet for å gå til initielt brannrom (p7)er lik for de tre alternativene.

6.2.8 Dødssannsynligheten ved flammebrannTabellen under viser hvilke forhold som blir forskjellige i de alternative løsningene og som vilpåvirke størrelsen på de ulike sannsynlighetene (p1-p6) som inngår i uttrykket for qF.(sannsynlighet for å omkomme, gitt flammebrann).

Tabell 6 Faktorer som er avhengig av eksponeringskurvene og som i prinsippet kan væreforskjellig i de ulike alternativene.

Sannsynlighet Faktor som i prinsippet kan medfører forskjeller i dealternative løsningene

p1 Brann detekteres i initielt brannrom førtålegrense nås

Forventet tid til:• deteksjon i initielt brannrom, som er avhengig av:

• typisk tid når mennesker detekterer brann (k=0,02),dersom minst én er våken

• tid til detektor detekterer brann (k=0,1) og tid til sovendepersoner våkner (k=0,2), dersom bare sovende tilstede

• tålegrense nåsp2 Redning, gitt at brann ikke ble detektert

i initielt brannromI bo- og servicesenteret hvor det er installert detektorer, men ikkeer betjent vaktrom vil p2 for de alternative løsningene variere medulike verdier av:• tid til detektor aktiveres (k=0,1)• forventet tid til tålegrensen nås (µTG)• tid til brannvesenet kan foreta redningsinnsats

p3 Det er person tilstede i initieltbrannrom med full førlighet

Lik for alle 3 alternative løsninger

p4 Redning av person med manglendeførlighet

p4= p2

p5 Vellykket evakuering til sikkert sted,gitt deteksjon og ”full” førlighet

Fraktal dose (F)

p6 Redning etter at egen evakueringmislykkes pga overeksponering

Lik for alle 3 alternative løsninger

26

Beregningsresultatene av disse sannsynlighetene for de ulike rom i alle de tre alternativeløsningene finnes i kap. 17.3.

Sannsynligheten for at en person dør av brann, gitt at en brann oppstår er vist i neste tabell.Beregningsresultatene viser at sannsynligheten for å dø, gitt at det oppstår en flammebrann erlavest for alt. 3 (boligsprinkler) og like stor for alt. 1 og 2 (risikoklasse 6 og 4) i initielt brannromog rom 2 (korridorer utenfor initielt brannrom).

Ved brann i en leilighet er dødssannsynligheten i naboleilighetene større for alternativ 2 enn foralternativ 1 og 3.

Ved brann i en leilighet er dødssannsynligheten i naboleilighetene større for alternativ 2 enn foralternativ 1 og 3.

Tabell 7 Sannsynlighet for at person omkommer i rom n, gitt flammebrann. Rom hvor detikke er personer er merket ”-”.

Sannsynlighet for at person omkommer, gitt flammebrannqF

rom 1rom 2

(korridor utenforinitielt

brannrom)

rom 38Alternativ Initielt brannrom

dag natt dag natt dag nattHobbyrom, lukket dør 0,049 - 0 0,021 0 -Leilighet, lukket dør 0,002 0,412 0 - 0 0Alt. 1

(Risikoklasse 6) Vaskerom, lukket dør 0,009 - 0 - 0 -Hobbyrom, åpen dør

lukket dør0,0080,049

--

00

0,0030,021

00

--

Leilighet, åpen dørlukket dør

0,0600,002

0,4560,412

00

--

0,0960

0,2740,203

Alt. 2(Risikoklasse 4)

Vaskerom, åpen dørlukket dør

0,0090,009

--

0,0020

--

0,3340

--

Hobbyrom, lukket dør 0,000 - 0 0,003 0 -Leilighet, lukket dør 0,003 0,280 0 - 0 0Alt. 3

(Boligsprinkler) Vaskerom, lukket dør 0,005 - 0 - 0 -

Beregningsresultatene viser at sannsynligheten for å dø, gitt at det oppståren flammebrann er lavest for alt. 3 (boligsprinkler) og like stor for alt. 1 og

2 (risikoklasse 6 og 4) i initielt brannrom og rom 2 (korridorer utenforinitielt brannrom).

Ved brann i en leilighet er dødssannsynligheten i naboleilighetene større foralternativ 2 enn for alternativ 1 og 3.

8 Rom 3 er korridor utenfor leiligheter i 1. etasje, naboleiligheter (3 stk) og kantine når henholdsvis hobbyrom,leilighet og vaskerom er initielt brannrom.

27

6.3 Sannsynlighet for brann, gitt et branntilløp

6.3.1 Sannsynlighet for slokkingEtter at en har fått et branntilløp, vil en ha en periode der slokking er mulig, uten at det leder til envirkelig brann. Branntilløpet kan enten slokke av seg selv, eller personer som er tilstede vil enkeltkunne kvele den. Sannsynligheten for slokking påvirkes sterkt av om det er personer tilstede somkan slokke (våkne personer med full førlighet) og om det er tilgang på slokkemateriell, slik somvannslange, pulverapparat o.l.

Sannsynlighet for slokking av branntilløp erlik for alle de tre alternativene.

6.3.2 Sannsynlighet for flammebrann, ulmebrann og eksplosjonDersom branntilløpet ikke slokkes, vil antennelsen lede til flammebrann, ulmebrann ellereksplosjon. I modellen antas at forholdet mellom hyppighet av ulmebranner og flammebranner er1:4. I bygningen som studeres er det ikke eksplosivt materiale tilstede og sannsynligheten for å fåeksplosjon er derfor null. Sannsynligheten for å få flammebrann og ulmebrann er avhengig av ombranntilløpet slokkes eller ikke. Sannsynligheten for at et branntilløp blir en brann, er avhengig avpersonene i bygningen og ikke det bygningsmessige.

Tabell 8 Sannsynligheter for at branntilløp slokkes, utvikler seg til flamme- eller ulmebranneller at et branntilløp starter med eksplosjon.

Sannsynligheter for …Scenario Slokking av

branntilløppS

Branntilløputvikler seg tilflammebrann

pF

Branntilløputvikler seg til

ulmebrannpu

Branntilløp startermed eksplosjon

pE

Hobbyrom-dag-natt

0,950,40

0,040,48

0,010,12 0

Leilighet-dag-natt

0,950,95

0,040,04

0,010,12 0

Vaskerom-dag-natt

0,950,40

0,040,48

0,010,12

0

Sannsynlighetene for at et branntilløp vil føretil en flammebrann (pF), ulmebrann (pu)og

eksplosjon (pE) er lik for alle de trealternativene.

28

6.4 Hyppighet av branntilløp (fA)Hyppigheten av branntilløp gis som antall branntilløp der det samtidig er nok materiale tilstedefor å utvikle en virkelig brann. Hyppigheten inkluderer branntilløp som blir slokket før de utviklerseg til en brann som innebærer fare for menneskeliv (slokkes f.eks. av de som er tilstede).

Hyppigheten av antall branntilløp som kan lede til brann er avhengig av det bygningsmessigeforhold, hva du putter inn i bygningen (mobil brannbelastning) og ytre forhold som brann pga lyn,varmt vedlikeholdsarbeid eller pyroman. Den mobil brannbelastning og brannhyppighet som følgeav ytre forhold vil være lik for alle de tre alternativene.

Antall branntilløp pr år som følge av kritisk temperatur i faste/mobile installasjoner er uttrykt vedfølgende uttrykk:

fAT = (fEk x nEk + fkW x nkW) x A x pPO x pSO (jfr metoderapporten s 21)

Uttrykket i parentesen (fEk x nEk + fkW x nkW) uttrykker hvor ofte mobile og faste energikilder kangi kritisk temperatur pr år. Dette er avhengig av antall mobile energikilder og antall kW som erinstallert. Hvilken verdi som her settes for dette uttrykket har stor innvirkning på fAT og dermedFAR-verdien, men vil være det samme for alle de tre alternativene.

Layouten er lik for de alternativ løsningene og dermed også arealet (A).

pPO som er sannsynligheten for at kritisk temperatur leder til antennelse av primært objekt har enfast verdi (0,01) er derfor lik for de alternative løsningene.

I uttrykket for fAT er det kun pSO (sannsynlighet for at forbrenning sprer seg fra primærobjekt tilsekundært objekt) som varierer med de ulike løsningene. pSO er avhengig av antall m2 medbrennbart materiale pr volumenhet. Brannbelastningen er summen av bygningsmessigbrannbelastning og mobil brannbelastning. Den mobile brannbelastningen, dvs hva du putter inn ibygningen, vil være den samme for alle de tre alternativene. Den bygningsmessigebrannbelastningen er avhengig av hvor brennbare veggflatene er. Metoderapporten angir 3brannbelastningskategorier (lav, normal og høy). Rommenes innvendig kledningen vilinnvirkning på hvilken av de tre brannbelastningskategorier som bør velges. Maling på betongeller gipsplater (In1) kan defineres som ”lav” brannbelastningskategori. For trepanel som harklasse In2, defineres dette som ”høy” bygningsmessig brannbelastning. For bo- og servicesenteretvil fAT variere med en faktor på 2 avhengig av om en velger malte gipsplater/betong eller trepanelpå veggene.

Hyppigheten av branntilløp for alternativ 1 vil være forskjelligfra hyppigheten i alternativ 2 og 3.

Hyppigheten av branntilløp som følge av faste installasjonerpåvirkes av hvor brennbare innvendige overflatene er.

29

7 VEIINNG AV SCENARIERFigur 3 belyser scenarioutvelgelsen nærmere. Det totale bygningsarealet til bo- og servicesentereter delt inn i 4 områder med arealer AH,, AL, AV og AAnnet. Denne inndelingen er gjort slik at hvertav scenariene er hentet fra en av disse arealene (initielt brannrom i scenario k ligger i areal Ak).Arealet i initielt brannrom i scenario k er ak.

Figur 3 Inndeling av bo- og servicesenterets totalareal, A, i arealene AH, AL, AV og AA. aH,aL, aV og aA er arealene av initielt brannrom henholdsvis for hobbyrom, leilighet,vaskerom og annet.

Veiingen av scenariene er foretatt med arealer som vist i tabellen under og med antakelse om atgjennomsnittlig antall persontimer pr år er som vist i kap 17.2. Resultatet av veiingen dvssannsynlighet for at person som befinner seg i rom n, når brannen inntreffer omkommer (qn),gjennomsnittlig antall personer i rom n ved en brann (Nn) og hyppighet av branntilløp i bygningen(fA)er vist i Tabell 10.

Tabell 9 Arealer av initielt brannrom, ak (hvor k er scenarionummer), og arealer disse errepresentative for. Arealer over kategorier rom er hentet fra (TegneverketArkitekter AS, 1998).

Initieltbrannrom

ak(Areal avinitieltbrannrom)

Ak(Arealet ak errepresentativt for)

Type rom som inngår i Ak

Hobbyrom 43 109 Hobbyrom, kantineLeilighet 59 1213 LeiligheterVaskerom 5 54 Vaskerom, kontor, personalgarderobeAnnet 461 Korridor, trapperom, toalett, garderobe, heis,

fyrrom, heismaskinrom, heis, kjøkken, frisørSUM 107 1837

AH AAnnet

AL AV

aVaL

hjjjjhh

aH

30

Tabell 10 Beregningsresultater av sannsynlighet for at person som befinner seg i rom n, nårbrannen inntreffer omkommer (qn), gjennomsnittlig antall personer i rom n vedenbrann (Nn) og hyppighet av branntilløp i bygningen (fA).

Sannsynlighet9 for at person som befinner seg irom n, når brannen inntreffer omkommer (qn)Alternativ

rom 1 rom 2 rom 3

Hyppighet avbranntilløp i bygningen

(fA)10

Alt. 1 (Risikoklasse 6) 0,0065 0,0017 0,0000 0,015Alt 2 (Risikoklasse 4) 0,0067 0,0016 0,0037 0,025Alt 3 (Boligsprinkler) 0,0043 0,0017 0,0000 0,025

Gjennomsnittlig antall personer i rom n ved enbrann

rom 1 rom 2 rom 3Alt. 1, 2 og 3 2 0,6 5,5

FAR-verdi bidraget fra rom n og total FAR-verdi for bygningen kan nå beregnes (jfrmetoderapporten side 52).

8 FAR-VERDI FOR DE TRE ALTERNATIVE LØSNINGENEResultatene av FAR-verdi beregningene viser at personsikkerheten i det analyserte bo- ogservicesenteret er like god ved utførelse som alt. 1 (risikoklasse 6) og alt. 3 (boligsprinkler).Utførelsen i risikoklasse 4 falt dårligst ut, men ligger innefor akseptabelt område fordødsbrannrisiko (se Figur 8).

Sannsynligheten for å dø dersom en brann oppstår er lavest for alt. 3 (boligsprinkler). FAR-verdien for alt. 3 (boligsprinkler) og alt. 1. (risikoklasse 6) er omtrent lik fordi hyppigheten avbranntilløp, der det samtidig er nok materiale tilstede for å utvikle en brann, er større for alternativ3.

Beregningsresultatene i Tabell 11 er basert på at det er 2 personer i hver leilighet dag og natt.Antall personer i bygningen har stor innvirkning på FAR-verdien.

Tabell 11 FAR-verdi for de tre alternative løsningene.

FAR-verdi bidragAlternativerrom 1 rom 2 rom 3

Total FAR-verdi

Alt 1 (Risikoklasse 6) 0,053 0,005 0,000 0,06Alt 2 (Risikoklasse 4) 0,091 0,007 0,140 0,24Alt 3 (Boligsprinkler) 0,060 0,008 0,000 0,07

Resultatene gjelder for de alternative løsninger som her er studert og med de forutsetninger ogantakelser som er lagt til grunn. Her nevnes noen faktorer som vil forsterke forskjellen mellom deto beste alternativene (alt. 1 og 3) og alt. 2 (risikoklasse 4):

9 Jfr metoderapporten side 51.10 Jfr metoderapporten side 52.

31

• Utvendig brannspredningUtvendig brannspredning langs fasaden er ikke studert i denne analysen. Sannsynligheten forvertikal spredning fra et vindu til et annet er større ved en bygning med brennbareveggkledninger inne i leiligheten (alt. 2) enn i rom med malte betongvegger (alt. 1). Erbygningen sprinklet vil sannsynligheten være liten for at flammene blir så store at en slikspredning vil skje, og dersom den skjer vil boligsprinkleranlegget hindre videre spredning.

• Feil i utførelsesdetaljerBrannspredning skjer ofte som følge av feil i utførelsesdetaljer. Sannsynligheten for feil iutførelsesdetaljer er større i en trebygning enn i en betongbygning. Dersom spredning skjersom følge av slike feil, vil også sannsynligheten for at brannen spres til flere rom være større ien trebygning enn en betongbygning eller bygning med boligsprinkleranlegg.

• Brannvesenets innsatsBrannvesenets innsatstid vil ha større betydning for en trebygning (alt. 2) enn for de to øvrigealternativene. Dette vil spesielt være av stor betydning dersom det er mange som trenger hjelptil å komme seg ut ved en brannsituasjon.

• DørposisjonSannsynligheten for at en brann spres som følge av at dør fra initielt brannrom står åpen, erstørre i en trebygning (alt. 2) enn for de to øvrige alternativene.

Det er som beskrevet i kap. 4, sett på flest scenarier for alt. 2 (både at døren til initieltbrannrom er åpen og lukket). Dersom resultatene fra scenariene med åpen dør utelates vilFAR-verdien for alt. 2 (risikoklasse 4) være 0,23.

9 HYPPIGHET AV STORBRANNERI tillegg til beregning av FAR-verdi som er et mål på individrisiko, angir risikoanalysemetoden enmetodikk for å beregne hyppighet av storulykker/storbranner. Storbranner er her definert sombrann med minst 5 omkomne.

Figur 4 Hendelsestre for storbrann.

”Generelle” estimat for sannsynlighetene for at en brann utvikler seg til en dødsbrann (qDB) og forat en dødsbrann utvikler seg videre til storbrann (qSB) er angitt ut fra eksisterende brannstatistikk.De “generelle” estimatene justeres for å beregne tilsvarende sannsynligheter for en spesifikkbygning (se vedlegg 2 kap. 17.4). Metoden for å beregne hyppigheten av storbranner er en

Brann

Dødsbrann

Storbrann > 5 omkomne

1-4 omkomne

Ingen omkomne

q DB

q SB

32

forenkling av virkeligheten. Hyppigheten av dødsbranner som blir storbranner er lik for de trealternative løsningene i følge metoden. Storbrannpotensialet vil f.eks. være større for alt. 2(risikoklasse 4) ved fasadespredning av brann og dersom dører står åpne i bygningen.

Resultatene av beregningene viser at alt. 3 (boligsprinkler) og alt. 1 (risikoklasse 6) har laveststorbrannhyppighet. Dersom det finnes 10 000 slike bygninger vil det inntreffe 1 og 1,4storbranner hver 100. år for henholdsvis alt. 3 og 1, og 3 storbranner dersom bygningene er utførtsom i alt. 2 (risikoklasse 4).

Tabell 12 Hyppighet av storbranner

Hyppighet av storbranner Alt. 1(risikoklasse 6)

Alt. 2(risikoklasse 4)

Alt.3(boligsprinkler)

Antall storbranner pr år 1,4 . 10-6 3,0 . 10-6 1,0 . 10-6

Antall storbranner pr 100 millionerpersontimer

4 . 10-4 8 . 10-4 3 . 10-4

Antall storbranner pr 100 millioner persontimer er 3 . 10-4 og 4 . 10-4 for henholdsvis alt. 3 og 1.Tilsvarende hyppighet for alt. 2 (risikoklasse 4) er 8 . 10-4. Både alt. 1 og 3 tilfredsstillerakseptkriteriene for hyppighet av storbranner som er angitt i metoderapporten (dvs mindre enn 5 .10-4) (jfr Figur 8). Alt. 2 (risikoklasse 4) ligger imidlertid utenfor akseptabelt område. En må hervære klar over at disse akseptkriteriene er basert på dødsbrannstatistikken for en relativ kortperiode (ca 10 år) og at det i denne tidsperioden kun inntraff én storulykke.

10 FØLSOMHETSANALYSERisikoanalysemetoden er ment å være et objektivt vertøy for å kunne bestemmedødsbrannrisikoen i bygninger. Spesifiserte standardverdier benyttes derfor som inngangsdata, forå unngå at brukeren gis for stor frihet til selv å velge inngangsdata. Det kreves allikevel atbrukeren må foreta noen egne vurderinger ved bestemmelse av inngangsdata.I denne analysen har f. eks. vi valgt å bruke ultrarask brannutvikling i initielt brannrom (jfr side11). Det er imidlertid utført beregninger med rask brannutvikling i scenariet med leilighet (lukketdør ut til korridor) for å undersøke forskjellen mellom rask og ultrarask brannutvikling.Resultatene viser at utviklingen av lysdempingskoeffisenten er omtrent identisk i de to tilfellene irom med sprinkler. I leilighet uten sprinkler og utført etter risikoklasse 4 er resultatene omtrentidentiske mht utvikling av lysdempingskoeffisient, men det tar lengre tid å utvikle dose sommedfører udyktiggjøring i korridoren utenfor leiligheten med en rask brannutvikling (henholdsvis13 og 26 minutter). Beregningsresultatene viser med dette at sannsynligheten for å dø, gitt at enbrann oppstår er omtrent lik med rask og ultrarask brannutvikling.

Veggenes brennbarhet har betydning for hvor rask brannen utvikler seg og hyppigheten avbranntilløp som leder til en brann. Valg av bygningsmessig og mobil brannbelastning (nB) har storinnvirkning på FAR-verdiresultatet (jfr kap. 6.4).

Flere andre parametre har stor innvirkning på sluttresultatet (FAR-verdien). For å vise hvor storinnvirkning enkelte parametre har, er det foretatt beregninger av FAR-verdi med to forskjelligeverdier av utvalgte parametre. Sammenligningen er gjort med bo- og servicesenteret utført etteralt. 2 (risikoklasse 4) hvor FAR-verdien er 0,24. Resultatene er vist i tabellen under.

33

Tabell 13 FAR-verdi dersom verdien på parametre endres.

Verdi på parameterParameterSom for alt. 2

(risikoklasse 4), som gir 0,24i FAR-verdi

Endret verdiFAR-verdi

Antall personer i hvert rom (Nn)og totalt antall personereksponert (TE)

2 personer pr leilighet,359 160 persontimer pr år

1 person pr leilighet,183 960 persontimer pr år

0,31

Sannsynlighet for at det erperson tilstede i initieltbrannrom med full førlighet (p3)

0,8 dag og natt når leilighet erinitielt brannrom.

1 i initielt brannrom(leilighet) dag og natt

0,21

Sannsynlighet for at det erperson tilstede i andre rom medfull førlighet (p3)

0,8 om natt i leiligheter somikke er initielt brannrom, 1 pådagtid.

1 både dag og natt 0,14

Koeffisient som angirsannsynlighet for at det erperson(er) tilstede som er istand til å slokke (kN)

1 dag og natt i leilighet (initieltbrannrom)

0,9 dag og natt i leilighet(initielt brannrom)

0,49

Parametrene som er omtalt i tabellen over har stor innvirkning på FAR-verdien. Det vil ogsåarealene (Ak) som benyttes ved veiingen av scenariene ha.

Alle parametrene som er nevnt i tabellen over og arealene som benyttes ved veiing av scenarier,vil ha samme verdi i alle alternativene. Så lenge risikoanalysemetoden brukes for å sammenlignealternative løsninger vil samme ”unøyaktighet/feil” gjelde alle alternativene, og ensammenligning er mulig. Det er større fare ved uriktig valg av parametre når metoden brukes foren bygning og måles opp mot de gitte akseptkriterier (gitt i Figur 8).

11 FORUTSETNINGER OG ANTAKELSERForutsetninger og antakelser risikoanalysen er basert på, er vist i dette kapitlet. Det vises også tilinngangsdataene som er vist i vedlegg 2 og 3 (kap. 17 og 18).

Reaksjonstid før forflytning starterReakskjonstiden før forflytning starter er i analysen definert på følgende måte:

• Start-tidspunkt for forflytning fra initielt brannromI initielt brannrom antas at reaksjonstiden er uavhengig av deteksjonssystem. Dette svarer godttil erfaringer fra inntrufne branner. Folk vil prøve og slokke brannen og ikke starte forflytningfør det er ubehagelig å oppholde seg i rommet. I beregningene er det antatt at dette skjer nårk=0,4.

• Start-tidspunkt for forflytning fra øvrige rom i bygningenDet er i beregningene antatt at forflytning starter 60 s etter at alarmen er utløst, dvs 60 s etterat k=0,1 i initielt brannrom.

34

Sannsynlighet for redning fra brannvesenSannsynlighet for redning fra brannvesenet av personer som ikke kommer ut av egen hjelp ileiligheter hvor det ikke er brann (rom 3) er satt lik p2= p4= 0,9. I disse rommene er ikke dosenefaretruende før redning fra brannvesen kommer. Dette gjelder rom 3 for alternativ 1 og 3.

Tilgjengelighet av boligsprinkleranleggDet er antatt at boligsprinkleranlegget virker som forutsatt ved en brann. Tilgjengelig litteraturviser at sannsynligheten for at sprinkleranlegg virker når det skal varierer mellom 70-99%,avhengig av hvilke branner som blir tatt med i statistikken (Liptak, 1998). Det er vanlig å anta atsprinkleranlegg virker som forutsatt i 95-99% av brannene (Liptak, 1998).

Bygningskonstruksjonens brannmotstandKonstruksjonsdeler antas å ha den brannmotstandsevne som beskrivelsen av bygningen angir.Detaljer er det vanskelig å inkludere i en analyse.

UlmebrannDødsbrannrisikoen som følge av ulmebrann er ikke tatt med i beregningene. Dette risikobidragetvil være det samme for alle de tre alternativene, fordi ved ulmebrann er det inventaretskarakteristikk som er utslagsgivende.

Boligsprinkler og deteksjon av brannDet antas at utløsning av sprinkleranlegg også har en vekke-effekt. Det er antatt atsannsynligheten for at brannen detekteres før tålegrensen nås (p1-1) er 0,9 for leiligheter medsovende personer.

BrannutviklingshastighetVi antar at det er mye brennbart materiale i alle rommene som er analysert og ultraraskbrannutvikling er valgt i alle scenariene. Dette er konservativt, spesielt for alt 1 (risikoklasse 6).

Lekkasje fra dørerDørene mellom leilighetene og korridorene er antatt å ha en spalte på 1 mm rundt hele døren vedeksponering av varm røyk. Dette er modellert som en åpning med dimensjonene 0,003m x 1,9 m.Lekkasjearealet er konservativt for en ny lyddør med to anslag.

12 VURDERING AV METODENE

12.1 Metoden for å beregne personsikkerheten mht brann i bygninger(risikoanalysemetoden)

12.1.1 Fordeler og svakheter ved risikoanalysemetodenMetoden er detaljert beskrevet i metoderapporten (Hokstad, P., Mostue, B.Aa., Opstad, K.,Paulsen, T., 1998), og kort beskrevet i vedlegg 1 kap. 16.1.

