RØMNINGSANALYSE NYE JORDAL AMFI. 1. Innledning

Transkript

1 Oppdrag Jordal Amfi Kunde Kultur- og Idrettsbygg (KIB) D Notat nr. F-NOT-001 Dato Til Fra Prosjekteringsgruppen Rambøll Norge AS Utarbeidet av Kontrollert av Godkjent av Kristian Kraabøl, KRKA Herman Knoop, HKNO Vegard Ervik Olsen, VEO RØMNINGSANALYSE NYE JORDAL AMFI 1. Innledning Nye Jordal Amfi er en ny idrettshall for ishockey som planlegges på Jordal Idrettsplass i Oslo. Den nye hallen skal plasseres der eksisterende Jordal Amfi ligger i dag. Byggherre er Kultur og Idrettsbygg (KID). Arkitekt i prosjektet er Hille Melbye arkitekter AS. Rambøll er engasjert som tverrfaglig rådgiver i prosjektet. Dette brannkonseptet er utarbeidet i forprosjektet ifm. søknad om rammetillatelse for bygget. Rambøll Hoffsveien 4 Postboks 427 Skøyen 0213 Oslo T F Dette notatet inneholder en gjennomgang av rømningssimuleringene for nye Jordal Amfi. For flere branntekniske forutsetninger henvises det til brannkonseptet. Notat er også et utgangspunkt for videre arbeid og bearbeiding av prosjektet. Notatet er utarbeidet av branningeniør Kristian Kraabøl. Kontroll og godkjenning er gjennomført av sivilingeniør Herman Knoop og sivilingeniør Vegard Ervik Olsen. Kontroll er dokumentert ved sjekkliste og kontrollkopi. Rambøll Norges kvalitetssystem er sertifisert etter NS-EN ISO 9001 og NS-EN Formål Formålet med analysen er å verifisere om rømningsforholdene i bygget tilfredsstiller krav til personsikkerhet gitt i TEK10 [1], og således danne et beslutningsgrunnlag for videre prosjektering av nye Jordal Amfi. /18

2 1.2 Underlag for analysen Følgende tegninger og dokumenter ligger til grunn for analysen. Tabell Underlag for analysen Dokument/ tegning Utarbeidt av Datert A Plan 1. etasje Hilde Melby Arkitekter A Plan 2. etasje Hilde Melby Arkitekter A Plan 3. etasje Hilde Melby Arkitekter A Plan 4. etasje Hilde Melby Arkitekter Jordal Amfi rvt Hilde Melby Arkitekter F-RAP-001 Brannkonsept Rambøll Norge AS Rømningsanalyse 2.1 Pathfinder Evakueringsforholdene er vurdert ved hjelp av programmet Pathfinder ( x64) som er utviklet av Thunderhead Engineering [2]. Pathfinder er en evakueringssimulator som bruker teknikker fra moderne datateknologi for å modellere bevegelsen til personer. Programmet bygger på teknologi brukt i spill- og datagrafikk industrien. Programmet benytter teorier utviklet av Reynolds og Ben Amor. Dette inkluderer at personene i simuleringsmodellen vil forsøke å styre unna hindringer (vegger/møbler/andre mennesker) samtidig som de vil forsøke å finne raskeste vei ut. Sammenlignet med SFPEberegninger og IMO-tester har modellen vist gode resultater. Programmet er laget lettforståelig og intuitivt, noe som letter arbeidet, men fortsatt krever kunnskap om personforflytning for å tolke resultater og feilkilder. I Pathfinder har hvert enkelt individ personlige, justerbare egenskaper som ganghastighet, forsinkelse, størrelse og utseende, og oppførsel uavhengig av andre. Egenskapene kan bestemmes etter egne preferanser eller baseres på uniform- eller normaldistribusjon. Det er også mulig å velge at individer skal benytte bestemte utganger, slik at ulik kjennskap til bygningen kommer frem. Programmet tar ikke hensyn til menneskelige egenskaper, slik som tilhørighet med andre personer, reaksjonsevne etc. 2.2 Pathfinder modellen Modellene er laget med utgangspunkt i mottatt underlag fra arkitekt listet i Tabell Når underlagstegninger er lagt inn i modellen bygger man todimensjonale rom og definerer parametere som bl.a. etasjehøyder. I modellen symboliserer gule/oransje streker dører mellom rom og lokaler. Lysegrønne streker er utganger til det fri. Når evakuerende personer har passert de lysegrønne strekene er de ferdig med å evakuere. Modellen er vist i følgende figurer. Rømningstrapper er vist med blå sirkel, og utganger til det fri med rød sirkel. 2/18

