Varmestråling FORFATTER(E) Jan P. Stensaas OPPDRAGSGIVER(E) Statens bygningstekniske etat GRADER. DENNE SIDE ISBN PROSJEKTNR. ANTALL SIDER OG BILAG

Transkript

1 SINTEF RAPPORT TITTEL SINTEF Bygg og miljøteknikk Norges branntekniske laboratorium Postadresse: 7034 Trondheim Besøksadresse: Tiller bru, Tiller Telefon: Telefaks: Foretaksregisteret: NO MVA Sikker evakuering fra en bygning i brann En analyse av forskjellige bygningsmessige parametre for sikker utvendig evakuering fra en bygning i brann med hensyn til varmestråling. FORFATTER(E) Jan P. Stensaas OPPDRAGSGIVER(E) Statens bygningstekniske etat RAPPORTNR. GRADERING OPPDRAGSGIVERS REF. STF22 A98863 Åpen Wiran Bjørkmann GRADER. DENNE SIDE ISBN PROSJEKTNR. ANTALL SIDER OG BILAG 22N ELEKTRONISK ARKIVKODE PROSJEKTLEDER (NAVN, SIGN.) VERIFISERT AV (NAVN, SIGN.) i:\pro\22n143\rapport for BE vedr evakuering Jan P. Stensaas Kristen Opstad ARKIVKODE DATO GODKJENT AV (NAVN, STILLING, SIGN.) SAMMENDRAG Kjell Schmidt Pedersen Denne rapporten beskriver en spesiell problemstilling i forbindelse med evakuering av en bygning i brann. Problemstillingen går ut på å finne minste avstand mellom to bygningsfløyer i en bygning hvor det brenner i den ene av to bygningsfløyer. Evakuering av bygget skal skje mellom disse bygningsfløyene. Problemstillingen blir dermed å finne minste avstand mellom bygningsfløyene, avhengig av lengden av bygningsfløyene og andelen vinduer i branncellens yttervegg mot rømningsveien, dersom sikker evakuering av bygningen mellom bygningsfløyene skal oppnås. Branncellens høyde over rømningsveien inngår også som en variabel i denne analysen. Rapporten dokumenterer beregningsmodellen som blir benyttet i denne analysen. Beregningsresultatene blir presentert i form av enkle kurver, hvor varmestrålingen i rømningsveien uttrykkes som funksjon av en av de ovennevnte bygningstekniske parametrene, mens de andre holdes konstant. Kurvene viser blant annet betingelsene for akseptabel varmestrålingsdose i rømningsveien, når en blant annet forutsetter at evakuering av bygget starter 15 min. etter brannstart. På grunnlag av de ovennevte kurvene gir rapporten til slutt klare konklusjoner med hensyn til størrelsen på de ovennevnte bygningstekniske parametrene, dersom sikker evakuering av bygningen skal oppnås. STIKKORD NORSK ENGELSK GRUPPE 1 Brann Fire GRUPPE 2 Bygning Building EGENVALGTE Evakuering Evacuation Varmestråling Thermal Radiation

2 2 INNHOLDSFORTEGNELSE 1. INNLEDNING Generelt Problemstilling DOKUMENTASJON AV BEREGNINGSMODELL Generelt Beregningsmodell Beregning av varmestråling i rømningsveien Evakueringstiden Kriterium for sikker evakuering FORUTSETNINGER Generelt Valgte verdier på de konstante parameterene Variasjonsområdet for de variable parametrene BEREGNINGSRESULTATER Varmestrålingsdosens avhengighet av bredden B mellom bygningsfløyene Varmestrålingsdosens avhengighet av ytterveggens lengde L e Varmestrålingsdosens avhengighet av andelen vinduer = på ytterveggen Varmestrålingsdosens avhengighet av vinduenes høyde over rømningsveien KONKLUSJONER...14 REFERANSER...15