SINTEFs metode er spesiell fordi den angir personsikkerheten som en målbar størrelse (FAR-verdi). Metodikken er ment å gi et objektivt verktøy for prediksjon av dødsbrannrisiko. Den erogså spesiell fordi den tar hensyn til risikoen forbundet med både den aktiviteten og demenneskene som oppholder seg i bygningen og risikoen forbundet med det bygningstekniske.Dette er riktig og viktig for å gi et godt bilde av personsikkerheten.

35

Metoden er tidligere prøvd ut på to bygninger. En fullstendig gjennomprøving av metoden for åsikre at alle inngangsdata og måten metoden er modellert på gir et mest mulig realistisk bilde avvirkeligheten, er en svært tidkrevende og stor jobb. En kan enda ikke si at metoden er ferdig”kalibrert” og de inngangsdata som oppgis i metoden må fortsatt sees på som foreløpigeanbefalinger inntil mer erfaring med bruk av metoden fremskaffes.

Metoden er best egnet til å sammenligne sikkerhetsnivået ved ulike utforminger og løsninger avsamme bygning. Den kan også benyttes for å gi sikkerhetsnivået for en bygning. Før metoden erferdig ”kalibrert” vil det imidlertid være en viss usikkerhet i resultatet. Ved sammenligning avalternative løsninger blir ”feilen” eller unøyaktigheten lik for alle alternativene og ensammenligning er mulig.

I det følgende beskrives erfaringer og mulige forbedringer av metoden som har fremkommet vedgjennomføring av analysen av bo- og servicesenteret.

Betydningen av hvilke mennesker som oppholder seg i bygningen kommer godt fremMetoden tar hensyn til hvilke personer som oppholder seg i bygningen. Dødsbrannrisikoen i enbygning vil f.eks. være forskjellig med bare eldre personer tilstede, enn vanlige personer. Forholdi metoden som påvirkes av type personer er:

• Sannsynlighet for at det er person med full førlighet i initielt brannrom (p3)• Korreksjon av lengden på evakueringstid ut fra personens førlighet (kførlig)• Korreksjon av persons tid til tålegrense, ut fra helsetilstand (khelse)• Koeffisient som angir oppfattelsesevne for person i initielt brannrom (koppfatt).

Systematisk fremgangsmåte og etterprøvbare resultaterRisikoanalysemetoden er positiv fordi den tvinger brukeren til å vurdere risikoen på ensystematisk måte og resultatene er etterprøvbare.

Tilgjengelighet av boligsprinklerSannsynligheten for at boligsprinkler virker når det skal er ikke modellert inn i metoden.Sannsynligheten for at detektor virker når den skal er modellert og boligsprinkler-sannsynlighetenkan modelleres etter samme prinsipp. Ingen enkeltstående sikkerhetstiltak er 100% pålitelige.Mange anser imidlertid at sprinkleranleggs pålitelighet som høy 95-99% (Liptak, 1998). Det vilderfor ikke ha så stor innvirkning på FAR-verdi-resultatene.

Tidsangivelse av k-verdier og doserFlere av formlene for beregning av sannsynligheter inneholder tider for når ulike k-verdierinntreffer (f.eks. tidspunkt for når person starter evakuering i initielt brannrom (tidspunkt for nårk=0,4)) og tid til dosen forårsaker udyktiggjøring av personer. I mange tilfeller, spesielt for rom 3,vil det ta lang tid(over 30 minutter) før disse sentrale hendelsene inntreffer, dvs nårlysdempingskoeffisienten (k-verdien) når angitte verdier. Disse verdiene inntreffer kanskje ikke idet hele tatt i tidsrommet brannen er beregnet for. I steden for å sette inn flere tusen sekunder børen vite hva som er forsøkt modellert i formelen og bestemme sannsynligheten ut fra dette. Dettegjelder p1og p2. En mulig endring som vil bedre dette ”problemet” er å modellere p1og p2 slik atde gjenspeiler helningen på eksponeringskurvene (for lysdempingskoeffisient og dose giftigegasser). Da vil en få frem hvor mye tid en har til rådighet fra brannen detekteres til tålegrensennås (som innvirker på p1) og tid tilgjengelig til redningsinnsats (som innvirker på p2).

36

Vekting av scenarierDet ”viktigste” bidraget til antennelseshyppigheten er antennelse som skyldes mobile og fastetennkilder, fAT, og anslaget for denne bestemmes ut fra de analyserte scenariene. I henhold tilmetoderapporten (jfr metoderapporten s 49) beregnes hyppigheten av dag-branner og natt-branneri initielt brannrom for hvert scenario. Dag antas i metoderapporten å utgjøre 14 timer og natt 10timer. Denne inndelingen av døgnet gir i de fleste tilfeller en god vekting av scenariet. Ønsker enå få med risikoen forbundet med spesielle hendelser som inntreffer relativt sjeldent, kan detteutføres ved å ha en annen fordeling på ”dag” og ”natt”.

I analysen av bo- og servicesenteret er dette gjort for scenariet hvor hobbyrommet er initieltbrannrom. Dette scenariet ble valgt for å få med det verste stedet mht antall eksponerte personer. Iscenariet er hobbyrommet fylt opp med 40 personer (en stor tilstelning i hobbyrommet). For å fåfrem at dette er en relativt sjelden hendelse, angis ”dag” som 1 time og ”natt” hvor det ikke erpersoner tilstede som 23 timer.

Dette er nok et eksempel på at brukeren må være klar over hvordan metoden er modellert ogforeta egne vurderinger når inngangsparametrene gis underveis.

Brannutviklingshastighet og veggenes brennbarhetForeta en mer detaljert undersøkelse av hvilken sammenheng det er mellom brannensutviklingshastighet og brennbarheten av veggene. Det er også av interesse å få frem merinformasjon om betydningen varmekapasiteten til veggene ha på brannutviklingen, samt hvilkeninnvirkning romstørrelsen har.

Feil i metoderapportenAngivelse av nkE for normal belysning og arbeidsbelysning skal være henholdsvis 0,007 og 0,014(og ikke 0,07 og 0,14) på side 104 i metoderapporten.

Uoverensstemmelse i metoderapport og eksempelrapportTabell A6 i metoderapporten har tre inndelinger av brannens utviklingshastighet (langsom, normalog rask). Eksempelrapporten (Mostue, Stensaas, Paulsen, 1998) og vedlegg 3 kap. 18.1 i dennerapporten opererer med 4 hastigheter (langsom, middels, rask og ultrarask(meget rask). Normal ogrask brannutvikling i metoderapporten tilsvarer rask og ultrarask i eksempelrapporten og dennerapporten.

12.1.2 Hvem kan bruke metoden for å beregne personsikkerhet?Metoden er forholdsvis krevende å sette seg inn i. Metoden er ment å være et objektivt verktøy forå beregne dødsbrannrisikoen. For at dette skal fungere etter intensjonen er det viktig at brukerenikke gis for stor frihet til å ”sjonglere” med inngangsdata. Spesifiserte standardverdier benyttesderfor som inngangsdata. Selv om mye er spesifisert kreves det at brukeren skjønner hvordanmetoden er modellert. I metoden er det tatt hensyn til mange forskjellige typer sikkerhetssystemerog bygningstekniske løsninger, men denne analysen viser at det er behov for å foreta vurderingernår inngangsdata gis. Eksempler på dette er vekting av scenarier (kap. 12.1.1) og ved angivelse avtype deteksjonsanlegg (som for bo- og servicesenteret var en mellomting mellom to av dealternativene som er angitt i metoderapporten). Brukeren av metoden må være kjent med hvordanmetoden er modellert for å angi de riktige inngangsdata slik at resultatene gjenspeilervirkeligheten mest mulig.

Ved å lage et regneark til beregningene, vil beregningsarbeidet bli betydelig lettere. Ved gjenbrukav regneark ved nye analyser, er det viktig at brukeren vet hva som ligger bak formlene (kjennertil modelleringen av metoden).

37

Brukeren av metoden må ha kunnskap om brann og evakuering, og ha forståelse for hvordanmetoden er modellert.

Grunnholdningen til brukeren må være å analysere bygningen for å finne det reellesikkerhetsnivået i bygningen og ikke få det ”svaret” som er ønskelig av økonomiske eller andregrunner. Det er mange inngangsparametre som skal gis inn og ønsker en å bruke andre verdier ennstandardverdiene som metoden gir eller bruker disse på en feil måte, kan en ”sjonglere” seg fremtil ”ønsket” FAR-verdi.

12.2 Brann- og røykspredningsprogrammet FASTLite

12.2.1 Generelt om FASTLite En kan dele inn programmer for beregning av brann- og røykspredning i to hovedgrupper, nemligi feltmodeller og sonemodeller. FASTLite er basert på sonemodeller. Det å bruke sonemodeller eren forenkling i forhold til feltmodeller. Programmer som baserer seg på feltmodeller er relativtkostbare i anskaffelse og i drift og krever mye av brukeren. Viktige kriterier ved valg avberegningsprogram har her vært tilgjengelighet, brukervennlighet og pris. FASTLite er en forenklet versjon av brannberegningsprogrammet CFAST, som sammen medFASTLite er ett av de mest refererte sonemodellsprogrammer i brannlitteraturen. Programmet ergratis og kan nås ved bruk av internett (Portier et al., 1996). Det er fra NIST som er det mestfremstående brannforskningsmiljøet i verden. Deres policy er gratis tilgjengelighet. FASTLite beregner røykspredning ut fra gitte brannutviklingskurver i en bygning eller husbestående av maksimalt tre rom. I dette prosjektet er de tre rommene delt i selve brannrommet, ettransportområde og et fjerntliggende område for røykspredning, slik som vist i den forenkledeskissen nedenfor.

Rom 1 (brann-rommet)

Rom 2 (transport-område)

Rom 3 (fjerntliggende område)

Figur 5 Forenklet skisse av det området en beregner brann og røykspredning ved hjelp avberegningsprogrammet FASTLite /4/. ”Initielt brannrom” (rom1) er det området eller rommet hvor brannen starter, mens ”transport-område” (rom 2) er der man antar røyken vil bli transportert ut av initielt brannrom, og er van-ligvis nærmeste tilstøtende korridor til ”initielt brannrom”. Fjerntliggende området” (rom 3) er deområder som vil få tilført røyk via normale lekkasjer i bygget (indirekte røyktransport). Beregningsprogrammet FASTLite tar kun hensyn til romvolum og golvareal. Spesiellegeometriske utforminger som influerer på brann- og røykspredning er ikke automatisk innlemmeti resultatene.Ettersom beregningsprogrammet beregner gjennomsnittsverdier for en øvre sone (detvil si røyksjiktet) og en nedre sone (under røyksjiktet) i initielt brannrom, vil eventuelle avvik fra

38

den virkelige romgeometrien få relativt små konsekvenser for beregningsresultatene. For rom 2 og3 er øvre og nedre soneblandet til én sone. Til tross for disse mer eller mindre grove forenklingene av virkeligheten, er det god grunn til åanta at brann og røykspredningsberegningene med programmet FASTLite er tilstrekkelignøyaktige for dette formålet. Det vil si at det er forventet at resultatene fra programmet, og somskal være inngangsdata i metoden for å beregning av personsikkerheten i bygninger (FAR-verdien), er tilstrekkelig nøyaktige for dette formålet. Det essensielle er at endringer idesignparametre gir tilsvarende endringer i beregnet brannsikkerhet.

12.2.2 Hvem kan bruke beregningsprogrammet FASTLite?Brukeren av beregningsprogrammet FASTLite må ha god kunnskap om brann. Kvaliteten påinngangsdataene som gis inn har stor betydning for hvilke beregningsresultater en får. Eksemplerpå viktige inngangsdata er brannutviklingshastighet og ventiltasjonsforhold.

Brukeren må ha forståelse for hvordan en brann utvikler seg og hvordan brann er modellert iprogrammet. Et eksempel på dette er inndeling i rom som røyken sprer seg til. Inndeling i rom 1,2 og 3 er en forenkling av virkeligheten og krever en forståelse av røykspredning. Et anneteksempel er betydningen av å vurdere endrede forutsetninger og resultater. Eventuelle endringer ilufttilførsel må f.eks. vurderes underveis. Når brannen knuser vinduer vil luftforholdene blirvesentlig endret, og nye beregninger bør startes.

12.3 Evakueringsprogrammet Simulex

12.3.1 Generelt om SimulexFormålet med evakueringsberegningene er å finne hvor lang tid personene i bygningen bruker påå komme til et sikkert sted i en brannsituasjon. Resultatene av evakueringsberegningene brukessom input for å finne inhalert dose av giftige gasser og varmepåkjenning i evakueringstiden.

Vi har i denne sammenheng valgt å bruke beregningsprogrammet Simulex for å beregneforflytningstiden. Simulex er relativt billig og gir like realistiske resultater på evakueringstiderved evakuering fra ikke røykfylte rom, som programmene som det ble sammenlignet med (Aseri,Egress, Evacsim) (Paulsen, 1995).

Positive egenskaper ved Simulex:• En kan benytte filer av bygningen i dxf-format. Programmet viser godt effekten

romgeometrien har på evakueringen.• En kan bygge opp en riktig populasjon i bygningen.• Har mulighet til å simulere at personer går mot strømmen.

Ulemper ved Simulex:• Programmet tar ikke hensyn til røykfylling av rommene under evakueringen.• Kun evakuering under ikke stressende omgivelser.

Simulex simulerer folk som er oppegående, slik at vi er nødt til å legge inn korreksjonsfaktor forfolk som må ha hjelp til å evakuere, noe som er nødvendig på i en omsorgsbolig med f.eks.rullestolbrukere.

39

12.3.2 Hvem kan bruke evakueringsprogrammet Simulex?Simulex er forholdsvist lett og sette seg inn. Brukeren av programmet bør ha kunnskap omevakuering for å kunne styre programmet slik at det tar hensyn til f.eks. at personer går til andrerom for å finne familiemedlemmer og ikke går korteste vei ut.

KompetanseBrukeren av risikoanalysemetoden inkl. nevnte beregningsprogram, må ha en tverrfagligkompetanse på brannutvikling og brannens innvirkning på konstruksjoner og mennesker.

Risikoanalysemetoden og beregningsprogrammene er basert på sterke forenklinger i forholdtil virkeligheten. Dette krever at brukeren må vite hvilke begrensninger som ligger imetodene og vite hvordan de er modellert. Brukeren må ha lang erfaring på brann og

brannberegninger slik at han/hun har en god føling med hvor ”riktig” beregningsresultateneer.

Dette krever en minimum teoretisk utdannelse på sivilingeniørnivå og 5-10 års erfaring ibrannteknisk rådgivning. Branningeniører som har jobbet i et fagmiljø hvor de kan

videreutvikle den teoretiske og praktiske kunnskapen om brann, kan få tilstrekkelig kunnskaptil å utføre risikoanalyser av brann i bygninger.

40

13 KONKLUSJON OG SAMMENDRAGBeregninger av sikkerhetsnivået med hensyn til brann er utført for tre forskjellige alternativer avet bo- og servicesenter (omsorgsboliger):

• Alternativ 1: Bygningen er utført etter risikoklasse 6 og brannklasse 2• Alternativ 2: Risikoklasse 4 og brannklasse 1• Alternativ 3: Boligsprinkler er installert, forøvrig er bygningen som i alt. 2.

En metode for beregning av personsikkerheten mht brann i bygninger, beskrevet i SINTEF-rapporten STF38 A97421, er benyttet. Denne risikoanalysemetoden beregner dødsbrannrisikomålt ved FAR-verdi (antall omkomne pr 100 millioner eksponerte persontimer i bygningen)(individrisiko) og hyppighet av storbranner (samfunnsrisiko). Beregnet FAR-verdi sammenlignesmed gitte akseptkriterier basert på ALARP-prinsippet (As Low As Reasonably Practicable).

Hvilket sikkerhetsnivå gir de alternative løsningene?Beregningsresultatene viser at alt. 3 (boligsprinkler) og alt. 1 (risikoklasse 6) gir sammepersonsikkerhet. Alt. 2 (risikoklasse 4) er løsningen som faller dårligst ut. Anbefalteakseptkriterier for individrisiko (jfr Figur 8 i vedlegg 1) sier at FAR-verdien skal ligge mellom0,05 og 0,3. Alle de tre alternativene ligger innefor dette området (akseptabelt område). Dersomogså risikobidraget fra ulmebrann hadde vært tatt med, ville personsikkerheten i alt.2 ligget pågrensen til hva som er akseptabelt. FAR-verdien (antall døde pr 100 millioner eksponertepersontimer i bygningen) er som følger for de tre alternativene:

FAR-verdi(individrisiko)

Alt. 1 (risikoklasse 6) 0,06Alt. 2 (risikoklasse 4) 0,24Alt. 3 (boligsprinkler) 0,07

Dersom en brann oppstår, viser beregningene at sannsynlighet for å omkomme som følge avbrann, er lavest i bygning utført etter alt. 3 (boligsprinkler). FAR-verdien for alt. 1 og 3(risikoklasse 6 og boligsprinkler) er allikevel omtrent lik fordi hyppigheten av branntilløp somkan føre til brann, er større i alt. 3 (boligsprinkler) enn for alt. 1 (risikoklasse 6). Årsaken til detteer at et branntilløp i bygning med brannklasse 1 har større sannsynlighet for å utvikle seg(spredning fra primærobjekt til sekundærobjekt) til en brann.

Sannsynligheten for å få en storbrann med mer enn 5 omkomne er størst for alt.2 (risikoklasse 4).Hyppigheten pr 108 persontimer er større enn anbefalte akseptkriterier for storbranner beskrevet imetoderapporten (se Figur 8). Beregningsresultatene viser at estimert hyppighet av storbranner erlik for alt. 1 (risikoklasse 6) og alt. 3 (boligsprinkler).

Metoden for å beregne hyppigheten av storbranner er en forenkling av virkeligheten. Hyppighetenav dødsbranner som blir storbranner er lik for de tre alternative løsningene i følge metoden.Storbrannpotensialet vil f.eks. i virkeligheten være større for alt. 2 (risikoklasse 4) vedfasadespredning av brann og dersom dører står åpne i bygningen. Når det er sammenlignet risikoer det gått ut i fra lukkede dører til enhetene, dvs at de er utstyrt med selvlukkere fordi man vilforvente at dører med stor sannsynlighet ellers ville stått åpne etter evakuering.

41

Hyppighet av storbranner pr år(samfunnsrisiko)

Alt. 1 (risikoklasse 6) 1 . 10-6

Alt. 2 (risikoklasse 4) 3 . 10-6

Alt. 3 (boligsprinkler) 1 . 10-6

Hvilke forhold påvirker sikkerhetsnivået (og resultatenes usikkerhetsområde)?Risikoanalysemetoden er ment å være et objektivt vertøy for å kunne bestemmedødsbrannrisikoen i bygninger. Spesifiserte standardverdier benyttes derfor som inngangsdata, forå unngå at brukeren gis for stor frihet til selv å velge inngangsdata. Det kreves allikevel atbrukeren må foreta noen egne vurderinger ved bestemmelse av inngangsdata. Noen parametre harstor innvirkning på sluttresultatet (FAR-verdien). Studien viser hvor stor innvirkning viktigeparametre har på FAR-verdien.

Mange av disse parametrene vil imidlertid ha samme verdi i alle alternativene. Så lengerisikoanalysemetoden brukes for å sammenligne alternative løsninger vil samme”unøyaktighet/feil” gjelde alle alternativene, og en sammenligning er mulig. Det er større fare veduriktig valg av parametre når metoden brukes for en bygning og måles opp mot de gitteakseptkriterier.

Kan resultatene generaliseres?Beregningsresultatene gjelder for bo- og servicesenteret som her er analysert med de utformingersom er gitt i alt.1, 2 og 3 og med gitte forutsetninger og antakelser. Dersom bygningen f.eks.hadde hatt en annen layout ville ikke FAR-verdiene blitt de samme og rangeringen av dealternative løsningene mht sikkerhet kunne ha blitt annerledes. Resultatene kan derfor ikkegeneraliseres til at alle bygninger i risikoklasse 4 og 6 og bygninger med boligsprinkler vil hasamme sikkerhetsnivå som her beregnet. Det trengs langt flere beregningseksempler for å foretaen slik rangering.

Det er imidlertid flere faktorer som ytterligere vil forsterke forskjellen på de to beste alternativene(alt. 1 og 3) og alt. 2 (risikoklasse 4). En bygning av betong og en bygning med boligsprinkler vilikke være så avhengig av:

• personers førlighet og behov for redning• feil i utførelsesdetaljer• brannvesenets innsatstid• dørenes posisjon mht spredning av brannen• brannspredning langs fasaden.

Etter at versjon 1 av rapporten forelå, ble resultatene fra analysen i tillegg til faglige vurderingerbrukt til å komme frem til generelle retningslinjer for omsorgsboliger. Dette er beskrevet i nestekapittel (kap. 14.4).

42

Hvem kan utføre risikoanalyser av brann i bygninger?Å utføre risikoanalyser for å dokumentere at sikkerhetsnivået i en bygning er tilfredsstillende, erkrevende. Risikoanalysemetoden som er benyttet i denne studien gir veiledning i hvordan enrisikoanalyser av brann i bygninger kan gjennomføres.

Risikoanalysemetoden er krevende å sette seg inn i. Ved bruk av metoden benyttes spesifisertestandardverdier slik at brukeren får begrenset mulighet til å ”sjonglere” med inngangsdata. Selvom mye er spesifisert kreves det at brukeren skjønner hvordan metoden er modellert. I metodener det tatt hensyn til mange forskjellige typer sikkerhetstiltak og bygningstekniske løsninger, menbrukeren må forta noen vurderinger når inngangsdata gis.

Risikoanalysemetoden benytter seg av anerkjente beregningsprogram for røykproduksjon og –spredning (FASTLite) og til bestemmelse av forflytningstider ved evakuering (Simulex). Spesieltved bruk av FASTLite må brukeren ha forståelse for hvordan en brann utvikler seg og hvordanbrannen er modellert i programmet. Kvaliteten på inngangsdataene som gis inn har stor betydningfor hvilke beregningsresultater en får.

Risikoanalysemetoden inkl. nevnte beregningsprogram er basert på sterke forenklinger i forholdtil virkeligheten. Dette krever at brukeren må vite hvilke begrensninger som ligger i metodene ogvite hvordan de er modellert. Brukeren må ha lang erfaring på brann og brannberegninger slik athan/hun har en god føling med hvor ”riktig” beregningsresultatene er.

Utøvere som skal dokumentere gjennom analyser at sikkerhetsnivået er tilfredsstillende ibygninger og brukere av risikoanalysemetoden som er brukt i denne analysen inkl. nevnteberegningsprogram, må derfor ha en tverrfaglig kompetanse på brannutvikling og brannensinnvirkning på konstruksjoner og mennesker.

Dette krever pr i dag en minimum teoretisk utdannelse f.eks. på sivilingeniørnivå og 5-10 årserfaring i brannteknisk rådgivning, forskningsvirksomhet eller tilsvarende. Branningeniører medutdannelse fra HSH, som har jobbet i et fagmiljø hvor de kan videreutvikle den teoretiske ogpraktiske kunnskapen om brann, kan få tilstrekkelig kunnskap til å utføre risikoanalyser av brann ibygninger.

Er dette veien å gå?Risikoanalysemetoden er ment å være et objektivt verktøy for bestemmelse av personsikkerhetenmht brann i bygninger. Den er spesiell fordi den uttrykker sikkerheten som en målbar størrelse ogfordi den tar hensyn til både hvilke typer mennesker som oppholder seg i bygningen, aktivitetensom utøves og bygningstekniske forhold. Risikoanalysemetoden gir en god forståelse av hva sombidrar til god sikkerhet i en bygning og den tvinger brukeren til å vurdere risikoen på ensystematisk måte. Den gir videre etterprøvbare resultater.

Risikoanalysemetoden er imidlertid krevende å sette seg inn i og bruke. Forbedringer kan gjøresfor å sikre at resultatene blir mest mulig objektive, for å bedre brukervennligheten og for åredusere arbeidsmengden (jfr kap. 12.1).

Et tiltak som vil lette arbeidsmengden er å erstatte beregningene av røykproduksjon og –spredningmed tabeller hvor resultater kan hentes ut direkte.

Et annet tiltak er å programmere risikoanalysemetoden slik at det blir et datastyrtberegningsverktøy med hjelpetekster og veiledning.

43

Vil det være riktig å definere sikkerhetsnivå på preaksepterte løsninger?Denne analysen viser at resultatene er svært følsomme for enkelte parametre. Alle eksisterendehjelpemidler for å gjennomføre risikoanalyser av brann i bygninger må sees på somreferanseverktøy, dvs kvaliteten av resultatene er svært avhengig brukeren og hans/henneskunnskapsnivå. Feil valg av inngangsdata og bruk av metodene kan resultere i sværtberegningsresultater. Det er derfor en stor fare i at eksakte sikkerhetsnivå kan bli misbrukt. På detnivået kunnskap og metoder ligger på pr i dag, vil nok den beste måten være å utføresammenlignbare risikoanalyser av preaksepterte løsninger og av alternative løsninger, for ådokumentere at alternative løsninger er minst like sikre som preaksepterte løsninger.

