2 INNHOLDSFORTEGNELSE Sammendrag og konklusjoner...3 1 Bakgrunn...5 2 Mål...5 3 Metode...5 4 Leserveiledning...6 5 Brannteknikk i byggesak...6 5.1 Myndighetenes krav...7 5.2 Aktørenes ansvar...7 5.3 Dokumentasjon av brannsikkerhet...8 5.4 Dokumentasjon ved analyse...9 6 Tilgjengelige metoder...9 6.1 Risikoanalyse av brann i byggverk (NS 3901)...10 6.2 Vurdering av brannrisiko i helseinstitusjoner (BSV-vård)...11 6.3 Brannrisiko i boligbygg med flere boenheter Indeksmetode...14 6.4 L-kurvemetoden...17 6.5 Matrise for å sammenligne alternative brannsikkerhetstiltak...20 6.6 Metoder for å beregne konsekvenser av brann...22 6.7 Metoder for å utføre fullstendige analyser...23 6.8 Andre lands metoder...27 7 Praksis ved vurdering av fravik...27 7.1 Typiske fravik fra REN...27 7.1.1 Nybygg...27 7.1.2 Ombygging...28 7.1.3 Virksomhetsendring...28 7.2 Effekt av å sprinkle bygninger...28 7.3 Effekt av å installere brannalarmanlegg...29 7.4 Dokumentasjon...29 8 Utfordringer og problemstillinger...30 8.1 Tilfredsstillende sikkerhetsnivå...30 8.2 Reduksjon i kravet til brannmotstand ved installering av sprinkler...31 8.3 Forutsetninger for valgte løsninger...32 8.4 Optimalisering...32 8.5 Feil i alle deler av byggeprosessen...32 8.6 Eksempler på vurderinger som ofte utelates...33 8.7 Hva er nødvendig brannteknisk dokumentasjon?...35 9 Referanser...36 10 VEDLEGG A Henvisninger til Norsk Standard og Byggforskserien...39
3 Sammendrag og konklusjoner Sammendrag Prosjektets mål er å identifisere og vurdere eksisterende risikoanalyseverktøy/-metoder som kan benyttes for å sammenligne alternative branntekniske løsninger. Informasjonsinnhentingen avdekket tidlig at det i liten grad benyttes risikoanalyseverktøy/- metoder for å vurdere hvilket sikkerhetsnivå hele bygningen har. I prosjektet er det derfor lagt vekt på å identifisere hvordan vurderinger og delanalyser blir utført av brannrådgiverne i dag og beskrive problemområder. De mest vanlige områdene hvor slike metoder benyttes er: Beregning av brannutvikling for å rettferdiggjøre redusert brannmotstand Strålingsbetraktninger mellom vinduer i innvendig hjørner Røykfylling (som underlag for å dimensjonere røykventilasjon) Evakueringsberegninger Innledningsvis beskriver rapporten hvilke myndighetskrav og ansvarsforhold som gjelder ved byggesaker. Myndighetene forutsetter at systemet for krav og ansvar er kjent, mens erfaringer har vist at dette ikke alltid er tilfellet. Brannsikkerheten i bygninger skal dokumenteres, og dersom REN fravikes forventes det gjennomført en vurdering av valgte løsninger. Det skal dokumenteres at brannsikkerheten tilfredsstiller Teknisk forskrift (TEK). Rapporten omtaler følgende eksempler på metoder som kan benyttes ved vurdering av løsninger: Risikoanalyse av brann i byggverk (NS3901) Svensk metode for vurdering av brannsikkerheten i helseinstitusjoner Brannrisiko i fleretasjes boligbygg - Indeksmetode L-kurvemetoden Matrise for å sammenligne alternative brannsikkerhetstiltak Deterministiske metoder for å beregne konsekvenser av brann Metoder for å utføre fullstendige analyser Hendelsestre På bakgrunn av samtaler med aktører i byggesak presenteres eksempler på hvilke fravik fra REN som er vanlig å gjøre, og hvilke kompenserende tiltak som benyttes. Avslutningsvis belyses problemstillinger, utfordringer og uavklarte forhold som aktørene i byggesak og sentrale myndigheter må være oppmerksomme på. Rapporten må kun ses på som et faglig innspill i problemstillingen knyttet til branntekniske vurderinger i byggesak, og ikke som veiledning for hvordan slike vurderinger skal gjennomføres. Dette skal fortsatt være aktørenes ansvar.