3 3 1. INNLEDNING 1.1 Generelt Statens bygningstekniske etat ved Wiran Bjørkmann /1/ har anmodet SINTEF Bygg og miljøteknikk, Norges branntekniske laboratorium (SINTEF NBL) om bistand til å analysere følgende problemstilling: Hva er minimum avstand B min. mellom to bygningsfløyer i en bygning, avhengig av lengden av bygningsfløyene, L e,, og andelen vinduer, =, i branncellens yttervegg mot rømningsveien, i tilfelle brann i en av bygningsfløyene, dersom sikker evakuering av bygningen mellom bygningsfløyene skal oppnås (se figur 1.1). Denne SINTEF-rapporten beskriver en analyse av ovennevnte problemstilling, basert på en relativt avanserte beregningsmodell, hvor beregningsresultatene blir presentert i form av kurver. Kurvene viser hvilke krav en må sette til de ovennevnte bygningsmessige parametre, dersom en skal oppnå sikker evakuering av bygningen. 1.2 Problemstilling Ved brann i en bygning vil sikker evakueringen utenfor bygningen, mellom to bygningsfløyer, som vist i figur 1.1, som regel bare primært være avhengig av den påfallende varmestrålingen mot personene i rømningsveien. Røykeksponeringen vil i slike situasjoner vanligvis ikke utgjøre en alvorlig trussel i forbindelse med evakuering av bygningen. En eventuell kollaps eller sammenbrudd av hele eller deler av bygningskonstruksjonen vil selvsagt utgjøre en viss trussel, men dette vil som regel skje temmelig sent i brannutviklingen, det vil si i god tid etter at branncellen og relativt betydelige deler av bygget er overtent. b B B L e q ro V e Figur 1.1: Skissen viser evakuering av en bygningen, hvor det brenner i høyre bygningsfløy. Personer som beveger seg langs den skisserte rømningsveien, antas å motta en konstant varmestrålingsintensitet under hele den effektive evakueringslengden L e, som vil være noe lengre enn L e.

4 4 Forutsatt at varmestrålingsintensiteten eller varmestrålingsfluksen er under 5-10 kw/m 2, vil det være den samlede varmestrålingsdose D, som personer mottar under evakueringen, og ikke varmestrålingsintensiteten q r, som vil være avgjørende for om en vil oppnå sikker rømning fra bygningen. Varmestrålingsdosen D (i kj/m 2 ) er lik produktet av den gjennomsnittlige varmestrålingsintensiteten q r (i kw/m 2 ) i rømningsveien, og evakueringstiden mellom de to bygningsfløyene t e (i sek.). Varmestrålingsdosen kan beregnes etter følgende uttrykk: D = q r x t e (kj/m 2 ) Evakuering av en bygning mellom to bygningsfløyer, slik som vist figur 1.1, kan føre til uforholdsmessig stor varmestrålingsdose på personer i rømningsveien, hvis avstanden B mellom bygningene blir for liten og/eller hvis evakueringslengden L e blir for lang. En uforholdsmessig høy varmestråling i rømningsveien kan føre til at rømning av bygget vil bli hindret. Andre parametre som spiller inn, er andelen vindusflate på branncellens yttervegg mot rømningsveien = (i %), og branncellens høyde over rømningsveien h. Varmestrålingen i rømningsveien vil øke med økende andel vindusflate i ytterveggen mot rømningsveien og avtagende høydeforskjell mellom branncellen og rømningsveien.

