Brannsikkerhet i bygninger

Transkript

1 Brannsikkerhet i bygninger Hva må vi tenke på, og når? Hva er arkitektens ansvar? Elin Tørlen Lønvik Senioringeniør NEAS Brannconsult AS Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 1 Først litt brannteori Branntrekanten For at noe skal brenne: Noe brennbart Varme Oksygen Brannspredning Brannspredning kan skje på tre måter. ledning stråling konveksjon Brannspredning ved varmeledning Varmeledning via bygningsdeler/komponenter (f.eks metaller varme godt). Kan bli så varmt at materialer som er i direkte kontakt antennes. Brannspredning ved varmestråling (eller gnister/flygebrann). Brann spres til andre bygnigner/objekter/ materialer som ligger så nær at temperaturen på overflaten av det strålingsutsatte objektet overstiger antennelsestemperatur. Varmestråling både fra brannrøyk og flamme. Brannspredning ved konveksjon Brann spres ved at varme branngasser strømmer til andre deler av rommet eller bygningen via ventilasjonskanaler eller utettheter i konstruksjoner. Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 2 1

2 Først litt brannteori Brannforløp kan deles inn i tre faser: antenningsfasen flammefasen avkjølingsfasen Overtenning Den perioden alle brennbare materialer i et rom begynner å ta del i brannen og som resulterer i en total brann. Altså overgangen fra en begrenset flammebrann til en full rombrann. 1 min 15 sek 3 min 3 min 20 sek Oksygenet inne i rommet brukes opp og branngasser (flammer) slår ut vindu (branngassene forbrenner på utsiden). Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 3 Antall branner og årsak Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 4 2

3 Hva koster brannene Antall døde Kroner Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 5 Katastrofebranner i Norge nyere tid De største dødsbrannene i bygninger i Norge etter krigen: 1959: Brann i Stalheim Hotell, 25 omkomne 1959: Brann i Kongsberg sykehjem, 5 omkomne 1971: Brann i bygård i Hesselberggaten i Oslo, 6 omkomne 1976: Brann ved Jotun i Sandefjord, 6 omkomne 1979: Brann i Gullhella sykehjem i Asker, 5 omkomne 1979: Brann i Alstahaug sykehjem, 14 omkomne 1983: Brann i Larvik sykehjem, 5 omkomne 1986: Brann i Hotell Caledonien i Kristiansand, 14 omkomne 2008: Brann i leilighetsbygg i Drammen, 7 omkomne 2008: Brann i bygård i Urtegata i Oslo, 6 omkomne Litt om noen av brannene Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 6 3

4 Hovedårsaken til branndøde Røykutvikling Det farligste (for mennesker) under et brannforløp er ikke flammene og varmen, men røykutviklingen. De fleste dødsfallene skjer på grunn av røykforgiftning allerede i antenningsfasen. (Røyk reduserer sikt og blokkerer rømningsveier + danner giftige gasser). Det er derav vesentlig for personsikkerheten at konstruksjoner er røyktett. Eksempel: Røyktetthet som gir sikt 1 m i rom 35 m 3 (5x3x2,4m) -Tre: 0,5 kg - Eksp.polystyren: 0,07 kg - Skumgummi: 0,1 kg - Polyuretan skum: 0,5 kg - Parafin: 0,3 l Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 7 Hvordan unngå nye katastrofebranner Respekt for regelverket - forståelse av dette Dagens regelverk er bl.a. basert på erfaring fra branner, (hva som er årsak til at det har gått galt evt. bra). Bakgrunnen for kravene har lett for å gå i glemmeboken Murpys lov If anything can go wrong, it will. Men det er gjerne en serie uheldige omstendigheter som gjør en katastrofe. En blomsterpotte som selvantente er trolig årsak til storbrannen på Vik Torg (Hole kommune) i Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 8 4

5 Når må vi tenke brann i et prosjekt Hvordan implementere brannsikkerhet i bygningene uten at dette skal gå på bekostning av det arkitektoniske utrykket, og vice versa. Branntekniske forhold er blant de viktigste rammebetingelsene ved prosjektering av bygninger og må vurderes tidlig i prosjektet, allerede på skissestadiet. Plassering av rømningsveier/ trapperom, brannteknisk oppdeling av bygningen er med på å bestemme utforming og planløsning. Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 9 Når må vi tenke brann i et prosjekt Brannteknisk prosjektering, del av prosjekteringsgruppen Utarbeider: Premissgivende dokument - konsept, strategi, prosjekteringsgrunnlag Flere nivåer av type bistand - skisseprosjekt - forprosjekt - detaljprosjekt -utførelse - sluttdokumentasjon - bruk (endring av forutsetninger) Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 10 5

