FORFATTER(E) Øystein Sommerset OPPDRAGSGIVER(E) GRADER. DENNE SIDE ISBN PROSJEKTNR. ANTALL SIDER

Transkript

1 SINTEF RAPPORT TITTEL Norges branntekniske laboratorium as Kriterier for godkjenning av våpenskap Postadresse: 7465 Trondheim Besøksadresse: Tiller Bru, Tiller Telefon: Telefaks: E-post: Internet: nbl.sintef.no Foretaksregisteret: NO MVA FORFATTER(E) Øystein Sommerset OPPDRAGSGIVER(E) DBE, Direktoratet for Brann og Eksplosjonsvern RAPPORTNR. GRADERING OPPDRAGSGIVERS REF. NBL10 A01109 Åpen Sigbjørn Lian GRADER. DENNE SIDE ISBN PROSJEKTNR. ANTALL SIDER Åpen N206 ELEKTRONISK ARKIVKODE PROSJEKTLEDER (NAVN, SIGN.) VERIFISERT AV (NAVN, SIGN.) I:\PRO\22N206\RAPPORT.doc Øystein Sommerset Geir Berge ARKIVKODE DATO GODKJENT AV (NAVN, STILLING, SIGN.) SAMMENDRAG Kjell Schmidt Pedersen, Direktør Det er gjort en gjennomgang av hvilke kriterier som bør ligge til grunn for godkjenning av våpenskap med tanke på eksponering for brann. Videre er det foreslått skisse til test for å prøve ut kriteriene. De vesentligste kriteriene for aksept er behovet for å unngå prosjektiler fra ammunisjon som blir utløst på grunn av høy temperatur, samt fare for sprengning av skapet på grunn av innvendig trykk. STIKKORD NORSK ENGELSK GRUPPE 1 Brann Fire GRUPPE 2 Eksplosjon Explosion EGENVALGTE Våpenskap Weapon storage unit

2 2 1 Forord Denne rapporten ble utarbeidet i forbindelse med DBE-prosjektet Kriterier for godkjenning av våpenskap. Rapporten skal gi grunnlag for utforming av kriterier for godkjenning av våpenskap, med utgangspunkt i beskyttelse av omgivelser ved brann. I rapporten blir det foretatt en gjennomgang av hvilke risikosituasjoner som er relevante å legge til grunn ved bestemmelse av belastning og det blir foreslått konkrete krav i forbindelse med testing. Rapporten ender ikke ut med en fullstendig testprosedyre. Før en slik testprosedyre utformes bør det foreligge en dialog mellom produsenter, testinstitusjon og myndighet. Prosjektgruppen bestod av følgende personer: Geir Berge Sigbjørn Lian Øystein Sommerset Norges Branntekniske Laboratorium as Direktoratet for Brann og Eksplosjonsvern Norges Branntekniske Laboratorium as

3 3 INNHOLDSFORTEGNELSE 1 FORORD INTRODUKSJON BAKGRUNN FORMÅL VÅPENSKAP, FUNKSJON OG EGENSKAPER NORMALTILSTAND Skapet Innholdet Plassering ULYKKESTILSTAND Ulykkesforløp Fare ved ytre påvirkning på skapet Fare ved indre påvirkning på skapet Skadepotensial SKAPDESIGN BESKYTTELSE MOT OPPVARMING AV INNHOLD Beskyttelse av omgivelsene LOVER OG FORSKRIFTER UTDRAG FRA FORSKRIFT OM SKYTEVÅPEN, VÅPENDELER OG AMMUNISJON (AV , SIST ENDRET ): UTDRAG FRA FORSKRIFT OM OPPBEVARING AV EKSPLOSIV VARE. ( NR. 1471) UTDRAG FRA LOV OM EKSPLOSIVE VARER. (14. JUNI 1974 NR 39 ) INNHOLD I VÅPENSKAPET VÅPEN KRUTT EKSPLOSJONSSIKRING OVERSLAG OVER POTENSIELT EKSPLOSJONSTRYKK VURDERING Eksponering Evakuering av eksplosjonstrykket OPPSUMMERING KRITERIER VIDERE ARBEID BRANNFORSØK REFERANSER... 12