14 BOLIGSPRINKLING AV OMSORGSBOLIGER – FORSLAG TILPREAKSEPTERT LØSNING

14.1 InnledningEtter at risikoanalysen av bo- og servicesenteret var fullført og versjon 1 av rapporten forelå, blede kvantitative resultatene fra analysene, i tillegg til faglige vurderinger brukt til å komme frem tilgenerelle retningslinjer for omsorgsboliger. Dette er gjort med utgangspunkt i boligsprinkling,som er vurdert som et velegnet sikkerhetsmessig tiltak.

Resultatene fra analysene ble gjennomgått og enkelte kritiske parametre ble nærmere undersøkt.Bl.a. ble følsomheten av vakt/ikke vakt vurdert. Likeledes ble det vurdert hvor følsomt resultateneer for graden av funksjonsfriske vi antar de aktuelle beboerne er. Hvilken innvirkning valg avoverflater, som igjen styrer hastigheten på brannutviklingen, har på personsikkerheten, ble ogsåundersøkt nærmere. Resultatene av disse vurderingene er nærmere beskrevet i vedlegg 5 (kap.20). De neste kapitlene, kap. 14.2-14.4, angir hovedkonklusjonene, dvs forslag til ”preakseptert”løsning for bruk av boligsprinkling i omsorgsboliger.

14.2 Definisjon av omsorgsboligerI denne sammenheng er omsorgsboliger definert som bygning eller bygningskompleks avsatt til åinneholde boenheter med formål å være ”omsorgsbolig eller omsorgsenhet”, som er beregnet påpersoner med omsorgsbehov. En vesentlig del av beboerne må antas og ikke ha forutsetning for åbringe seg selv i sikkerhet.

Vi tar her kun for oss bygninger med funksjonen ”bolig for personer med omsorgsbehov”,omsorgsboliger. Eventuelle arealer avsatt til forskjellige typer fellesfunksjoner må vurderessærskilt i hvert enkelt tilfelle.

14.3 Definisjon av sikkerhetsnivå i omsorgsbolig uten boligsprinklingSikkerhetsnivået som bør være utgangspunkt for omsorgsboliger, dvs det sikkerhetsnivåetalternative løsninger må måles opp mot, er:

Det sikkerhetsnivået vi oppnår ved å tilfredsstille kravene som stilles til bygg i risikoklasse6, men med lempeligere krav til døgnkontinuerlig vakt. Det finnes ingen hjemmel i plan-og bygningsloven for å pålegge organisatoriske krav som døgnkontinuerlig vakt iomsorgsboliger.

44

Vi forutsetter større grad av førlighet for folk i omsorgsboliger enn i sykehjem.

14.4 Forslag til preakseptert løsning når det anvendes boligsprinkling i omsorgsboligerFor å vurdere de aktuelle branntekniske tiltakene sammen med boligsprinkling, kan det velges toutgangspunkt. Enten ut fra de generelle kravene for bygg for risikoklasse 6 og de reduksjonenesom boligsprinklingen vil kunne gi, eller de justeringene som må gjøres i forhold til bygg forrisikoklasse 4.

Når det siste er valgt, er det ut fra at omsorgsboliger i form og den aktivitet som foregår der, ermer lik boliger enn sykehjem. På bakgrunn av faglige vurderinger, med utgangspunkt i resultatenefra analysene, foreslås følgende alternative ”preaksepterte” løsning for omsorgsboliger:

45

Forslag til preakseptert løsning når det anvendes boligsprinkling i omsorgsboliger

De tekniske krav til ytelser som gitt i REN, veiledning til teknisk forskrift, for bygg beregnet foraktivitet i risikoklasse 4, legges i utgangspunktet til grunn. Dog er det nødvendig å skjerpekravene innenfor enkelte områder. Det installeres boligsprinkling.

Følgende justeringer i forhold til kravene i REN er nødvendige:

• To uavhengige rømningsveierAlternativt er det tilstrekkelig med en utgang til sikkert sted eller det fri. Trapperom kan væreTr 1. Vindusrømning skal ikke regnes som alternativ rømningsvei.

• MaterialkravKledninger og overflater:

• generelt innvendig: K2 / In2• rømningsveier og fellesrom: K1A / In1• alle golv: G• generelt utvendig (avhengig av brannklasse): Ut2/(Ut1)

• BrannalarmanleggAdresserbart brannalarmanlegg med melding til vakt (om det finnes) og brannvesenet.Dekningsgrad må være den samme som for røykvarslere.

• SeksjoneringI mange tilfelle kan det være unødvendig å bygge en seksjoneringsvegg i tråd med tiltakenefor pleieinstitusjoner. Det vil imidlertid gi god sikring med muligheter for horisontalforflytning til sikkert sted, om en slik vegg blir etablert. I forhold til kostnadene, vil tiltaketvære ubetydelige, om det innarbeides i prosjektet fra start.

Boligsprinkling dimensjoneres, prosjekteres og installeres i henhold til ”Tekniske retningslinjerfor dimensjonering, prosjektering og installering av sprinkleranlegg i bygninger for boligbrukopp til og med 4 etasjer”. Denne er utgitt av Forsikringsselskapenes Godkjenningsnemnd.

Siden bestemmelsene for boligsprinkling er myntet på vanlig familieboliger, foreslås følgendekorreksjoner i kap. 5. – Omfang og unntak av sprinklerbeskyttelsen av retningslinjene:

• pkt 5.1 Omfang”Generelt skal sprinkler monteres i alle rom for personlig opphold, hvor det er aktivitetog/eller installasjoner som kan initiere en brann.”

Dette er skjerpelse i forhold til retningslinjene.

• pkt 5.2 – UnntakDette punktet, som beskriver hvilke rom og områder hvor sprinkler ikke kreves montert,tilpasses på følgende måte:

pkt 5.2.1 utgårpkt 5.2.2 ogpkt 5.2.4 gjelder så langt det er forenlig med pkt. 5.1 over.

46

Det vil være forhold som kan ha stor betydning for sikkerheten og som spesielt bør vurderes iforbindelse med omsorgsboliger. Av disse synes det riktig å fremheve:

• Kalde/utluftede loftKalde/utluftede loft er ofte årsak til rask brannspredning i trehusbebyggelse. Om detprosjekteres, bør bruken begrenses og tekniske installasjoner unngås på disse.

• SeksjoneringBoligsprinkling kan ha begrenset effekt i rom som avviker fra boligrommets utforming. Detkan derfor være riktig å seksjonere boligdelen fra øvrige deler av bygget om disse inneholderandre aktiviteter og er av vesentlig størrelse.

47

15 REFERANSER

Bryan, J.L. (1995) Behavioral response to fire and smoke. I Philip J. DiNenno (red.) The SFPEHandbook of Fire Protection Engineering. National Fire Protection Association, OneBatterymarch Park, Quincy, US.

Ford, Jim: One City’s Case for Residential Sprinkler Systems. NFPA Journal, July/August 1997.

Hansen, Anne Steen: Dødsfall som følge av brann i bygninger. En analyse av dødsbranner iperioden 1978-1992. SINTEF rapport STF25 A 94008, Trondheim 1994.

Hokstad, P., Mostue, B.Aa., Opstad, K., Paulsen, T., 1998).; Metode for å beregnepersonsikkerheten mht brann i bygninger, SINTEF-rapport nr STF38 A97421, Trondheim 1998.

Kose, S.: Emergence og Aged Populace: Who is a Higher Risk in Fires?, Human Behaviour inFire. Proceedings of the First International Symposium, pp 333-339, University of Ulster, 1998.

Liptak, T.B.; Evaluering av tiltak mot brann. Stasjonære slokkeanlegg og brannalarmanlegg,Hovedoppgave ved NTNU Fakultet ved bygg- og miljøteknikk, studieretning bygg- oganleggsteknikk, Trondheim 1998.

Lundberg, Steinar: Brannsikring av sykehus. Bygningstekniske løsninger; Seksjonering, varslingog sprinkleranlegg sett i relasjon til personalets muligheter for slokking og redning. SINTEF-rapport nr STF25 A81006, Trondheim, 1981.

Mostue, B.Aa., Opstad, Stensaas, J.P., Paulsen, T.; Risikoanalyse av brann i bygninger. Toberegningseksempler, SINTEF-rapport nr STF38 A98408, Trondheim 1998.

O’Neill, John G., Hayes Jr., Warren D.: Full-Scale Fire Tests with Automatic Sprinklers in aPatient Room. NBSIR 79-1749, Center for Fire Research, National Bureau of Standards,Washington D.C., 1979.

O’Neill, John G., Hayes Jr., Warren D., Zile, Richard H.: Full-Scale Fire Tests with AutomaticSprinklers in a Patient Room. Phase II. NBSIR 80-12097, Center for Fire Research, NationalBureau of Standards, Washington D.C., 1980.

Portier et al: FASTLite: Engineering Tools for Estimating Fire Growth and Smoke Transport,Special Publication 899. National Institute of Standards and Technology, Washington, 1996.

Simulex. Evacuation Modelling Software. Integrated Environmental Solutions Ltd, Glasgow, UK.

Tegneverket Arkitekter AS: Hattfjelldalen omsorgsboliger, arbeidstegninger, 26.05.98.

48

16 VEDLEGG 1: Risikoanalysemetoden

16.1 Kort om metodikken for beregning av dødsbrannrisikoBeregningsmodellen forutsetter at brukere

1. Velger ut typiske brannscenarier ut fra gitte kriterier, samt brannscenarier som antas årepresenterer spesiell personrisiko mhp brann. Disse scenarier velges både ut fra bygningensbruk og utforming.

2. Beregner forventet brannhyppighet for scenariene, basert på tetthet av mobile og fasteenergikilder (basert på standardverdier for ulike bygningstyper).

3. Beregner brannutvikling og røykspredning og tilhørende eksponeringskurver i initieltbrannrom og tilstøtende rom ved hjelp av egnete simuleringsprogram. (Jfr avsnitt 16.2.)

4. Ut fra eksponeringskurvene (og type personer i rommet, tid på døgnet osv) finner forventettidspunkt for deteksjon av brann, og dermed sannsynlighet for deteksjon før tålegrense nås.

5. Beregner evakueringstid ved hjelp av egnet simuleringsprogram, og dermed sannsynlighet forvellykket evakuering.

6. Estimerer sannsynlighet for redning (ved mislykket evakuering) ut fra enkle formler somoppgis.

7. Beregner sannsynlighet for at person omkommer som følge av gitte brannscenario. Formlenefor dette er basert på enkle hendelsestre for brannutviklingen (jfr Figur 6 og Figur 7).

8. Veie sammen resultatene av brannscenariene for å gi forventet antall omkomne ved brann pr100 millioner persontimer. Dette er såkalt FAR verdi (Fatal Accident Rate).

9. Estimerer hyppighet av storulykke, definert som ulykke med minst 5 omkomne (basert bl.a. påantall etasjer, persontetthet i bygningen og areal pr etasje).

10. Sammenlikne resultatet med gitte akseptkriterier. Akseptkriteriene er basert på ALARPprinsippet (As Low As Reasonably Practicable) (jfr Figur 8).

I de neste avsnitt beskrives nærmere hvordan brann- og røykspredningsberegninger ogevakueringsberegninger utføres. Beregningsprogrammene FASTLite og Simulex er beskrevet ikap. 12.2 og 12.3.

49

Umiddelbar slokking [pS]

1

2

3

Ulmebrann [pU]

Flammebrann [pF]

Eksplosjon [pE]

Antennelseshyppighet ibrannrommet (fA)

Figur 6 Hendelsestre for antennelsesforløp (fra metoderapporten).

16.2 Brann- og røykspredningsberegningerBrann- og røykspredningsberegninger utføres for å finne de forskjellige eksponeringskurvene forgiftighet og varme mennesker utsettes for, som bl.a.:

• hvor raskt røyken sprer seg til de ulike rom i bygningen• røykkonsentrasjonen som benyttes videre for å angi tidspunkter for når en brann kan

detekteres og når personer starter å evakuere. Røykkonsentrasjonen uttrykkes vedlysdempingskoeffisient.

• hvilken dose av giftige gasser eller varmepåkjenning personene i bygningen eksponeres for ievakueringstiden. Evakueringstiden bestemmes av evakueringsberegninger.

• tidspunkter til personer er udyktiggjort pga gifte gasser eller varmepåkjenning.

Beregningsprogrammet FASTLite /4/ er her valgt for å beregne brann- og røykspredning. Dettefordi det er et velprøvd og meget enkelt program. Et program alle som ønsker å modellerekonsekvens av brann, kan benytte.

50

Figur 7 Hendelsestre for flammebrann i rom n (fra metoderapporten).

16.3 Beregning av evakueringstider

16.3.1 ForflytningstiderBeregningene ved hjelp av programmet Simulex ble utført på følgende måte:

• Plantegning av etasjen med initielt brannrom hentes inn i Simulex. En angir hvilke utgangerpersonene skal benytte og bredden på disse. Antall personer som befinner seg i etasjenfordeles i rommene.

• En oppgir personkarakteristikker på personene som legges inn. I bo- og servicesenteret erkarakteristikken ”eldre” valgt.

• Simuleringen starter. En må vurdere om noen av utgangene blir blokkert under brannen og omevakueringslengden derfor blir lengre for en del personer. Følgene tider bestemmes:• Tiden det tar for personer i initielt brannrom (rom 1), å forlate rommet.• Tiden det tar å komme ut av rom 2 (romdefinisjonen er den samme som for brann- og

røykspredningsberegningene), for de personer som opprinnelig er i rom 2. Dersompersoner i rom 2 må evakuere gjennom rom 3 for å komme til sikkert sted, tas denne tideni tillegg.

• Tiden det tar å komme ut av rom 3, for de personer som opprinnelig er i rom 3. Dersompersoner i rom 3 må evakuere gjennom rom 2 for å komme til sikkert sted, tas denne tideni tillegg.

p 5-n

1

Flammebran n P F

Deteksjon før TG1

Ikke deteksjon før TG1

p1-n

Redning

Død

p2-n

Ikke vellykketevakuering

Redning

Død

p 3-n

p6-nIkke til brannrom

Til brannrom

Velykket evakueringp8-n

Redning

Død

p4-n

Full følighet

Ikke full følighet

Velykket evakuering

p 7-n

Redning

DødIkke vell . evak.

P 9-n

51

• Tiden det tar å komme ut av hele etasjen, dersom alle starter å evakuere samtidig. Dennetiden sammenlignes med de øvrige tider, for å kontrollere at ikke denne evakueringstidener lengre enn om en bare ser på brannseksjonen rom 1, 2 og 3 representerer.

Simulex-beregningene gir oss dermed den tiden personene i rom 1, 2 og 3 og resten av etasjen,trenger for å komme til sikkert sted. Denne tiden justeres mht om personer er kjent i bygningen oggrad av førlighet for personer i rommene (jfr avsnitt 3.5.6.1. i metoderapporten). Den totaleevakueringstiden består av reaksjonstiden, dvs tiden fra brannstart til personer beslutter å starteevakuering, og tiden det tar å komme til sikkert sted (forflytningstiden).

16.3.2 Reaksjonstiden før evakuering starterReaksjonstiden varierer med flere forhold. Erfaringsdata fra branner viser at den mest vanligemåten å detektere en brann på er å se og/eller lukte røyk. Omkring 35% av brannene iamerikanske og britiske undersøkelser ble detektert på denne måten (Bryan, 1995).

Når tid til detektering og start evakuering bestemmes, tar metoden utgangspunkt i røyktetthetensom er en variabel som beregnes fra brannutviklingen (FASTLite-beregningene). Røyktetthetenangis ved lysdemningskoeffisienten, k, som har enhet [m-1], og indikerer hvor stor lystapet er prmeter som følge av røyk. Tabellen undre angir hvilke verdier av lysdempningskoeffisienten vi harbenyttet for detektering av brann og for start av evakuering. Reaksjonstiden kan ut fra dettevariere mellom tiden fra k=0,01 (dvs minste eksponering som skal til for at mennesker detektererbrann) og tiden til k=0,4 (dvs "typisk" eksponering som skal til for at menneske starterevakuering) (jfr avsnitt 3.5.2 i metoderapporten).

Tabell 14 Verdier av lysdempingskoeffisienten, k, som gir detektering av brann og startevakuering.

Type handling k-verdiMinste eksponering som skal til for at mennesker detekterer brann 0.01 / m"Typisk" eksponering som skal til for at menneske detekterer brann 0.02 / m"Typisk" eksponering som skal til for at menneske starter evakuering(vanskelig å oppholde seg i rommet for mennesker)

0.4 / m

Eksponering som aktiverer teknisk detektor 0.1 / m"Typisk" eksponering som skal til for at menneske våkner fra søvn 0.2 / m

Den informasjonen som blir gitt til de som skal evakuere, har avgjørende betydning for hvor rasktfolk begynner å evakuere. Det er to dimensjoner av informasjonen som betyr spesielt mye,prediksjonsverdien og informasjonsinnhold. Prediksjonsverdien sier noe om i hvilken grad enalarm eller talebeskjed faktisk varsler en reell brann. For at folk skal reagere raskt måprediksjonsverdien være over 0.5, dvs at det er mer sannsynlig at det faktisk er en brann nårbeskjeden kommer, enn at det ikke er det. Informasjonsinnholdet betegner hva informasjonenfaktisk forteller folk at de skal gjøre. En klokkealarm har f.eks. veldig lite informasjonsinnhold,den sier at det kanskje brenner et eller annet sted. Med en talealarm kan man si hvor det brenner,hvor man bør evakuere, osv.

I bo- og servicesenteret er det installert klokkealarm. Når en røykdetektor aktiveres, utløses alarmi alle rommene i bygningen. Start-tidspunktet for evakuering er definert ut fralysdemningskoeffisienten (k-verdi). Start-tidspunktet er definert på følgende måte avhengig avhvilket rom en oppholder seg:

52

• Evakuering fra rom 1 starter når k=0,4 i initielt brannrom.• Evakuering fra øvrige rom i bygningen starter 1 minutt etter at klokkealarmen er aktivert (dvs

1 minutt etter at k=0,1 i initielt brannrom) .

16.4 Valg av scenarier I prinsippet kan en regne på sikkerheten til personer i hvert eneste rom i bygningen på dagtid ogom natten. For bygninger med mange rom blir dette for omfattende. Det er derfor nødvendig åvelge ut scenarier som på en systematisk måte "utfordrer" brannsikkerheten i bygningen. Metodeninneholder prinsipper for å velge ut scenarier (avsnitt 3.9.1 i metoderapporten). På denne måtenfår vi undersøkt hvorledes bygningen fungerer både i ekstreme og typiske situasjoner.

16.5 Total dødsbrannrisikoFor å finne total brannhyppighet og total sannsynlighet for å omkomme i brann i hele bygningen,foretas en veiing av resultatene som er fremkommet fra analysene av de valgte scenarier (avsnitt3.9 i metoderapporten).

16.6 Akseptabel sikkerhet?De beregnede risikotall (FAR-verdier) skal sammenlignes med akseptkriterier, for å vurdere omsikkerhetsnivået er akseptabelt. Metoden for å beregne personsikkerhet, legge ALARP-prinsippet(As Low As Reasonably Practicable ) til grunn for å vurdere hvorvidt sikkerheten i bygningen erakseptabel eller ikke.

Dette betyr at en opererer med to grenser for ”akseptabelt ” risikonivå (se Figur 8). Risikoen overden øvre grensen aksepterer ikke under noen omstendigheter, dvs den ansvarlige må tvinges til åiverksette risikoreduserende tiltak eller avbryte aktiviteten. Dersom risikoen ligger mellom øvreog nedre grense, må den ansvarlige iverksette alle kostnadseffektive, risikoreduserende tiltak.Dersom risikoen er lavere enn nederste grense er den akseptabel under forutsetning av at øvrigesikkerhetskrav (myndighetskrav, evt krav fra byggherre) er oppfylt.

Akseptkriterier er gitt for individrisiko og hyppighet av storulykker/storbranner (samfunnsrisiko).Metoden for å beregne hyppigheten for storbranner er nærmere beskrevet i vedlegg 2 kap. 17.4.

53

Figur 8 Anbefalte akseptkriterier (øvre og nedre grense) for henholdsvis individrisikouttrykt ved FAR-verdi, og samfunnsrisiko uttrykt som hyppighet pr 108 persontimer(fra metoderapporten).

I metoderapporten har vi kommet med anbefalinger på øvre og nedre grense-verdier i ”ALARP”-trekanten som vist i figuren over.

Anbefalte akseptkriterier (individrisiko)(FAR-verdi)

Uaksepteptabeltområde

Akseptabeltområde

Neglisjerbarrisiko

"ALARP"(Tolerabelt

område)

Øvre grense: 0,30

Nedre grense: 0,05

Anbefalte akseptkriterier (samfunnsrisiko)(hyppighet pr 108 persontimer)

Uaksepteptabeltområde

Akseptabeltområde

Neglisjerbarrisiko

"ALARP"(Tolerabelt

område)

Øvre grense: 5 x 10-4

Nedre grense: 1 x 10-4

54

17 VEDLEGG 2: Inngangsdata og delresultater

17.1 Beskrivelse av byggetHattfjelldal bo- og servicesenter har følgende utforming:

• Oppvarming:Golvvarme med vann oppvarmet i fyrrommet

• Brannvarslingssystem:Det er montert et adresserbart brannvarslingsanlegg. Brannvarsleren utløses av røykdetektorersom er plassert på alle rom (vanlig FG-godkjent brannvarslingsanlegg for offentlige bygg).Det er to paneler, en ved hovedinnganngen og ett hos vaktselskap eller brannvesen. Når endetektor utløses går klokkealarmen i hele bygningen.

Det er et lokalt brannvesen (frivillig) i bygda. Avstanden er kort, men det kan ta tid å samlemannskapet.

• Ventilasjonsanlegg:Bygget er brannseksjonert, og brannveggen ligger ca midt i bygget. Forsyningsledningneneligger oppå kaldloftet. I seksjoneringsveggen er det spjeld som løses ut ved en smeltesikring(100ºC). Det betyr at branngasser ikke spres mellom de to seksjonene.

Fra forsyningsledningene på kaldloftet går det vertikale kanaler ned til leilighetene. På hververtikal ledning er det uttak til to leiligheter (underetasje og 1. etasje).Det er ingen ytterligerespjeld i hver seksjon.

El-forsyningen i hver seksjon skal vare i 60 min (det skal være mulig å rømme i 60 minutter).Ved brann vil tilluften gå i 60 minutter og avtrekket vil gå rett ut av bygningen (derfor er detikke flere spjeld).

• Bemanning:Ingen bemanning foreløpig. Beboerne skal kunne greie seg selv. De håper å få i stand drift avkantine og hobbyaktiviteter etter hvert.

• Antall beboere:Pr i dag er det noen ektepar i hver leilighet og noen som bor alene.

• Rullestolutganger:Rullestolutganger i begge gavlveggene. I underetasje kommer en rett ut på bakkenivå, og fra1. etasje er det stålrampe ned til bakkenivå. Fra hovedinngangen er rullestolbrukere avhengigav å ta heis for å komme til de to etasjene.

• Leilighetene:Plass-støpt betong i vegger mot naboleiligheter og korridor.Lettvegger i leilighet er vanlig bindingsverk med gips.

• Yttervegger:Treverk som er brannimpregnert

55

17.2 Inngangsdata til beregningene av FAR-verdi

Tabell 15 En oversikt over parametere og konstanter som inngår i beregningen av den totaleFAR-verdien for bo- og servicesenteret, samt variasjonsområdet for verdier fordisse parameterene.

Verdi for parameter

ParameterSymbol-betegn-else

Rom 111 Rom 2 Rom 3

Nødvendig tid før brannvesenet er påstedet tsjekk 600s

Sannsynlighet for at det er personer medfull førlighet i rom n-dag-natt

P3-n

Hobbyrom (dag) (natt)Leilighet (dag) ( natt)Vask (dag) ( natt)

(1) (1)(0,8)(0,8)(1) (0)

(1) (1)(1)(0,8)(1) (0)

(1) (1)(1)(0,8)(1) (0)

Koeffisient for helsetilstanden tilpersoner i initielt brannrom: khelse 0,7

Koeffisient som angir oppfattelsesevnenfor personer i initielt brannrom: koppfatt 2

Koeffisient for om personer er kjent ibygningen: kkjent 1,1

Koeffisient for førligheten av personer iinitielt brannrom kførlig 1

Koeffisient som angir kvaliteten avalarmsignal i initielt brannrom: klyd 1,4

Koeffisient som angir personerstilknytning til personer i initieltbrannrom:

ktilkn. 1,1

Koeffisient som angir graden av treningfor personer i bygget? ktr. 0

Sanns, for at detektor virker pdet 0,9Faktor for beregning av sannsynlighetenfor redning R1 1,5 1,5 1,5

Faktor som angir røyktettheten irømningsvei: R2 0,15 0,15 0,15

Inngangs-variable for beregning av hyppighet av branntilløp, som er felles for alle de trealternative løsningene og alle scenariene er vist i tabellen under og som er spesielle for dealternative løsningene er vist i Tabell 17 og Tabell 18.

Tabell 16 Variable som inngår i beregning av hyppighet av branntilløp som er felles.

