Analyse eksempler på praktisk bruk av analysemodeller NS 3901 Stefan Andersson - Norconsult AS
Tema Regler og retningslinjer for håndtering av fravik (kap 2 og 11). Bruk av NS 3901 Krav til risikovurdering av brann i byggverk. Hva betyr egentlig alt det som står i standarden?!? Eksempel på bruk. 2
NS 3901:2012 Krav til risikovurdering av brann i byggverk Innhold - hovedpunkter Rammebetingelser Planlegging Risikoanalyse Komparativ analyse Risikoevaluering
NS 3901 Krav til risikovurdering av brann i byggverk
SN-INSTA TS 950-2014
Kan gjøres som en risikoanalyse. Man ser da på det totale risikobildet. Kan gjøres som en komparativ risikoanalyse. Man gjør en sammenlikning av et analysebyggverk og et referansebyggverk. Referansebyggverket gir uttrykk for akseptabel risiko. Oppgaven er da å utføre en scenariobasert analyse av konsekvenser (effekter) av fravik fra referansebyggverket. En komparativ risikoanalyse er som regel mest egnet (ref kap 2 i VTEK 10).
Planlegging
5. Planlegging Alle relevante parter trenger å være kjent med brannkonseptet og de forutsetninger som legges til grunn for risikoanalysen. Det skal utarbeides en plan for analysearbeidet. Planen skal signeres av den som er ansvarlig for analysebyggverket (normalt eier/tiltakshaver) og leder for analysegruppen.
Planen skal inneholde informasjon om: Mandat. Organisering. Problem- og målformulering. Valg av analysemodell. Valg av analysemetoder og beslutningskriterier. Forenklinger. Datagrunnlag. Den som skal delta i analysen må sette seg godt inn i byggverk(ene), samt bakgrunn, forutsetninger og rammer for analysen og målet med risikovurderingen.
Analyse og evaluering
6. Risikoanalyse I risikoanalysen skal initierende hendelser, konsekvenser og tilhørende sannsynligheter identifiseres og sammenstilles. Analysen gjennomføres både kvalitativt og kvantitativt unntatt der bare en kvalitativ analyse er mulig, eller der den kvalitative analysen er tilstrekkelig for analysens formål.
7. Komparativ analyse Sammenligning mellom brannsikkerheten i analysebyggverket og i et tilsvarende referansebyggverk utført iht ett sett av preaksepterte ytelser. Risikoen sammenliknes for et begrenset antall scenarioer. Hensikten er å verifisere at man har minst samme sikkerhetsnivå som referansebyggverket. Man kan sammenlikne tilgjengelig og/eller nødvendig rømningstid, sannsynlighet for skade og/eller svikt, osv. De vesentligste forskjellene må identifiseres og beskrives. Samme prinsipper som i 6, men med tilpassinger angitt i 7.
6.2 / 7.2 Beskrivelse av analyse- (og referanse)byggverket Beskrives med hensyn til størrelse, funksjon, virksomhet, mv. Det skal innhentes relevante erfaringsdata. Viktige tekniske, organisatoriske og menneskelige forhold skal angis i nødvendig detalj. Det skal angis hvilke forebyggende tiltak og beredskapstiltak som er lagt til grunn for analysen. Relevante avgrensninger (funksjonelle, fysiske og organisatoriske) må angis. Det skal angis hva som tas med i analysen (sikkerhetsfunksjoner, helse, miljø, samfunnsverdier, omdømme, materielle verdier, mv). Underlaget for beskrivelsen skal spesifiseres. Alle forutsetninger, antakelser og forenklinger og mulige virkninger av disse skal spesifiseres, vurderes og begrunnes. Referansebyggverket skal bestå at ett sett av preaksepterte ytelser som er realistisk å kunne kombinere i ett og samme byggverk og skal være mulig å bygge. Dvs et preakseptert alternativ for samme type virksomhet, risikoklasse og minst samme brannklasse. Alle forutsetninger, antakelser og forenklinger skal angis og vurderes mht om de er rimelige og realistiske.