3 Figur Utganger fra plan 1 Figur Utganger plan 2 3/18

4 Figur Utganger plan 3 Figur Utganger plan 4 4/18

5 Figur Pathfinder geometri fra vest Figur Pathfinder geometri fra øst 5/18

6 Figur Importert geometri over Pathfinder geometri Personbelastning Personbelastningen er basert på opplysninger fra tiltakshaver (KID). Følgende tabell viser fordelingen av personer på hvert plan. Tabell Personbelastning nye Jordal Amfi Plan Personbelastning Tribune Fellesareal/ kommunikasjonsareal Totalt Plan Plan Plan Plan Totalt /18

7 2.3 Inngangsparametere Nødvendig rømningstid Ved fastsettelse av nødvendig rømningstid er det viktig å ta hensyn til deteksjon-, reaksjonog forflytningstid som illustrert i følgende figur. Figur Nødvendig rømningstid Deteksjonstid Byggforskblad [4] definerer deteksjonstid som følgende: «Tiden det tar fra brannen starter til den oppdages, sanses eller detekteres». Denne kan være alt fra noen sekunder til flere minutter. Da det ikke kan gis noen generelle anbefalinger er denne ikke medtatt i simuleringene. Reaksjonstid Byggforskblad [4] definerer reaksjonstid som følgende: «Tiden fra brannen er sanset og til rømningsforflytning faktisk starter». Reaksjonstid er avhengig av den informasjonen som blir gitt i forbindelse med situasjonen som har inntruffet. I tillegg påvirkes reaksjonstiden av personenes kjennskap til rømningsveier, fysisk førlighet, evne til å forflytte seg raskt, bevissthetstilstand, oppfattelsesevne og sosiale roller i en gruppe. Ulike organisatoriske tiltak kan være med på å redusere reaksjons- og forflytningstiden. I Byggforskblad [4] er det oppgitt veiledende reaksjonstider for noen virksomheter. I simuleringene er det ikke tatt hensyn til evakuering av bevegelseshemmede personer. For varehus med informativt talevarsling er det oppgitt en reaksjonstid på 1 minutt. Det antas at noen reagerer raskere, mens andre reagerer tregere. Rekasjonstid er derfor lagt inn med standard normalfordeling. Det samme reaksjonsmønsteret forventes for Jordal Amfi. 7/18

8 Forflytningstid Byggforskblad [4] definerer forflytningstid som følgende: «Tiden det tar for personer å forflytte seg til forutsatt sikkert sted». Da ganghastighet potensielt kan ha stor påvirkning på resultatet er det gjort simuleringer med både konstant og normalfordelt ganghastighet Personprofil/ atferd Hver person i modellen tildeles en profil med bl.a. følgende parametere: ganghastighet, forsinkelse, størrelse og utseende. Disse parameterne kan settes til en konstant verdi eller normalfordeles (med minimums- og maksimumsverdi, standardavvik og middelverdi). Ganghastighet og reaksjonstid er normalfordelt. For å vurdere simuleringenes følsomhet er det også gjort simulering med konstant ganghastighet. Fra hvert plan er det angitt et sett med utganger som kan benyttes. Fordelingen av personer er gjort på bakgrunn av tenkt rømningskonsept for nye Jordal Amfi. I tillegg er det gjort simuleringer hvor personene ikke er tildelt noen spesielle utganger («go to any exit»). Dvs. alle utganger i modellen kan benyttes vilkårlig av plassering. Fordelingen av personer er som følger: Plan 1: Personer på nedre del av tribune rømmer ned på plan 1 og ut via utganger under tribuneanlegg. Alternativt opp på plan 4 via trapperom i bakkant av fellesareal/ serviceareal. Personer på øvre del av tribune rømmer opp på plan 2. Alternativt opp på plan 4 via trapperom i korridor. Plan 2: Personer på plan 2 rømmer ut i korridor i bakkant av tribuneanlegget. Utganger fra plan 2 er plassert på kortside mot ungdomshall og langside. Plan 3: Personer på tribune rømmer opp på plan 4. Personer som oppholder seg på VIP tribune, i losjer og i bakkant av losjer rømmer ut i korridor i bakkant av losjene som fører til det fri. Alternativt via trapperom på kortside ned på plan 2. Plan 4: Personer rømmer ut via utganger i fasade på samme plan. Der personer er ikke er fordelt på spesifikke utganger («go to any exit») kan alle utganger i modellen benyttes vilkårlig av plassering. 8/18