4 4 2 INTRODUKSJON 2.1 BAKGRUNN Prosjektet Kriterier for godkjenning av våpenskap ble utført etter forespørsel fra Direktoratet for brann og eksplosjonsvern (DBE). Utgangspunktet for prosjektet er lov om ammunisjon og skytevåpen m.v. av 9. Juni 1961 (Våpenloven) med tilhørende forskrift om skytevåpen, våpendeler og ammunisjon med endringer, sist av Forskriftens del VI, bokstav f omhandler privat oppbevaring av skypevåpen, våpendeler og ammunisjon, og setter begrensninger for hvilke mengder ammunisjon som er tillatt å lagre. 2.2 FORMÅL Målsetningen for prosjektet er å komme fram til kriterier for godkjenning av våpenskap, med hensyn på brannsikkerhet. Kriteriene skal utformes med tanke på lagring av ammunisjon og krutt, og hvordan en eventuell branntest av denne typen skap bør være.

5 5 3 VÅPENSKAP, FUNKSJON OG EGENSKAPER 3.1 NORMALTILSTAND Skapet Våpenskap blir benyttet til lagring av våpen og ammunisjon, og har som hovedformål i normaltilstanden å begrense tilgangen til innholdet for uvedkommende. Dette innebærer at skapet er bygget som en robust konstruksjon, uten andre åpninger enn en dør som kan låses Innholdet I hovedsak består innholdet av våpen, ammunisjon og relaterte objekter, lagret løst, i beholdere og forpakninger, mer eller mindre samlet i forhold til innredningen Plassering Ideelt sett blir et våpenskap plassert i forhold til de krav og retningslinjer som overordnede myndigheter setter for lagring av våpen, ammunisjon og lignende, og i forhold til ønsket tilgjengelighet for brukeren. Utgangspunktet for plasseringen vil derfor være å begrense tilgangen for uvedkommende i den grad det lar seg gjøre i boenheten eller bygningen. I forhold til politiets retningslinjer, vil dette innebære plassering bort fra normalt benyttet boområde i bygningen, gjerne i kjeller, avlåst rom, eller ut mot yttervegg inne i bygningen. 3.2 ULYKKESTILSTAND Utgangspunktet for denne analysen er at det har oppstått brann i bygget som våpenskapet er plassert i Ulykkesforløp Når det oppstår brann i en bygning, vil det bli satt igang rednings- og slukkeinnsats. Personer i bygningen og tilstøtende boenheter evakueres, og slukkemannskaper settes inn for å slukke brannen. Under brannen blir bygning og inventar i mer eller mindre grad påvirket. Komponenter som blir eksponert for flammer vil få økt temperatur via stråling eller varme forbrenningsprodukter. Inventar som eksponeres for varmebelastning vil gradvis bli oppvarmet. Hvor rask oppvarmingen vil foregå er avhengig av varmekapasiteten til materialet og mengden materiale som inventaret er sammensatt av Fare ved ytre påvirkning på skapet Et våpenskap som eksponeres for brann vil også bli gradvis oppvarmet. Etter en tid vil også innholdet i våpenskapet øke sin temperatur og ved en gitt grense vil det komme i gang en kjemisk reaksjon i det brennbare materialet. Krutt ekspanderer ved forbrenning og det ekspanderer raskt. En rask trykkoppbygging vil påføre våpenskapet en belastning. Sprekker skapet på en ukontrollert måte kan det gi fragmenter som slynges til omgivelsene. Slike fragmenter kan gjøre stor skade på omgivelsene.

