PROSJEKTERING--- BRANNSIKKERHET I BYGNINGER OSLO JUNI 2009

Transkript

1 PROSJEKTERING--- BRANNSIKKERHET I BYGNINGER OSLO JUNI 2009

2 INTRODUKSJON Ferdigutdannet sivilingeniør ved NTNU høsten 2007 Fordypningsoppgave: Sammenlikning av tosonemodellen CFAST og CFD-modellen FDS med hensyn på røyk- og varmespredning Masteroppgave: Brannteknisk dokumentasjon av Hovedbygningen ved NTNU ved bruk av CFD Ansatt i Rambøll, Trondheim, siden høsten

3 INTRODUKSJON - PROGRAM Dokumentasjon av brannsikkerhet Introduksjon prosjekteksempel Presentasjon av problemstilling Dokumentasjon av rømningssikkerhet Nødvendig rømningstid Tilgjengelig rømningstid Sårbarhetsanalyse 3

4 DOKUMENTASJON AV BRANNSIKKERHET - METODER OG TJENESTER Produkter /tjenester Arbeidsform Brannteknisk prosjektering ved nybygg Risikoklasse Brannklasse Bæreevne Brannutvikling og spredning Tradisjonell planlegging Ordinær prosjektering Veiledning Tekn. forskrift Ordinære løsninger Brannteknisk gjennomgang av eksisterende bygg Oppfølging overfor myndigheter Tverrfaglig kontroll i byggeperiode Brannspredning mellom bygninger Rømning Resultatorientert planlegging Alternativ prosjektering Beregninger analyser Funksjonelle løsninger Branntekniske tegninger Adm. branntekniske tiltak prosjektledelse Brannteknisk opplæring Kurs, øvelser, FDVU 4

5 HØVIK-STOPPEN SKOLEANLEGG - LIER KOMMUNE Brannteknisk prosjektering av nytt skoleanlegget for trinn Samspillsprosjekt med HENT AS og Ottar Arkitekter AS Ca kvm Midtareal kvm åpen over to plan. Prosjektering Overlevering høsten

6 8

7 7

8 Høvik-Stoppen 01 Overlys 02 Møblement 03 Kontorer 04 Bibliotek 05 Auditorium 8

9 PROBLEMSTILLING Sikkerheten ved rømning fra plan 2 via midtarealet Rømning fra to auditorier (80 pers og 120 pers) Rømning fra bibliotek (30 pers) Sekundær rømning fra trinn, baseareal lærere og spesialavdeling 9

10 BRANNPLAN PLAN 0 10

11 BRANNPLAN PLAN 1 11

12 BRANNPLAN PLAN 2 12

13 FORUTSETNINGER - RISIKOKLASSER Risikoklasse Virksomhet; Skolebygg RKL 3 Forsamlingslokale RKL 5 Kontorarealer RKL 2 Tellende etasjer Gymsal seksjoneres ut Kun tilleggsdel i plan 0 i brannseksjon for undervisningsarealet Brannseksjon for undervisningsareal har to tellende etasjer 13

14 FORUTSETNINGER - BRANNKLASSE RKL tellende etasjer = BKL 2 RKL 2/3 + 2 tellende etasjer = BKL 1 Ikke sambruk mellom RKL 3 og RKL 5 BKL 1 legges til grunn for prosjekteringen, med unntak av; Bæreevne og stabilitet dimensjoneres etter BKL 2 Sikkerhet ved rømning prosjekteres etter RKL 5 for de arealer det gjelder Kun begrenset bruk av brennbare overflater i brannceller over 200 m 2 14

15 RØMNINGSSIKKERHET FRA PLAN 2 (1/5) - VTEK VTEK 7-27, pkt. 3 Utgang fra branncelle Utgang fra branncelle må føre direkte til sikker sted eller til korridor/sluse med adgang til minst to uavhengige rømningsveier. VTEK ANALYSE 15

16 RØMNINGSSIKKERHET FRA PLAN 2 (2/5) - TEK TEK 7-27, pkt. 1 Generelle krav Byggverk skal utformes og utføres for rask og sikker rømning. Den tiden som er tilgjengelig for rømning, skal være større enn den tiden som er nødvendig for rømning av byggverket. Det skal legges inn en tilfredsstillende sikkerhetsmargin. I den tid branncelle eller rømningsvei skal benyttes til rømning av personer, skal det ikke forekomme temperaturer, røykgasskonsentrasjoner eller andre forhold som hindrer rømning ( ). Rømningsveier skal være lette å bruke og tilrettelagt for sikker rømning. 16