6 Regelverk. Hvilke krav skal vi ivareta Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 11 Regelverk. Hva skal vi forhold oss til? TEK angir minimumskrav myndighetene har fastsatt til brannsikkerhet i bygninger. Funksjonskravene er generelle formuleringer basert på behovet brukerne av bygningene har for sikkerhet ved brann. Kravene angir ikke hvordan bygninger eller bygningsdeler skal utformes og utføres. Veiledningen til TEK (VTEK) er myndighetenes tolkning av funksjonskravene i TEK. Vi kan fravike VTEK, men dette krever da dokumentasjon på at funksjonskrav i TEK er tilfredsstilt (sikkerhetsnivå minst tilsvarende VTEK). Temaveiledninger: brannalarmanlegg, sprinkler, røykventilasjon, brann rekkehus, etc. Samt byggdetaljblad, litteratur, etc. Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 12 6

7 Nivåer for dokumentasjon av brannsikkerhet Nivå A C: dokumentasjon av brannsikkerhet i byggefasen. Nivå D: overføre dokumentasjon fra byggefasen til bruksfasen. Nivå E: erfaringer fra bruksperioden, eller endringer (bruksendring, ombygging mv.) kan medføre behov for revurdering av brannsikkerhetsstrategi og tekniske eller organisatoriske tiltak. RIBr (Premissgivende dokument brannteknisk konsept) Ark.-RIB-RIV-RIE-Spes. (RIBr detaljprosjekterer ikke kan bistå med å vurdere løsninger) Ofte kun overordnede sett med krav utarbeidet før rammetillatelse (forprosjekt). Beregninger etc kan medføre endring av brannstrategi/ytelser. (Forprosjekt er faglig forankret spådom ) Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 13 Dokumentasjon: Detaljprosjektering (nivå B) De enkelte detaljprosjekterende må utarbeide - oversiktlig og lett tilgjengelig dokumentasjon - vise at angitte/forutsatte ytelsesnivå i brannstrategi (nivå A) er oppfylt Dokumentasjonen på nivå B vil omfatte - tegninger og beskrivelser - utregninger - sertifikat og godkjenningsdokument for bygnings- og installasjonsdeler Detaljprosjektering (tegninger og beskrivelser) må gi - godt nok underlag for arbeidet som skal utføres på byggeplass Viktig - Grenseområder mellom ulike fag, f.eks. - gjennomføringer i brannskillende bygningsdeler - hvem har ansvar for tilslutninger mellom bygningsdeler - brannisolering - brannslangeskap i branncellevegg Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 14 7

8 Noen definisjoner Brannrisiko = sannsynlighet x konsekvens Hvordan redusere risiko? (eksempel boligbygg, kontor, sykehjem) Branncelle = Avgrenset del av en bygning hvor en brann i løpet av en fastsatt tid ikke skal spre seg til andre deler av bygningen, selv om brannen utvikler seg fritt. Brannseksjon = Del av en bygning som er skilt med seksjoneringsvegg/brannvegg fra øvrige deler av bygningen. Veggen skal hindre en fullt utviklet brann i å spre seg fra en seksjon til en annen med den forutsatte slokkeinnsatsen fra brannvesenet. Brannverntiltak: Passive og aktive tiltak. Konstruksjoner for å hindre røyk og brann. Tekniske system for å varsle brann, slokke brann, vise vei ut, ventilere ut branngasser/røyk. Brannstrategi = et samlet sett med brannteknisk krav for bygget (aktive og passive tiltak for å redusere risiko). Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 15 Hvilke hovedføringer gis i TEK/VTEK 7-2. Sikkerhet ved brann ( ) Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 16 8