6 Fare ved indre påvirkning på skapet Et annet scenario er selvtenning av materiale som er i våpenskapet. Som for eksempel selvtenning av oljerester på pussekluter. Sjansen for selvtenning på denne måten er imidlertid liten. Selv om en slik brann skulle oppstå, vil den med rimelig stor sannsynlighet begrenses til skapet på grunn av mangel på oksygen. Faren forbundet med brann i våpenskap er imidlertid at temperaturstigningen kan forårsake tenning av kruttet over tid ved at en sakte reaksjon startes i kruttet og at denne akselereres til en hurtig forbrenning. Resultatet vil være en hurtig trykkoppbygning Skadepotensial Personell som utfører slokking i bygningen vil være mest utsatt for fare. Brannmann eller røykdykker som går inn i et varmt miljø vil være beskyttet mot varmen, men ikke mot trykk eller fragmenter som resultat av en eksplosjon. Folk som til vanlig oppholder seg i en bygning vil normalt være evakuert på det tidspunkt temperaturen er så høy at det er fare for tenning av innhold i våpenskap. Unntak kan være lokal brann i området der et våpenskap er lokalisert. Det er lite sannsynlig at folk er i stand til å oppholde seg i et rom der temperaturen er så høy at krutt i et våpenskap tenner. Av personell er det derfor først og fremst redningsmannskap som kan bli eksponerte. Eksplosjon i et våpenskap kan også skade bygningen. Ved brann i en bygning er imidlertid en slike skade av mindre betydning. Brann er i seg selv en skade og den eventuelle skaden som måtte komme i tillegg til brannskadene er av marginal interesse.

7 7 4 SKAPDESIGN I utgangspunktet blir et våpenskap benyttet for å beskytte innholdet mot tilgang fra uvedkommende. I de fleste tilfeller tilsier dette at skapet består av et ytre skall av stål eller tilsvarende kraftig materiale. Døren er låsbar og består av kraftige beslag, lås og hengsler. I tillegg er skapet som regel utstyrt for funksjonelt bruk, d.v.s. hyller, skuffer, stativ eller innredning for å legge til rette for en hensiktsmessig lagringen. 4.1 Beskyttelse mot oppvarming av innhold De fleste skap er ikke designet med tanke på å beskytte innholdet mot brann. Enkelte skap er utstyrt med et isolerende skikt, enten i form av betong eller andre tyngre materialer med høy varmekapasitet. Dette medfører at skapet forsinker oppvarming av innholdet, og således utsetter en eventuell reaksjon Beskyttelse av omgivelsene Dersom innholdet i våpenskapet tenner og det skjer en trykkoppbygging, må skapet reagere slik at en unngår flyvende fragmenter. Skapet må da ha egenskaper slik at trykket blir avlastet på en kontrollert måte. Skapet må også kunne beskytte omgivelsene mot prosjektiler fra ammunisjonen utløst på grunn av temperaturstigning. Slike egenskaper er per i dag ikke dokumentert for noen skapleverandør, men bør være en påkrevet egenskap.