Felles variableAntall ganger hver mobil energikilde gir kritisk temperatur i løpet av et år fEk 0,005Antall mobil energikilder pr m2 som kan gi kritisk temperatur nEk 0,5Antall ganger kritisk temperatur nås i løpet av et år pr kW (faste installasjoner) fkW 0,025Antall branntilløp pr år som er tilsiktet ut fra menneskelig handling (pyroman) fP 1 . 10-3

Antall branntilløp pr år som følge av naturfenomen fN 7 . 10-5

Antall branntilløp pr år som følge av varmt vedlikeholdsarbeid fVV 0

11 Rom 1 er initielt brannrom eller brannrommet, rom 2 er transportområdet (som regel tilstøtende kontor til

brannrommet) og det fjerntliggende området, det vil si resten av brannseksjonen.

56

Tabell 17 Bygningsmessig og mobil brannbelastning i initielt brannrom og sannsynlighet forat forbrenning sprer seg fra primær objekt til sekundærobjekt i de tre alternativene.

Scenario Bygningsmessig og mobil brannbelastning(nB)

Sannsynlighet for at forbrenningsprer seg fra primær objekt tilsekundærobjekt (pso)

Alt 1 Alt 2 Alt 3 Alt 1 Alt 2 Alt 3Hobbyrom 0,3+2=2,3 2+2=4 2+2=4 0,38 0,67 0,67Leilighet 0,3+2=2,3 2+2=4 2+2=4 0,38 0,67 0,67Vaskerom 0,3+2=2,3 2+2=4 2+2=4 0,38 0,67 0,67

Tabell 18 Antall branntilløp pr år som følge av kritisk temperatur i faste/mobileinstallasjoner (fAT) og energieffekt pr arealenhet som kan gi kritisk temperatur(nkW).

Energieffekt pr arealenhetsom kan gi kritisktemperatur

nkW

Antall branntilløp pr år som følgeav kritisk temperatur i faste/mobile

installasjoner(fAT)

Scenario

Alt 1, 2 og 3 Alt 1 Alt 2 Alt 3Hobbyrom dag 0,014 5 . 10-4 8 . 10-4 8 . 10-4

natt 0 4 . 10-4 7 . 10-4 7 . 10-4

Leilighet dag og natt 0,007 6 . 10-4 11. 10-4 11. 10-4

Vaskerom dag og natt 0,014 0,5 . 10-4 1 . 10-4 1 . 10-4

FAR-verdien er svært avhengig av hvor mange personer som blir eksponerte for brann. Tabell 19viser antall våkne og sovende personer tilstede i de ulike scenariene. Det er regnet med likt antallpersoner i alle de tre alternative utformingene av bo- og servicesenteret.

Tabell 19 Antall personer tilstede i de ulike scenariene.

Antall tilstedeScenario Romvåknedag

sovendedag

våknenatt

sovendenatt

Hobbyrom (rom 1) 40 0 0 0Korridor utenfor (rom 2) 1 0 1 0

Hobbyrom

Korridor utenfor leiligheter i 1.etg. (rom 3) 1 0 0 0Leilighet (rom 1) 2 0 0 2Korridor utenfor (rom 2) 1 0 0 0

Leilighet

Naboleiligheter (3 stk) (rom 3) 6 0 0 6Vaskerom (rom 1) 0,5 0 0 0Korridor utenfor (rom 2) 1 0 0 0

Vaskerom

Kantine (rom 3) 5 0 0 0

Gjennomsnittlig antall eksponerte pr år i bygningen (TE) er beregnet ut fra antagelsen at detoppholder seg 2 personer pr leilighet døgnet rundt:

57

TE= (2 pers/leilighet x 20 leiligheter + 1hybelboer)8760t/år = 359 160 t/år

17.3 Sannsynlighet for å dø av brann, gitt at en brann oppstårBeregningsresultater av de ulike sannsynligheter ( p1- p9) som inngår i uttrykket for sannsynlighetfor å dø i brann, gitt at en brann oppstår er vist i dette kapitlet.

Sannsynlighetene har følgende definisjon:

p1 er sannsynligheten er at brannen detekteres i initielt brannrom før tålegrense (TG) nås.p2 er sannsynligheten for redning, gitt at brann ikke ble detektert i initielt brannrom.p3 er sannsynligheten for at det er personer tilstede i initielt brannrom med full førlighet.p4 er sannsynligheten for redning av person med manglende førlighet.p5 er sannsynligheten for vellykket evakuering til sikkert sted, gitt deteksjon og "full" førlighet.p6 er sannsynligheten for redning etter at egen evakuering mislykkes pga overeksponering.p7 er sannsynligheten for at person i tilstøtende rom går til initielt brannrom.p8 er sannsynligheten for vellykket evakuering etter å ha gått til initielt brannrom.p9 er sannsynligheten for redning etter å ha gått til initielt brannrom og egen evakuering mislykkes

58

Alternativ 1 (Risikoklasse 6)Beregningsresultater av de ulike sannsynligheter ( p1- p9) som inngår i uttrykket for sannsynlighetfor å dø i brann, gitt at en brann oppstår er vist i Tabell 20.

Tabell 20 Resultater fra beregning av sannsynligheter som inngår i hendelsestreet forflammebrann i rom 1, 2 og 3 for alternativ 1. Der sannsynligheten er 0 er det ikke personer.

Forskjellige sannsynligheter12 i forbindelse medflammebrann i brannrommet

Brannrom p1 p2 = p4 p3 p5 p6 = p9 p7 p8

Hobbyrom lukket dør dag 1,00 0,99 1 1,00 0,17natt 0,00 0,00 1 1,00 0,17

Leilighet lukket dør dag 1,00 0,99 0,8 1,00 0,17natt 0,74 0,00 0,8 1,00 0,17

Vaskerom lukket dør dag 0,50 0,99 1 1,00 0,17

Rom 1

natt 0,00 0,00 0 1,00 0,17Korridor utenforhobbyrom

dag 1,00 0,99 1 1 0,17 0,20 1,00

natt 0,98 0,00 1 1 0,17 0,20 1,00Korridor utenforleilighet

dag 1,00 1,00 1 1 0,17 0,20 1,00

natt 0,00 0,00 0,8 1 0,17 0,20 1,00Korridor utenforvaskerom

dag 1,00 1,00 1 1 0,17 0,20 1,00

Rom 2

natt 0,00 0,00 0 1 0,17 0,20 1,00Korridor utenforleiligheter i 1.etg

dag 1,00 0,90 1 1,00 0,17 0,20 1,00

natt 1,00 0,90 1 1,00 0,17 0,20 1,00Naboleiligheter (3 stk) dag 1,00 0,90 1 1,00 0,17 0,20 1,00

natt 0,95 0,90 0,8 1,00 0,17 0,20 1,00Kantine dag 1,00 0,90 1 1,00 0,17 0,20 1,00

Rom 3

natt 0,00 0,90 0 1,00 0,17 0,20 1,00

Generelt går sannsynligheten for redning (p2-n og p4-n) mot 1 når forholdet mellom tidspunkt dabrann kan registreres og tidspunkt til tålegrensen nås går mot 0. Sannsynligheten for redning avpersoner i naboleiligheter av brannvesenet vil gå mot 1 når forholdet mellom innsatstiden (dvs 10minutter) og tidspunkt til tålegrensen nås går mot 0. Beregningsresultatene viser ”uendelig” langtid til tålegrensen nås for naboleiligheter, når døren er lukket til initielt brannrom. Vi har derforantatt at redningssannsynligheten (p2-n og p4-n, hvor n=3 og 4) for personer i andre rom ibygningen er 0,9.

12 Definisjon av sannsynlighetene finnes på side 58.

59

Alternativ 2 (Risikoklasse 4)Beregningsresultater av de ulike sannsynligheter ( p1- p9) som inngår i uttrykket for sannsynlighetfor å dø i brann, gitt at en brann oppstår i bo- og servicesenteret utført i risikoklasse 4, er vist iTabell 21.



Brannrom p1 p2 = p4 p3 p5 p6 p7 p8

Hobbyrom åpen dør dag 1,00 0,99 1 0,99 0,17natt 0,00 0,00 1 0,99 0,17


Leilighet åpen dør dag 0,99 0,99 0,8 0,91 0,17natt 0,73 0,00 0,8 0,91 0,17


Vaskerom åpen dør dag 0,49 0,99 1 0,99 0,17natt 0,00 0,00 0 0,99 0,17


Rom

1

natt 0,00 0,00 0 0,99 0,17Korridor utenfor hobbyrom dag 1,00 0,94 1 1 0,17 0,20 1,00

natt 1,00 0,00 1 1 0,17 0,20 1,00Korridor utenfor hobbyrom dag 1,00 0,99 1 1 0,17 0,20 1,00

natt 0,98 0,00 1 1 0,17 0,20 1,00Korridor utenfor leilighet dag 1,00 0,94 1 1 0,17 0,20 1,00

natt 0,00 0,00 0,8 1 0,17 0,20 1,00Korridor utenfor leilighet dag 1,00 1,00 1 1 0,17 0,20 1,00

natt 0,00 0,00 0,8 1 0,17 0,20 1,00Korridor utenfor vaskerom dag 0,99 0,81 1 1 0,17 0,20 1,00

natt 0,00 0,00 0 1 0,17 0,20 1,00Korridor utenfor vaskerom dag 1,00 1,00 1 1 0,17 0,20 1,00

Rom

2

natt 0,00 0,00 0 1 0,17 0,20 1,00Korridor utenfor leil. i u. etg. dag 1,00 0,17 1 1,00 0,17 0,20 1

natt 1,00 0,17 1 1,00 0,17 0,20 1Korridor utenfor leil. i u. etg. dag 1,00 0,17 1 1,00 0,17 0,20 1

natt 1,00 0,17 1 1,00 0,17 0,20 1Naboleiligheter (3 stk) dag 1,00 0,17 1 0,86 0,17 0,20 1

natt 0,95 0,17 0,8 0,86 0,17 0,20 1Naboleiligheter (3 stk) dag 1,00 0,17 1 1,00 0,17 0,20 1

natt 0,95 0,17 0,8 1,00 0,17 0,20 1Kantine dag 1,00 0,17 1 0,50 0,17 0,20 1

natt 0,00 0,17 0 0,50 0,17 0,20 1Kantine dag 1,00 0,17 1 1,00 0,17 0,20 1

Rom

3

natt 0,00 0,17 0 1,00 0,17 0,20 1 13 Definisjon av sannsynlighetene finnes på side 58.

60

Alternativ 3 (Risikoklasse 4 og boligsprinkler)Beregningsresultater av de ulike sannsynligheter ( p1- p9) som inngår i uttrykket for sannsynlighetfor å omkomme i brann, gitt at en brann oppstår i bo- og servicesenteret utført i risikoklasse 4, ervist i Tabell 22.



Brannrom p1 p2 = p4 p3 p5 p6 p7 p8




Rom 1

natt 0,00 0,00 0 1,00 0,17Korridor utenforhobbyrom

dag 1,00 0,99 1 1,00 0,17 0,20 1,00

natt 0,98 0,00 1 1,00 0,17 0,20 1,00Korridor utenforleilighet

dag 1,00 1,00 1 1,00 0,17 0,20 1,00

natt 0,00 0,00 0,8 1,00 0,17 0,20 1,00Korridor utenforvaskerom

dag 1,00 1,00 1 1,00 0,17 0,20 1,00

Rom 2

natt 0,00 0,00 0 1,00 0,17 0,20 1,00Korridor utenforleiligheter i 1.etg

dag 1,00 0,90 1 1,00 0,17 0,20 1,00

natt 1,00 0,90 1 1,00 0,17 0,20 1,00Naboleiligheter (3 stk) dag 1,00 1,00 1 1,00 0,17 0,20 1,00

natt 1,00 1,00 0,8 1,00 0,17 0,20 1,00Kantine dag 1,00 0,90 1 1,00 0,17 0,20 1,00

Rom 3

natt 0,00 0,90 0 1,00 0,17 0,20 1,00

14 Definisjon av sannsynlighetene finnes på side 58.

61

17.4 Hyppighet av storbranner

17.4.1 MetodeI tillegg til beregning av FAR-verdi som er et mål på individrisiko, angir risikoanalysemetoden enmetodikk for å beregne hyppighet av storulykker. Storulykker er her definert som brann medminst 5 omkomne.

Ut fra den gitte definisjon på storulykke klassifiseres branner etter deres konsekvens mhppersonskade i én av følgende tre kategorier:

1) Brannen fører ikke til noen omkomne2) Brannen fører til 1-4 omkomne3) Brannen fører til minst 5 omkomne.

Disse utfallene kan beskrives (ved et lite hendelsestre, se Figur 9) med følgende sannsynligheter

qDB = Sannsynligheten for at en brann utvikler seg til en DødsBrann (minst én omkommen), dvskategori 2 eller 3

qSB = Sannsynligheten for at en dødsbrann utvikler seg videre til StorBrann (minst femomkomne), dvs kategori 3.

Merk at dette er to betingete sannsynligheter, gitt at en brann (henholdsvis dødsbrann) er underutvikling. Gitt at brann er oppstått, vil sannsynlighetene for å ende opp i kategoriene 1 - 3 derforkunne uttrykkes som

P(brann av kategori 1) = 1 - qDBP(brann av kategori 2) = qDB · (1 - qSB)P(brann av kategori 3) = qDB · qSB

Det er hyppigheten av branner av kategori 3 som her beregnes, mao.

fSB = fA · (1 - pS ) · qDB · qSB

Figur 9 Hendelsestre for storbrann.

Brann

Dødsbrann

Storbrann > 5 omkomne

1-4 omkomne

Ingen omkomne

q DB

q SB

62

Først ser en på ”generelle” estimat for qDB og qSB ut fra eksisterende brannstatistikk. De“generelle” estimaten justeres for å beregne tilsvarende sannsynligheter for en spesifikk bygning.qDB (sannsynligheten for at en brann utvikler seg til en DødsBrann) justeres med enkorreksjonsfaktor

Kq = (qD - verdi for bygningen) / qD(bygningstype).

Korreksjonsfaktoren Kq kan beregnes for den spesielle bygningstype (f eks ved å bruke qD - verdifor boliger). Datamaterielet er begrenset og i metoderapporten er det derfor brukt “typisk” qD-verdi for hele bygningsmassen.

qD - verdi for bygningen er qD-verdien som er beregnet gjennom scenarieberegningene (FAR-verdiberegningene).

Det “generelle” estimatet for qSB, dvs sannsynligheten for at en dødsbrann utvikler seg videre tilStorBrann, korrigeres med en korreksjonsfaktor KSB. KSB tar hensyn til følgende forhold vedbygningen, (og som antas være de vesentligste faktorer for om en dødsbrann utvikler seg til enstorbrann):

(i) E = Antall etasjer i bygningen(ii) Nt = Antall personer per m2 (tetthet av personer)(iii) AE = Areal pr etasje

Da layout og antall personer er lik i alle de tre alternative utformingene av bo- og servicesenteretvil KSB være lik for alle de tre alternativene.

Metoden er altså ikke direkte basert på utvelgelsen av scenarier, men på generelle vurderinger avbygningen (pluss Kq som altså avhenger av scenario-beregningene av individuelldødssannsynlighet, qD).

Hyppighet av storbranner pr år er gitt ved følgende uttrykk:

fSB(bygning) = fB(bygning) . qDB(bygning) . qSB(bygning)

63

17.4.2 Inngangsdata og resultater

Tabell 23 Inngangsdata for beregning av hyppighet av storbrann.Alt. 1(risikoklasse6)

Alt. 2(risikoklasse4)

Alt. 3(boligsprinkler)

Hyppighet av branntilløp fa 0,015 0,026 0,026Sannsynlighet for slokking ps 0,95fB(bygning) = fa (1 - ps) 0,76 . 10-3 1,3 . 10-3 1,3 . 10-3

Sannsynlighet for at person sombefinner seg i bygningen, når branneninntreffer omkommer

qD-verdi for bygningen 0,011 0,015 0,005

Sannsynlighet for at person sombefinner seg i en bygning, når en branninntreffer omkommer

qD-bygningstype 0,005

Kq =(qD - verdi for bygningen) /qD(bygningstype)

2,2 3,0 1,0

Sannsynlighet for at brann utvikler segtil dødsbrann (for helebygningsmassen)

qDB(bygningstype) 0,017

Sannsynlighet for at brann utvikler segtil dødsbrann

qDB(bygning)=qDB(bygningstype) . Kq

0,04 0,05 0,005

”Generelt” estimat forstorbrannsannsynlighet

P(N>5). .0,02 0,02

Korreksjonsfaktor for antall etasjer kE* 0,67

Korreksjonsfaktor for antall personerpr m2

kNt* 0,67

Korreksjonsfaktor for areal pr etasje kA 5,1Korreksjonsfaktor

A*N

*ESB kkkK

t⋅⋅= 2,29

qSB(bygning)=qSB(bygningstype) . KSB

0,046

Hyppighet av storbrann (antall pr år) fSB(bygning)= fB (bygning) .qDB(bygning) . qSB(bygning)

1,4 . 10-6 3,0 . 10-6 1,0 . 10-6

Antall persontimer pr år i bygningen 359 160Antall storbranner pr 100 millionerpersontimer

3,9 . 10-4 8,3 . 10-4 2,7 . 10-4

Resultatene av beregningene viser at alt. 3 (boligsprinkler) og alt. 1 (risikoklasse 6) har laveststorbrannhyppighet. Dersom det finnes 10 000 bygninger av samme type vil det inntreffe 1 og 1,4storbranner hver 100. år for henholdsvis alt. 3 og 1, og 3 storbranner dersom bygningene er utførtsom i alt. 2 (risikoklasse 4).

Antall storbranner pr 100 millioner persontimer er 3 . 10-4 og 4 . 10-4 for henholdsvis alt. 3 og 1.Begge alternativene tilfredsstiller akseptkriteriene for hyppighet av storbranner som er angitt imetoderapporten (dvs mindre enn 5 . 10-4). Tilsvarende tall for alt. 2 (risikoklasse 4) er 8 . 10-4 ogligger utenfor akseptabelt område (jfr. Figur 8). En må her være klar over at disse akseptkriterieneer basert på dødsbrannstatistikken for en relativ kort periode (ca 10 år) og at det i dennetidsperioden kun inntraff én storulykke.

Metodikken for beregning av storulykkeshyppigheten er ikke prøvd ut tidligere.

64

18 VEDLEGG 3: BEREGNINGER AV RØYKPRODUKSJON OG -SPREDNING (FASTLITE-beregninger)

18.1 Grunnlag for beregning av varmeutviklingBrannens varmeutvikling Q blir bestemt av følgende ligning:

Q = α⋅t2 (kW)

hvor t er tiden fra brannstart (sekunder) og α (kW/s2) er en konstant som er avhengig av om envelger langsom, middels, rask eller ultrarask brannutvikling er verdiene for α gitt i Tabell 24.

Varmeutviklingen Q slutter imidlertid å vokse, det vil si Q blir konstant, etter overtenning avbrannrommet har funnet sted. I programmet (FASTLite) har en som “default” valgt å brukeverdiene for et såkalt “standard brannrom”, som har dimensjonene (bredde x lengde x høyde) lik2,44 m x 3,66 m x 2,44 m. Det har vist seg at overtenning av dette rommet skjer nårvarmeutvikling på grunn av brannen i brannrommet har nådd ca 1055 W (= 1000 BTU/s). Fraligningen over, samt av verdiene for α i Tabell 24, kan en bestemme når overtenning, tovertenning(sek.), finner sted.

Tabell 24 Tiden for når overtenning inntreffer i et standard rom, samt verdier for α, avhengigav brannutviklingen er langsom, middels, rask eller ultrarask.

Brannutvikling αααα(kW/s2)

Tid til overtenning: tovertenning(sekunder)

Langsom 0,002780 600Middels rask 0,017220 300Rask 0,046888 150Ultrarask 0,187556 75

For større rom skjer imidlertid overtenningen av rommet ved en høyere varmeavgivelse Q, og vedet senere tidspunkt tovertenning, jo større golvarealet er. Konstanten α er imidlertid den samme,uavhengig av størrelsen av brannrommet.

Figur 10 viser sammenhengen mellom den typiske romdimensjonen (det vil si kvadratroten avgolvarealet) og den kritiske energiutviklingen i rommet, som fører til overtenning. Tiden for nårovertenning finner sted i brannrommet, bestemmes av følgende ligning, når en har funnet denkritiske verdien for varmeutviklingen, hvor overtenning av rommet finner sted:

tovertenning = [Q/α]1/2

Denne verdien en får for tovertenning, brukes i beregningsprogrammet for “level-off at time” forvarmeavgivelsen. “Start decay at time” er tidspunktet fra brannstart til varmeavgivelsen begynnerå avta, tslokkefase. I programmet brukes en tid tslokkefase = tovertenning + 600 sek. som ”default”.

65

Figur 10 Sammenhengen mellom romstørrelsen (kvadratroten av golvarealet) og nødvendigvarmeutvikling i brannrommet som medfører overtenning (Opstad og Stensaas,1998).

18.2 Boligsprinkler

18.2.1 Modellering av sprinklereffektI FASTLite er sprinklereffekten modellert ved at varmeeffekten fra brannen gradvis reduseresetter at boligsprinkleranlegget er aktivert.

I denne analysen av bo- og servicesentert er beregningsresultatene ved bruk av FASTlite benyttet.

18.2.2 Erfaringer og forsøk med boligsprinkler”Scottsdale-prosjektet” trekkes ofte frem som et bevis på at boligsprinkler har stor effekt. Det ervel ingen som betviler at boligsprinkler har effekt på en brann, men ut fra den relativt beskjednestatistikk som finnes over branner med boligsprinkleranlegg er det imidlertid vanskelig å sinøyaktig hvor effektiv den er til å unngå dødsfall. Byen Scottsdales 10-årige erfaring med bruk avboligssprinkler kan ikke direkte brukes til å angi effekten i et bo- og servicesenter. Forholdene erikke sammenlignbare.

66

Fra 1986 ble det krevd boligsprinkler i alle nye bolighus i Scottsdale. I januar 1996 var 35% aveneboliger (19 649 stk) og 49% av byens flermannsboliger (13 938 stk) sprinklet.

I tidsperioden mellom 1986 og 1995, ble sprinkleranlegg aktivert i 44 av de 598 boligbrannenesom oppstod i Scottsdale (Ford, 1997). 41 av disse brannene ble kontrollert eller slukket av etteller flere sprinklerhoder. 2 av de 3 brannene hvor flere sprinkler var nødvendig for å slokkebrannen, var påsatte branner hvor brennbar væske var benyttet.

Ingen personer omkom i de 44 brannene. I (Ford, 1997) antas det at sprinkler har spart omlag 10menneskeliv i denne perioden. Antall sparte liv er fremkommet ved å anta samme dødsrate prbrann i sprinklede boliger som i usprinklede boliger. I denne perioden omkom 10 personer i 8branner i Scottsdale, alle i usprinklede eneboliger.

Det kan stilles spørsmål om denne antakelsen er riktig. Undersøkelser som bl.a. (Hansen, 1994)viser at enkelte personkategorier i samfunnet er overrepresentert i dødsbrannstatistikken.Artikkelen (Ford, 1997) angir ikke om beboerne i de sprinklede boligene utgjør et representativtutvalg av hele Scottsdales befolkning. Artikkelen opplyser heller ikke hvor mange av de 44brannene som var potensielle dødsbranner. Artikkelen gir f.eks. ikke svar på hvor mange brannersom startet i rom hvor personer sov.

Scottsdale-prosjektet viser imidlertid enkelthendelser på at sprinkler er svært effektivt. De trepåsatte brannene hvor brennbar væske er benyttet er kort beskrevet. Det var kun i det ene tilfelletdet var fare for menneskeliv. Aktivering av ett sprinklerhode reddet en 21-årig sovende mann somvar dynket med bensin og påtent.

Fullskalaforsøk viser at branner i rom med stor brannbelastning kan røykproduksjon og –spredning være betydelig selv om boligsprinkleranlegg utløses.

National Bureau of Standards (NBS) i USA har utført fullskalaforsøk med sprinkleranlegg ipasientrom. Disse forsøkene er beskrevet i (O’Neill, Hayes Jr., 1979) og (O’Neill, Hayes Jr., Zile,1980) og en oppsummering av forsøkene er gitt i (Lundberg, 1981).

Forsøkslokalitetene var bygd opp med et 14,1 m2 pasientrom med dør ut til en korridor, i enden avkorridoren var det en vestibyle. Døra ut til korridoren stod åpen under alle forsøkene.

Sprinklerhoder var plassert både i pasientrommet og i korridoren. Vanntettheten på sprinklerhodetvar 6,9 mm/min. Utløsningshastigheten var standard (74°C) og hurtig (57°C).

Det var 3 forskjellige startbranner:1. brann i seng antent av brann i papirkurv.2. brann i garderobeskap av brennbare materialer antent av brann i pappeske med

sammenkrøllede aviser.3. brann i garderobeskap av stål antent i pappeske med sammenkrøllede aviser.