9 Hvilke hovedføringer gis i TEK/VTEK Eksempel på viktige hovedområder mht brann Viktige forutsetninger for den branntekniske strategien: beskrivelse av virksomhet(er) antall personer i bygningen plassering i risikoklasse(r) oversikt arealer og etasjer brannklasse(r) brannenergi forutsatt innsats fra brannvesen Hovedområde Underområder: Bæreevne og stabilitet ved Brannmotstand for bærende konstruksjoner brann Antennelse, utvikling og spredning av brann og røyk Tilrettelegging for slokking av brann Tiltak for å hindre brannspredning mellom byggverk Rømning av personer Tiltak for å påvirke rømningstider og lette slokking Tilrettelegging for rednings- og slokkemannskap Materialer, overflater Oppdeling (seksjonering, brannceller, brannmotstand) Ev. spesielle forhold i rømningsveier (himlinger, kabelog kanalføringer) Tekniske installasjoner (for eksempel ventilasjonsanleggets funksjon under brann) Tilstrekkelig slokkeutstyr (brannslanger og/eller håndslokkeapparater) Plassering av slokkeutstyr Brannskille mellom bygninger (avstand, branncellebegrensende vegger, brannvegger) Brannspredning via taktekning Rømningsveier: Dimensjoner/bredder Atkomst Slagretning Åpningsmekanismer på dører Automatisk slokkeanlegg Automatisk brannalarmanlegg Automatisk røykventilasjon Røykventilasjon av trapperom Overtrykksventilasjon av rømningsveier (trapperom og korridorer) Ventilasjonsanleggets funksjon og styring under brann Ledesystem Atkomst til/i byggverket Atkomst til sentrale branntekniske installasjoner Tilgang til slokkevann Merking av skjulte hulrom/installasjoner Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 17 Hvilke krav gjelder for mitt bygg Risikoklasse TEK: Ut fra den risiko en brann kan innebære for skade på liv og helse, inndeles byggverk i risikoklasser som legges til grunn for å bestemme nødvendige tiltak for å sikre rømning ved brann. Bygningens risikoklasse bestemmes med hensyn til om: - byggverket er beregnet for personopphold - personer i byggverket er kjent med byggverkets rømningsveier og om de er i stand til å bringe seg selv i sikkerhet ved brann - byggverket er beregnet til overnatting - virksomheten i byggverket er lite brannfarlig. Herunder legges det vekt på sannsynligheten for at brann oppstår, om brann kan utvikle seg raskt og brannbelastning. Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 18 9

10 Hvilke krav gjelder for mitt bygg Risikoklasse TEK: VTEK: (angir eksempler) Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 19 Hvilke krav gjelder for mitt bygg Brannklasse TEK: Ut fra den konsekvens en brann kan innebære for skade på liv, helse, samfunnsmessige interesser og miljø, inndeles byggverk i brannklasser, som legges til grunn for å bestemme byggverkets bæreevne m.v. ved brann. TEK: VTEK: (angir eksempler) Underliggende etasjer/deler skal ha minst like høy brannklasse som etasjen/ delen som ligger over. Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 20 10

11 Hvilke krav gjelder for mitt bygg Risikoklasse og brannklasse gir viktige premisser for nødvendig utforming. Med bakgrunn i risikoklasse og brannklasse utledes krav til ytelser (bygningsmessige og tekniske brannverntiltak) som skal implementeres i bygget. En gjennomgang av i TEK/VTEK (ikke hele sannheten. kun utdrag) Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik Brannspredning mellom byggverk PBL 70. Bygningens plassering, høyde og avstand fra nabogrense Hvis ikke annet er bestemt i plan etter kap. VI eller VII, skal bygning ha avstand fra nabogrense som minst svarer til bygningens halve høyde og ikke under 4 meter. Kommunen kan godkjenne at bygning plasseres nærmere nabogrense (nabo samtykker eller små bygg) Nærmere bestemmelser, herunder regler om brannteknisk sikring gis ved forskrift. TEK Fare for brannspredning mellom byggverk skal forebygges slik at personsikkerhet ivaretas og slik at brann ikke kan føre til urimelige store økonomiske eller samfunnsmessige tap eller skader. Brannspredning mellom lave byggverk Minst 8 m avstand, eller tiltak for å hindre brannspredning i den tid som kreves for rømming og redning i det andre byggverket. Brannspredning mellom høye byggverk Minst 8 m avstand til annet byggverk, eller utført slik at brannspredning hindres i minst 120 min. Byggverk som utgjør stor risiko for spredning av brann Utføres/sikres eller plasseres slik at den særlig høye risiko for brannspredning til annet byggverk reduseres til akseptabelt nivå. Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 22 11