8 8 5 LOVER OG FORSKRIFTER 5.1 Utdrag fra forskrift om skytevåpen, våpendeler og ammunisjon (av , sist endret ): Del VI, bokstav f) Det er i samme husstand uten politiets tillatelse ikke tillatt å oppbevare mer enn patroner håndvåpenammunisjon eller patroner håndvåpenammunisjon hvis minst 5000 patroner er i cal..22 long rifle/.22 short. Ammunisjonen skal oppbevares nedlåst i særskilt skap, skuff eller tilsvarende låsbare innretninger, adskilt fra våpen. I FG-godkjent sikkerhetsskap, eller i skap med høyere sikkerhetsnivå, kan det sammen med våpen oppbevares det antall patroner som er godkjent av skapprodusenten etter retningslinjer gitt av Direktoratet for brann- og eksplosjonsvern. Hvis skapet ikke er særskilt godkjent for oppbevaring av ammunisjon, kan det ikke oppbevares mer enn 500 patroner i skapet. Den som har politiets tillatelse til å oppbevare mer enn patroner håndvåpenammunisjon, eventuelt mer enn patroner håndvåpenammunisjon der minst patroner er i cal..22 long rifle/.22 short, plikter å varsle brannvesenet om hvor ammunisjonen er oppbevart samt følge eventuelle pålegg som brannvesenet gir om oppbevaringen. Tillatelse skal ikke gis før det er fremlagt bekreftelse på at brannvesenet er varslet og eventuelle pålegg fulgt opp. Krutt og tennhetter skal oppbevares i hht de til enhver tid gjeldende forskrifter fastsatt i medhold av lov av 14. juni 1974 nr. 39 om eksplosive varer. 5.2 Utdrag fra Forskrift om oppbevaring av eksplosiv vare. ( nr. 1471) Kapittel 2. Alminnelige bestemmelser 10. Tillatelse til oppbevaring Kommunestyret på stedet, eller den kommunestyret delegerer myndighet til, gir tillatelse til oppbevaring av eksplosiver opp til og med 250 kg, og DBE for mengder over 250 kg eksplosiver. Alle tillatelser til oppbevaring i undergrunnsanlegg gis av DBE. Alle tillatelser basert på risikoanalyse gis av DBE. Uten særskilt tillatelse kan følgende mengder (nettovekt eksplosiv vare) oppbevares: 1. Inntil 5 kg røksvakt krutt som nevnt i lov om eksplosive varer 2 b, 2. Inntil 5 kg eksplosiv vare oppladet som ammunisjon av enhver art som nevnt i lov om eksplosive varer 2 d. 5.3 Utdrag fra Lov om eksplosive varer. (14. juni 1974 nr 39 ) 2. Eksplosiv vare. Med eksplosiv vare forstås i denne lov vare som helt eller delvis består av eller inneholder slikt emne at varen kan eksplodere eller forbrenne på eksplosjonsartet måte. Eksplosive varer inndeles i følgende hovedslag b) krutt, slik som røksvakt krutt og svartkrutt, c) tennmidler av enhver art som brukes i samband med andre eksplosiver unntatt tennmidler som faller inn under hovedslaget ammunisjon, d) ammunisjon, slik som patroner bestående av prosjektil, hylse, drivladning og tennmiddel, hylser av enhver art forsynt med ladning eller tennmiddel, prosjektiler forsynt med ladning, sporlys eller tennmiddel, håndgranater, bomber, raketter og miner samt lys-, brann- og røkbokser

9 9 6 INNHOLD I VÅPENSKAPET Med innhold menes de objekter som er lagret i skapet. Det er naturlig å ta utgangspunkt i de mengder og objekter som omfattes av Våpenforskriften, for privat oppbevaring av skytevåpen, våpendeler og ammunisjon (Del. IV bokstav f.) 6.1 VÅPEN Uladet våpen lagret i et våpenskap vil i seg selv ikke utgjøre noen betydelig fare ved brann. Brennbare materialer kan antenne, og kan bidra til oppvarming og antennelse av andre materialer i skapet. Ladet våpen vil kunne øke faren for at et prosjektil skal kunne penetrere veggen på våpenskapet dersom skuddet går av på grunn av temperatur. 6.2 KRUTT Informasjonen nedenfor om egenskapene til krutt er hentet fra /3/ og /4/. Krutt eller halvfabrikata av ammunisjon kan lagres i et våpenskap. Et kjennetegn ved krutt er at det kan antennes av relativt små varmeimpulser ved normalt atmosfæretrykk. Krutt for bruk i håndvåpen inneholder både brensel og oksygengiver til den oksidasjons-/ reduksjonsprosessen som foregår ved forbrenning. Krutt er derfor ikke avhengig av tilgang til oksygen. Kruttets arbeidsevne og effekt bestemmes av energiinnholdet, og forbrenningshastigheten. - Energiinnholdet som er avhengig av den kjemiske sammensetningen og ligger mellom 2700 og 5200kJ/kg. - For skytevåpen ligger forbrenningshastigheten (et enkelt kompakt kruttkorn) mellom 50 og 150mm/s innenfor trykkområdet bar. - Forbrenningshastigheten relateres til flammefrontens fremdrift i det faste materialet. Omsatt energi per tidsenhet blir derfor avhengig av arealet der den kjemiske reaksjonen foregår. Stor overflate gir en raskere gassutvikling enn en lite overflate. Det vil si en raskere trykkoppbygging. Formen på kruttet vil derfor påvirke trykkutviklingen. - Forpuffingstemperaturen for krutt varierer noe. Tetrazen har en forpuffingstemperatur ned mot 140 C. Ellers varierer temperaturen for de forskjellige typene noe oppover mot 360 C. Kjemiske reaksjoner kan imidlertid foregå allerede ved temperaturer i området 100 C. Krutt for egen produksjon av ammunisjon lagres vanligvis i 1kg blekk eller plastbeholder. Normalt sett inneholder vanlige patroner 2,3-2,5g krutt, men kan også inneholde opp til 4g (magnum). Tennsatser (perler) inneholder ca. 43microgram fluliminat. Denne typen eksplosiv har en høyere sprengkraft enn vanlig krutt.