Sprinkleranlegget slokket brannen i alle fullskalaforsøkene. Røykspredningen var allikevel storfør brannen slokket. I forsøket med brann i garderobeskap av kryssfiner ble det kritisk både ikorridor og naborom, mens en sengebrann stort sett var kritisk for pasienter i startbrannrommet.Når sprinkleranlegget aktiveres fordeler røyken seg i hele volumet og røykspredningen blirhurtigere og større enn dersom det ikke er sprinkleranlegg.

67

Rapporten konkluderer med at sprinkleranlegg med fordel kan installeres i et sykehus, men at detkan diskuteres om det i det hele tatt er noen hjelp i sykehjem hvor brannbelastningen vil værestørre.

Her er mer informasjon om de nevnte fullskalaforsøkene:

Sengebrannen• Kritisk nivå på røyktetthet ble nådd før sprinklerhodet utløste, særlig tett var røyken oppe ved

taket. Etter at sprinkleranlegget trådte i funksjon ble både døråpningen og korridorenfullstendig mørklagt av røyken fra golv til tak.

• CO-konsentrasjonen var stort sett lav og nådde ikke kritisk faregrense.• Før sprinklerutløsning var konsentrasjonen av CO høyest ved taket, etter at sprinkleranlegget

var trådt i funksjon var konsentrasjonen av CO høyest ved golvnivå.• Sprinkleranlegget i korridoren utløste ikke under noen av forsøkene.• Ved bruk av hurtigvirkende sprinklerhoder (57°C), reduserte en røykmengden både i

brannrommet og omgivelsene.• Reaksjonstiden for sprinkleranlegget ved standard sprinklerhode (74°C): 345-388 sek

(omkring 6 min.) og ved hurtigreagerende sprinklerhoder (57°C): 285 sek. (4 min ¾ sek.).Temperaturen ved taket var da henholdsvis 200°C og 120°C og høyden fra golvet til røyklagethenholdsvis 0,9 m og 1,2 m.

Garderobeskapbrannene• Ved brann i garderobeskap av kryssfiner får en en ekstremt alvorlig brann som kan resultere i

overtenning i rommet etter kun to minutter uten at andre brennbare produkter er tilstede. Allekritiske testnivåer (varmefluks, røyk og gasskonsentrasjon) er overskredet ved dette tidspunkt.

• Brann i brennbare garderobeskap gir en betydelig alvorligere brann enn ved brann i stålskap,særlig med tanke på CO-konsentrasjon.

• Automatisk sprinkleranlegg reduserte noen av farene ved brann i brennbare garderobeskap,men kritisk grense for CO-konsentrasjon ble overskredet i hele testområdet medsprinklerhodet i taket (etter 7 min. i pasientrom og etter 8 min. i vestibyle). CO-konsentrasjonen var signinfikant lavere i testene med sprinklerhodet på veggen.

• Et aktivert sprinklerhode i pasientrommet fordelte røyken i hele testområdet slik at en fikk entotal formørkning.

• Ved bruk av hurtigreagerende sprinkler (57°C) fikk en ikke noen signifikant forbedring avrøykforholdene.

• Ved bruk av brennbar himling økte en energiproduksjonen i pasientrommet når himlingen bleeksponert av flammer fra garderobeskapet. Det hadde imidlertid ingen alvorlige følger forslokking og kontroll av brannen.

• Reaksjonstiden for sprinkleranlegget ved standard sprinklerhoder (74°C): 43-100 sek. (middel:72 sek.), ved hurtigreagerende sprinklerhoder (57°C): 47-51 sek. (middel: 49 sek.).

18.2.3 Pågående prosjektI Sverige er et 2-årig boligsprinklerprosjekt nettopp startet. Målet er bl.a. er å se på mulighetenefor å anvende alternative sprinklerteknikker og utarbeide regler for hvordan krav til passivebrannbeskyttelsestiltak kan reduseres ved installasjon av sprinkleranlegg og hva som er akseptablesikkerhetsnivåer. En nærmere omtale av prosjektet finnes på følgende internettside:

http://www.tratek.se/boendesprinkler

68

18.2.4 Konklusjon• Statistikk over inntrufne branner og fullskalaforsøk viser at boligsprinkling er svært effektivt

til å hindrer brannspredning dersom boligsprinkleranlegget virker. Ved visse type branner somf.eks. brann oppå tak vil ikke sprinkler hindre brannspredning.

• Røykproduksjon og –spredningen kan bli betydelig ved brann i rom med høy brannbelastning.Fullskalaforsøk viser at kritisk grense for CO-dose nås i startbrannrom og naborom etter 7-8minutter når dør fra initielt brannrom står åpen.

• Utløsning av boligsprinkleranlegg medfører at røyken fordeles i nærområdet, slik at en får entotal formørkning.

Ut fra resultatene ovenfor er det imidlertid rimelig å anta at det kan oppstå kritiske situasjonerogså i bo- og servicesentra med boligsprinkler. Leiligheter i bo- og servicesenter vil ha høybrannbelastning og det er derfor rimelig å tro at og en brann vil medføre betydelig røykproduksjonog –spredning selv om boligsprinkleranlegget utløses. Dersom døren fra leiligheten til korridorstår åpen, vil evakuering og redning bli vanskelig etter forholdsvis kort tid fra naborom tilknyttetsamme korridor. For personer i startbrannrommet som trenger hjelp for å komme ut, kan risikere åmåtte bli i brannrommet til kritisk CO-dose er nådd.

18.3 Grunnlag for beregning av udyktiggjøring av personer Beregningene med simuleringsprogrammet FASTLite gir følgende resultater som funksjon avtiden for hvert av de tre områdene: • Effektiv varmeutvikling i brannrommet og tilstøtende rom• Gjennomsnittlig temperatur i og under røyksjiktet.• Gjennomsnittstemperaturen til nedre og øvre del av veggene, som er dekt av henholdsvis øvre

og nedre røyksjikt, samt gjennomsnittstemperaturen på tak og gulv.• Gjennomsnittskonsentrasjonene av CO, CO2, O2 og uforbrente hydrokarboner i og under røyk-

sjiktet.• Varmestråling mot gulvet• Høyden til røyksjiktet over golvet, det vil si høyden opp til nedre del av røyksiktet.

På grunnlag av romdimensjonene for de tre områdene som en brannseksjon består av (det vil sibrannrommet, transportområdet og det fjerntliggende området), verdien for antall m2 brennbaroverflate i rommet pr m3 romvolum (som bestemmer brannutviklingens raskhet) nB og felles datafor brann-scenariene, blir blant annet temperaturene, CO -konsentrasjonene, samt uforbrentemengde hydrokarboner (sot).

På grunnlag av mengden eller konsentrasjonen av uforbrente hydrokarboner (sot) blir lysdemp-ningskoeffisienten k beregnet som funksjon av tiden etter brannstart. Denne parameterenbestemmer igjen siktbarheten i de tre områdene, når mennesker detekterer brannen, når røyk-detektorer aktiviseres og når mennesker starter evakueringen. Dette bestemmes på grunnlag avkriterier presentert i metoderapporten.

Ut fra CO -konsentrasjonene bestemmes tidspunktet for når udyktiggjøring på grunn avinhalering av giftige gasser (Fu = 1) i henhold til beregningsmodellene i avsnittet foran.

69

18.4 BrannscenarierFASTLite-beregninger er utført for følgende brannscenarier:

1. Brann i Leilighet nr 18 i 1. etasje med åpen15 og lukket dør mot korridor for alternativ 1(risikoklasse 6), 2 (risikoklasse 4) og 3 (sprinkler).

2. Brann i hobbyrom i underetasjen med åpen og lukket dør mot korridor for alternativ 2.3. Brann i vaskerom i 1. etasje for alternativ 2 og 3.

Tabell 25 og Figur 11 - Figur 16 gir en oversikt over hvilke rom som inngår i beregningene medFASTLite.

Tabell 25 Oversikt over hvilke rom som inngår i beregningene med FASTLite.

Beregningnr. Brannrommet (Rom 1) Rom 2 Rom 3

1a Hobbyrom Korridoren utenfor Korridorene utenforleilighetene 1-6 og 7-10

1bHobbyrom og korridorutenfor hobbyrommet(Risikoklasse 4)

Hovedtrappesjakt Korridorene utenforleilighetene 1-6 og 7-10

2a Leilighet nr. 18(Risikoklasse 4)

Korridoren utenforleilighet nr. 18

Korridor utenforhovedtrappesjakt

2bLeilighet nr. 18 ogkorridor utenfor leilighet(Risikoklasse 4)

Hovedtrappesjakt,trappesjakt, korridorutenfor kafé

-

2cLeilighet nr. 18(med ett sprinklerhode)(Sprinkler)



2d Leilighet nr. 18(Risikoklasse 6)



3a Vaskerom(Risikoklasse 4)

Korridoren utenforvaskerom

Korridoren utenforleilighet 11-16 og 17-20

3bVaskerom og korridorenutenfor(Risikoklasse 4)

Korridorene utenforleilighet 11-16 og 17-20

Kaféen oghovedtrappesjakt

3cVaskerom (med ettsprinklerhode)(Risikoklasse 4)

Korridoren utenforvaskerom

Korridoren utenforleilighet 11-16 og 17-20

15 Beregninger med åpen dør er foretatt for alternativ 2 (risikoklasse 4).

70

Figur 11D

efinisjon av rom1, 2 og 3 for scenariet hvor initielt brannrom

er hobbyrom, og døren m

ellom hobbyrom

og korridor er lukket.

71

Figur 12D

efinisjon av rom 1, 2 og 3 for scenariet hvor initielt brannrom

er hobbyrom, og døren m

ellom hobbyrom

og korridor er åpen.

72

Figur 13D


er leilighet nr. 18 og døren mellom

leilighet og korridor er lukket.

73

Figur 14D


er leilighet nr. 18 og døren mellom

leilighet og korridor er åpen.

74

Figur 15D


er vaskerom og døren m

ellom vaskerom

og korridor er åpen.

75

Figur 16D


er vaskerom og døren m

ellom leilighet og korridor er lukket.

76

Tabell 26 viser fellesdata som gjelder for alle beregningene. Dette er ”default”- ellerstandardverdier som ligger i FASTLite-programet. Disse dataene kan endres av brukeren avprogrammet.

Tabell 26 Inngangsdata som gjelder for alle scenariene.

Data for brannen: Verdi Enhet

• Type brann: Ventilasjonskontrollert medmulig overtenning

• Laveste oksygenkonsentrasjon hvor brann er mulig: 10 %• Temperaturen til det brennbare materialet: 20 °C• Antennelsestemperaturen på pyrolysegassene: 220 ”• Andelen av energien som frigis som stråling 0,3 -• Gjennomsnittlig tetthet på det brennbare materialet: 435 kg/m3

• Andel brennbart materiale: 0,9 -• Brenselet fordampningsvarme 7,543 MJ/kg• Gjennomsnittlig forbrenningsverdi: 19.5 MJ/kg• Forholdet mellom produsert karbon og karbondioksid i

forbrenningsgassene: C/CO2 0,03 -

• Forholdet mellom produsert karbonmonoksid ogkarbondioksid i forbrenningsgassene: CO/CO2 0,03 -

• Forholdet mellom produsert hydrogen og karbon: H/C 0,167 -• Forholdet mellom produsert oksygen og karbon: O2/C 0 -• Produsert hydrogencyanid i forbrenningsgassene: HCN 0 %• Produsert hydrogenklorid i forbrenningsgassene: HCl 0 %

Data for omgivelsene:• Temperatur inne før brannstart: 20 °C• Temperatur ute: 10 ”• Relativ fuktighet: 50 %• Trykk 1,013 bar• Høyde for trykkmålingen 0 mAndelen brennsel tilgjengelig i horisontale og vertikale flater(default-verdier i FASTLite er angitt)

andel avflate i % Tykkelse (m)

• Horisontal flate 1: 10,0 0,0064• Horisontal flate 2: 50.0 0,0256• Horisontal flate 3: 60,0 0,0512• Vertikal flate 1: 20,0 0,0064• Vertikal flate 2: 80,0 0,0256• Vertikal flate 3: 40,0 0,0512

Følende input-data må spesifiseres for beregning av brannutvikling ved hjelp av FASTLite:

Velg brannutvikling:• Middels (overtenning etter 300 sek. (5 min.) i standardbrannrommet16).

16 ”Standardbrannrommet” har dimensjonene (dybde x lengde x høyde) lik 2,44 m x 3,66 m x 2,44 m. Det er

nødvendig med en varmeutvikling på 1055 kW for å oppnå overtenning av dette rommet. Når golvarealet øker ogtakhøyden er konstant, vil nødvendig varmeutvikling for å forårsake overtenning også øke.

77

• Rask (overtenning etter 150 sek. (2,5 min.) i standardbrannrommet).• Ultrarask (overtenning etter 75 sek. i standardbrannrommet).

Eller en kan velge en egendefinert tid-temperaturutvikling.

Plassering av brannen velges alltid midt i brannrommet, og brannen modelleres som en brann somkan gå til overtenning hvis forholdene for det er tilstede.

Inntil tre rom kan defineres i FASTLite, hvorav rom 1 er brannrommet, rom 2 er vanligviskorridor og rom 3 er et fellesområde (kantine, korridor eller trappesjakt. I alle beregningene medFASTLite for leilighet, hobbyrom og vaskerom har vi valgt ultrarask eller såkalt ”ultrarask”brannutvikling. Dette har vi gjort for at en antar at det er en relativt stor andel av lett brennbarematerialer i disse rommene.

Såkalt ”røyktette dører” er bare røyktette for kald røyk. I tilfelle eksponering av varm røyk antasdørene å ha en spalte på 1 mm rundt hele døra med dimensjon 1 m x 1,9. For enkelthetens skyld,har en i FASTLite-beregningene valgt å modellere den røyktette døra som en åpning meddimensjonene 0,003 m x 1,9 m, når de eksponeres for varm røyk (Det vil si det er brann i det enerommet). Dør i korridor/seksjoneringsvegg antas å ha en spalte på 6 mm mellom golv og dørblad.De andre dørene i korridoren har en spalte på 3 mm mellom golv og dørblad.

18.5 Scenario 1: Brann i hobbyrom

18.5.1 Generelt

Brannrommet er i dette tilfellet hobbyrommet. Hobbyrommet har et areal lik 7,2 m x 6.0 m = 43,2m2. Det er ikke røykspredning direkte fra brannrommet (rom 1) til fellesområdet (rom 3), men viakorridor (rom 2). Her antas at en får en ultrarask utvikling av brannen på grunn av mye lettbrennbart materiale. Rom 2 er korridor utenfor hobbyrommet, mens trappesjakten ikke vil kunnerepresentere rom 3 på grunn av røyktett dør (for kald røyk). Rom 3 vil være korridorene utenforleiligheten 1-6 og 7-10.

Karakteristisk romdimensjon er kvadratroten av romarealet, det vil si 6,6 m. På grunnlag av dennedimensjonen kan vi gå inn i Figur 10 å finne ved hvilken varmeutvikling Q som gir overtenningav hobbyrommet. Med en karakteristisk romdimensjon på 6,6 m = 21,6 ft, vil det, ifølge Figur 10,være nødvendig med en varmeutvikling i brannrommet på ca 1800 kW for å oppnå overtenning ibrannrommet. Tiden til overtenning kan da beregnes til: t = (1800/0,18755)1/2 ≈ 100 sek = 1 min.og 40 sek.

Ventilasjonen i hobbyrommet er 2 l/sm2. For et golvareal på 43,2 m2 vil det gi en balansertventilasjon på 86,5 l/s = 0,09 m3/s = 0,104 kg/s, når en antar at ventilasjonslufta har en tetthet på1,2 kg/m2. Dette tilsvarer to åpninger, hvor en har naturlig ventilasjon under en brann medkvadratiske dimensjoner lik 0,38 m x 0,38 m (V = 0,5⋅AH1/2 = 0,103, H5/2 = 0,207 m3/s, H =(0,288)2/5 = 0,53 m). Denne åpningen antas å ligge i taket, og den antas å evakuere røyk frabrannrommet via ventilasjonskanalene. Den andre åpningen antas å være ved veggen, ned vedgolvet. Grunnen til at vi må konvertere forsert ventilasjonsmengde til tilsvarende åpning mednaturlig ventilasjon under en brann, og som gir samme ventilasjon som forsert ventilasjon, er atFASTLite ikke kan operer med forsert ventilasjon.

78

18.5.2 Brannscenario 1a: Brann i hobbyrom med lukket dør

I dette scenariet vil døra mellom hobbyrommet og korridoren bli eksponert for varm røyk. Døravil dermed kunne spre røyk. Vi antar at døra har en spalte på 1 mm rundt hele døra. Døra mellomkorridor og trappesjakt eller tilstøtende korridor vil bli eksponert for ”kald” røyk.

Ettersom de aktuelle dører er røyktette dører, vil de ikke slippe gjennom røyken til trappesjakteneller korridoren, men røyken kan spre seg til korridorene utenfor leilighetene nr. 1-6 og 7-10gjennom spalter mellom golv og dørblad. Denne døra har en spalte på 6 mm mellom golv ogdørblad. I dette brannscenariet vil vi derfor beregne røykspredning mellom tre rom, nemligbrannrommet, som er hobbyrommet, og korridorene utenfor leilighetene nr. 1-6 og 7-10.

Brannbelastningen for hobbyrommet antas å være lik brannbelastningen for verksted for tre- ogmetallsløyd i henhold til Norsk Standard NS 3478, det vil si 630 MJ/m2 golvflate. Nårhobbyrommet har et golvareal på 43,2 m2, vil dette rommet inneholde 28200 MJ brennbarmateriale, inklusive immobil brannbelastning i EI 30-vegger. Vi antar at dersom brannen går tilovertenning, vil ca 50 % av brannbelastningen i rommet brenne opp. Foreløpige beregninger viserat brannens effektutvikling blir ca 0,8 MW. Denne brannen vil kunne brenne i nærmere fem timer,hvis ikke brannvesenet ankommer og får slokket brannen på et tidligere tidspunkt. I FASTLite-beregningene antar vi imidlertid at brannen varer i 2 timer.

Beregning med FASTLite har vist at overtenning av hobbyrommet skjer allerede etter 114sekunder. Erfaringsmessig vil vinduene i brannrommet ryke umiddelbart etter overtenning. Viantar her at 25 % av vindusglasset faller ut, slik at åpningsarealet til det fri økes fra 0 til 1 m2 (25% av 1 m x 4 m = 1 m2) umiddelbart etter at brannen er gått til overtenning.

Tabell 27 Data for brann i hobbyrommet med EI 30-vegger og lukket dør til korridor.

Parameter Verdi Enhet

Data for brannen:• Brannutviklingshastighet: Ultrarask: α = 0,18755• Mobil brannbelastning (verksted for tre- og metallsløyd): 630 MJ/m2

• Totalt energiinnhold i brannrommet: 28200 MJ• Nødvendig varmeutvikling for forårsake overtenning: ca. 1,8 MW• Tid til overtenning/start stasjonær fase av brannen: sek. 114 sek.• Tid til start på slokkefasen/slutt på stasjonær fase: 7086 ”• Brannen er slokket: 7200 ”• Antall rom som tas med i beregningene: 3 -

Dimensjoner for rommene (X = dybde; Y = bredde; Z =høyde):

X(m)

Y(m)

Z(m)

Rom 1/brannrommet (hobbyrommet): 7,2 6,0 2,4• Rom 2 (korridor utenfor hobbyrom): 1,8 13,2 2,4• Rom 3 (korridor utenfor leilighetene 1-6 og 7-10): 3,0 2,6 5,0• Golvareal i hobbyrommet: 43,2 m2

79

Type åpning fra hobbyrom til korridor: 1 mm spalte rundthele dørbladet

EI 30 C dør med anslag,tettelist m/ 25 mm terskel,

• Bredde spalte ved dørterskel: 0,003 m• Høyde fra golv til nedre kant av spalte: 0 ”• Høyde fra golv til øvre kant av åpning: 1,9 ”

Type åpning ut mot det fri Lukkede vinduer17

• Bredde av vindu: 4 m

• Høyde fra golv opp til vindu: 1 ”

• Høyde til øverste del av vindu: 1 ”

Ventilasjonsmengde i brannrom omgjort til to kvadratiskeåpninger i tak og golv:

2 l/s⋅⋅⋅⋅m2 x 43,2 m2 =86,4 l/s = 0,104 kg/s

• Sider for åpning i tak 0,38 m• Sider for åpning i golv: 0,38 ”

• Areal av åpning i tak: 0,14 m2

• Areal av åpning i golv: 0,14 m2

Type Åpning 1 fra korridor til rom 3:Nedre sprekk i lukket dør EI15C dør uten terskel

• Bredde 1,0 m• Høyde fra golv til nedre kant av åpning: 0 ”• Høyde fra golv til øvre kant av åpning: 0,006 ”

Veggtyper og etasjeskiller Type Tykkelse(m)

• Vegger, tak og golv i brannrom: EI 30-vegg18 -• Vegger, tak og golv i rom 2: ” ”• Vegger, tak og golv i rom 3: ” ”

17 Vinduene kollapser ved en eventuell overtenning av brannrommet. Vi antar da at 25 % av vindusflaten faller ut,

slik at brannrommet får økt lufttilførsel og evakuering av røyk gjennom det økte åpningsarealet. Beregningene iFASTLite stoppes ved overtenning, slik at en kan øke åpningsarealet til det fri fra 0 m2 til 1 m x 4 m = 4 m2 x 25% = 1 m2.

18 Veggen består av 100 mm Rockwool A-plate og ett lag 13 mm gipsplate på hver side.

80

18.5.3 Resultater

Figur 17 Resultater av FASTLite-beregninger av brann i hobbyrom med lukket dør.Alternativ 2 (risikoklasse 4).

Brannens varmeeffekt

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

0,0 15,0 30,0 45,0 60,0Tid fra brannstart (min.)

Varm

eutv

iklin

g (M

W)

Rom 1Rom 2Rom 3

Temperaturen på øvre røyksjikt i rom 1, 2 og 3

0

200

400

600

800

1000

1200


Tem

pera

tur (

°C)

Rom 1Rom 2Rom 3

Røyksjiktets høyde over golvet

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0,0 15,0 30,0 45,0 60,0

Tid fra brannstart (min.)

Høy

de (m

) Rom 1Rom 2Rom 3

Innhallert CO-dose

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

0,0 15,0 30,0 45,0 60,0


Dos

e (-)

Rom 1Rom 2Rom 3Kritisk dose

Sikten i rommene

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

0,0 15,0 30,0 45,0 60,0


Sikt

(m)

Rom 1Rom 2Rom 3

Forholdet mellom varmebelasstning iht ISO-kurven og beregnet varmebelastning

0

1

2

3

4

5

6


Fakt

or (-

)

Faktor

Gjennomsnitt(IE60): 0,9Gjennomsnitt(IE30): 1,1

81

18.5.4 Brannscenario 1b: Brann i hobbyrom med åpen dør

Rom 1 eller brannrommet er i dette tilfellet hobbyrommet, inklusive korridoren utenfor. Rom 2blir hovedtrappesjakten, mens rom 3 blir korridorene utenfor leilighet nr 1-6 og 7-10.

I dette brannscenariet oppnås overtenning av brannrommet allerede etter 100 sekunder. Før detskjer, det vil si når temperaturen er ca 400-500 °C i brannrommet, får vi brannspredning frahobbyrommet til korridoren utenfor. Dette skjer i intervallet 1-2 min. etter brannstart. Vi velger åinkludere korridoren også i brannrommet. Det totale arealet på brannrommet blir i dette tilfellet 6m x 11,2 m = 66,9 m2 i stedet for 6 m x 7,2 m = 43,2 m2. Brannrommet blir i dette tilfelletvesentlig større, noe som medfører en noe langsommere brannutvikling sammenlignet med ombrannen hadde blitt begrenset bare til hobbyrommet. Overtenning i dette større rommet vil skjenoe senere, det vil si etter 130 sekunder.

Tabell 28 Data for brann i hobbyrommet med EI 30-vegger.



• Total brannbelastning i hobbyrommet: 630 ”

Energiinnhold i hobbyrommet: 27216 MJ• Nødvendig varmeutvikling for forårsake overtenning: 2,4 MW• Tid til overtenning/start stasjonær fase av brannen: sek. 133,8 sek.• Tid til start på slokkefasen/slutt på stasjonær fase: 7040 ”• Brannen er slokket: 7200 ”• Antall rom som tas med i beregningene: 3 -

Dimensjoner for de tre rommene (X = dybde; Y = bredde; Z= høyde):

X(m)

Y(m)

Z(m)

Brannrommet (hobbyrommet og korridoren utenfor): 11,2 6,0 2,4• Rom 2 (hovedtrappesjakt): 2,6 3,0 5,0• Rom 3 (utenfor leilighetene 1-6): 1,8 43,8 2,4• Golvareal i hobbyrommet: 66,9 m2

Type åpning 1 fra hobbyrom til korridor: 1 mm spalte rundthele dørbladet:



Type åpning ut mot det fri: Lukkede vinduer19




82




• Ventilasjonsmengde i brannrom omgjort til tokvadratiske åpninger i tak og golv:

2 l/s⋅⋅⋅⋅m2 x 43,2 m2 =86,4 l/s = 0,104 kg/s

• Sider for åpning i tak 0,38 m• Sider for åpning i tak: 0,38 ”

• Areal av åpning i tak: 0,14 m2

• Areal av åpning i golv: 0,14 m2

Type Åpning 1 fra korridor til rom 3:Nedre sprekk i lukket dørEI 15C dør uten terskel



• Vegger, tak og golv i brannrom: EI 30-vegg20 -

• Vegger, tak og golv i rom 2: ” ”• Vegger, tak og golv i rom 3: ” ”

20 Veggen består av 100 mm Rockwool A-plate og ett lag 13 mm gipsplate på hver side, festet til 48 mm x 98 mm

trestenderverk. Denne typen vegg finnes imidlertid ikke i FASTLite-programmet. Velger derfor vegg bestående avKaoull, som også er en mineralull.