5 5 2. DOKUMENTASJON AV BEREGNINGSMODELL 2.1 Generelt Den totale dosen varmestråling som personer, som rømmer et bygg mellom to bygningsfløyer (som vist i figur 1.1), mottar, ved brann i en av bygningsfløyene, bestemmes i første rekke av følgende faktorer: Avstanden eller bredden B mellom bygningsfløyene (m). Effektiv evakueringslengde L e (m). (L e vil som regel være lengre enn lengden L e vist i figur 1.1). Evakueringshastigheten: V e (m/s) Andelen vindusflate i branncellens yttervegg mot rømningsveien = (%). Vinduenes høyde over rømningsveiens bakkenivå, eller egentlig høyden av nedre vinduskant over det nivå i rømningsveien en ønsker å bestemme varmestrålingen h (m). Dette vil som regel være ved hodehøyde (h 1,7 m). Avstanden fra motsatt ytterveggen, hvor personer vil bli eksponert for varmestråling fra brannen, b (m), er avstanden fra motsatt yttervegg, hvor rømningen finner sted på grunn av eventuell beplantning og parkerte biler og sykler. Den effektive avstanden fra vinduene i branncellen til den delen av hodet som blir eksponert for varmestråling B, vil derfor være noe mindre enn B. B er gitt av følgende uttrykk: B = B b (jf figur 1.1). Gjennomsnittlig varmestrålingsintensitet i rømningsveien under evakueringen: q rb (kw/m 2 ). Varigheten av evakueringen mellom bygningsfløyene t e (sek.). Tidspunktet for når evakuering av bygningen starter t (min.), når en forutsetter at branntemperaturen i branncellen utvikler seg i henhold til ISO 834 tid-/temperaturkurve /2/. Varmestrålebelastningen i rømningsveien kan bli temmelig beskjeden i brannens første, innledende fase fase, men den kan bli betydelig etter at branncellen er overtent. Tidspunktet for når evakuering av bygningen starter, t (min.), vil derfor trolig være den viktigste parameteren i denne analysen. 2.2 Beregningsmodell Beregning av varmestråling i rømningsveien Den varmestrålingen q rb som en person føler under rømning fra en bygning, kan i situasjonen vist i figur 1.1, antas å være tilnærmet konstant under rømningen. q ro er den maksimale varmestrålingsintensiteten fra vinduet eller vinduene på ytterveggen til brannrommet, det vil si inne i branncellen, eller helt nært vinduet/-ene. Den gjennomsnittlige varmestrålingen i rømningsveien q rb, i en gitt avstand B fra branncellens yttervegg, er gitt av følgende ligning: q" rb ' B q" ro hvor: q ro = IA f T g 4 hvor: T g = 345log 10 (8t + 1) + T o (K) i henhold til ISO 834 /2/,

6 6 hvor t er tidspunktet (i minutter) for start evakuering etter brannstart, og T o er starttemperaturen, som settes lik 283 K = 10 C. B er synsfaktoren (-) for det aktuelle punktet i rømningsveien, det vil si hodehøyde, i forhold til vinduene i branncellen. Synsfaktoren er andelen av varmestrålingen som treffer det aktuelle kritiske punktet i rømningsveien i forhold til det som maksimalt kan oppnås, hvis rømningsveien var helt nært branncellen (det vil si ved B = 0). Synsfaktoren B (-) bestemmes av følgende ligning /3/: B 2 F X arctan 2 X 1 Y 2 X 1 Y arctan 2 Y 1 X 2 Y 1 hvor: X = W/2B og Y = H/2B hvor W og H (m) er henholdsvis effektiv bredde og høyde på vindusflaten i branncellen, som representerer alle vinduene i branncellens yttervegg mot rømningsveien. B (m) er den effektive horisontale avstanden fra brannbygningen til personer i rømningsveien. Den ovennevnte ligningen gjelder bare hvis senteret til branncellens vindusflaten, som representerer vinduene i branncellen, ligger på samme nivå som hodehøyde i rømningsveien. Hodehøyden er i denne analysen forutsatt å være 1,7 m. Hvis en forutsetter at vindushøyden er 1 m, vil nedre vinduskarm dermed ligge en høyde h = 1,2 m over bakkenivået i rømningsveien. Dette tilfellet gir den maksimale varmestrålingen i rømningsveien, når alle de andre bygningstekniske parametrene er gitt. Varmestrålingsintensiteten avtar med både avtagende og økende høydeforskjell mellom nedre vinduskarm og bakkenivået i rømningsveien i forhold til h = 1,2 m. I de fleste bygninger vil h som regel være noe høyere enn 1,2 m. I denne analysen har vi satt h = 2m, noe som vil medføre en noe lavere varmestrålingsintensitet enn det formlene over beregner. Vi har imidlertid inkludert denne høydeforskjellen i alle beregningene i denne analysen, ved blant annet å gjøre bruk av gjeldene lover for varmestrålingsberegninger 1. Den ovennevnte strålingsmodellen forutsetter at brannen holder seg innenfor branncellen i løpet av evakueringstiden. Riktignok vil vinduene knuses før eller like etter overtenning av branncellen, slik at det vil stå relativt kraftige flammer ut av disse vinduene mot rømningsveien, men dette vil ikke føre til brannspredning til nabobranncellen, hverken over eller til siden, før tidligst etter at evakueringen av bygget er ferdig. Modellen forutsetter videre at det er bare den delen av brannen/flammene som er synlig gjennom vinduene, som bidrar til varmestråling i rømningsveien. Vi vil riktignok ved en overtent brann i branncellen også ha flammer utenfor og over øvre vinduskarm, samt i eventuelt utvendig brennbart panel. På grunn av at disse flammene er relativt tynne flammer, med lav emisivitet, vil ikke denne delen av brannen/flammene bidra nevneverdig til varmestrålingen i rømningsveien. Det er bare flammene som er inne i branncellen som har tilstrekkelig stor tykkelse, slik at de har en emisivitet nærmere lik 1, som kan bidra med nevneverdig varmestråling i rømningsveiene. Det er også i henhold til tilsvarende beregningsmetode eller standard 2 utviklet av National Fire Protection Association i USA /3/. 1 2 Vi har blant annet brukt den lov som sier at synsfaktoren for et punkt i forhold til en flate, som kan deles opp i flere enkeltflater, er lik summen av synsfaktorene for hver av enkeltflatene i forhold til det samme punktet. NFPA 80A: Recommended practice for protection of buildings from exterior fire exposures.