10 10 7 EKSPLOSJONSSIKRING Utgangspunktet for vurdering av lastbildet på våpenskap ved brann er at skapet inneholder maksimalt tillatt mengde i forhold til Forskrift om våpen, våpendeler og ammunisjon. 7.1 OVERSLAG OVER POTENSIELT EKSPLOSJONSTRYKK Forskriften tillater maksimalt patroner til håndvåpen eller maksimalt stk. dersom minst 5000 stk. av disse er i cal. 22. Magnumpatoner inneholder ~ 4g. krutt, normal ammunisjon ~ 2,3g. Tetthet etter forbrenning av krutt er ca. 900 l/kg, dvs. som gir 0,9m³ gass per kg krutt ved normaltilstand. Ved forbrenning av krutt vil temperaturen stige vesentlig. I henhold til "Forskrift om oppbevaring av eksplosive varer" er det kun tillatt å oppbevare inntil 5 kg røyksvakt krutt og inntil 5 kg eksplosiv vare oppladet som ammunisjon patroner som oppgitt som tillatt i "Forskrift om skytevåpen", inneholder anslagsvis kg krutt. Grovt regnet vil forbrenning av 40kg krutt tilsvare ca 36 bar trykk, om en går ut i fra et volum på 1m³ i våpenskapet, og skapet er tett. Ved høyere temperaturer vil egenvolumet være større enn 900l/kg og derav ennå høyere trykk. Potensialet til å sprenge et våpenskap er med andre ord til stede. 7.2 VURDERING Et konvensjonelt våpenskap har ikke mulighet å motstå et trykk opp mot 36 bar. Det vil imidlertid være mindre sannsynlig at alt kruttet i ammunisjonen eksploderer på samme tid, siden kruttmengden er lagret i små individuelle forseglede enheter. Mer sannsynlig vil det være at patronene reagerer etterhvert som de blir oppvarmet og utsatt for påkjenninger fra andre patronener som reagerer (kjedereaksjon). Denne type reaksjon vil også kunne gi høye trykk. Krutt for lading av ammunisjon har imidlertid ikke denne oppdelingen i mindre enheter. Tenner dette kruttet vil det reagere raskt. Selv med mindre mengder enn de som er tillatt i henhold til forskriftene vi det kunne bli vesentlige trykkøkninger i skapet. For å beskytte omgivelsene mot reaksjonen i skapet, kan flere forhold bli tatt i betraktning: Eksponering Skapet bør ikke plasseres i rømningsområder og på steder som vil kunne bli benyttet som adkomst ved slokking. Plassering av skapet bør være i underetasje, ut mot yttervegg, bort fra fellesarealer, oppholdsrom og rømningsveier. En slik plassering kan også være gunstig for å beskytte skapet mot branneksponeringen Evakuering av eksplosjonstrykket Skapet må bygges med tanke på evakuering av trykk. Klaring mellom dør og karm er en mulighet til å oppnå dette. Trykket må kunne evakueres i en ufarlig retning. Det kan oppnås ved å legge inn en lokal svakhet i konstruksjonen. En slik avlastningssone bør plasseres f. eks. i toppen av skapet. Eventuelle løsrevne fragmenter eller prosjektiler fra ammunisjonen vil da kunne gå opp mot taket hvor sannsynligheten for at slukkemannskap blir utsatt, er mindre.