9 2.3.3 Oppsummering av inngangsparametere Tabell Oppsummering av inngangsparametere Parameter Verdi Kommentar Bevegelsesmodus «Steering mode» Standard modus i Pathfinder Ganghastighet Konstant 0.6 m/s Byggdetalje [4] Reaksjonstid Normalfordelt: Maks Min Avg. Std. Normalfordelt: Maks Min Avg. Std. 1,3 m/s 0,7 m/s 1,0 m/s 1,0 m/s 90 s 30 s 60 s 60 s Byggdetalje [4] Byggdetalje [4] Aksellerasjonstid 1,1 s Standard verdi i Pathfinder Skulderbredde 44,6 cm Standard verdi i Pathfinder Høyde 1,8 cm Standard verdi i Pathfinder Reduksjonsfaktor 0,75 Standard verdi i Pathfinder Komfort avstand 0,3 m Standard verdi i Pathfinder «Persist time» 1,0 s Standard verdi i Pathfinder Kollisjonsresponstid 1,5 s Standard verdi i Pathfinder Slow factor 0,1 Standard verdi i Pathfinder Begrensninger og forenklinger Alle rom er definert i et 2-dimensjonalt grensesnitt, noe som fører til at yttervegger og innervegger ikke synes på annen måte enn som tynne sorte streker i ytterkant av rommene. Dette vurderes som akseptabelt da yttervegger ikke har større betydning for den nødvendige rømningstiden. Tekniske rom, lager, toaletter, garderober o.l. beregnet for sporadisk opphold er ikke medtatt i modellen, da det ikke vurderes som relevant for analysen. Personer som oppholder seg i fellesarealer er fordelt ved hjelp av funksjonen «randomize». Funksjonen innebærer at personene blir fordelt tilfeldig i det definerte fordelings området. 9/18

10 2.4 Simuleringer Følgende simuleringer er gjennomført i arbeidet med analysen. Tabell Simuleringer Navn Beskrivelse A_2 Nødvendig rømningstid, normalsituasjon B_2 Nødvendig rømningstid, normalsituasjon, konstant ganghastighet C_2 Nødvendig rømningstid, normalsituasjon, ingen fordeling («go to any exit») D_2 Nødvendig rømningstid, plan 2 utilgjengelig for rømning («worst case») 3. Resultater 3.1 Total rømningstid Resultater fra alle simuleringene er listet i følgende tabell. Tabellen viser nødvendig rømningstid dvs. tiden til alle er ute av bygget. Tabell Resultater total rømningstid Navn Rømningstid [min:s] A_2 07:40 B_2 11:23 C_2 07:36 D_2 11:59 10/18

11 3.2 Lokal rømningstid Det kan også være interessant å se på lokal rømningstid for å kartlegge kritiske områder med tanke på rømning. Følgende tabell viser steder i modellen hvor rømning er hindret. Tabell Flaskehals på langside plan 2 Plan 2- utganger på lagside Heis Café Kommentar: Som vist i figur vil rømningen være hindret på plan 2 pga. flaskehals mellom café og heis. Dette fører til større opphopninger og kø, da det er relativt mange personer som skal ut på plan 2. Det kan være aktuelt å se på en løsning uten innsnerving slik at rømningen ikke er hindret. Dør mellom café og vindfang gjøres så bred som mulig. 11/18

12 Tabell Flaskehals på kortside plan 2 Plan 2- utganger på kortside mot ungdomshall Kommentar: Det oppstår kø ved utganger på kortside mot ungdomshall. Dette er naturlig, da det er et stort antall personer som bruker disse utgangene. Forholdet vurderes ikke som kritisk da flyten av personer ikke stopper opp. Likevel anbefales det at tilstrebes for å gjøre disse så brede som mulig. 12/18

13 Tabell Kø ved trapperom langside Plan 2- trapperom langside 13/18

14 Plan 2- trapperom langside Kommentar: Det oppstår kø til trapperom på langside. Dette er pga. rømning fra tribune på både plan 1 og plan 2. Mulig løsning kan være å utvide trapperommene på langside med ekstra sluse. Dette vil øke sikkerhetsnivået, samtidig som køen flyttes fra fellesareal/ kommunikasjonsareal til sluse til trapperom på plan 2. I tillegg bør dører til trapperom og trappeløp gjøres så brede som mulig. Forslag til Tr 2 løsning er vist i figur under. 14/18