7 7 2.3 Evakueringstiden Når en vet evakueringshastigheten V e (m/min.) til personene som rømmer bygningen, og den effektive evakueringsavstanden L e (se skisse på første side), kan evakueringstiden t e (i sekunder) bestemmes av følgende ligning: t e = L e /V e (sekunder) Vi har valgt å beregne den effektive evakueringslengden L e beregnes på grunnlag av følgende tilnærmede uttrykk: L e = L e + 0,5 x B b Hvor B er avstanden mellom bygningsfløyene og b er den avstanden personer kommer nærmere bygningsfløyene det er brann i på grunn av beplantning, parkerte biler, sykler etc. Det forutsettes her at personer som evakuerer byggingen mellom de to bygningsfløyene, beveger seg nesten med en gang så langt fra branncellens yttervegg som mulig, etter at de er kommet ut av bygningen. Evakueringshastigheten V e (m/s) vil være avhengig av hvilken type personer som oppholder seg i bygningen. Den type personer som har den laveste evakueringshastigheten av de personer som oppholder seg i bygningen, vil bestemme den dimensjonerende evakueringshastigheten. Her forutsetter vi at det vil være relativt gamle mennesker med en temmelig lav evakueringshastighet, det vil si 0,5 m/s. 2.4 Kriterium for sikker evakuering I Norsk standard NS 3901:1998 /4/ er det et kriterium, som sier at samlet varmestrålingsenergi tilført rømningsveien fra en brann, pluss eller utover en varmestråling fra 1 kw/m 2, må være mindre enn 60 kj/m 2. Dette kriteriet kan uttrykkes matematisk på følgende måte: (q" rb - 1)t e < 60 kj/m 2 hvor q rb (kw/m 2 ) er varmestrålingsintensiteten i rømningsveien en avstand B (B = B b) fra branncellens yttervegg og t e (sek.) er den tiden personer blir eksponert for varmestrålingen q rb under evakueringen mellom bygningsfløyene.