12 7-26 Brannspredning mellom byggverk VTEK Lave byggverk (gesims/mønehøyde < 9m): 8 m eller atskilles med branncellebegrensende konstruksjon (maks samlet areal innefor en seksjon) Høye byggverk (gesims/mønehøyde > 9m): 8 m eller brannvegg Bybrannen i Ålesund 1904 etter denne brannen kom murtvangsbestemmelsen 7. desember Et helt kvartal ved Nordre gate brant ned. Husene var i hovedsak fra og bygd i tre. Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik Brannspredning mellom byggverk Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 24 12

13 7-28 Tilrettelegging for rednings- og slokkemannskap TEK Ethvert byggverk skal plasseres og utformes slik at rednings- og slokkemannskap, med nødvendig utstyr, har brukbar tilgjengelighet til og i byggverket for rednings- og slokkearbeide. Byggverk skal tilrettelegges slik at en brann lett kan lokaliseres og bekjempes. VTEK Tilgjengelighet frem til bygningen (forholdene i og rundt bygningen er lagt til rette for at brannvesenet skal kunne utføre effektiv rednings- og slokkeinnsats. Behovet må avklares med brannvesenet: kjørebredde, maks stigning, minste fri kjørehøyde, svingradius og akseltrykk) Tilgjengelighet til loft, plan under øverste kjellergulv, parkeringskjeller, oppforede tak og hulrom Brannheis (bygninger høyere enn brannvesenets stiger - 8 etg) Vannforsyning til brannslokking (ute og inne) Branntekniske installasjoner, merking og informasjon Sikring mot nedfall av bygningsdeler Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik Tilrettelegging for rednings- og slokkemannskap Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 26 13

14 7-28 Tilrettelegging for rednings- og slokkemannskap Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik Antennelse, utvikling og spredning av brann og røyk - Brannseksjonering TEK Byggverk skal oppdeles i brannseksjoner slik at brann innen en brannseksjon ikke gir urimelig store økonomiske eller materielle tap. En brann skal, med påregnelig slokkeinnsats, kunne begrenses til den brannseksjonen der den startet. VTEK Seksjoneringsvegg har som formål å hindre at brann sprer seg fra en seksjon av bygget til en annen. Dette for å unngå store branner, bedre tilgjengeligheten for rømning samt gi brannvesenet bedre slokkemuligheter. Unntak: Risikoklasse 6 (sykehus og pleieinstitusjoner) - minimum to brannseksjoner Største bruttoareal pr. etasje for barnehager uten seksjonering 600 m² Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 28 14

15 7-24 Antennelse, utvikling og spredning av brann og røyk - Brannseksjonering Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik Antennelse, utvikling og spredning av brann og røyk - Brannseksjonering En annen måte å brannseksjonere på? -Tabellberegning -Tosonemodeller (regneark, dataverktøy) -3D-modeller (dataverktøy) (fluiddynamikk) Noen eksempler fra temaveiledning Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 30 15

16 7-27 Rømning av personer TEK Byggverk skal utformes og utføres for rask og sikker rømning. Rømningsveier og atkomst til disse skal være lette å bruke og tilrettelagt for sikker rømning. Fra branncelle skal det være minst én utgang til: -sikkert sted, eller -rømningsvei som har to alternative rømningsretninger som fører videre til forskjellige rømningsveier eller sikre steder. Brannceller for stort antall personer skal ha tilstrekkelig antall, og minst to, utganger til rømningsvei Rømningsvei skal på oversiktlig og lettfattelig måte føre til sikkert sted. Den skal være utført som egen branncelle tilrettelagt for rask og effektiv rømning. Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik Rømning av personer VTEK Enkelte bygg har definerte krav til tekniske tiltak som - brannalarmanlegg - sprinkleranlegg - røykventilasjon - ledesystem for å sikre at funksjonskrav i TEK tilfredsstilles. Disse tiltakene kan også benyttes for å kompensere for løsninger som ikke direkte følger retningslinjer i VTEK. Fysisk utforming av rømningsveier: Dette danner ofte viktige forutsetninger til byggets utforming. Er dette løst er mye løst. En gjennomgang av noen viktige moment 7-27 i VTEK Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 32 16