83

18.5.5 Resultater

Figur 18 Resultater av FASTLite-beregninger av brann i hobbyrom med åpen dør. Alternativ2 (risikoklasse 4)


0,000,200,400,600,801,001,201,401,601,802,00


Varm

eutv

iklin

g (M

W)

Rom 1Rom 2Rom 3


0

200

400

600

800

1000

1200


Tem

pera

tur (

°C)

Rom 1Rom 2Rom 3

Sikten i rommene

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

0,0 15,0 30,0 45,0 60,0


Sikt

(m)

Rom 1Rom 2Rom 3


0

1

2

3

4

5

6

7

8


Fakt

or (-

)

Faktor


Innhallert CO-dose

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

0,0 15,0 30,0 45,0 60,0


Dos

e (-)



0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

0,0 15,0 30,0 45,0 60,0


Høy

de (m

)

Rom 1Rom 2Rom 3

84

18.6 Scenario 2: Brann i leilighet nr 18

18.6.1 Scenario 2a: Brann i leilighet 18 med lukket dør

Data gitt i Tabell 26 må spesifiseres for dette brannscenariet i tillegg til Tabell 29. Vi ser avtabellen at det totale arealet av leilighet 18 er 9,0 m x 6,6 m = 59,4 m2. Vi velger her å se påleilighet 18 som ett rom, med de nevnte dimensjoner. Karakteristisk romdimensjon erkvadratroten av golvarealet, det vil si 7,7 m. På grunnlag av denne dimensjonen kan vi gå inn iFigur 10 å finne ved hvilken varmeutvikling Q som gir overtenning av leiligheten.

Rom 2 vil i dette brannscenariet være korridoren utenfor leilighet nr 18, mens rom 3 vil værefortsettelsen av denne korridoren på den andre siden av seksjoneringsveggen, det vil si korridorenutenfor kaféen/hovedtrappesjakten. Heller ikke her vil det være røykspredning direkte frabrannrommet til rom 3, bare via rom 2, det vil si korridoren utenfor brannrommet.

Balansert ventilasjon på 175 m3/h = 0,06 kg/s vil tilsvare to åpninger etter overtenning av brannenmed kvadratiske dimensjoner lik 0,3 m x 0, 3 m ved golv og tak. Disse åpningene vil gi sammemengde brannindusert lufttilførsel under en overtent brann i leiligheten som den forserte ogbalanserte ventilasjonen.

Brannbelastningen i leilighet antas å være lik gjennomsnittet brannbelastningen til oppholdsromog soverom i Norsk Standard NS 3478, altså gjennomsnittet av henholdsvis 510 og 630 MJ/m2

golvflate i leiligheten, det vil si 570 MJ/m2. Når leiligheten har en total golvflate på 59,4 m2, villeiligheten ha en mobil brannbelastning på ca 33800 MJ/m2. I tillegg kommer immobilbrannbelastning i vegger, tak og golv på ca 1200 MJ.

Tabell 29 Data for brann i leilighet 18 med EI 30-vegger og lukket dør til korridor.



• Immobil brannbelastning (EI 30-vegger): 1200 MJ• Totalt energiinnhold i brannrommet: 35000 MJ• Nødvendig varmeutvikling for forårsake overtenning: 2,5 MW• Tid til overtenning/start stasjonær fase av brannen: sek. ~1000 sek.• Tid til start på slokkefasen/slutt på stasjonær fase: 6200 ”• Brannen er slokket: 7200 ”• Antall rom som tas med i beregningene: 3 -


X(m)

Y(m)

Z(m)

Brannrommet (leilighet nr 18): 9,0 6,6 2,4• Rom 2 (korridor utenfor leilighet nr 18): 1,8 26,4 2,4• Rom 3 (korridor utenfor trappesjakt): 1,8 13,2 2,4• Golvareal i leilighet: 59,4 m2

85








Ventilasjonsmengde i brannrom omgjort til to kvadratiskeåpninger i henholdsvis tak og golv: 175 m3/h = 0,06 kg/s

• Side på åpning i tak. 0,3 m• Side på åpning i golv: 0,3 ”• Areal på åpning i tak. 0,18 m2

• Areal på åpning i golv. 0.18 ”

Type åpning fra korridor til rom 3 (dør iseksjoneringsveggen):

Nedre sprekk i lukket dør EI15C dør uten terskel







86

18.6.2 Resultater

Figur 19 Resultater av FASTLite-beregninger av brann i leilighet med lukket dør. Alternativ2 (risikoklasse 4).


0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60


Varm

eutv

iklin

g (M

W)

Rom 1Rom 2Rom 3


0100200300400500600700800900

1000


Tem

pera

tur (

°C)

Rom 1Rom 2Rom 3


0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0,0 15,0 30,0 45,0 60,0


Høy

de (m

) Rom 1Rom 2Rom 3

Innhallert CO-dose

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

0,0 15,0 30,0 45,0 60,0


Dos

e (-)


Sikten i rommene

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

0,0 15,0 30,0 45,0 60,0


Sikt

(m)

Rom 1Rom 2Rom 3


0

2

4

6

8

10

12

14

16


Fakt

or (-

)

Faktor


87

18.6.3 Scenario 2b: Brann i leilighet 18 med åpen dør og lukkede vinduer

Hvis temperaturen i brannrommet overstiger ca 500-600 °C, vil brannen i leiligheten gå tilovertenning. Når det skjer, antar vi at vinduene i leiligheten knuses mer eller mindre umiddelbart,slik at de faller delvis ut. 25 % av vindusåpningen (to vinduer à 2 m x 1 m) antas da å utgjøreåpninger for brannindusert lufttilførsel og evakuering av røykgasser. Før det skjer er det bare denforserte ventilasjonen, som antas å være i drift 1 time etter brannstart, som står for lufttilførsel tilbrannen og evakuering av røykgassene. Beregningene stoppes ved overtenning, slik atåpningsarealet økes tilsvarende til 25 % åpne vinduer. Deretter fortsetter beregningene med disseøkte åpningsarealene i tillegg til en åpen dør.

Tabell 1.6: Data for brann i leilighet 18 med EI 30-vegger og åpen dør til korridor



• Immobil brannbelastning (EI 30-vegger): 1200 MJ• Totalt energiinnhold i brannrommet: 28200 MJ• Nødvendig varmeutvikling for forårsake overtenning: 2,5 MW• Tid til overtenning/start stasjonær fase av brannen: sek. 980 sek.• Tid til start på slokkefasen/slutt på stasjonær fase: 6220 ”• Brannen er slokket: 7200 ”• Antall rom som tas med i beregningene: 2 -


X(m)

Y(m)

Z(m)

Brannrommet (leilighet nr 18 og korridor utenfor leilighet): 16,2 6,6 2,4• Rom 2 (trappesjakt, korridor utenfor kafé og 3 leiligheter): 16,1 16,1 2,4• Golvareal i brannrommet: 106,9 m2

Type åpning fra brannrom til rom 2: 1 mm spalte rundthele dørbladet for 5 dører



• Type åpning ut mot det fri Lukkede vinduer23






88


• Ventilasjonsmengde i rom 1/brannrom omgjort til enkvadratisk åpninger, fordelt likt på tak og golv: 175 m3/h = 0,06 kg/s

• Side på åpning i tak: 0,3 m

• Side på åpning i golv: 0,3 ”

• Areal på åpning i tak: 0,18 m2

• Areal på åpning i golv: 0,18

• Ventilasjonsmengde i rom 2 omgjort til en kvadratiskåpninger, fordelt likt på tak og golv:

3 x 175 m3/h = 0,18kg/s

• Side på åpning i tak: 0,47 m

• Side på åpning i golv: 0,47 m

Type åpning fra brannrommet til trappesjakt Røyktett dør





Veggtyper og etasjeskiller: Type Tykkelse(m)



89

18.6.4 Resultater

Figur 20 Resultater av FASTLite-beregninger av brann i leilighet med åpen dør. Alternativ 2(risikoklasse 4).


0,000,200,400,600,801,001,201,401,601,802,00


Varm

eutv

iklin

g (M

W)

Rom 1Rom 2Rom 3


0100200

300400500600

700800900


Tem

pera

tur (

°C)

Rom 1Rom 2Rom 3


0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

0,0 15,0 30,0 45,0 60,0


Høy

de (m

) Rom 1Rom 2Rom 3

Innhallert CO-dose

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

0,0 15,0 30,0 45,0 60,0


Dos

e (-)


Sikten i rommene

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

0,0 15,0 30,0 45,0 60,0


Sikt

(m)

Rom 1Rom 2Rom 3


0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20


Fakt

or (-

)

Faktor


90

18.6.5 Scenario 2c: Brann i leielighet nr. 18 med lukket dør og boligsprinkler

Brannrommet eller rom 1 er her ventilasjonsrommet. Rom 2 vil være korridoren utenforventilasjonsrom/hobbyrom. Rom 3 blir korridor utenfor leilighetene 7-10.

Data gitt i Tabell 30 gjelder for dette brannscenariet. Vi ser av tabellen at det totale arealet avvaskerommet er 4,2 m x 6,0 m = 25,2 m2. Karakteristisk romdimensjon er kvadratroten av dettearealet, det vil si 5,0 m = 16,5 ft. På grunnlag av denne dimensjonen kan vi gå inn i Figur 1.? åfinne ved hvilken varmeutvikling Q som gir overtenning av leiligheten.

Med en karakteristisk romdimensjon på 16,5 ft, vil det, ifølge Figur 10, være nødvendig med envarmeutvikling i brannrommet på ca 1400 kW for å forårsake overtenning av leilighet 18. Vi antarat brannutviklingshastigheten i ventilasjonsrommet er middels rask, på grunn av relativt lite lettbrennbart materialer.

Tiden til overtenning kan da beregnes til: t (1400/0,017220)1/2 ≈ 285 sekunder = 4 minutter og 45minutter. En avtrekk og tilluftskapasitet på 60 l/s hver, vil tilsvare en åpning med kvadratiskedimensjoner lik 0,35 m x 0, 35 m (V = AH1/2/1,2 = H5/2 = 0,072 m3/s, H = (0,072)2/5 = 0,35 m).

Tabell 30 Boligsprinkling.

Sprinklertype: Boligsprinkling• Antall: 1

• Plassering: midt i leilighetensett som ett rom

• RTI-verdi: 50 (m⋅s)1/2

• Aktiviseringstemperatur: 57 °C• Spraytetthet (lav, vanlig (gr. 1 og gr. 2) of høy fareklasse (gr.

1 og gr. 2.): 7⋅10-5 m/s

Sprinklerhode ble aktivisert etter 58,2 sekunder.

91

18.6.6 Resultater av FASTLite-beregninger

Figur 21 Resultater av FASTLite-beregninger av brann i leilighet og boligsprinkling.Alternativ 3 (boligsprinkler).


0,000,020,040,060,080,100,120,140,160,180,20

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0Tid fra brannstart (min.)

Varm

eutv

iklin

g (M

W) Rom 1

Rom 2Rom 3


0

20

40

60

80

100

120

140


Tem

pera

tur (

°C)

Rom 1Rom 2Rom 3


0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0


Høy

de (m

) Rom 1Rom 2Rom 3

Innhallert CO-dose

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0


Dos

e (-)


Sikten i rommene

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0


Sikt

(m)

Rom 1Rom 2Rom 3


0

20

40

60

80

100

120

140


Fakt

or (-

)

Faktor

Gjennomsnitt(IE30): 65,3

92

18.6.7 Alternativ beregningI FASTLite er boligsprinklereffekten modellert ved at varmeeffekten gradvis reduseres nårboligsprinkleranlegget aktiveres, dvs at CO-produksjonen vil fortsette etter at sprinkleranlegget eraktivert. Resultatene i analysen er basert på beregningsresultater slik FASTLite beregner effekt avboligsprinkling.

Vi har imidlertid også overstyrt FASTLite-beregningene for brann i leilighet, for å se hvaresultatene blir dersom en antar at konsentrasjonen av CO stabiliseres når boligsprinkleranleggetaktiveres. Figurene under viser henholdsvis CO-konsentrasjonen og inhalert CO-dose slikFASTLite beregner disse og CO-konsentrasjon og CO-dose dersom konsentrasjonen av COstabiliseres når boligsprinkleranlegget aktiveres.

Figur 22 CO-konsentrasjonen og CO-dose ved beregning med FASTLite av brann i leilighetmed boligsprinkling.

Figur 23 CO-konsentrasjonen og CO-dose når CO-konsentrasjonen stabiliseres vedaktivering av boligsprinkleranlegget ved brann i leilighet.

Innhallert CO-dose

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0


Dos

e (-)


0,0E+0

5,0E+01,0E+0

1,5E+02,0E+0

2,5E+0

0,0 10, 20, 30,

tid( i )

Kon

s. av

CO

Innhallert CO-dose

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0


Dos

e (-)


0,0E+002,0E+024,0E+026,0E+028,0E+021,0E+031,2E+03

0 5 10 15 20 25 30tid (min)

Kon

s. av

CO

(ppm

)

Rom 1Rom 2

93

Resultatene av FASTLite-beregningene viser at inhalert dose vil nå kritisk verdi etter omlag 2,5minutter og etter 5 minutter er inhalert dose 4 i leiligheten (jfr Figur 22). Kritisk dose i korridoren(rom 2) inntreffer etter 25 minutter.

Når konsentrasjonen av CO stabiliseres når sprinkleranlegget utløses, vil inhalert dose nå kritiskverdi etter 3,5 minutter og etter 5 minutter er CO-dosen 1,6. Dosene i korridoren (rom 2) vil væreubetydelige når døren mellom leiligheten og korridoren er lukket.

18.6.8 Scenario 2d: Brann i leilighet 18 med lukket dør og betongvegger. Alt.1 (risikoklasse4)

Data gitt i Tabell 26 må spesifiseres for dette brannscenariet i tillegg til Tabell 31. Vi ser avtabellen at det totale arealet av leilighet 18 er 9,0 m x 6,6 m = 59,4 m2. Vi velger her å se påleilighet 18 som ett rom, med de nevnte dimensjoner. Karakteristisk romdimensjon erkvadratroten av golvarealet, det vil si 7,7 m. På grunnlag av denne dimensjonen kan vi gå inn iFigur 10 å finne ved hvilken varmeutvikling Q som gir overtenning av leiligheten.

Tabell 31 Data for brann i leilighet 18 med EI 60-vegger og lukket dør til korridor.





X(m)

Y(m)

Z(m)

Brannrommet (leilighet nr 18): 9,0 6,6 2,4• Rom 2 (korridor utenfor leilighet nr 18): 1,8 26,4 2,4• Rom 3 (korridor utenfor trappesjakt): 1,8 13,2 2,4• Golvareal i leilighet: 59,4 m2






slik at brannrommet får økt lufttilførsel og evakuering av røyk gjennom det økte åpningsarealet. Beregningene i

94




Ventilasjonsmengde i brannrom omgjort til to kvadratiskeåpninger i henholdsvis tak og golv: 175 m3/h = 0,06 kg/s

• Side på åpning i tak. 0,3 m• Side på åpning i golv: 0,3 ”• Areal på åpning i tak. 0,18 m2

• Areal på åpning i golv. 0.18 ”





• Vegger, tak og golv i brannrom: EI 60-vegg -• Vegger, tak og golv i rom 2: ” ”• Vegger, tak og golv i rom 3: ” ”

FASTLite stoppes ved overtenning, slik at en kan øke åpningsarealet til det fri fra 0 m2 til 1 m x 4 m = 4 m2 x 25% = 1 m2.

95

18.6.9 Resultater

Figur 24 Resultater av FASTLite-beregninger av brann i leilighet 18 med lukket dør ogbetongvegger. Alt. 1 (Risikoklasse 6).


050

100

150200250300

350400450

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0Tid fra brannstart (timer)

Tem

pera

tur (

°C)

Rom 1Rom 2Rom 3


0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0

Tid fra brannstart (timer)

Høy

de (m

) Rom 1Rom 2Rom 3

Innhallert CO-dose

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0

Tid fra brannstart (timer)

Dos

e (-)


Sikten i rommene

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0

Tid fra brannstart (tim er)

Sikt

(m)

Rom 1Rom 2Rom 3


0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5Tid fra brannstart (timer)

Fakt

or (-

)

Faktor

Gjennom-snitt = 62,6


0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0Tid fra brannstart (tim er)

Varm

eutv

iklin

g (M

W)

Rom 1Rom 2Rom 3

96

18.7 Scenario 3: Brann på vaskerom

18.7.1 Scenario 3a: Brann på vaskerom med lukket dør

Brannrommet eller rom 1 er i dette tilfellet vaskerommet. Rom 2 vil være korridoren utenforvaskerom/kaféen. Rom 3 blir korridorer utenfor leilighet 11-16 og 17-20.

Data gitt i Tabell 32 gjelder for dette brannscenariet. Vi ser av tabellen at det totale arealet avvaskerommet er 2,2 m x 2,0 m = 4,4 m2. Karakteristisk romdimensjon er kvadratroten av dettearealet, det vil si 2,1 m = 6,9 ft. På grunnlag av denne dimensjonen kan vi gå inn i Figur 10 å finneved hvilken varmeutvikling Q som gir overtenning av vaskerommet. Med en karakteristiskromdimensjon på 7,4 m, vil det, ifølge Figur 10, være nødvendig med en varmeutvikling ibrannrommet på ca 700 kW for å forårsake overtenning av vaskerommet. Tiden til overtenningkan da beregnes til: t (700/0,18755)1/2 ≈ 60 sek = 1 min.

En avtrekk- og tilluftskapasitet på 60 l/s hver, vil tilsvare en åpning med kvadratiske dimensjonerlik 0,46 m x 0, 46 m (V = AH1/2/1,2 = H5/2/1,2 = 0,12 m3/s, H = (0,12 x 1,2)2/5 = 0,46 m).

Mobil brannbelastning på vaskerom antas å være lik brannbelastningen for vaskeri i henhold tilNorges byggforskningsinstitutt byggdetaljer 520.035 ”Brannbelastning i bygninger”, nemlig 200MJ/m2. Total mobil brannbelastning i vaskerommet blir dermed 880 MJ, samt immobilbrannbelastning lik ca 200 MJ i vegger, tak og golv. Total brannbelastning i vaskerommet blirdermed 1080 MJ.

Tabell 32 Data for brann på vaskerommet med lukket dør til korridor.



• Immobil brannbelastning (EI 30-vegger): 200 MJ• Totalt energiinnhold i brannrommet: 1080 MJ• Nødvendig varmeutvikling for forårsake overtenning: 0,7 MW• Tid til overtenning/start stasjonær fase av brannen: sek. ~60 sek.• Tid til start på slokkefasen/slutt på stasjonær fase: ”• Brannen er slokket: ”• Antall rom som tas med i beregningene: 3 -


X(m)

Y(m)

Z(m)

• Brannrommet (vaskerommet nr 18): 2,2 2,0 2,4• Rom 2 (korridor utenfor vaskerom): 1,8 13,2 2,4• Rom 3 (korridor utenfor leilighet 11-16 og 17-20): 1,8 39,6 2,4• Golvareal i brannrommet: 4,4 m2

Type åpning fra brannrom til korridor: 1 mm spalte rundthele dørbladet

Røyktett dør

97



Type åpning ut mot det fri 0 (ingen vinduer)

Ventilasjonsmengde i brannrom omgjort til like storekvadratiske åpninger i tak og gulv: 30 l/s = 0,036 kg/s

• Sider til åpning i tak: 0,25 m• Sider til åpning i golv: 0,25 ”


Nedre sprekk i lukket dørEI 15C uten terskel




26 Gjennomsnittet av dør for nedre spalte i dør i seksjoneringsvegg (0,006 mm) og nedre spalte i dør til den andre

korridoren (0.003 mm).27 Veggen består av 100 mm Rockwool A-plate og ett lag 13 mm gipsplate på hver side.

98

18.7.2 Resultater

Figur 25 Resultater av FASTLite-beregninger av brann i vaskerom med lukket dør.Alternativ 2 (risikoklasse 4)


0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45


Varm

eutv

iklin

g (M

W)

Rom 1Rom 2Rom 3


0

100

200

300

400

500

600

700


Tem

pera

tur (

°C)

Rom 1Rom 2Rom 3


0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0,0 15,0 30,0 45,0 60,0


Høy

de (m

) Rom 1Rom 2Rom 3

Innhallert CO-dose

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

0,0 15,0 30,0 45,0 60,0


Dos

e (-)


Sikten i rommene

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

0,0 15,0 30,0 45,0 60,0


Sikt

(m)

Rom 1Rom 2Rom 3


0

20

40

60

80

100

120

140

160

180


Fakt

or (-

)

Faktor


99

18.7.3 Scenario 3b: Brann på vaskerom med åpen dør til korridor

Brannrommet i dette scenariet vil være vaskerommet og korridoren utenfor, på grunn av at vi fårbrannspredning til korridor når røykgasstemperaturen er ca 250 °C i vaskerommet. Rom 2 erkorridorer utenfor leilighet 11-16 og 17-20 og rom 3 er kaféen.

Golvarealet brannrommet er 28,2 m2 og karakteristisk dimensjon er 5,3 m = 17,4 ft. Nødvendigvarmeutvikling for overtenning blir dermed lik 1,4 MW. Tiden til overtenning kan beregnes til ca90 sekund (1,5 min.).

Tabell 1.8: Data for brann på vaskerommet med åpen dør til korridor





X(m)

Y(m)

Z(m)

• Brannrommet (vaskerom): 2,2 2,0 2,4• Rom 2 (korridor utenfor leilighet 11-16 og 17-20): 1,8 39,6 2,4• Rom 3 (kafé): 6,0 9,0 2,4• Golvareal i brannrommet: 28,2 m2

Type åpning fra brannrom til korridor: 4,5 mm spaltemellom golv og dørbladet, samt 1 mm rundt resten avdørene.

Røyktett dør


Type åpning ut mot det fri ingen vinduer

• Ventilasjonsmengde i brannrom omgjort til like storekvadratiske åpninger i tak og gulv: 30 l/s = 0,036 kg/s

• Sider til åpning i tak: 0,25 m• Sider til åpning i golv: 0,25 ”

Type åpning fra brannrom til rom 3 (dør iseksjoneringsveggen):


• Bredde 0,003 m

100


• Høyde fra golv til nedre kant av åpning: 0 ”• Høyde fra golv til øvre kant av åpning: 1,9 ”




101

18.7.4 Resultater

Figur 26 Resultater av FASTLite-beregninger av brann i vaskerom med åpen dør. Alternativ2 (risikoklasse 4).


0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20


Varm

eutv

iklin

g (M

W)

Rom 1Rom 2Rom 3


0

100

200

300

400

500

600

700

800


Tem

pera

tur (

°C)

Rom 1Rom 2Rom 3


0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0,0 15,0 30,0 45,0 60,0


Høy

de (m

) Rom 1Rom 2Rom 3

Innhallert CO-dose

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

0,0 15,0 30,0 45,0 60,0


Dos

e (-)


Sikten i rommene

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

0,0 15,0 30,0 45,0 60,0


Sikt

(m)

Rom 1Rom 2Rom 3


0

20

40

60

80

100

120


Fakt

or (-

)

Faktor


102

18.7.5 Scenario 3c: Brann i vaskerom med lukket dør og boligsprinkler

Dette brannscenariet er det samme som scenario 3a, med bare den forskjellen at det er plassert etboligsprinklerhode midt i rommet, med de egenskaper som er angitt i Tabell 33.

Tabell 33 Boligsprinkler.

Sprinklertype: Boligsprinkling• Antall: 1• Plassering: midt i rommet• RTI-verdi: 50 (m⋅s)1/2

• Aktiviseringstemperatur: 57 °C• Spraytetthet (lav, vanlig (gr. 1 og gr. 2) of høy fareklasse (gr. 1 og gr. 2.): 7⋅10-5 m/s

103

18.7.6 ResultaterSprinkler ble aktivisert etter 28,6 sekunder.

Figur 27 Resultater av FASTLite-beregninger av brann i vaskerom med boligsprinkling.Alternativ 3 (boligsprinkler).