6.3 Valg av analysemetoder Styres av: Problemstillingene, De deler av relevant regelverk som gir føringer for prosessen, Risikoakseptkriterier og andre krav. Analysebyggverkets kompleksitet. Tilgang på data. Eksempler på metoder er PHA, FTA, ETA, ROS, Bayesiansk. Eksempler på underliggende teknikker er brannsimuleringsmodeller, pålitelighetsanalyser, rømnings- og evakueringsanalyser, beregninger av bygningsdelers brannmotstand og bæreevne.
Internkontrollforskriften 5
Internkontrollforskriften 5 Trenger å inneholde både fareidentifisering og en risikovurdering. Bruk av grovanalyse kombinert med risikomatrise er normalt egnet / tilstrekkelig, men dette må vurderes ift virksomhetens risiko. Skal kartlegge både farer og problemer hvilket skaper behov for å se på både risikokilder og scenarioer gitt brann.
Grovanalyse / risikomatrise
Probabilistiske modeller Rene slike modeller vurderer fare for brannvekst og spredning på et rent statistisk underlag. Disse er ikke så vanlige.
Dataverktøy for hendelsestreanalyse
Risiko- og sårbarhetsanalyse (ROS) Sårbarhet kan defineres som: hvor mye og hvor alvorlig et system påvirkes av en hendelse. Graden av sårbarhet bestemmes av evnen til å forutsi, håndtere, motstå og gjenopprette seg fra hendelsen.
Hva kan være verdt å sikre?
Et enkelt eksempel
Definisjoner Hensikt Risikoanalyse (RA) Risiko er en sammenveiing av sannsynligheten for en uønsket hendelse og de konsekvenser som den kan føre til. RA er en systematisk bruk av tilgjengelig info for å identifisere risikokilder og vurdere risikoen for individer, populasjoner, eiendom eller miljø (IEC, 1995). Å treffe beslutning om hvorvidt en risiko skal kontrolleres/reduseres el ikke basert på en vurdering av sannsynligheten for at risikokilder kan føre til konsekvenser. Resultat Sannsynlighet og konsekvens. Sårbarhetsanalyse (SA) Å være sårbar dreier seg om å være mottakelig for skade. SA gransker evnen til et objekt, et system, en individ, gruppe, o.l til å motstå og håndtere en spesifikk påkjenning som kan komme av indre el ytre faktorer. Å identifisere svakheter i evnen til å motstå forskjellige hendelser og analysere deres betydning for det system som skal beskyttes. Mangler i håndteringsevnen. Egnet Ved analyse av godt avgrensede systemer. Ved analyse av åpne og komplekse systemer (samfunn).
Trinn 1 Bestem hva som er verdt å sikre og gjør avgrensinger i system, tid og rom Trinn 2 Identifisere risikokilder, uønskede situasjoner og hendelser og på hvilken måte disse kan skade det som er verdt å sikre Trinn 3 Inventere og kartlegge krisehåndteringsevnen Typiske trinn i en ROS analyse Trinn 4 Analysere krisehåndteringsevnen i forhold til de uønskede hendelsene/situasjonene Trinn 5 Drøfte mulige sårbarhetsreduserende tiltak
Optimert risikoanalyse? Grovanalyse Lav risiko Ingen mer analyse Middels risiko Viss ytterligere analyse Høy risiko Detaljert risikoidentifisering Konsekvensanalyser
Noen generelle erfaringer: Metoden i seg selv garanterer ikke godt resultat. Generelle forutsetninger for et godt resultat (der hvor det ofte feiler): Gruppe (ikke alene). Erfaring. Kreativitet og selvkritikk. Planlegging. Dokumentasjon. Organisasjonen skal helst selv gjøre analysen (noen ganger med ekspertbistand).
7.3 Valg av analysemetoder En scenariobasert komparativ analyse kan gjennomføres vha deterministiske metoder (beregninger). Ved mer omfattende analyser er en kvantitativ risikoanalyse i samsvar med kap 6 nødvendig. Rent kvalitative analyser kan bare benyttes i ukompliserte byggverk hvor man har små fravik som i liten grad påvirker personrisikoen. De skal være underbygd av statistikk, erfaring, utredninger, studier, brannforsøk, mv. Det skal gis spesifikke referanser. Det kan benyttes beregninger for å støtte opp om de kvalitative vurderinger som gjøres.