4 Konklusjoner Det er flere eksempler på at aktørene har ulik oppfatning av hvordan myndighetenes sikkerhetsnivå skal tolkes. Dette kan tyde på at det oppføres bygninger med varierende brannsikkerhet. Det er stor variasjon i hvordan vurderinger av fravik fra REN er utført, samt på hvilken måte vurderingene er dokumentert. Flere lister kun opp ytelsesnivå i henhold til REN og valgte løsning. Andre viser til etablert praksis som eneste dokumentasjon. Vurderinger av betydningen fravik fra REN har, dokumenteres ofte rent kvalitativt i ren prosatekst. Beregninger og bruk av risikoanalysemetoder/-verktøy benyttes i liten grad for å underbygge valg av løsninger ved fravik fra REN. Metodene som presenteres i denne rapporten tvinger brukeren å vurdere forhold som har betydning for brannsikkerheten på en systematisk måte. Måten resultatene presenteres på gir et godt diskusjonsgrunnlag for de som skal ta avgjørelser i byggeprosessen. Uansett valg av metode må bruker selv vurdere hvorvidt metode og inngangsparametere er egnet for det spesifikke bygg. Ved bruk av beregningsmodeller og risikoanalyser/-verktøy må brukeren foreta valg som krever faglig forståelse for det som skal beregnes og vurderes. Valgene som gjøres er ofte subjektive som følge av mangel på empiriske data og felles retningslinjer for hvordan slike vurderinger skal utføres. Det stilles store etiske krav til den som er ansvarlig for prosjekteringen av brannkonseptet i forhold til å ivareta myndighetenes krav til sikkerhetsnivå, samt å informere tiltakshaver om eventuelle begrensninger i valg av branntekniske løsninger. Forutsetninger for valgte løsninger mangler ofte i dokumentasjonen. Forutsetninger og antakelser må dokumenteres slik at vurderingene er sporbare. Dette er av betydning for å kunne kontrollere og etterprøve vurderingene, og for å sikre at bygget brukes som forutsatt. Plan- og bygningsloven med forskrifter definerer ikke eksplisitt hva som er nødvendig brannteknisk dokumentasjon i byggesak. Det er store forskjeller i hvordan de prosjekterende utøver sin ansvarsrett mht. å utforme, beskrive og dokumentere brannteknisk ytelsesnivå og de valgte løsningene. Det er behov for en veiledning i hvordan prosessen skal foregå mellom aktørene i prosjekteringsfasen og øvrige faser i byggeprosessen frem til bygget tas i bruk.
5 1 Bakgrunn Hvordan skal alternative branntekniske strategier/løsninger sammenlignes? Dersom en brannteknisk løsning avviker fra løsning beskrevet i veiledning til Teknisk forskrift (REN), skal en alternativ løsning sammenlignes med en preakseptert løsning fra REN. Alternative brannverntiltak har ofte ulik funksjon og dermed ulik effekt. Når en sammenligner alternative løsninger som har ulik funksjon er det større behov for vurderinger og analyser. Et slikt tilfelle er å tillate lengre rømningsvei fordi sprinkler installeres. Lengden på rømningsveien påvirker forflytningstiden, mens sprinkleranlegget påvirker selve brannen. Når en vurderer effekten av alternative løsninger kan det være lett å overse skjulte effekter. Dersom rømningsavstanden økes ved at størrelsen på branncellen økes, kan de materielle skadene bli større ved en brann. Større brannceller innebærer en raskere brannspredning i bygningen og kan dermed ha innvirkning på redningsmannskapets sikkerhet og deres mulighet til å slokke brannen. Lengre rømningsvei fører til effekter på flere områder enn bare rømningsavstanden. Ved ombygging og oppgradering av eksisterende bygninger opplever byggebransjen at det er spesielt vanskelig å finne en egnet måte å vise hvilken effekt alternative løsninger gir. 2 Mål Prosjektets mål er å identifisere eksisterende risikoanalyseverktøy/-metoder som kan benyttes for å sammenligne alternative branntekniske løsninger. Videre skal prosjektet vurdere og diskutere verktøyene/metodene med hensyn til egnethet for branntekniske rådgivere i dag. Informasjonsinnhentingen avdekket tidlig at det i liten grad benyttes risikoanalyseverktøy/- metoder for å vurdere hvilket sikkerhetsnivå hele bygningen har. I prosjektet er det derfor lagt vekt på å identifisere hvordan vurderinger og delanalyser blir utført av brannrådgiverne i dag samt å beskrive problemområder. 