0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

0,14

0,16

0,18


Varm

eutv

iklin

g (M

W)

Rom 1Rom 2Rom 3


0

50

100

150

200

250

300

350

400


Tem

pera

tur (

°C)

Rom 1Rom 2Rom 3


0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0


Høy

de (m

)

Rom 1Rom 2Rom 3

Innhallert CO-dose

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0


Dos

e (-)


Sikten i rommene

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0


Sikt

(m)

Rom 1Rom 2Rom 3


0

20

40

60

80

100

120


Fakt

or (-

)

Faktor

Gjennomsnitt(IE30): 42,3

104

18.8 OppsummeringTabellen nedenfor viser en oppsummering av resultatene som er viktige parametre i begrening avbrannrisikoen for bygningen.

Rom k = 0,02(sek.)

k = 0,1(sek.)

k = 0,4(sek.)

Udyktig-gjøring avpersoner(sek.)

Hobbyrom m/lukket dørAlt. 2(Risikoklasse 4) 0,5 4 20 70

Rom 2 100 180 630 600Rom 3 ∞ ∞ ∞ ∞Hobbyrom m/åpen dørAlt. 2(Risikoklasse 4) 1 7 40 60-120

Rom 2 100 160 630 500Rom 3 80 140 690 620Leilighet m/lukket dørAlt. 2 (Risikoklasse 4) 1 5 16 60-120

Rom 2 120 240 480 810Rom 3 ∞ ∞ ∞ ∞Leilighet m/åpen dørAlt. 2 (Risikoklasse 4) 2 8 40 140

Rom 2 ∞ ∞ ∞ 2460Leilighet m/lukket dør ogsprinkler29

Alt. 3 (Sprinkler)1 5 30 140

Rom 2 135 450 1455 1515Rom 3 ∞ ∞ ∞ ∞Leilighet m/lukket dørAlt. 1 (Risikoklasse 6) 0-5 0-5 8 110

Rom 2 95 215 455 > 1500Rom 3 ∞ ∞ ∞ ∞Vaskerom m/lukket dørAlt. 2 (Risikoklasse 4) 0,5 2 10 0-60

Rom 2 50 90 ∞ 1080Rom 3 ∞ ∞ ∞ ∞Vaskerom m/åpen dørAlt. 2 (Risikoklasse 4) 2 10 30 0-60

Rom 2 60 140 690 750Rom 3 80 100 780 840Vaskerom m/lukket dør ogsprinkler30

Alt. 3 (Sprinkler)0,5 2 20 45

Rom 2 45 98 285 690Rom 3 ∞ ∞ ∞ ∞

29 Sprinkler aktiviseres 58 sek. etter brannstart.30 Sprinkler aktiviseres 29 sek. etter brannstart.

105

19 VEDLEGG 4: Sikkerhetsnivå i bygninger – Erfaringer fra andre land

19.1 InnledningFør analysen av bo- og servicesenteret startet, ble det gjennomført en undersøkelse for å finne utom andre land som har funksjonsbaserte byggeforskrifter har definert sikkerhetsnivået for ulikebygningstyper eller bygningstekniske løsninger.

Dette vedlegget inneholder resultater av denne undersøkelsen. Mål, metode som er benyttet,hovedresultater hvor hver referanse omtales kort og konklusjoner er beskrevet først i vedlegget(kap. 19.1-19.4). Siste kapittel i vedlegget (kap.19.7 som er et vedlegg til vedlegget) gir et merutfyllende sammendrag av innholdet i hver referanse.

19.2 MålMålet var å undersøke hvorvidt andre land har kvantifisert sikkerhetsnivået med hensyn til brann ibygninger.

19.3 MetodeDatagrunnlaget er fremkommet gjennom følgende kilder:

• relevant litteratur ved biblioteket til Norges branntekniske laboratorium• kontakt pr e-mail til sentrale personer ved institusjoner som er opptatt av funksjonsbasert

design av bygninger.• inntrykk fra diskusjoner og foredrag fra et symposium og en workshop om risikoanalyser i

Baltimore i mai 1999 (SFPE symposium on Risk, Uncertainty, and Reliability in FireProtection Engineering og SFPE/Clark University/NSF Workshop on Encouraging the Use ofRisk Concepts in Performance-Based Building and Fire Regulation Development). 60personer fra 11 forskjellige nasjoner deltok på symposiet.

19.4 Resultater

19.4.1 SikkerhetsnivåI rapporten til Jönsson og Lundin (1998) sies det at ingen har enda bestemt et klart definert nivåpå brannsikkerheten i bygninger. Risikonivået varierer betydelig blant forskjellige bygninger somalle er oppført i henhold til de tidligere preskriptive svenske byggeforskriftene (NR).

I Nederland er kriterier for akseptabel risiko spesifisert for bygninger med store kjemiskefabrikker. Vrijling (1995) hvor foreslått akseptabelt risikonivå for både individrisiko ogsamfunnsrisiko. Arbeidet er fokusert på den nederlandske situasjonen og generelle hendelser.

I Magnusson et al (1997) beskrives et delprosjekt ” Säkerhetsnivåer i byggnader dimensionerademed traditionell metod”, som undersøker personsikkerheten i bygninger som er dimensjonert ettertradisjonell, preskriptive krav. Følgende type bygninger er undersøkt:• diskotek uten sprinkler og alarm• diskotek uten sprinkler, men med alarm• sportshall med sprinkler og alarm• kontor• skole

106

• eldrebolig (pensionärshem)• hotell

Risikoberegning skjedde med FOSM-metoden, med sikkerhetsindeks β og feilsannsynlighet Pfsom resultat. Nødvendige antakelser i data og modeller medførte at de beregnede, absolutteverdiene på Pf er usikre.

Olsson (1999) fra Sverige har utført en studie hvor akseptabel risiko for sykehus er foreslått.Akseptabel risiko er uttrykt som en FN-kurve (kumulativ frekvens pr år (y-aksen), antallmennesker eksponert av kritiske forhold (x-aksen)). Resultatene viser at design-løsninger somtilfredsstiller etablerte designkriterier, ikke gir tilstrekkelig sikkerhet for pasientene i sykehus.

Davidsson et al (1997) beskriver flere alternative prinsipper for risikovurdering. Erfaring fra flereland er sammenstilt. Forslag til risikokriterier for individ- og samfunnsrisiko er fremmet.Hovedhensikten med rapporten er å bidra til en økning i kunnskap og forståelse av risikoanalyseog risikovurderingsprosessen generelt.

Code of Practice fra British Standardisation Institute (BSI) er den eneste kjente metoden hvor deter forsøkt å definere et akseptabelt risikonivå. De foreslåtte verdiene i Tabell 34, er basert påeksisterende dødsbrannstatistikk i Storbritannia.

Tabell 34 Akseptkriterier fra Storbritannia.

1,5 x 10-5 per person per år hjemme1,5 x 10-6 per person per år i andre bygninger5 x 10-7 for mer enn 10 døde per hendelse per bygning per år5 x 10-8 for mer enn 100 døde per hendelse per bygning per år

19.4.2 MetoderEn vanlig fremgangsmåte for å beregne brannsikkerheten i bygninger synes å være å sammenligneet design etter preaksepterte løsninger med et alternativt design. En standardløsning i henhold tilstandarder og anbefalinger i byggeforskriften designes først. Sikkerhetsnivået for dette designetberegnes så med en valgt metode. Etterpå brukes samme metode på et alternativt design ogsikkerheten kan sammenlignes.

Marberg et.al. (1996) gir et eksempel på en slik fremgangsmåte. En fleretasjes bygning med toalternative design mht brannsikkerhet sammenlignes. Forskjellen på de to alternative løsningeneer brannklassifisering av veggskiller og dører til rømningsveier og at den ene løsningen harsprinkleranlegg. Hensikten med studien er ikke i utgangspunktet å finne hvilket sikkerhetsnivåpreaksepterte løsninger gir, men å finne den mest optimaliserte løsningen. Bruken av ”Fire SafetyEngineering”- metoder for design viser at en optimalisert løsning kan oppnås med hensyn til bådebrannsikkerhet og økonomi.

Olsson (1999) beskriver tre hovedmetoder for å utføre design av brannsikkerhet:

1. The standard method, enkle håndbok-løsninger, dvs bruk av tidligere preskriptiveforskriftskrav.

2. The fire safety engineering method, beregninger på sub-nivå, f.eks. vurdering av tidsmarginerved evakuering.

107

3. The risk-based verification method, vurdering av system-nivå ved hjelp av risiko-analyser,dvs utføre en kvantitativ risiko-analyse (QRA).

Han viser at ulike design-metoder kan gi ulikt svar på om sikkerheten er tilfredsstillende ellerikke.

Jönsson og Lundin (1998) har gjort en tilsvarende studie av et høyhus. De respektivedødsrisikoene fra analysene er sammenlignet og diskutert. Nytten og behovet for bruk av en ”risk-based verification”-metode som et supplement til en deterministisk ”Fire safety engineering”-metode er demonstrert. Kostnads-effektiviteten av ulike løsninger er også demonstrert.

Stork-Moore (1999) viser bruk av metodikken for å utføre risikovurdering fastsatt i ”The FireEngineering Guidelines” i Australia. Metoden er basert på en sammenligningsvurdering mellom etdesign som etterkommer preaksepterte løsninger og et alternativt design.

Parkes og Caldwell (1999) er et annet eksempel hvor installasjon av røykdetektorer isoverommene og sprinkler sammenlignes med brannseksjonering mellom soverom ogbrannklassifisert maling på romdører med selvlukkere på et pleiehjem.

Öst (1999) har gjennomført en studie hvor han har ”bevist” at et funksjonsbasert design av en to-etasjes skolebygning er sikkert nok. Han har ikke sammenlignet med preaksepterte løsninger, menakseptabelt sikkerhetsnivå fra annen virksomhet.

I følge Frantzich (1998) finnes det ikke noen generelle aksepterte engineering-metodertilgjengelig i fire-safety-engineering, heller ingen definerte aksepterte sikkerhetsnivå. Det finnesprosedyrer som kan benyttes i design av brannsikkerhet, men designverdier basert på risikomål erikke utviklet. (ISO/CD 13387,1997; NKB, 1997; BSI, 1997 og Fire Engineering Guidelines,1996). Prosedyrene stoler tungt på bruk av ekspert-grupper, credible worst case scenarier ogsensitivitetsstudier.

Frantzich (1998) beskriver to kvantitative risiko-analyse-metoder som beregner personrisikoennår brann har brutt ut. De to metodene er nokså komplekse i bruk, og han mener det er åforetrekke en enklere metode som bruker design-verdier i deterministiske ligninger. Når dissedesign-verdiene er kjent, kan såkalte partial-koeffisienter utledes. Utledning av disse design-vediene og definering av deterministiske ligninger må bli en av de oppgaver som utføres i nærfremtid.

A First Order Second Moment (FOSM) metode er brukt til å utlede et risiko-mål påpersonsikkerhet (individrisiko) i hoteller (Frantzich (1997)). Andre eksempler på bruk av ß-metoden er Magnusson et al (1994), Magnusson et al (1995) og Frantzich (1996) (helseomsorgs-fasiliteter).

Ashe og Liew (1999) beskriver en risikoanalysemodell på brann (QRA) utviklet for å estimerebrannrisikoen i store og komplekse infrastrukturer og industrielle bygninger.

Simenko (1999) beskriver vanskeligheter ved å gjennomføre kvantitative risikoanalyser ogforeslår tiltak som vil forenkle en risikobasert tilnærming.

Frantzich (1994) beskriver en modell for å designe rømningsveier i en bygning basert påfunksjonsbaserte forskrifter (modell på sub-nivå).

108

19.5 KonklusjonIngen land har definert hvilket sikkerhetsnivå ulike preaksepterte løsninger gir. Et eksaktsikkerhetsnivå er vanskelig å bestemme fordi vi mangler tilstrekkelig data og kunnskap om hvasom skjer ved en brann. Code of Practice fra British Standardisation Institute (BSI) er den enestekjente metoden hvor det er forsøkt å definere et akseptabelt risiko-nivå for bygninger.Akseptkriteriene er basert på eksisterende dødsbrannstatistikk i Storbritannia.

De nasjoner som har tatt i bruk funksjonsbaserte byggeforskrifter, synes å ha omtrent sammeutforming på forskriften som i Norge. Det vil si de vektlegger personsikkerheten mest oguttrykker at den skal være tilstrekkelig. I USA vil de også fokusere på forhindring av materielletap når funksjonsbaserte forskrifter skal tas i bruk. Veiledningene til forskriftene angir oftedesignkriterier som er akseptable, som f eks i Sverige hvor spesifiserte verdier på sikt, strålings-intensitet og temperatur er angitt. Overstiges disse designkriteriene vil f. eks. rømning ikke væremulig.

Brannsikkerheten for en bygning kan uttrykkes på ulike måter, som f.eks. personrisiko (dødsrisikoog risiko for skade), materiell risiko og på komponent og delsystem-nivå er sannsynlighet for feil(feil pr år eller feil pr brann) et vanlig mål.

Det er utført studier hvor sikkerhetsnivået er bestemt for spesielle bygninger. Metodene sombenyttes varierer med hensyn til detaljeringsgrad og hva som beregnes. Ulike metoder kan gi uliktsvar mht om bygningen har akseptabel sikkerhet eller ikke. Risikonivået vil variere betydeligblant forskjellige bygninger selv om de er oppført i henhold til preaksepterte løsninger.

Den mest vanlige måten å bestemme hvorvidt sikkerhetsnivået er akseptabelt eller ikke, er åsammenligne en alternativ utførelse av en bygning med en bygning utført i henhold tilpreaksepterte løsninger. Det finnes en rekke studier som viser eksempler på dette.

19.6 ReferanserISO/CD 13387 Committee Draft, Fire Safety Engineering. The Application of Fire PerformanceConcepts to Design Objectives, ISO/TC92/SC4, 1997.

NKB Draft. Teknisk vejledning for beregningsmæssig eftervisning af funktionsbestemtebrandkrav. NKB Utskotts- och arbejtsrapport 1996:xx, Nordiska Kommiten forbyggbestämmelser, NKB, 1997. (På dansk)

BSI Draft for development DD 240: Fire safety engineering in buildings. Part 1: Guide toapplication of fire safety engineering principles. British Standards Institution, London 1997.

Olsson, F.: Tolerable Fire Risk Criteria for Hospitals. Report 3101, Department of Fire SafetyEngineering, Lund University, Sweden, 1999.

Kristiánsson, G.H.: On Probabilistic Assessment of Life Safety in Building on Fire. Report 5006,Department of Fire Safety Engineering, Lund University, Lund, 1997.

Nybyggnadsregler (NR), BSF 1988:18, Boverket, Karlskrona, 1988.

109

Magnusson S.E., Frantzich H., Karlsson B., Särdqvist S: Determination of Safety Factors inDesign Based on Performance. Proceedings of the Fourth International Symposium on Fire SafetyScience. pp 937-948, Gaithersburg 1994.

Vrijling J.K., van Hengel W., Houben R.J., A framework for risk evaluation. Journal of HazardousMaterials Vol. 43 pp 245-261, 1995.

Schleich J-B, Cajot L_G, Pope R.J., Pustorino S., Kruppa J., Joyeux D., Fontana M., Fetz C.,Kirchner U., Guibert D., Twilt L., Kindmann R., Schweppe H., Franssen J-M, Cadorin J-F.,Kokkala M: Competitive Steel Buildings Through Natural Fire Safety Concept, Part 1: Main text,Final Report of the ECSC research 7210-SA/125, 126, 213, 214, 323, 423, 522, 623, 839, 937,1999.

19.7 Vedlegg til vedlegg 4 - Sammendrag av de ulike referansene i undersøkelsen

Olsson, F.: Tolerable Fire Risk Criteria for Hospitals. Report 3101, Department of FireSafety Engineering, Lund University, Sweden, 1999.

Studien har hatt som mål å vise hva akseptkriteriene bør være for sykehus.

Sverige fikk funksjonsbaserte forskrifter i 1994. Forskriften åpner for å designe bygninger på enannen måte enn å følge de preskriptive kravene. Da må analyser gjennomføres for å vise atsikkerhetsnivået mht brann er tilstrekkelig, dvs ikke dårligere enn om de preskriptive kraven varfulgt.

Olsson (1999) beskriver tre hovedmetoder for å utføre design av brannsikkerhet. Alle metodene eraksepterte av forskriftene og er forskjellige i detaljeringsgrad:

1 The standard method, enkle håndbok-løsninger, dvs bruk av tidligere preskriptiveforskriftskrav

2 The fire safety engineering method, beregninger på sub-nivå, f.eks. vurdering avevakueringstidsmarginer

3 The risk-based verification method, vurdering av system-nivå ved hjelp av risiko-analyser,dvs utføre en kvantitativ risiko-analyse (QRA).

Dersom The fire safety engineering method benyttes, baserer utøveren seg på det som antas å væredet verste tilfellet (”the reasonable worst case”). Han/hun tar ikke hensyn til feil påsprinkleranlegg og deteksjonssystem, etc. Denne metoden brukes fortrinnsvis ved sammenligningav ulike systemer på sub-nivå, for å sammenligne f. eks. forskjellige deteksjon- eller alarmsystem.Metoden bør ikke brukes når en komplett brannsikkerhetsvurdering skal utføres av et bygg.

The risk-based verification method er den eneste metoden som kan brukes for å foreta enfullstendig analyse av konsekvensene av en brann i en bygning.

Rapporten inneholder resultater fra en studie hvor målsetting var å kvantifisere akseptabel risikofor sykehus.

Akseptabel risiko uttrykkes som en FN-kurve:• Laveste grense for akseptabel risiko F= 0,1 for N=1• Helningen på kurven er –1.

110

• Det bør være en vertikal linje for akseptabel risiko, som sier at ikke flere enn 50 personer skalbli eksponert av kritiske forhold.

Resultatene viser at dagens etablerte designkriterier (som er beskrevet under) ikke gir tilstrekkeligsikkerhet for pasientene i sykehus. Nøkkelfaktoren for sikkerhet i sykehus er forholdet mellompasienter og betjening. Dersom The fire safety engineering method hadde blitt benyttet, villebrannsikkerhetsnivået vært akseptabelt. Ulike designmetoder kan gi ulikt svar på om sikkerhetener tilfredsstillende eller ikke.

I henhold til forskriften (BBR, 1998), skal tilfredsstillende rømning skje i tilfelle brann. Følgendedesignkriterier er etablert:• Sikt: Nivå på branngasser ikke lavere enn 1,9m fra gulvet• Varme (thermal): En maksimum kortsiktig strålings-intensite på 10 kW/m2.• Temperatur: Luft temperatur ikke høyere enn 80° C.

Håkon Frantzich: Uncertainty and Risk Analysis in Fire Safety Engineering, Akademiskavhandling (dr.ing), Lunds Universitet, 1998.

To kvantitative risiko-analyse-metoder (QRA) presenteres. Metodene kan brukes for åkvantifisere personrisikoen f eks i bygninger hvor brann har brutt ut. Den utvidede QRA vurderereksplisitt den naturlige usikkerheten i variablene. Standard QRA vurderer ikke usikkerheten tilvariablene og må kompletteres av en sensitivitets-analyse eller en usikkerhets-analyse. Beggemetodene kvantifiserer risiko, som individuell risiko og FN kurver. I den utvidede QRA er dissepresentert i form av statistiske fordelinger. Standard QRA er enklere å utføre og har blitt brukt iutstrakt grad i mange ingeniørområder. Begge QRA-metodene er anvendt på et eksempel,strukturert med hendelsestre-teknikken, for å bestemme risikoen for pasienter på et sengerom påsykehus. Hendelsestrærne resulterer i 100 hendelsestreutganger eller subscenarier.

I tillegg til de to risikoanalyse-metodene, er det presentert separate usikkerhets-analyser. Bådestokastisk usikkerhet og usikkerhet i form av viten vurderes i analysene, separat og i kombinasjon.Viktigheten av variablene undersøkes også.

Da begge QRA metodene er nokså komplekse å bruke, vil det være å foretrekke å bruke enenklere metode til bruk av design av brannsikkerhet, som bruker designverdier i deterministiskeligninger. En metode for å avlede disse designverdiene, basert på kvantifisert risiko, er presentertog komplettert med et eksempel som fremskaffer designverdier for flere bygninger. Når dissedesignverdiene er kjent, kan såkalte partial-koeffisienter utledes. Utledning av dissedesignvediene og definering av deterministiske ligninger må bli en av de oppgaver som utføres inær fremtid. Design av brannsikkerhet kan da utføres på en måte som eliminerer noe av densubjektiviteten som finnes i dagens design-metoder.

For å være i stand til å utføre slike oppgaver, må usikkerheten i variablene som trengs i designetbestemmes. For de fleste variablene, slik som utviklingshastigheten til brannen (fire growth rate),finnes det mer eller mindre omfattende databaser, som gir en pålitelig variasjonsbredde (minimumog maksimum verdier) for spesifikke parametre. Dataene er ikke systematisk samlet, meninformasjonen eksisterer og må søkes etter i mange kilder. Innsamling og systematiskorganisering av relevant data, er en oppgave som må gis høy prioritet i fremtiden. Neste skritt børså være å etablere hva som er den faktiske risikoen på grunn av brann i bygninger. Med denne

111

informasjonen tilgjengelig, er det mulig å bestemme det akseptable risikonivå som danner basisfor utledning av design-verdier.

I avhandlingen er risiko definert på følgende måte:Det kvantitative mål på tilstanden som personer ikke er i stand til å foreta sikker rømning føruholdbare forhold har inntruffet på eiendommen.

Risikoen er både uttrykt som individuell og som samfunnsrisiko, som vurderer flere døde.

Frantzich, H.: A model for performance-based design of escape routes, Brandteknik, Lundstekniska högskole, Lunds universitet, Sverige, 1994.

Rapporten beskriver en modell for å designe rømningsveier i en bygning basert på funksjonskrav.Modellen består av tre deler: varsling, beslutning og reaksjon, og forflytning. Summen av disse tretidene skal sammenlignes med tilgjengelig evakueringstid med noen sikkerhetsfaktorer som endaikke er fastsatt. I rapporten er fokus rettet mot forflytningsfasen av evakueringen. Flereeksperimenter er gjennomført for å validere og bekrefte eksisterende kunnskap på forflytning. Itillegg, presenteres nye data på muligheten av å bruke vinduer og spiraltrapper til rømning.Rapporten inneholder også resultater fra en undersøkelse blant brannbefal i Sverige sombeskriver menneskelig adferd ved brann.

P.A. Marberg, H. Frantzich, R. Jönsson, J. Lundin, T. Rantatalo:The Swedish Case Study,Fire Safety Design for a Multitenant Busniss Occupancy, Presented at the InternationalConference on Performance Based Codes and Fire Safety Design Methods, Ottawa, Canada,24-26 September 1996.

Rapporten presenterer et design av brannsikkerhet i en fleretasjes bygning. Tre strategier fordesign er undersøkt:

1. En standardløsning i henhold til standarder og anbefalinger i byggeforskriften (Fire SafetyEngineering, Theory and Practice, A Handbook to BBR 94, Brandskyddslaget and Departmentof Fire Safety Engineering, Lund Institute of Technology, ISBN 91-630-2875-1, Stockholm1994, (På svensk)), uten å bruke beregningsmstoder.

2. En Fire Safety Engineering Design, dvs ved hjelp av beregningsmetoder.3. En Fire Safety Engineering Design, med sprinkleranlegg.

Bygningen har lik utførelse i eksempel 1 og 2. I eksempel 3 har veggskiller og dører tilrømningsvei lavere brannklasse, men sprinkleranlegg er installert. Tegninger er vist i rapporten.

Eksempel 1 og 2:- Veggskiller: EI60- Alle dører til rømningsveier: EI30

Eksempel 3:- Veggskiller: E30- Alle dører til rømningsveier: E30- Sprinkler

112

Rapporten viser kun et sammendrag av beregningene som omfatter 4 scenarier. For hvert scenarioutføres en sensitivitets-studie for å se hvordan usikkerheter i parametrene vil gjøre utslag påberegningene og innvirke på resultatene. Studien er imidlertid ikke en fullstendigpålitelighetsstudie, men gir mer en indikasjon på viktigheten av noen av parametrene.

Design av rømningsveier utføres på følgende måter:- nødvendig tid for å utføre evakuering, sammenlignes med tiden til uholdbare tilstander

oppnås, eller- standard anbefalinger ((Design of evacuation routes. Boverket rapport 1994:10. Karlskrona

1994 (På svensk))

Når nødvendig rømningstid sammenlignes med tilgjengelig rømningstid benyttes følgendeligning:

S-D-R-M > 0

S= tid til uholdbar tilstandD= deteksjonstidR= reaksjonstidM= forflytningstid

Følgende beregningsprogrammer benyttes:- CFAST fra NIST: til beregning av tid til uholdbar tilstand- DETACT-T2: til beregning av deteksjonstid

Krav til bærende konstruksjon og skillevegger er 60 minutter. Følgende tilfeller er studert:

- Standard tid-temperaturkurve etter ISO 834, 60 minutter.

- Naturlig brann, som beskrevet i (Petterson, O., Magnusson, S.E. and Thor, J.: FireEngineering Design of Steel Structures, Swedish Institute of Steel Construction, Publ.No 50,Stockholm, 1976 (På svensk)), med brannbelastning på 644 MJ/m2 og 320 MJ/m2. I det tilfellehvor sprinkler er installert benyttes 60 % av disse verdiene.