17 7-27 Rømning av personer Ett par hendelser Grue kirke 1822: 116 mennesker omkom som følge av at utgangsdører hadde slagretning innover. 1998, Makedonske Forening Gøteborg: 394 ungdommer tilstede. 63 omkom og 195 ble skadd. Årsak: Brannbelastning i rømningsvei. Liten rømningsbredde. Eneste tilgjengelig rømningsdør var smal (85 cm). Personer som presset mot døren dannet en propp. Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik Antennelse, utvikling og spredning av brann og røyk - Branncelleinndeling og materialbruk Branncelleinndeling TEK Bygninger inndeles på hensiktsmessig måte i brannceller. De skal oppdeles slik at områder med ulik risiko for personers liv og helse og/eller ulik fare for at brann oppstår, skilles i brannceller med mindre andre tiltak gir likeverdig løsning. Brannceller skal ha slik form og innredning at rømning og slokking av brann kan skje på en rask og effektiv måte. Brannceller skal være slik utført at de forhindrer spredning av brann og branngasser til andre deler av brannseksjonen i den tid som er nødvendig for rømning og redning. VTEK Hver bruksenhet, rømningsveier, tekniske rom, etc skal være egne brannceller Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 34 17

18 7-24 Antennelse, utvikling og spredning av brann og røyk - Branncelleinndeling og materialbruk Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik Antennelse, utvikling og spredning av brann og røyk - Branncelleinndeling og materialbruk Branncelleinndeling Brannkrav for å hindre utvendig brannspredning - innvendige hjørner (4 m) - parallelle fasader (6 m) - vertikal avstand mellom vindu (1:1) eller utkragede bygningsdeler (1,2 m) - spredning til kalde loft Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 36 18

19 7-24 Antennelse, utvikling og spredning av brann og røyk - Branncelleinndeling og materialbruk Materialbruk Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik Antennelse, utvikling og spredning av brann og røyk - Branncelleinndeling og materialbruk Uheldige løsninger gir uheldige situasjoner 15 leiligheter brant ned til grunnen i Nannestad. Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 38 19

20 7-24 Antennelse, utvikling og spredning av brann og røyk - Branncelleinndeling og materialbruk Uheldige løsninger gir uheldige situasjoner Butikker+kontorer+leiligheter - Brennbare materialer inkl. brennbar isolasjon - Liten brannmotstand i takfot/raft - Stort uoppdelt loft - Svakheter i takkonstruksjon - Mangelfull brannteknisk oppdeling Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 39 Eksempel på prosjekt; brannskiller / rømningsveier Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 40 20

21 Eksempel på prosjekt; brannskiller / rømningsveier Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 41 Og så resten av TEK/VTEK TEK/VTEK stiller videre krav til Bæreevne og stabilitet ved brann Krav til brannmotstand på bærende konstruksjoner (generelt R30/R60/R90 for BKL1/BKL2/BKL3) Tilrettelegging for slokking av brann Krav til etablering av brannslange/håndslokkeapparat Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 42 21

22 Hvordan skal alle branntekniske krav fanges opp? Utdrag fra rapport Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 43 Hvordan skal alle branntekniske krav fanges opp? Eksempel branntegning Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 44 22

23 Hva gjør vi når vi fraviker VTEK? Noen måter å dokumentere sikkerheten på Uklassifiserte vindusfelt der VTEK angir brannkrav: Strålingsberegninger. Rømning (akseptkriterier knyttet til personer (NS)) eller brannsmitte (antenning av termisk tynne materialer) Lengde/bredde på rømningsveier: Bruk av simuleringsverktøy (kan lokalisere problemområder eller hvorvidt forflytning vil være effektiv) Rømningstidsberegninger vurdert opp mot beregninger/simuleringer av tilgjengelig tid. Hendelsestre, bruk av pålitelighetsfaktorer knyttet til brannverntiltak. Beregninger av branntid (redusert krav til bærende konstruksjoner basert på brannbelastning, m.m.) Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 45 Hva gjør vi når vi fraviker VTEK? Komparativ analyse (sammenligne sikkerhetsnivå mot VTEK) Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 46 23

24 Hva gjør vi når vi fraviker VTEK? Kvalitativ analyse (Kan noen ganger være godt nok) Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 47 Hva gjør vi når vi fraviker VTEK? Rømningstid (her kun vist forflytningstid) vurdert opp mot tilgjengelig tid (her kun vist graf avstand fra gulv til røyklag) Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 48 24

25 Hvordan løse spesielle utfordringer/utforminger Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 49 Hvordan løse spesielle utfordringer/utforminger B flere røykskiller C takhøyde økt 0,5 m D øke areal røykluker A kun ett røykskille Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 50 25

26 Arkitekten legger viktige premisser for brannsikkerheten i bygg. Dette mht materialbruk, planløsning/utforming. Takk for meg. Mars 2009 Elin Tørlen Lønvik 51 26