6.4 Fastsetting av risikoakseptkriterier / 7.4 Beslutningskriterier Skal i utgangspunktet fastsettes før analysen starter. Skal ta hensyn til eventuelle viktige og kritiske funksjoner. Kan være kvalitative og/eller kvantitative. Kan presenteres som antall personer som forventes å eksponeres for kritiske forhold, FAR, PLL. Kan presenteres som fordelinger som risikoprofiler, FN kurver. Kan være sannsynlighet for kritiske forhold, sannsynlighet for bygningskollaps, osv. Referansebyggverket representerer akseptabel risiko. Spesifikke kriterier avhenger av valgte metoder. Kriterier kan være knyttet til grenseverdier som bestemmer tilgjengelig rømningstid.det kan også benyttes kriterier knyttet til omfanget av materielle skader.
Eksempel på grenseverdier
SN INSTA TS 950
6.5 / 7.5 Fareidentifikasjon 6.5 Ligger til grunn for valg av representative og relevante brannscenarioer. Etablering av oversikt. Konkretisering av scenarioer, sted, tid, etc. Oversikt over relevante initierende branner. 7.5 Ved en komparativ analyse skal det normalt ikke være noen forskjeller ift dette mellom referansebyggverket og analysebyggverket. Dersom det er noen forskjeller så må det vurderes hvorvidt en komparativ analyse vil være relevant og dekkende.
6.6 Analyse av årsak og sannsynlighet Tilstrekkelig detaljer for senere å kunne identifisere tiltak som kan fjerne årsaker eller redusere sannsynligheten for brann. Fastsettelse av sannsynlighet skal ta utgangspunkt i identifiserte årsaker og ta hensyn til tekniske, menneskelige og organisatoriske forhold, bruk og virksomhet, osv. Statistikk, ekspertvurdering, etc. kan være til hjelp. Detaljeringsnivået bestemmes ut fra målet med risikovurderingen og de beslutninger som skal tas, de avgrensninger som er gjort og tilgangen til relevante og nøyaktige data. Kjeder kan beskrives og underliggende årsaker kan analyseres.
Årsaksanalyse, brann Kvalitativ vurdering Basert på erfaring med aktuell bygningstype, befaring, kjennskap om internkontroll og risikokilder og/eller annet. Vurdering av statistikk og informasjon fra DSB og/eller annen kilde (SRV, BSI, annet). Bruk av én eller flere fareidentifiseringsmetoder i tillegg til den kvalitative vurderingen.
Fra DSB
7.6 Analyse av årsaker og sannsynlighet Ved en komparativ analyse skal det normalt ikke være noen forskjeller ift dette mellom referansebyggverket og analysebyggverket. Dersom det er noen forskjeller så må forskjellene analyseres og det må så vurderes hvorvidt en komparativ analyse vil være egnet og tilstrekkelig for å beskrive risikoen på en tilfredsstillende måte.
6.7 / 7.7 Brannscenarioer Spesifiseres på et nivå som er i samsvar med risikoanalysens formål. Ved identifisering av relevante brannscenarioer skal minst følgende betraktninger inngå: Lokalisering. Branner som kan blokkere rømningsveien med størst kapasitet skal vurderes. Alle scenarioer som er beskrevet i 6.7 skal vurderes. Alle scenarioer som kan forventes å gi forskjellige utfall i referansebyggverket sammenliknet med analysebyggverket skal analyseres. Branntype (ulmebrann, flammebrann, jetbrann, osv.). Operasjonelle betingelser i byggverket.
Boverkets ändring av verkets allmänna råd (2011:27) om analytisk dimensionering av byggnaders brandskydd BFS 2013:12 BBRAD 3
6.8 Analyse av konsekvenser Skal dekke brannscenarioenes effekt på de verdier som er angitt. Mulige hendelsesforløp skal beskrives så detaljert at det er mulig å fastsette sannsynlighet for de ulike konsekvensene som kan følge av en brann. De alternative hendelsesforløpene skal analyseres (ETA) og resultatene kan angis på et hensiktsmessig nivå. Det gis en del kommentarer til hvordan dette kan gjøres. Analysene av brannforløp og rømning skal både omfatte hendelseskjeder (scenarioer) der planlagte tiltak virker som forutsatt og hendelseskjeder hvor disse svikter.