3 Metode Norske og svenske brannrådgivere er intervjuet for å identifisere hvilke risikoanalyseverktøy/- metoder de benytter i sitt arbeid. Det er videre gjort søk på internett, med spesiell vekt mot svenske brannmiljø, for å finne egnede verktøy og metoder for å sammenligne alternative branntekniske konsepter. Prosjektet er avgrenset til å studere sammenligning av branntekniske strategier. Det vil si en sammenligning av hvilke ytelsesnivå som velges for å totalt sett underbygge et valgt brannteknisk konsept. Verktøy og metoder for å sammenligne ulike utførelser med samme ytelsesnivå er ikke en del av dette prosjektet (for eksempel hvordan en skal sammenligne to bærekonstruksjoner med brannmotstand R 60). Rapporten henviser til en rekke SINTEF-rapporter fra tidligere utførte prosjekter. Disse åpne rapportene kan fritt lastes ned fra SINTEF NBLs hjemmeside (www.nbl.sintef.no /publikasjoner/åpne rapporter):
6 Hansen, A.S., Andersson, E., Kristoffersen, B.: Bruk av brennbar isolasjon - akseptable løsninger og anvendelsesområder, SINTEF-rapport NBL10 A02136, Trondheim, 2002. Kristoffersen, B.: Brann på tak med brennbar isolasjon, SINTEF-rapport NBL10 A03188, Trondheim, 2003. Mostue, B.Aa. og Stensaas, J.P.: Sikkerhetsnivået mht brann ved preaksepterte løsninger. Risikoanalyse av et bo- og servicesenter, SINTEF-rapport STF22 A00828, Trondheim, 2000. Mostue, B.Aa.: En innføring i bruk av branntekniske analyser og beregninger Muligheter og begrensninger, SINTEF-rapport NBL A02101, Trondheim, 2002. Mostue, B.Aa. og Opstad, K.: Effekt av brannverntiltak Vegger og sprinkler. Utgave 1.2, SINTEF-rapport NBL A01118, Trondheim, 2002. Mostue, B.Aa: Effekt av sprinkler i flerbrukshaller og sykehjem, SINTEF-rapport NBL A04101, Trondheim 2004. Ulfsnes, M.K., Danielsen, U.: Ivaretakelse av branntekniske krav i byggeprosessen, SINTEF-rapport NBL A04102, Trondheim, 2004. 4 Leserveiledning Denne rapporten omtaler innledningsvis hvilke myndighetskrav og ansvarsforhold som gjelder ved byggesaker. Myndighetene forutsetter at systemet for krav og ansvar er kjent, mens erfaringer har vist at dette ikke alltid er tilfelle. Brannsikkerheten i bygninger skal dokumenteres, og dersom REN fravikes forventes det gjennomført en vurdering av valgte løsninger. Det skal dokumenteres at brannsikkerheten tilfredsstiller Teknisk forskrift (TEK). Rapporten beskriver eksempler på metoder som kan benyttes ved vurdering av løsninger. På bakgrunn av samtaler med aktører i byggesak presenteres i kapittel 6 eksempler på hvilke fravik fra REN som er vanlig, og hvilke kompenserende tiltak som benyttes. Avslutningsvis belyses problemstillinger, utfordringer og uavklarte forhold som aktørene i byggesak og sentrale myndigheter må være oppmerksomme på. Rapporten må kun ses på som et faglig innspill i problemstillingen knyttet til branntekniske vurderinger i byggesak, og ikke som veiledning for hvordan slike vurderinger skal gjennomføres. Dette skal fortsatt være aktørenes ansvar. 5 Brannteknikk i byggesak Saksbehandling i byggesaken skal forestås av den lokale bygningsmyndigheten i kommunen. Eventuelle dispensasjoner fra gjeldende regelverk, som er plan- og bygningsloven m/forskrifter og veiledninger, kan kun gis av bygningsmyndigheten. Lokal brannmyndighet har normalt ikke delegert myndighet i byggesaker, og har følgelig ingen myndighet til å godkjenne løsninger, eller dispensere fra forskriftskrav, i en byggesak. Det er imidlertid riktig at brannmyndigheten rådspørres om løsninger som angår deres funksjon i driftsfase for en bygning (rednings- og slokkeinnsats).