8 8 3. FORUTSETNINGER 3.1 Generelt Som antydet innledningsvis, vil vi her analysere varmestrålingsdosen i rømningsveien avhengig av avstanden B mellom bygningsfløyene, lengden av bygningsfløyene L e, den prosentvise andelen vinduer på branncellens yttervegg mot rømningsveien = og høyden h på nedre vinduskarm over bakkenivået i rømningsveien. Vi vil i denne analysen variere disse parametrene etter tur, for å se hvilken varmestrålingsdose personer i rømningsveien vi motta. Vi varierer altså bare en av parametrene om gangen, hvor de andre holdes konstant. Beregningene vil bli gjennomført ved hjelp av beregningsmodellen som er ble presentert i kapittel 2. Denne modellen er blitt implementert i et Excel 97 regneark, hvor en på en rask og enkel måte kan gjøre endringer i de aktuelle variable og parametre som inngår i denne problemstillingen. Det må understrekes her at de presenterte resultater i denne rapporten ikke gjelder generelt, men bare for de valgte parametre. Disse er imidlertid valgt slik at de utgjør typiske verdier. Den valgte parameter som trolig har størst betydning for resultatene, er sannsynligvis tidspunktet for starten på evakueringen. Hvis dette tidspunktet velges i løpet av brannens innledende fase, vil resultatene med hensyn til akseptable de bygningstekniske parametre vesentlig mindre strenge, enn om tidspunktet for start evakuering velges vesentlig senere, når vi forutsetter at brannutviklingen følger tid-/temperaturkurven angitt i ISO Valgte verdier på de konstante parameterene Følgende konstante verdier brukes i denne analysen: Vinduenes høyde 3 : 1 m Høyden til nedre vinduskarm over bakkenivået i rømningsveien: 2 m Høyden over bakkenivået i rømningsveien, hvor varmebelastningen beregnes: 1,7 m Branncellens høyde: 2,5 m Branncellens bredde: 10 m Største avstand til bestrålt hudflate fra motsatt yttervegg: 2 m Evakueringshastighet: 0,5 m/s Tidspunktet 4 for start evakuering etter brannstart: 15 min. Konstant avstand mellom bygningene (når den holdes konstant): 8 m Konstant evakueringsdistanse (når den holdes konstant): 20 m prosentvis vindusareal på yttervegg i branncelle (når den holdes konstant): 40 % 3 4 Vindusbredden bestemmes av den prosentvise andelen av vinduer på ytterveggen i branncellen, når en vet høyden og bredden av branncellen, samt vinduenes høyde. Disse er satt henholdsvis lik 2.5, 10 og 1m Ved dette tidspunktet er temperaturen i branncellen ca 740 C og maksimal varmestråling fra branncellen i vindusflaten (iht Stefan Bolzmanns lov for varmestråling), blir ca 60 kw/m 2.

9 9 3.3 Variasjonsområdet for de variable parametrene Følgende variasjonsområde velges for de variable parametrene: Avstanden mellom bygningen B (m): 3-16 m Evakueringsdistansen L e : 1-20 m Dem prosentvise andelen vindusareal på yttervegg i branncelle =: % = som parameter i grafer: 20, 40 og 60 %

10 10 4. BEREGNINGSRESULTATER 4.1 Varmestrålingsdosens avhengighet av bredden B mellom bygningsfløyene. 16,0 Varmestrålingsintensitet q" (kw/m2) 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 Andelen vindusareal på yttervegg: 20 % 40 % 60 % 0, Avstanden mellom bygningsfløyene B (m) Figur 4.1: Varmestrålingsintensiteten (i kw/m 2 ) avhengighet av bredden eller avstanden B mellom bygningsfløyene når andelen vindusflate på ytterveggen mot rømningsveien er 20, 40 og 60 % og lengden av bygningsfløyene L e er konstant lik 20 m. 600,0 Varmestrålingsdose D (kj/m2) 500,0 400,0 300,0 200,0 100,0 Kriterium: varmestrålingsdose: D < 60 kj/m2 Andelen vindusareal på yttervegg: 20 % 40% 60 % 60 kj/m2 0, Avstanden mellom bygningsfløyene B (m) Figur 4.2: Varmestrålingsdosens (i kj/m 2 ) avhengighet av bredden eller avstanden B mellom bygningsfløyene når andelen vindusflate på ytterveggen mot rømningsveien er 20, 40 og 60 % og lengden av bygningsfløyene L e er konstant 20 m.

11 Varmestrålingsdosens avhengighet av ytterveggens lengde L e 160,0 140,0 Varmestrålingsdose D (kj/m2) 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 Andelen vindusareal på ytterflaten: 60 % 40 % Kriterium: D < 60 kj/m2 20 % 20,0 0, Lengden av bygningsfløyene Lm (m) Figur 4.3: Varmestrålingsdosens (i kj/m 2 ) avhengighet av lengden av bygningsfløyene L e, når andelen vindusflate på ytterveggen mot rømningsveien er 20, 40 og 60 % og avstanden mellom bygningsfløyene B er konstant lik 8 m. Varmestrålingsintensiteten i rømningsveien q r (i kw/m 2 ) ved konstant avstand B mellom bygningsfløyene, vil stort sett være uavhengig av bredden lengden L e mellom bygningsfløyene. 4.3 Varmestrålingsdosens avhengighet av andelen vinduer = på ytterveggen Figur 4.4 og 4.5 på neste side viser varmestrålingsdosen og varmestrålingsintensiteten som funksjon andelen viduer på ytterveggen i branncellen.