7.8 Analyse av konsekvenser Analyseomfanget må bestemmes ut fra en dokumentert vurdering. Jo større fravik, jo større usikkerheter og omfanget av, og detaljeringsgraden til, konsekvensanalysene vil øke. Det samme gjelder for behovet for kvalitetssikring og uavhengig kontroll. Konsekvenser må fremstilles slik at det er mulig å sammenlikne dem vha f.eks. ETA, Middelrisiko, FAR, e.l.
6.9 / 7.9 Usikkerhetsanalyse Hva er usikkert og hvordan kan det påvirke resultatet? De viktigste konklusjonene skal drøftes i risikoevalueringen. Usikre forhold skal vurderes som stokastiske om ikke annet er begrunnet. Forhold som normalt vil være usikre og som kan påvirke resultatet: Antall personer, plassering og funksjonsevne. Brannens utviklingsrate og størrelse. Funksjon og effekt av passive og aktive tiltak. Hvilke rømningsveier som vil være tilgjengelige. Funksjonen og effekten til organisatoriske og beredskapsmessige tiltak.
6.10 / 7.10 Sensitivitetsanalyse Det skal gjøres en sensitivitetsanalyse. Man gjør beregninger med ulike verdier av stokastiske variabler. Dersom det gir store utslag på resultatet så skal konsekvensene av dette vurderes. De viktigste resultatene fra sensitivitetsanalysen skal drøftes i risikoevalueringen.
6.11 Beskrivelse av risiko Sammenstiller mulige sluttkonsekvenser og tilhørende sannsynlighet eller frekvens. Kan gjøres for hvert enkelt brannscenario eller for alle brannscenarioene samlet. Beskrivelsen skal være et egnet underlag for å gjennomføre risikoevalueringen og for å ta beslutninger om risiko. Kan være kvalitativ, semi-kvantitativ eller kvantitativ. Eksempelvis risikomatrise, risikoprofil, middelrisiko, statistisk forventet tap, PLL, FAR, IR og/eller FN-kurve.
Eksempel på FAR-verdier
7.11 Beskrivelse av risiko Ved komparative analyser omfatter risikobidraget i hovedregelen kun forhold som skiller analysebyggverket fra referansebyggverket. Risikobeskrivelsen omfatter da kun risiko gitt brann for de scenarioer som er analysert. Dette skal komme klart frem i risikovurderingen slik at man ikke kan ledes til å tro at det er det reelle risikonivået som er beskrevet. Usikkerheten skal vurderes og beskrives med utgangspunkt i usikkerhets- og sensitivitetsanalysen.
8. Risikoevaluering Består dels av en ren risikoevaluering, men også av det at man lar risiko bli en del av beslutningsprosessen sammen med andre forhold som økonomi, vedlikehold, estetikk og brukervennlighet, osv. Risiko bør generelt reduseres så langt som det er praktisk mulig når kostnadene står i forhold til redusert risiko (ALARP). Ved en komparativ analyse så holder det med å verifisere at risikonivået ikke blir høyere enn i referansebyggverket.
8.2 Sammenlikning av risiko og risikoakseptkriterier En ren sammenlikning mellom den identifiserte risikoen og de risikoakseptkriterier som er fastsatt på forhånd. Det skal her ikke gjøres noen fortolkninger eller vurderinger. Sammenlikningen skal være godt beskrevet og forståelig for alle mottakerne av vurderingen.
8.3 Identifisering av eventuelle ytterligere tiltak og deres risikoreduserende effekt Dersom risikoakseptkriteriene er oppfylt så er det ikke nødvendig med noen ytterligere tiltak. Dersom kriteriene ikke er oppfylt så foreslår man ytterligere tiltak og vurderer disse. Det kan man selvsagt også gjøre underveis og bake inn det i det analysebyggverk som man tar utgangspunkt i.