11 Isolering En annen strategi kan være å stille krav til isolasjon av våpenskap slik at innholdet ikke tennes under brannforløpet. Denne isolasjonen bør i så fall være god nok til å vare under hele brannen. Det kan dreie seg om flere timer. Dette vil være et prisspørsmål som veies opp mot risiko. 8 Oppsummering 8.1 KRITERIER Kriterier for godkjenning av våpenskap må basere seg på kvantitative målbare størrelser. Oppfyllelsen av disse kriteriene kan dokumenteres ved forsøk eller forsøk i kombinasjon med beregninger. De faktorene som er viktig å dokumentere er: evnen til å motstå prosjektiler (Fra ammunisjon som blir tent p.g.a. varme. Ammunisjon i våpen foreslås ikke tatt i betraktning.) evnen til å avlaste trykk fra antent krutt uten å skape flyvende fragmenter. Det bør vurderes å operere med to klasser. En klasse der det blir stilt krav til begrenset temperaturstigning inne i skapet i tillegg til de to faktorene ovenfor samt, en klasse der kun faktorene ovenfor testes. Klassen med temperaturkrav bør anvendes der det er krav til sikker rømningstid. Dersom strategien med isolering velges, vil det være tilstrekkelig å gjennomføre en branntest. Kravet må da være at temperaturen holdes under en nede grense gjennom hele brannforløpet. En slik grense kunne være 80 C. Brannforløpet kunne være i henhold til EN

12 12 9 Videre arbeid Brannforsøk Det videre arbeid med våpenskap i brann bør konsentreres om å utvikle en konkret testprosedyre. Før en testprosedyre kan utarbeides må det velges strategi for beskyttelse. Dette bør gjøres i samarbeid mellom produsenter, myndigheter og Norges Branntekniske Laboratorium as. Som et ledd i utviklingen av prosedyre bør det gjennomføres forsøk. Følgende momenter bør inngå i en testprosedyre.: - Våpenskapet blir utsatt for en gitt tid/temperatur kurve (eksempelvis eksponeringskurve benyttet i konstruksjonstesting, definert i EN ). Skapet testes i en periode inntil 30 minutter med en grense for temperaturstigning på 100 C. - Skapet eksponeres for en indre påkjenning i kald tilstand. Denne påkjenningen tilsvarer trykket til den mengde krutt som tillates lagret som en enhet. Det bør likevel angis en nedre grense for mengden som skal testes. Formålet med testen er som tidligere nevnt å teste evnen til avlasting uten å skape flyvende fragmenter. - Dersom strategien med isolering av våpenskap velges må skapet instrumenteres for å identifisere trykk og temperatur. Krav til varighet av denne testen bør ligge i området 2 til 3 timer med en maksimal temperaturgrense i området 80 C. - Visuell observasjon før og etter forsøk gir et bilde på hvordan skapet blir påvirket i testen, og kan gi en pekepinn på svakheter ved konstruksjonen. 10 REFERANSER 1. Forskrift om skytevåpen, våpendeler og ammunisjon, 10. Desember Veiledning til forskrift om oppbevaring av eksplosive varer, februar Rudolf Meyer : Explosives Third revised and extended edition 4. Ingvar Sejlitz: Eksplosivlære