17 RØMNINGSSIKKERHET FRA PLAN 2 (3/5) - TEK TEK 7-27, pkt. 2 Tiltak for å påvirke rømningstid Dersom sikker rømning ikke tas vare på ved fysisk utforming av rømningsvei, skal byggverket ha tilstrekkelig brannvernutstyr for å redusere nødvendig rømningstid. ( ) byggverk beregnet for virksomhet i risikoklasse 5 og 6 skal ha automatisk brannalarmanlegg. ( ) Der slike tiltak ikke er tilstrekkelige, skal tilgjengelig tid for rømning økes ved bruk av aktive tiltak, som automatisk brannslokkeanlegg, røykkontroll mv. Store byggverk og byggverk med stort personantall samt byggverk beregnet for virksomhet i risikoklasse 5 og 6 skal ha tilfredsstillende ledesystem 17

18 RØMNINGSSIKKERHET FRA PLAN 2 (4/5) - TEK TEK 7-27, pkt. 3 Utgang fra branncelle 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. På grunn av fare for røyk og brannspredning innenfor brannceller, skal brannceller som består av flere etasjer, i tillegg ha minst én utgang fra hver etasje 18

19 RØMNINGSSIKKERHET FRA PLAN 2 (5/5) - TEK TEK 7-27, pkt. 4 Rømningsvei Rømningsvei skal på oversiktlig og lettfattelig måte føre til sikkert sted. Den skal være utført som egen branncelle tilrettelagt for rask og sikker rømning. 19

20 NØDVENDIG RØMNINGSTID (1/7) - TEK TEK 7-27, pkt. 1 Generelle krav Byggverk skal utformes og utføres for rask og sikker rømning. Den tiden som er tilgjengelig for rømning, skal være større enn den tiden som er nødvendig for rømning av byggverket. Det skal legges inn en tilfredsstillende sikkerhetsmargin. HVA ER NØDVENDIG RØMNINGSTID? 20

21 NØDVENDIG RØMNINGSTID (2/7) - METODE OG KILDER Forenklet rømningsberegning Metode hentet fra: Håndbok i branntekniske beregningsmetoder Norsk brannvernforening 1995 NBSIR /NFPA Life Safety Code Harald E. Nelson Temaveiledning for røykventilasjon HO-3/2000 Deteksjonstid Veiledning til NS 3901 Risikoanalyse for brann i byggverk Reaksjonstid NBI Beregning av rømningstid - Forflytningstid Harold E. Nelson - Forflytningstid 21

22 NØDVENDIG RØMNINGSTID (3/7) - LENGDE RØMNINGSVEI Auditorium 80 pers 50,0 m Auditorium 120 pers 21,5 m Bibliotek 30 pers 25,0 m 22

23 NØDVENDIG RØMNINGSTID (4/7) - PERSONBESKRIVENDE FORHOLD Kjennskap til rømningsveiene Evne til forflytning Sosiale roller Språkforståelse Oppfattelsesevne Tekniske barrierer Sosiale og økonomiske barrierer Gruppetilhørighet Organisasjon 23

24 NØDVENDIG RØMNINGSTID (5/7) - BYGNINGSMESSIGE FORHOLD Visuell tilgjengelighet Plassering av rømningsveiens begynnelse Antall rømningsveier Visuell bakgrunn Planløsning Rømningsveiens kompleksitet 24

25 NØDVENDIG RØMNINGSTID (6/7) - EVAKUERINGSTILTAK Evakueringstiltak Anslått reduksjon Evakueringsstrategi inntil 50 % Opplæring og trening inntil % Sikkerhetsledelse inntil % Forberedende informasjon inntil 2-8 % Sikkerhetskurs inntil 15 % Varslingsmedium inntil % Rømningsinformasjon inntil 4-25 % Merking av rømningsveier inntil 5-25 % 25

26 NØDVENDIG RØMNINGSTID (7/7) - BEREGNING Deteksjonstid Reaksjonstid Kødannelse ved dører Alternativ A 60 sek (vanlige røykdetektorer) 180 sek (Talevarsling innspilt, ukjente personer) 40 pers/min (ukjente personer) Alternativ B 20 sek (linjedetektorer) 60 sek (Talevarsling innspilt, kjente personer) 60 pers/min (kjente personer) Total rømningstid [min] * Alternativ A Alternativ B Auditorium 80 pers 6,25 4,5 Auditorium 120 pers 6,05 4,2 Bibliotek 30 pers 5,3 - *) Beregnet rømningstid inkl. 50 % sikkerhetsmargin 26