8.4 Identifisering av mulige tiltak Identifiseres med kobling til brannscenarioer med uakseptabel risiko og/eller der hvor man ønsker en risikoreduksjon. Gjøres ut fra de farer, hendelseskjeder og konsekvenser som er identifisert og beskrevet i analysen. Både tiltak som kan eliminere årsaker og konsekvenser og tiltak som reduserer sannsynlighet og konsekvens skal identifiseres. For TEK10 så kan man ikke bruke organisatoriske eller beredskapsmessige tiltak som kompensasjon for noen svakheter.
8.5 Vurdering av effekten av tiltak Effekten av de identifiserte tiltakene skal vurderes kvalitativt og på et overordnet nivå. Ved omfattende tiltak skal det utarbeides en ny risikoanalyse eller en ny komparativ analyse. Tiltakene skal vurderes med hensyn til: Funksjonalitet. Integritet (pålitelighet og uavhengighet). Robusthet (om det er effektivt under ulike betingelser og over tid). Oppfølging og vedlikehold i driftsfasen. Mulige andre effekter, herunder nye risikoer.
8.6 Konklusjoner og dokumentasjon En kortfattet sammenfatning av de viktigste resultatene av risikovurderingen. Det kan være behov for å utarbeide forskjellig dokumentasjon for de forskjellige mottakerne/brukerne. Dokumentasjon kan bestå av forskjellige deler men skal samlet omfatte punkt 5, punkt 6 eller 7 (avhenger av om det er en risikoanalyse eller en komparativ analyse) og punkt 8. Dokumentasjonen skal gjøre det mulig å etterprøve risikovurderingen.
Eksempel - større idrettsanlegg Ombygging og påbygging av en større sportsarena. Vesentlig mer enn 1 000 personer. Plassert i Brannklasse 4 pga høyt persontall.
Planlegging Etablering av arbeidsgruppe bestående av rådgivere, oppdragsgiver, folk med kjennskap til objektet og kontrollør. Etablering av mandat, formulere problem, velge analysemodell og planlegge analysen og velge beslutningskriterier. Ble gjort før selve analysearbeidet ble påbegynt.
Utgangspunktet var at alt skulle være minst like bra som preaksepterte anbefalinger for brannklasse 3 og at en del forhold skulle være bedre enn preaksepterte anbefalinger for brannklasse 3. På grunn av at anlegget var eksisterende så var det dessverre imidlertid ikke mulig å unngå noen fravik fra preaksepterte anbefalinger for brannklasse 3 De vesentligste var: Bredde per person. Lengde på fluktvei. Antall utganger sett ift persontall.
Kompenserende tiltak i analyseløsningen sammenliknet med preaksepterte anbefalinger for brannklasse 3 er: Etablering av automatisk slokkeanlegg. Informativ talevarsling. Røykventilasjon i form av åpen fasade mot det fri. Røykventilasjonen skal uansett etableres som følge av byggets planlagte utforming, men vil allikevel være et tiltak som bidrar positivt i forhold til brannsikkerheten.
Målet med analysen er å vise at preaksepterte løsninger slik de fremkommer av brannklasse 3 er relevante og tilstrekkelige for prosjektet, i forhold til personsikkerhet. I tillegg er målet å avdekke eventuelle behov for branntekniske løsninger utover brannklasse 3 sikkerhetsnivå for å oppnå et minst like godt brannsikkerhetsnivå som man hadde oppnådd ved bruk av preakseptert løsninger i en bygning i brannklasse 3. I tillegg til dette kom krav i NS-EN 13200-1 Tilskueranlegg.
Valg av metoder og beslutningskriterier Kvalitativ og kvantitativ analyse. Modellering av røykspredning med CFD og forflytning. Beslutningskriterier for sikt, stråling, temperatur: Varmestråling: 10 kw/m² (ref. NS 3901). Temperatur: 60 C (ref. NS 3901). Sikt (røyk) i 2 m høyde: 10 m (ref. NS 3901).