15 3.3 Sensitivitet Det kan være utfordrende å fastsette reaksjonstid og ganghastighet. Dette er på grunn av at personer reagerer ulikt og har ulike fysiske forutsettinger. Det er også vanskelig å fastsette en verdi på hvordan en person vil reagere i en nødsituasjon. Derfor er det valgt å bruke veiledende verdier fra Byggforskblad [4]. For å vurdere sensitiviteten til løsningen ved bruk av de veiledende verdiene er det kjørt sensitivitetssimuleringer der ganghastighet er både normalfordelt og konstant. Dette er gjort for å se hvor stor påvirkning ganghastigheten vil ha på resultatet. Trappe- og dørbredde er en parameter som ofte vurderes i en sensitivitetsanalyse tilknyttet rømningssimuleringer. Erfaringsmessig vil det å endre bredde for trapp og dør ikke nødvendigvis gi utslag på den totale rømningstiden. Det kan heller gi et utslag lokalt der parameteren er endret. F.eks. ved at personene i dette området får kortere eller lengre forflytningstid da dør/trapp er bredere/smalere eller fordi personer velger andre rømningsveier. Erfaringer viser at bredder på dører og trapper kan endre seg ila. prosjektets ulike faser. Det er derfor ikke gjort sensitivitetssimuleringer der disse er vurdert. Dette kan være nødvendig å gjennomføre når endelige bredder er fastsatt. 15/18

16 4. Konklusjon Resultatene fra gjennomførte rømningssimuleringer viser at lengste nødvendig rømningstid er ca. 12 minutter. Dette er «worst case scenario» når rømning via plan 2 er utilgjengelig pga. brann, eller andre uønskede hendelser. Simulert nødvendig rømningstid ved normalsituasjon er 7:40 minutter. Dette betraktes som en tilfredsstillende rømningstid med maksimal personbelastning på 6000 personer. Det er gjennomført simuleringer med normalfordelt reaksjonstid og ganghastighet, samt konstant ganghastighet. Differansen mellom nødvendig rømningstid med normalfordelt ganghastighet og konstant ganghastighet (0,6 m/s) er ca. 3:40 minutter. Dette er ikke overraskende, da man vet at ganghastighet er den parameteren som oftest vil være avgjørende for rømningstiden. Når køen til trapperommene løses opp vil ikke køen være begrensende for ganghastigheten for simuleringen med normalfordelt ganghastighet. Dvs. personstrømmen er større, da ganghastigheten vil være begrensende faktor. Simuleringen med konstant ganghastighet vil hastigheten aldri overstige 0,6 m/s, selv om køen ikke er begrensende for ganghastigheten. Dette er illustrert i følgende figur hvor konstant ganghastighet er vist i øverste rute. Det er sannsynlig å anta at personer uten bevegelseshemninger vil ha en ganghastighet større enn 0,6 m/s. Tabell Personflyt i trapperom ved normalfordelt og konstant ganghastighet Det er også gjort simuleringer med ulik fordeling av personer og tilgjengelige utganger. Dette for å vurdere simuleringenes robusthet og følsomhet. Alle med tilfredsstillende resultater. 16/18

17 Simuleringene viser at det vil være viktig med god skilting/ merking i og til rømningsvei da personer ikke kan forventes å være kjent med rømningsveiene. God merking/ skilting vil sikre rask og effektiv rømning. Likevel anbefales det at det gjøres ytterligere vurderinger med tanke på innsnevring mellom café og heis, og utforming av trapperom på plan 2 i en detaljfase. Se kapittel 3.2 for ytterligere kommentarer til resultater og forbedringer. Rømningssimulering gir en god pekepinn på at konseptet som er valgt for nye Jordal Amfi har et godt nivå når det gjelder personsikkerhet. Det gjenstår da i senere faser å verifisere at det er tilstrekkelig sikkerhetsmargin mellom nødvendig og tilgjengelig rømningstid. 17/18

18 5. Referanser [1] Direktoratet for byggkvalitet, «TEK10- Teknisk forskrift til plan- og bygningsloven,» [2] «Pathfinder Agent-Based Emergency Egress Simulation,» Thunderhead Engineering Consultants, Inc., [Internett]. Available: [3] N. 101, Life Safety Code, [4] Byggforsk, «Byggdetaljer Nødvendig rømningstid ved brann,» /18