27 TILGJENGELIG RØMNINGSTID (1/12) - TEK TEK 7-27, pkt. 1 Generelle krav: I den tid branncelle eller rømningsvei skal benyttes til rømning av personer, skal det ikke forekomme temperaturer, røykgasskonsentrasjoner eller andre forhold som hindrer rømning ( ). HVA ER TILGJENGELIG RØMNINGSTID? 27

28 TILGJENGELIG RØMNINGSTID (2/12) - METODE OG KILDER Computational Fluid Dynamics Simulering av strømningsproblemer Akseptkriterier (sikt, temperatur, strømningshastighet, trykk etc.) VERKTØY FDS NS 3901 Risikoanalyse for brann i byggverk FDS User Guide FDS Technical Guide SFPE Handbook, 3rd ed

29 29

30 TILGJENGELIG RØMNINGSTID (4/12) - DIMENSJONERENDE BRANNSCENARIO Scenario 1: Brann i tilstøtende rom - biblioteket Scenario 2: Brann i inventar i midtarealet i 1. etasje Scenario 3: Brann i inventar på gangbroer i 2. etasje 30

31 TILGJENGELIG RØMNINGSTID (5/12) - DIMENSJONERENDE BRANNEFFEKT Møblering Sprinkleranlegg Brannforløp t 2 -brann Normal brannveksttid - 225sek Maksimal branneffekt 3 MW Burde branneffekt økes? Sotfaktor 0,08 31

32 TILGJENGELIG RØMNINGSTID (6/12) - VENTILASJONSPRINSIPP Mekanisk vs termisk Plassering Dimensjon Omfang Utgangspunkt HO-3/2000 Høyde - 7 m Røykfri sone - 3 m Brannareal - 5 m 2 Lukeareal - 3 m 2 32

33 TILGJENGELIG RØMNINGSTID (7/12) - RØYKLUKER Mekanisk avtrekk røykskjørt Termisk ventilasjon Forprosjekt 87 m 2 Dimensjon - Røyksjiktet tykkelse vs lukenes lengde Plassering Deteksjon 60 sek Røykluker åpnes etter 90 sek 33

34 TILGJENGELIG RØMNINGSTID (8/12) - TILLUFT Utgangspunkt i HO-3/2000: A tilluft A røykluker FDS-analyse: A tilluft < A røykluker Plassering av tilluft 34

35 TILGJENGELIG RØMNINGSTID (9/12) - AKSEPTKRITERIER NS 3901 Risikoanalyse for brann i byggverk 35

36 TILGJENGELIG RØMNINGSTID (10/12) - SIKT N-BEREGNING 36

37 TILGJENGELIG RØMNINGSTID (11/12) - SIKT 2N-BEREGNING 37

38 TILGJENGELIG RØMNINGSTID (12/12) - RØYKVENTILASJON VS SPRINKLER 38

39 RESULTAT 28 røykluker à 1,2x1,2m lukeareal 40 m 2 Tilluft totalt 29 m 2 Tilgjengelig rømningstid T T > 6,25 min Beregnet rømningstid T N+SM = 4,5 min T T > T N qed

40 VIKTIGE OG KRITISKE OMRÅDER (1/2) - GJENNOMFØRINGSFASEN Heldekkende, adresserbart brannalarmanlegg Innspilt talevarsling i auditorier Linjedetektorer i midtarealet (triggernivå på % av punktdetektorer) Røykluker iht analyse Dobbel strømforsyning til røykluker Sprinkleranlegg (verdisikring) Ledesystem med lysmarkering i gulv fra auditorier Fri rømningsbredde 1,5 m fra auditorier til det fri Panikkbeslag Ubrennbare overflater og kledninger. Kun begrenset bruk av In2. 40

41 VIKTIGE OG KRITISKE OMRÅDER (2/2) - DRIFTSFASEN Personantall Maksimalt 900 personer i midtarealet Maksimalt personantall i auditorier ut i fra rømningsberegning Auditorier skal ikke benyttes dersom brannalarmanlegget kobles ut Planløsning rømningsvei Begrensninger i bruk av midtarealet mhp brannenergi. Stoppede møbler? Brennbart sceneteppe? Juletre? Loppemarked? 41

42 SÅRBARHETSANALYSE British Standard Institute, BSI PD

43 TAKK FOR OPPMERKSOMHETEN 43