7 Anbefalinger fra en brannmyndighet må ikke misforstås dit hen at de oppfattes som godkjenning. 5.1 Myndighetenes krav Myndighetenes krav til en bygning er gitt i Plan og bygningsloven (pbl) og Teknisk forskrift til plan og bygningsloven. TEK beskriver overordnede funksjonskrav som omfattes av pbl. Kravene gjelder i utgangspunktet for alle byggearbeider, uavhengig av om arbeidene er søknadspliktige eller ikke. Et byggverk klassifiseres ut fra den risiko en brann kan innebære for skade på liv og helse (risikoklasse), samt ut fra den konsekvens en brann kan innebære for skade på liv, helse, samfunnsmessige interesser og miljø (brannklasse). Etter 1997 ble ytelsesnivåene (eksempelvis brannmotstand), som tidligere var beskrevet i forskriften, flyttet til veiledningsnivå og er dermed ikke bindende i like stor grad. De overordnede funksjonskravene i TEK dokumenteres ved at byggverk prosjekteres i samsvar med de løsninger eller ytelsene som er beskrevet i gjeldende veiledning til TEK ved å foreta analyser eller beregninger som dokumenterer at sikkerheten ved brann er tilfredsstillende ved å bruke en kombinasjon av de to ovennevnte metodene Det er viktig å være klar over at funksjonskravene i TEK er formulert slik at dispensasjoner normalt ikke skal forekomme. Det er også enkelte ytelseskrav og detaljkrav i TEK, som derfor ikke bare kan betegnes som en funksjonsbasert forskrift. Løsningene beskrevet i REN representerer et sett med ytelsesnivå for bygninger og bygningsdeler som er i samsvar med funksjonskravene i TEK. Riktig valgt og benyttet anses et slikt samlet sett ytelser å gi et akseptabelt sikkerhetsnivå, og er derfor å betrakte som en referanse ved dokumentasjon av brannsikkerheten i et bygg. Myndighetene anser ytelsesnivåene i REN som et minimum. Det er likevel mulig å fravike fra REN, men det skal da utarbeides en dokumentasjon som viser at brannsikkerhet representert ved funksjonskravene i TEK er ivaretatt. Det er viktig å være klar over at branntekniske forhold skal dokumenteres selv om REN legges til grunn ved prosjekteringen det er med andre ord ikke tilstrekkelig å henvise til veiledningen. I tillegg til ytelsesnivået i REN brukes også temaveiledninger fra Statens bygningstekniske etat (BE), Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap (DSB) og Byggforsk som referanser. En rekke av meldingene fra BE ble opphevet ved innføring av ny TEK i 1997 fordi de bygger direkte på de opphevede reglene. Mange av disse meldingene inneholder imidlertid informasjon og beskrivelser av gode løsninger som fortsatt vil være aktuelle i forhold til TEK. Så langt det er anvendelig kan disse meldingene derfor fortsatt benyttes som referanse eller preaksepterte løsninger, med mindre TEK gir endret kravnivå. 5.2 Aktørenes ansvar Ansvarskodene for spesialfag som brannteknisk prosjektering (PRO 121.3 etc), utførelse og kontroll ble fjernet i juli 2004. Til erstatning kan foretak med ansvarsrett erklære at de opererer innenfor inntil 15 kjerneområder, hvorav brannsikkerhet er et kjerneområde.