12 12 5,0 Varmestrålingsintensitet q" (kw/m2) 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Varmestrålingsintensiteten q", 1,7 m over bakkenivået i rømningsveien Andelen vindusflate på yttervegg (%) Figur 4.4: Varmestrålingsintensiteten (i kw/m 2 ) i hodehøyde i rømningsveien (1,7 m) avhengig av andelen vindusflate = (%) på ytterveggen mot rømningsveien ved en konstant avstand mellom bygningsfløyene B = 8 m og konstant lengde på bygningsfløyene L e = 20 m. Nedre vinduskarm til vinduene i branncellen er 2 m over bakkenivået i rømningsveien. 160 Varmestrålingsdosen D (kj/m2) L e = 20 m L e = 10 m Andel vindusflate på yttervegg (%) Figur 4.5: Varmestrålingsdosen (i kw/m 2 ) avhengighet av andelen vindusflate = (%) på ytterveggen mot rømningsveien ved en konstant avstand mellom bygningsfløyene B = 8 m og konstant lengde på bygningsfløyen L e = 20 m.

13 Varmestrålingsdosens avhengighet av vinduenes høyde over rømningsveien 4,0 Varmestrålingsintensitet q" (kw/m2) 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 Varmestrålingsintensiteten q", 1,7 m over bakkenivået i rømningsveien 0,0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 h = 1,2 m Høyden på nedre viduskarm over rømningsvei h (m) Figur 4.6: Varmestrålingsintensiteten (i kw/m 2 ) avhengighet av høyden på nedre vinduskant over bakkenivået i rømningsveien når en forutsetter at kritisk eksponering skjer ved hodehøyde (1,7 m over bakken). Avstanden mellom bygningsfløyene B = 8m, lengden av bygningsfløyen L e = 20 m og andelen vindusflate på ytterveggen er 40 %. 120,0 Varmestrålingsdose D (kj/m2) 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 Varmestrålingsdosen D, 1,7 m over bakkenivået i rømningsveien i i i Krav: D < 60 kj/m2 0,0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 h = 1,2 m Høyden på nedre vinduskant over rømningsvei h (m) Figur 4.7: Varmestrålingsdosen (i kj/m 2 ) avhengighet av høyden på nedre vinduskant over bakkenivået i rømningsveien når en forutsetter at kritisk eksponering skjer ved hodehøyde (1,7 m over bakken). Avstanden mellom bygningsfløyene B = 8m, lengden av bygningsfløyen L e = 20 m og andelen vindusflate på ytterveggen er 40 %.