En bjelke og en søyle sentralt plassert ble brukt for å beregne hvor tykk isolasjon påstålkonstruksjonen som var nødvendig.

Målet med designene var å etterkomme de svenske byggeforskriftene. Det er i hovedsakpersonsikkerheten som er vurdert i designet av de tre eksemplene. Bruken av ”Fire SafetyEngineering”- metoder for design viser at en optimalisert løsning kan oppnås med hensyn til bådebrannsikkerhet og økonomi.

Jönsson, J. Lundin: The Swedish Case Study. Different Fire Safety Design Methods Appliedon a High Rise Building, Lund Institute of Technology, Lund University, 1998.

Rapporten omhandler en funksjonsbasert brannsikkerhets-analyse og design av et høyhus.Designprosessen er utført i tre nivåer, hvor den ene er i henhold til tidligere preskriptiveforskrifter:- Standard metode

Enkel håndbok-løsning, dvs bruke tidligere preskriptive forskrifter.- ”Fire safety engineering”-metode

113

Beregning på sub-nivå, f eks vurdering av tidsmarginer ved rømning.- ”Risk based verification”-metode

Vurdering på systemnivå med risikoanalyse, dvs utføre en kvantitativ risikovurdering QRA.

De respektive dødsrisikoene fra analysene er sammenlignet og diskutert. Nytten og behovet forbruk av en risikobasert verifikasjons-metode som et supplement til en deterministisk ”Fire safetyengineering”-metode er demonstrert. Kostnads-effektiviteten av ulike løsninger er ogsådemonstrert.

I rapporten sies det at ingen har enda bestemt et klart definert nivå på brannsikkerheten ibygninger. Risikonivået varierer betydelig blant forskjellige bygninger som alle er oppført ihenhold til de tidligere preskriptive svenske byggeforskriftene (NR) (Kristiánsson, 1997).

Kristiánsson trakk følgende konklusjoner:- Sikkerhetsnivået for personer i bygninger som fullstendig oppfyller de preskriptive

byggeforskriftene, ble funnet å variere veldig med en sannsynlighet for feil varierende mellom0 og 90% gitt at en brann inntreffer.

- I små rom hvor mennesker er samlet, er brannsprednings-faktoren meget viktig.- Brannsprednings-hastigheten er av større betydning i bygninger uten sprinkler eller automatisk

brannalarm enn i bygninger som har slike besyttelses-system.- Personsikkerhet i rom hvor mennesker er samlet øker med størrelsen av gulvarealet og økning

av høyden til himling.- Store rom som mennesker samles og som har sprinkleranlegg synes å besitte en høy grad av

sikkerhet.- Å ha skikkelig fungerende automatisk lukkede dører er svært viktig for sikkerheten til

personer i hotell.

Lignende undersøkelser er utført i bygninger hvor mennesker samles, og også i hoteller ogsykehus (Magnusson et al 1995, Frantzich 1996 og Frantzich 1997).

Frantzich. H.: Fire Safety Risk Analysis of a Hotel, Lund Institute of Technology, LundUniversity, 1997.

”The first order second moment” (FOSM) metoden er brukt for å utlede et risiko-mål forpersonsikkerhet i hotell. Risiko-målet er pålitelighets-indeksen β (individrisiko). Sikkerhetenuttrykkes som marginen i evakueringstid, som er forskjellen mellom tilgjengelig tid før uholdbartilstand oppstår og evakueringstiden. Disse tidene er forbundet med usikkerheter. Pålitelighets-indeksen brukes å bestemme sannsynligheten for at evakueringstidsmarginen blir negativ.Innvirkningen på pålitelighetsindeksen av forskjellige alarmsystemer og røydetektor-systemer erundersøkt i et hotell med to forskjellige lengder i en korridor. Den ene lengden samsvarer medmaksimum lengde i henhold til den svenske byggeforskriften (BBR94). To risiko-definisjoner erbeskrevet. Risiko er definert for gjestene i initielt brannrom og for de andre gjestene i etasjen hvorbrannen er. Bare brann i et hotellrom er undersøkt. Pålitelighets-indeksen kan brukes til åsammenligne design-løsninger som ulike alarmsystem. En tradisjonell risikoanalyse er også utførtfor å bestemme innvirkningen etasje-størrelsen og type alarm har på sikkerhetsnivået.Samfunnsrisikoen er uttrykt i F-N-kurver (antall eksponerte personer og tilhørendesannsynligheter for ikke vellykket evakuering).

114

Frantzich. H.: Fire Safety Risk Analysis of Health Care Facility, Lund Institute ofTechnology, Lund University, 1996.

En metodikk for å utlede individuell risiko mht brann i en helseinstitusjon er presentert. Risikoener uttrykt ved ”the first order second moment” (FOSM) pålitelighetsindeks β ogkorresponderende sannsynlighet for feil. Dette målet viser sannsynligheten for at evakueringstidenvil overskride den tilgjengelige tiden, dvs tiden til uholdbar tilstand oppstår. Innvirkningen påpålitlighetsindeksen av størrelsen på betjeningen er undersøkt. Scenariene er presentert medhendelsestre-teknikk. Beregningene er begrenset til et sykerom. Effektene på andre steder ibygningen som følge av brannen i sykerommet er ikke diskutert.

I rapporten henvises til Vrijling (1995) hvor akseptabelt risikonivå er foreslått for bådeindividrisiko og samfunnsrisiko. Arbeidet er fokusert på den nederlandske situasjonen oggenerelle hendelser.

Magnusson, S.E., Frantzich, H., Lundin, J.: Slutredovisning från prosjekten ”Brandtekniskdimensjonering baserad på beräkning” (SBUF) och ”Funktionsbaserad brandtekniskdimensionering” (Brandforsk), Lund tekniska högskola, Lund universitet, Sverige 1997.

Resultater fra to integrerte treårs-prosjekt ”Brandteknisk dimensjonering baserad på beräkning”(SBUF) og ”Funktionsbaserad brandteknisk dimensionering” (Brandforsk) rapporteres kortfattet.Det overordnede målet med prosjektet har vært å forsøke finne frem til metoder som gjør detmulig i større grad å anvende brannteknisk prosjektering basert på beregninger.

Prosjektet har bl a inneholdt følgende delmål:• å bestemme viktige beregningsscenarier• å definere variasjonsintervall for viktige faktorer• å bestemme sikkerehetsnivå for et antall scenarier• å prøve ut ulike metoder som kan anvendes for å fastsette akseptabel risiko• å finne en metode for å beregne dimensjonerende verdier for rømningsberegninger basert på

den akseptable risikoen.

I alle tilfellene kan viktige praktiske resultater vises, samtidig som en pionerinnsats er gjort for åavklare metodikken med hensyn til beregningsbasert brannteknisk dimensjonering.

I ett av delprosjektene ” Säkerhetsnivåer i byggnader dimensionerade med traditionell metod”undersøkes personsikkerheten i bygninger dimensjonert etter tradisjonell, preskriptiv metode.Følgende type bygninger er undersøkt:

• diskotek uten sprinkler og alarm• diskotek uten sprinkler, men med alarm• sporthall med sprinkler og alarm• kontor• skole• eldrebolig (pensionärshem)• hotell

115

Risikoberegning skjedde med FOSM-metoden, med sikkerhetsindeks β og feilsannsynlighet Pfsom resultat. Nødvendige antakelser i data og modeller medførte at de beregnede, absolutteverdiene på Pf er usikre.

Magnusson, S.E., Frantzich, H:, Harada, K.: Fire Safety Design Based on Calculations.Uncertainty Analysis and Safety Verification, Lund Institute of Technology, Lund University,1995.

Evakueringssikkerheten i et ett-roms forsamlingslokale er analysert mht usikkerhet og risiko.Flere prosedyrer for usikkerhetsanalyser er brukt og sammenlignet:

- den analytiske ”first order second moment method” (FOSM)- 2 numeriske, tilfeldige stikkprøve-prosedyrer (simple random sampling and Latin hypercube

sampling)- standard PRA-metode (probabilistisk risiko analyse)

8 scenarier er analysert separat og koblet sammen i et hendelsestre, med grener som angirfunksjon/ikke funksjon av beskyttelsessystemer (alarm, sprinkler og rømningsdører). Input-parameter-fordelinger har blitt kvantifisert subjektivt og klassifisert med hensyn til kategoriene”kunnskap” eller ”stokastisk usikkerhet”.

Resultater av risikovurderingene inneholder:- sannsynlighet for feil pf- sikkerhetsindeks β og- CCDF (complementary cumulative distribution function) for knappe marginer på

evakueringstid.

Av spesiell interesse er beregningen av konfiensintervall for fordelingen av CCDF, fått ved dentofaset ”Monte Carlo stikkprøve”-metode, som tillater en adskillelse mellom erfart og stokastiskusikkerhet. Analysen utført analytisk gir data av fundamental betydning for en forståelse av detpraktiske designproblem.

Partial-koeffisienter har bare blitt behandlet ved beregning av verdier knyttet til noen fådesignutforminger. Fremtidige studier, fortrinnsvis ved bruk av optimaliserte prosedyrer, ernødvendig for å produsere generelle gyldige data.

Öst, J.E.: Performance based design of a two-story school building in Stockholm,Brannskyddslaget AB, Sverige, Foredrag på SFPE Symposium on Risk, Uncertainty, andReliability in Fire Protection Engineering, Baltimore 12-14 mai 1999.

Artikkelen omtaler en analyse av en to-etasjes skolebygning. En liten bruksendring i bygningenville i følge de gamle preskriptive byggeforskriftene (svenske) medført at en måtte bygge en nykomplisert rømningsvei. Artikkelen viser hvordan et funksjonsbasert design er gjennomført og”bevist” som sikkert nok (uten denne ”nye” rømningsveien).

Parkes, T, Caldwell, C.: Risk Based Fire Engineeered Alternative Solution for Nursing Homes– Case Study in New Zealand, Caldwell Consulting Ltd, Foredrag på SFPE Symposium onRisk, Uncertainty, and Reliability in Fire Protection Engineering, Baltimore 12-14 mai 1999.

116

Rapporten viser at med de foreslåtte brannbeskyttelsestiltakene er målene i byggeforskriften iNew Zealand tilfredsstilt. Rapporten viser at installasjon av røykdetektorer i soverommene ogsprinkler gir et akseptabelt risikonivå som tilfredsstiller funksjonskriteriene i byggeforskriften iNew Zealand(”satisfied on reasonable grounds”), i stedet for brannseksjonering mellom soveromog brannklassifisert maling på romdører med selvlukkere.

Ashe, B.S.W. and Liew, S.K.: Fire Quantified Risk Assessment (QRA) Model, WS AtkinsFire, Foredrag på SFPE Symposium on Risk, Uncertainty, and Reliability in Fire ProtectionEngineering, Baltimore 12-14 mai 1999.Artikkelen beskriver en risikoanalysemodell på brann (QRA) utviklet for å estimerebrannrisikoen i store og komplekse infrastrukturer og industrielle bygninger. Modellen er en delav ”an overall System Assurance” modell brukt for å sikre sikkerheten ved design av storeprosjekter i Europa og Asia. Modellen innlemmer en brannmodell, en evakueringsmodell og enhendelsestre-tilnærming for å estimere konsekvenser av brannscenarier, utlede hendelsene somskjer og bestemme den totale brannrisikoen. Hyppigheten av brannstart og påliteligheten ogtilgjengeligheten av brannbeskyttelses-system er tatt i betraktning i input-dataene i modellen,basert på en kombinasjon av historisk informasjon, eksisterende driftsdata og ekspertvurderinger.Resultatene kan sammenlignes med foreskrevne akseptkriterier for å bestemme om risikoen erakseptabel. Modellen er illustrert ved å bruke prøvedata og resultater oppnådd ved virkeligeprosjekter.

Simenko, P.: Quantitative Fire Risk Assessment for Buildings, EMF Consultants, Melbourne,Australia, Foredrag på SFPE Symposium on Risk, Uncertainty, and Reliability in FireProtection Engineering, Baltimore 12-14 mai 1999.Artikkelen undersøker muligheten å utvikle en enkel metodikk for vurdering av brannsikkerheteni bygninger. Personsikkerheten er vektlagt.

Artikkelen identifiserer først preferansekriteriene for vurderingsmetodikken:1. logisk struktur2. transparent3. fleksibilitet4. enkelhet

Så analyserer den tilgjengelig verktøy og finner at den risikobaserte metodikken er den mesthensiktsmessige for formålet, da den vurderer ikke bare intensiteten, men sannsynligheten forbrannrelaterte hendelser. De største ulempene med en risikobasert angrepsvinkel er:

• bruk av ikke-standardiserte strukturer• vanskelig med å framskaffe data og• vanskelig å vurdere risikoresultater og hva som er akseptabelt.

For å forenkle den risikobaserte tilnærmingen foreslår artikkelen implementering av treforenklingsverktøy. De er:

1. Introdusering av felles scenarier for å assistere risikovurderingsprosessen ved å styre dentenkte prosessen langs logiske linjer.

2. Bruken av strukturert vurdering for å lette generering og modifisering av transparente data og3. Anvendelsen av ”the short cut risk assessment methodology” (SCRAM) for måling og

vurdering av akseptabel risiko.

117

Stork-Moore, I.: A Case Study of Fire Risk Assessment in Australia, Arup Fire Engineering,Australia, Foredrag på SFPE Symposium on Risk, Uncertainty, and Reliability in FireProtection Engineering, Baltimore 12-14 mai 1999.

Artikkelen beskriver metoden for å utføre kvantitativ risikovurdering med hensyn til ”fireengineering” i Australia.

Metodikken for å utføre risikovurdering er fastsatt i ”the Fire Engineering Guidelines”. Metodener basert på en sammenligningsvurdering mellom et design som etterkommer ”the Deemed-to-Satisfy” kravene i den Australske byggeforskriften (BCA) og det foreslåtte designet.

Metodikken har noen alvorlige ulemper med hensyn til risiko-oppfatning og utføring avrisikovurdering på bygninger og fasiliteter som BCA ikke nødvendigvis anvendes til.

Ulempene er illustrert gjennom en eksempelstudie som involverer en risikovurdering av nivået påmaterielle skader på et kunstgalleri.

Fontana, M., Schleich J-B, Cajot, L-G.: Fire Statistic, Foredrag på SFPE Symposium onRisk, Uncertainty, and Reliability in Fire Protection Engineering, Baltimore 12-14 mai 1999.

I de fleste ”fire engineering” og risikovurderings-metoder, er startpunktet statistikk og frekvenserpå brannstart, og sannsynligheter på brannspredning og suksess av aktive brannbeskyttelsestiltak.Artikkelen beskriver resultater av forskning (Schleich et al (1999)) som har muliggjort å samletilgjengelige statistikker og å utlede frekvenser på alvorlige branner, som kan medførekonstruksjonsødeleggelser.

Brannstatistikk gjør det mulig å utlede hyppighet av brannstart, brannspredning og feil på aktivebrannslokkingsutstyr. På denne måten kan innvirkningen av størrelsen på leiligheten på brannen,personene i bygningen og forskjellige aktive brannslokkingstiltak som sprinkler bli kvantifisert iform av sannsynlighet. Disse frekvensene og pålitelighetene er bakgrunnen for de såkalte γfaktorene på brannlastene (se artiklene ” Natural Fire Safety for Buildings” og ”Uncertainties –Assessment and Management” fra SFPE Symposiet og Schleich et al (1999) s 23).

Davidsson, G., Lindgren, M., Mett, L.: Värdering av risk, Räddningsverket, ISBN 91-88890-82-1, Karlstad, 1997.I dagens samfunn innehar mange industribedrifter og transportsystemer et potensiale for storeulykker. Risikoen som disse aktivitetene representerer med hensyn til helse og sikkerhet kananalyseres ved hjelp av risikoanalyser og reduseres med forskjellige tiltak, men vanligvis ikkeeliminere alt. I prosessen av samfunnsplanlegging kreves det at det tas beslutning om hvor mye vitolererer av disse risikoene. I dag er disse beslutningene basert på flere forskjellige prinsipper, mereller mindre veldefinerte. I denne rapporten er flere alternative prinsipper for risikovurderingbeskrevet og grunner for og imot vurdert. Tilgjengelig kunnskap og erfaringer fra Sverige ogandre relevante land er sammenstilt. Videre er et forslag til risikokriterier fremmet. Disseforslagene innlemmer kriterier for individ- og samfunnsrisiko. Hovedhensikten med rapporten er åbidra til en økning i kunnskap og forståelse av risikoanalyse og risikovurderings-prosessen.

118

20 VEDLEGG 5: Brannsikkerhet i omsorgsboliger – Underlag til forslag tilpreakseptert løsning for bruk av boligsprinkling

20.1 InnledningDette vedlegget inneholder vurderinger som ligger til grunn for forslaget til ”preakseptert løsning”for bruk av boligsprinkling i omsorgsboliger som er beskrevet i kap. 14. Den ”preaksepterteløsningen” er basert på de kvantitative resultatene fra analysene, i tillegg til faglige, kvalitativevurderinger.

20.2 Definisjon av omsorgsboligerDet finnes ingen entydig definisjon av begrepet omsorgsbolig.

I denne sammenheng er omsorgsboliger definert som bygning eller bygningskompleks avsatt til åinneholde boenheter med formål å være ” omsorgsbolig eller omsorgsenhet”, som er beregnet påpersoner med omsorgsbehov.

Et bo- og servicesenter har, i tillegg til omsorgsboligene, arealer avsatt til fellesfunksjoner. Dettekan være legekontor, fysioterapirom, frisør, kantine med felleskjøkken osv. Avhengig av størrelseog funksjon, kan disse arealene være i en annen risikoklasse enn arealene avsatt tilomsorgsboliger. Eksempelvis kan en kantine også brukes som forsamlingslokale. Dette måvurderes i hvert enkelt tilfelle.

Vi tar her kun for oss bygninger med funksjonen ”bolig for personer med omsorgsbehov”,omsorgsboliger.

20.3 Hvilke krav stilles til omsorgsboliger?I veiledningen (REN) til teknisk forskrift (TEK 97) til plan- og bygningsloven (Pbl), angis:

”Når det gjelder omsorgsboliger, hvor det forutsettes å bo sterkt pleietrengende personer, kan detvære nødvendig å plassere disse i risikoklasse 6”. Forøvrig plasseres omsorgsboliger irisikoklasse 4.

Byggeforskriften fra 1987 (BF 87) hadde egne krav for ”overnattingsbygg” (gjaldt betjente bygg,f. eks. hoteller) og ”sykehus og pleieanstalter” (slike bygg er alltid bemannet). Byggene hadde itillegg til de tekniske kravene som var satt i BF 87, også betjening som kunne varsles og som vilbistå i å evakuere personer.

TEK 97 og REN opererer med bygg i risikoklasse 6, og har, så langt som mulig, videreførtkravene fra BF 87 til anbefalinger i REN. Det står imidlertid ikke eksplisitt at bygg i risikoklasse6 skal være betjent. Det nærmeste REN angir krav på dette området er setningen som sier at:

”Brannalarmanlegg i bygninger beregnet for formål i risikoklasse 6 må gi signal til plassbemannet med personell med ansvar for rømning” (REN § 7-27 nr 2).

Dette må sees på som et tilleggskrav til direktevarsling til brannvesenet, som jo gjelder for allebygg hvor det kreves brannvarslingsanlegg.

119

20.4 Forhold som påvirker muligheten for sikker evakueringResultatene av risikoanalysen av bo- og servicesenteret viste at sikkerhetsnivået, uttrykt i FAR-verdi, er svært følsomt for hvor mange som har full førlighet av personene i bygningen. Personersom ikke har full førlighet antas, i metoden som er benyttet, å ha behov for assistanse vedrømning. Dersom sannsynlighet for at det i initielt brannrom finnes person med full førlighet blirendret fra 0,8 til 0,7 endret FAR-verdien seg fra 0,07 til 0,09 (alt. 3 (boligsprinkling) i analysen).

Tilsvarende har det stor betydning om bygget har døgnkontinuerlig vakt eller ikke. Dette harbetydning for hvor lang innsatstid vi regner for assistert rømning, og dermed sannsynligheten forvellykket redning.

Uten bemanning er innsatstiden for assistanse utenfra lik brannvesenets innsatstid. Medbemanning i bygget, trenet for redning i en brannsituasjon, vil tiden det tar fra vakt varsles tildenne er på plass for å yte assistanse til personer som har behov for hjelp, være betydelig lavere. Ianalysen endret FAR-verdien seg fra 0,02 til 0,07 for samme bygning med og uten vakt (alt. 3(boligsprinkling)). Tiden fra vakt varsles til vedkommende er klar til å utføre redning er da antattå være 30 sekunder isteden for 10 minutter som er brannvesenets innsatstid. I tillegg er detforutsatt at bemanningen er godt trent for redning. Tidlig handling har derfor stor betydning.

20.5 Vurdering av krav til bemanning og tilstand til beboere i omsorgsboligerSlik omsorgstjenesten i kommunene organiseres i dag, er ikke alle omsorgsboliger betjente ellerhar egen døgnkontinuerlig vakt. Det må forventes at de fleste omsorgsboliger før eller senere vilbebos av personer som er ”sterkt pleietrengende”, eller i hvert fall trenger assistanse for å kommeseg i sikkerhet ved en eventuell brann. Omsorgsboliger bør derfor plasseres i risikoklasse 6, menvi kan ikke, med hjemmel i Pbl eller TEK 97, kreve døgnkontinuerlig vakt i alle omsorgsboliger.Dersom sikkerhetsnivået skal være like høyt som f.eks. sykehus/sykehjem eller hoteller (som harvakt), så må manglende vakt forsvares med at personer i omsorgsboliger tross alt må påregnes åha større grad av ”førlighet” og mulighet for selv å komme seg i sikkerhet, enn pasienter på etsykehus eller sykehjem. Vi antar også at beboere i omsorgsboliger kjenner bygningen ogrømningsveiene bedre enn gjestene på et hotell.

20.6 Sikkerhetsnivået for omsorgsboligerSikkerhetsnivået som bør være utgangspunkt for omsorgsboliger, dvs det sikkerhetsnivåetalternative løsninger må måles opp mot, er:

Det sikkerhetsnivået vi oppnår ved å tilfredsstille kravene som stilles til bygg i risikoklasse6, men med lempeligere krav til døgnkontinuerlig vakt. Det finnes ingen hjemmel i plan-og bygningsloven for å pålegge organisatoriske krav som døgnkontinuerlig vakt iomsorgsboliger.

Vi forutsetter større grad av førlighet for folk i omsorgsboliger enn i sykehjem (anslagsvis80% av beboerne har full førlighet).

20.7 Vurdering av effekt av boligsprinklingFølgende faglige vurderinger ble foretatt med hensyn til effekt av boligsprinkling:

120

• Boligsprinkler reduserer risikoen for spredning ut av vindu og langs fasaden.• Boligsprinkler gir større frihet og fleksibilitet i forhold til passive tiltak (ved f.eks. endring av

overflater, interiør eller aktiviteter).• Boligsprinkler vil til en viss grad gi større personsikkerhet også for personer i

leiligheten/boenheten brannen starter. I røykspredningsberegningene i analysen, antok vi athele leiligheten var ett rom, dvs full omrøring av røyk i hele branncellen vedboligsprinklerutløsning. Dette er sjelden tilfelle. En brann kan f.eks. starte i stue menspersonene sover på soverommet med lukket dør. Beregningsresultatene for brann i en leiligheter derfor konservative. Sannsynligheten for å overleve i startbranncellen (leilighet) er størremed boligsprinkler enn uten.

20.8 Hvordan oppnå tilfredsstillende sikkerhet med boligsprinkling av omsorgsboliger?Utgangspunktet er at sikkerhetsnivået som nevnt i kap. 20.6, skal opprettholdes. Dette tilsvarer detnivået slik bygningen er utformet i alternativ 1. Analysene viste at det gitte bo- og servicesenteretutført som alt. 1 (risikoklasse 6) og alt. 3 (boligsprinkling) ga like god sikkerhet. Disse resultatenegjelder kun for den bygningen som ble analysert, med gitte forutsetninger og antakelser, og kanikke uten videre generaliseres.

Resultatene fra analysene ble gjennomgått og enkelte kritiske parametre ble nærmere undersøkt.Bl.a. ble følsomheten av vakt/ikke vakt vurdert. Likeledes ble det vurdert hvor følsomt resultateneer for funksjonsfriske vi antar de aktuelle beboerne er.

Hvilken innvirkning valg av overflater, som igjen styrer hastigheten på brannutviklingen, har påpersonsikkerheten, ble også undersøkt nærmere.

På bakgrunn av faglige vurderinger, vurdert opp mot resultatene fra analysene, er det foreslått enalternativ ”preakseptert” løsning når det anvendes boligsprinkling i omsorgsboliger. Den forslåtte”preaksepterte” løsning for omsorgsboliger er beskrevet i detalj i kap. 14.4.

Endelig, endelig rapport - SP Fire (Norway)...SINTEF RAPPORT TITTEL Sikkerhetsnivået mht brann ved...

Documents

Transcript of Endelig, endelig rapport - SP Fire (Norway)...SINTEF RAPPORT TITTEL Sikkerhetsnivået mht brann ved...