8 Tiltaksklasser differensieres ikke lenger på de enkelte fagområder. Et foretak som har sentral godkjenning PRO for bygninger og installasjoner og som f.eks. er kvalifisert iht. GOF 1 - krav til Tiltaksklasse 3 vedrørende byggeteknikk, kan markere brannsikkerhet som et ekstra kjerneområde, selv om kvalifikasjonene her ligger på et lavere nivå. Det blir da opp til aktøren selv å vurdere om egne kvalifikasjoner er tilfredsstillende. Databasen over sentralt godkjente aktører kan ikke lenger benyttes for å vurdere fagkvalifikasjon og tiltaksklasse for ulike aktører. Det er ansvarlig søker i et byggeprosjekt som har ansvar for å vurdere kvalifikasjoner til aktørene som skal dekke de ulike fag. Bygningsmyndighetene gir riktignok godkjenning av ramme-, igangsettings- og brukstillatelse, samt ferdigattest, men ansvaret for at en bygning settes opp slik at den tilfredsstiller pbl og funksjonskravene i TEK ligger hos aktørene i byggesaken. 5.3 Dokumentasjon av brannsikkerhet Før 1997 var det ikke vanlig med utarbeidelse av en såkalt ytelsesbeskrivelse for branntekniske forhold. Det var heller ingen kvalifikasjonskrav til aktørene som sto for identifikasjon av myndighetskrav, valg av løsninger og detaljprosjektering. Bygnings- og brannmyndighetene hadde dessuten en langt mer aktiv rolle ved vurdering og godkjenning av løsninger. Etter 1997 ble det satt kompetansekrav til aktørene, og brannrådgiverrollen fikk mer oppmerksomhet i byggesaken. Brannteknikk som fagfelt fikk et oppsving, og det ble etablert foretak med spesialkompetanse innen brannteknisk prosjektering. Ofte ble det forutsatt fra bygningsmyndighetene at slike spesialforetak skulle ha ansvar for brannteknikk i kompliserte byggesaker. Det arkitekt og de ulike fagrådgivere tidligere gjorde selv, skulle nå utføres av brannrådgivere. Produktet fra brannrådgiver er nå vanligvis en rapport - en ytelsesbeskrivelse (kalt brannrapport, brannstrategi, brannteknisk konsept, osv.), som summerer opp myndighetskrav fra pbl og TEK. Denne viser hvordan brannteknisk oppdeling og rømningsveier og definerte branntekniske ytelser skal utføres ofte basert på løsninger valgt fra REN. Kravet til dokumentasjon vil i utgangspunktet være det samme enten det prosjekteres og bygges i samsvar med REN, eller ikke. Dokumentasjonens omfang må tilpasses hvert enkelt byggeprosjekt og er først og fremst avhengig av byggverkets kompleksitet og risiko. Vi har i dette prosjektet konsentrert arbeidet rundt dokumentasjon av at hovedutformingen tilfredsstiller funksjonskravene i Byggforskblad 321.025 betegnet som brannsikkerhetsstrategi. Brannsikkerhetsstrategien skal danne grunnlag for senere detaljprosjektering, og bør i henhold til ovennevnte Byggforskblad bestå av følgende hoveddeler: Forutsetninger og metode for å dokumentere at funksjonskrav er tilfredsstilt Beskrivelse og tegninger som viser brannteknisk hovedutforming (konsept) Dokumentasjon av at funksjonskrav er tilfredsstilt Dersom det er gjort mindre fravik fra REN, for eksempel vedrørende oppdeling i brannceller, arealgrenser for seksjonering eller brannmotstand, må det likevel gjennomgjøres en enkel 1 GOF- Forskrift om godkjenning for ansvarsrett
9 konsekvensanalyse. Fravikene må spesifiseres og begrunnes, og eventuelle kompenserende tiltak må beskrives. Det må deretter gjøres en samlet vurdering av konsekvensene av alle avvik og kompenserende tiltak i forhold til sikkerhet for personer og brannmannskaper, og i forhold til materielle verdier. Større fravik krever utførlig dokumentasjon i form av en risikoanalyse. Dette er nærmere omhandlet senere i kapittelet. Når den overordnede brannsikkerhetsstrategien er utarbeidet, brukes den deretter som underlag til søknad om rammetillatelse se senere i rapporten. Brannsikkerhetsstrategien er normalt ikke en del av søknaden som sendes lokale bygningsmyndigheter, men skal være tilgjengelig for tilsyn. 