Generell vurdering brannklasse 4 grunnet personsikkerhet, og sikkerhetsnivået for personsikkerhet må verifiseres med analyse. Materiell sikkerhet, brannvesenets sikkerhet og tilgjengelighet for rednings- og slokkeinnsats og samfunnet generelt, vurderes ikke forhold til brannklasse 4 I forhold til brannvesenets sikkerhet og tilgjengelighet for rednings- og slokkeinnsats utløser brannklasse 4 ikke noen behov for ekstra sikringstiltak. Innsatsforhold er i tillegg avklart med brann- og redningsetaten. Etablering av automatisk slokkeanlegg og røykventilering vil imidlertid uansett bedre forholdene for brannvesenet og for den materielle sikkerheten generelt.
Gjennomgang Vi gikk igjennom alle kapitel i TEK/VTEK. Hensikten var å prøve å finne ut av forhold av relevans for analysen og for å vurdere hvorvidt preaksepterte anbefalinger for brannklasse 3 kunne anses som tilstrekkelige (siden prosjektet var i brannklasse 4). Kapitel for kapitel før noen mer detaljerte analyser ble påbegynt.
Analyse og evaluering
Referansebygg
Fareidentifisering + analyse av årsaker og sannsynlighet Analyse- og referansebyggverket behandles likt i forhold til farer, og således er det ingen forskjell mellom byggverkene i analysen. Det ble imidlertid gjort en mer detaljert gjennomgang av analysebyggverket. Det som potensielt kan utgjøre størst fare, er de arealene som er i åpen forbindelse med vrimleareal. Disse arealene er kiosk og WC areal. Analysebyggverket og referansebyggverket er i utgangspunktet likt i forhold til årsaker og sannsynlighet.
Brannscenarioer En rekke scenarioer ble drøftet. Noen scenarioer ble vurdert som lite kritiske og ble ikke analysert videre. Andre scenarioer ble tatt med for videre analyse.
Brannscenarioer Brann på tribune i plan 4. Brann i VIP areal i plan 6. Brann i WC areal i plan 6. Brann i kiosk (verst tenkelige). Brann i rom uten personer. Brann som utvikles langsomt. Brann i ny tribune plan 6 (representativt). Alle scenarioene ble vurdert og analyser kvalitativt før vi begynte med noen beregninger (kvantitativ analyse).
Referanseløsning Deteksjonstid ble vurdert til lik som for analyseløsningen. Reaksjonstid og forflytningstid ble vurdert til 3-5 minutter avhengig av scenario.
Referansebyggverk Tilgjengelig rømningstid Verst tenkelig brann på 8 MW. Veldig rask vekst. Siktkriteriet brytes etter ca 4 minutter.
Referanseløsning Brann i tribune plan 6. Ca 4 minutter.
Analysebyggverk eksisterende tribune Deteksjonstid ble vurdert til lik som for referanseløsningen. Reaksjonstid og forflytningstid ble vurdert til 2,5 minutter. Tilgjengelig rømningstid ble lang.
Analysebyggverk ny tribune / VIP Forflytningstid ble vurdert til 4 7 minutter avhengig av scenario.
Analysebyggverket tilgjengelig rømningstid 9 MW brann.
Konklusjoner Nødvendig rømningstid er bedre for analysebyggverket for brann i eksisterende tribune. For andre scenarioer så er den dårligere. Tilgjengelig rømningstid er mye bedre for analysebyggverket for alle scenarioer. I sum så er analysebyggverket tryggere enn referansebyggverket og løsningen kan derfor aksepteres. Krav i tillegg E NS-EN 13200-1 Tilskueranlegg er også ivaretatt med en viss margin.
Kan man gjøre det kortere?? Ja i mange tilfeller kan man det. Ved komparativ analyse så kan man sammenlikne det som skiller analysebyggverket fra referansebyggverket. For eksempel bare sammenlikne forflytningstid ved forskjellige løsninger. Jo mindre fravik og jo større grad av kompensasjon jo enklere og mindre kan analysen gjøres og man trenger ikke å skrive så mye under alle punkter i rapporten når man følger NS 3901 eller SN-INSTA TS 950.
Takk for meg Stefan Andersson 45 40 10 99 stefan.andersson@norconsult.com