14 14 5. KONKLUSJONER Vi kan trekke følgende konklusjoner av denne analysen med hensyn til hva som er minimum avstand B min. mellom to bygningsfløyer i en bygning, avhengig av forskjellige bygningstekniske parametre, hvis sikker evakuering av bygningen mellom bygningsfløyene skal oppnås: 1. Forutsetninger 5 for denne analysen: Resultatene i denne analysen baserer seg på visse forutsetninger, og resultatene gjelder strengt tatt bare under forutsetning av at disse forutsetningene er oppfylt. Disse forutsetningene er imidlertid valgt slik at de utgjør typiske verdier for bygninger. Den valgte parameteren som trolig har størst betydning for resultatene, er sannsynligvis tidspunktet for starten på evakueringen. Hvis dette tidspunktet velges i løpet av brannens innledende fase, vil resultatene med hensyn til akseptable bygningstekniske parametre, bli vesentlig mindre strenge, enn om dette tidspunktet velges vesentlig senere. Vi forutsetter her at brannutviklingen følger tid-/temperaturkurven angitt i ISO Avstanden mellom bygningsfløyene B: Når lengden av bygningsfløyene L e holdes konstant lik 20 m og når andelen vindusflate = i branncellens yttervegg mot rømningsveien er henholdsvis 20, 40 og 60 %, må B minst være henholdsvis 8, 10 og 12 m, dersom sikker evakuering skal oppnås. Hvis L e er større enn 20 m, vil nødvendig avstand B bli større enn de angitte verdier, og omvendt. Varmestrålingen mot rømningsveien langs motsatt yttervegg blir med = = 40 %, L e = 20 m og B = 5, 8 og 10 m lik henholdsvis 8,3, 3,7 og 2,4 kw/m Lengden på bygningsfløyene L e : Når L e øker, øker også evakueringstiden og varmestrålingsdosen, som personer i rømningsveien mottar, tilsvarende. Det er som regel varmestrålingsdosen som er avgjørende for om sikker evakuering vil oppnås eller ikke. Som kriterium for sikker evakuering har vi brukt kriteriet i NS3901:1998, som sier at varmestrålingsdosen, pluss energi fra 1 kw/m 2 mot personer i rømningsveien, må være mindre enn 60 kj/m 2. Når B = 8 m og = = 20, 40 og 60 %, vil en oppnå sikker evakuering, hvis L e er mindre enn henholdsvis ca 20, 9 og 7 m. Hvis avstanden B er kortere, må tilsvarende maksimalverdier for L e være enda mindre enn dette, og omvendt. 4. Andelen vindusflater på branncellens yttervegg =: Når = øker, øker den varmestrålende flaten på branncellens yttervegg tilsvarende. Dermed øker også varmestrålingsintensiteten i rømningsveien. Når B = 8 m og L e = 20 m, må = være mindre enn ca 20 %, hvis sikker evakuering skal oppnås. Hvis L e reduseres til 10 m, må = være mindre enn ca. 35 %. Hvis avstanden B avtar, må = være mindre, og omvendt. Når = er 20, 40 og 60 %, samt når B = 8 m og L e = 20 m, vil varmestrålingsintensiteten ved hodehøyde i rømningsveien bli henholdsvis 2,3, 3,7 og 4,3 kw/m 2. Når B avtar og L e øker, må = gjøres mindre, og omvendt. 5. Høyden på nedre vinduskarm i branncellen over bakkenivå i rømningsveien h: Når h øker, vil varmestrålingen avta. Mens varmestrålingsintensiteten i rømningsveien er 3,8 kw/m 2 ved h = 1,2m, vil q rx avta til ca 0,5 kw/m 2 ved h = 10 m. Varmestrålingsdosen i rømningsveien reduseres altså sterkt ved økende etasjehøyde for branncellen. I det aktuelle tilfellet, dvs når B = 8 m, L e = 20 m og = = 40%, vil kriteriet D < 60 kj/m 2 være tilfredsstilt, når h er større enn 4,5 m, dvs at branncellen må ligge i en etasje over første etasje. 5 Følgende forutsetninger ligger til grunn for disse konklusjonene: Vinduenes høyde er 1 m, høyden på nedre vinduskarm over bakkenivået i rømningsveien er 2 m, høyden over bakkenivået i rømningsveien, hvor varmestrålingen beregnes, er 1,7 m, branncellens høyde og bredde er 2,5 og 10 m, Største avstand fra bestrålt hudflate til motsatt yttervegg (i forhold til branncellens yttervegg) er 2 m, evakueringshastigheten er 0,5 m/s, tidspunktet for evakueringens start etter brannstart er 15 min., konstant avstand mellom bygningsfløyene er 8 m, konstant lengde på bygningsfløyene er 20 m og konstant andel vindusflate på ytterveggen er 40 %.

15 15 REFERANSER /1/ Bjørkmann, W.: Statens bygningstekniske etat (venter på skriftlig bestilling). /2/ NS3904: Norsk Standard: Brannteknisk prøving av bygningskonstruksjoner, Norsk Standardiseringsforbund, Postboks 353 Skøyen, 0212 Oslo, mai /3/ NFPA 80A, Recommneded practice for protection of buildings from exterior fire exposures, National Fire Protection Accosiation, /4/ NS 3901: Norsk Standard: Risikoanalyse av brann i bygninger, Norsk Standardiseringsforbund, Postboks 353 Skøyen, 0212 Oslo, mai 1998.