5.4 Dokumentasjon ved analyse For bygninger som ikke er omfattet av REN, eller der det er gjort større fravik fra REN, skal det gjennomføres en risikoanalyse. Risikoanalyse bør i henhold til REN følge anvisningene gitt i NS 3901, Risikoanalyse av brann i byggverk, med veiledning. Her defineres risikoanalyse som aktuelt ved bl.a. følgende tilfeller: løsningsønsker som i vesentlig grad berører rømningsforhold for et stort antall personer, eller for personer i byggverk i risikoklasse 6 løsningsønsker, der kompenserende tiltak bl.a. består av organisatoriske tiltak hos eier og virksomhet/bruker løsningsønsker forbundet med stort verditapspotensiale, ved store, useksjonerte arealer løsninger som avviker i forhold til «utprøvede og anerkjente løsninger» i bestående bygg, ref. brann- og eksplosjonsvernloven med forskrifter Byggforskblad 321.025 eksemplifiserer dette som: bygninger i risikoklasse 6 (for eksempel hoteller og sykehus) med mer enn 500 senger bygninger i risikoklasse 5 (for eksempel salgs- og forsamlingslokaler) beregnet for at mer enn 3 000 personer oppholder seg der samtidig bygninger i risikoklasse 2 (for eksempel industri- og lagerbygninger) med store useksjonerte arealer og/eller høy brannbelastning anlegg i fjell eller under grunn/terreng der mer enn 1 000 personer kan oppholde seg eller transporteres samtidig (for eksempel idrettsanlegg, trafikkterminal, veg- eller togtunnel) Risikoanalysestandarden NS 3901 er nærmere beskrevet i kapittel 6.1. 6 Tilgjengelige metoder Risikoanalyse kan utføres for å vise at valgte løsninger har tilfredsstillende sikkerhet, og bør gjennomføres for bygninger som enten ikke er omfattet av REN eller har større fravik fra REN. Kapitlene under beskriver eksempler på metoder som kan benyttes ved vurdering av løsninger. Dette må kun ses på som et faglig innspill i problemstillingen knyttet til branntekniske vurderinger i byggesak, og ikke som veiledning for hvordan slike vurderinger skal gjennomføres.
10 6.1 Risikoanalyse av brann i byggverk (NS 3901) NS 3901 beskriver hvordan en risikoanalyse skal planlegges og gjennomføres og hvordan resultater og konklusjoner skal presenteres. Standarden er kort og angir kun krav til risikoanalyse på overskriftsnivå. Det eneste som angis med tall i standarden er tålegrenser for personer under rømning. Veiledningen til standarden har omtrent samme oppbygging som den britiske standarden Fire Safety Engineering in Buildings (BSI DD 240, 1997) og ISO-dokumenter beskrevet i kapittel 6.7, men er ikke så detaljert og omfattende. Veiledningen er nokså overordnet og angir ikke detaljer om hvordan analyser og beregninger kan utføres, men henviser til relevant litteratur. Det er i stor grad opp til den som utfører risikoanalysen å vurdere behovet for detaljeringsgrad av delanalysene i risikoanalysen og hvordan de skal utføres. En risikoanalyse bør gjennomføres i to faser en beskrivende del (kvalitativ) og en del med beregninger (kvantitativ). Formålet med den kvalitative analysen er blant annet å gjennomgå og skaffe oversikt over det bygningskonseptet som foreligger, identifisere brannfare og problemområder, samt å definere et begrenset antall scenarier som skal danne grunnlaget for en mer detaljert, eventuell kvantitativ, analyse. Kvantitative analyser utføres dersom behovet anses som nødvendig, og det eksisterer tilgjengelige metoder og/eller verktøy som er hensiktsmessige i aktuell problemstilling. En kvalitativ analyse må alltid gjennomføres som grunnlag for en kvantitativ analyse, og i en del tilfeller kan en kvalitativ analyse også være tilstrekkelig dokumentasjon. Ved beregninger er det svært viktig å ta hensyn til at alle beregnings- og simuleringsverktøy har klare begrensninger i forhold til om de gir pålitelige resultater. Det er ved bruk av slike verktøy et stort behov for sporbarhet det vil si at alle forutsetninger og inngangsdata for beregningene må komme klart frem i dokumentasjonen på en enkel og lettfattelig måte. Det bør videre benyttes internasjonalt anerkjente og etterprøvbare prinsipper.
11 Figur 1 Hovedelementer i en risikoanalyse (Veiledning til NS 3901, 1998). 6.2 Vurdering av brannrisiko i helseinstitusjoner (BSV-vård) BSV-vård er et risikoanalyseverktøy for å vurdere brannsikkerheten av en helseinstitusjon som sykehus, pleiehjem etc. Risikoanalyseverktøyet er utviklet ved Lunds tekniska högskola i Sverige. Metoden er detaljert beskrevet i egen rapport (Frantzich, 2000) som kan lastes ned fra høyskolens hjemmeside (www.brand.lth.se/public). Verktøyet er utviklet for å vurdere brannsikkerheten på én avdeling og ikke hele institusjonen. Det skal kunne benyttes som en sjekkliste ved prosjektering og som et verktøy ved brannsyn. Verktøyet er en indeksmetode. Vurderingene i metoden er basert på at 26 ulike tiltak/forhold ved den aktuelle avdelingen gis poeng. Poengskåren for hvert tiltak/forhold vektes ut fra hvilken betydning tiltaket/forholdet har på brannsikkerheten. Produktet (poengskåre x vekt) for hvert tiltak/forhold summeres til en brannsikkerhetsindeks (BSI-verdi). Jo høyere BSI-indeks dess bedre brannsikkerhet antas avdelingen å ha. Figur 2 viser strukturen på den svenske indeksmetoden. De 26 tiltakene/forholdene som vurderes, har betydning for personsikkerhet og materiell sikkerhet ved at de påvirker følgende delhendelser (strategier i Figur 2): Forhindre at brann oppstår Begrense spredning av brann og branngasser Rømning til sikkert sted Slokking
12 Figur 2 Hierarkisk struktur på BSV-vård metoden (Frantzich, 2000). Hvordan metoden vekter betydningen av tiltakene/forholdene som vurderes er vist i Tabell 1. Av tabellen fremkommer at personalet tillegges stor betydning for brannsikkerheten. Tabell 1 Tiltak/forhold som vurderes i metoden BSV-vård og deres vekting (økt med en faktor på 1000). Tiltak/forhold Vekt Tiltak/forhold Vekt Personale 127 Rømningsveier 28 Løs innredning 80 Gangavstand til rømningsvei 27 Drift og vedlikehold 77 Etasje over terreng 26 Pasienter 65 Overflate på innertak 26 Brannslokkingsutstyr 59 Branncellebegrensning i bjelkelag 26 Beredskap på sykehuset 55 Dør til rømningsvei 23 Sprinkler 54 Ventilasjonssystem 19 Faste risikokilder 49 Overflate på vegger 19 Automatisk brannalarm 43 Branncellebegrensning i vegger 19 Brannvesenets innsats 42 Geometrisk utforming 16 Interne dører og vegger 32 Skilting 16 Rømningsalarm 31 Nødbelysning 6 Røykevakuering 29 Heis som rømningsvei 6
13 Vurdering av metoden I henhold til Frantzich (Frantzich, 2000) er metoden utviklet til å gjelde kun for avdelinger på helseinstitusjoner ( vårdavdelningar på ett sjukhus, vårdboende eller vårdhem ). Metoden bør ikke brukes på spesielle avdelinger på sykehus, for eksempel operasjons- og intensivavdeling. BSV-vård er videre ment å brukes for å beskrive brannsikkerheten i én avdeling om gangen. Den er derfor ikke anvendbar for å beskrive brannsikkerheten på et høyere nivå som for eksempel et helt sykehus. Metoden kan betegnes som en halvkvantitativ risikoanalyse. Det betyr at den leverer et resultat som kan benyttes for å sammenligning ulike løsninger eller ulike avdelinger. Den gir imidlertid ikke et tradisjonelt mål på risiko som antall omkomne per år. Mange av variablene som inngår i metoden er basert på subjektive vurderinger, da det er vanskelig og i noen tilfeller umulig å kvantifisere dem. Mange av variablene anses som svært viktige for den totale brannsikkerheten, men bare et fåtall kan beskrives ved hjelp av tilgjengelig statistikk eller matematiske metoder. Selve variasjonen på vektingen av de ulike komponentene er ikke vurdert i dette prosjektet. Eksempel Dør i rømningsvei er et av de 26 tiltakene/forholdene som vurderes i metoden. Tabell 2 viser hvilken poengskår som kan oppnås ut fra ulike kvaliteter ved døren. Tabell 2 Poengskår for dør til rømningsvei i BSV-vård metoden. Beskrivelse Poengskår Dør med korrekt brannklassifisering som normalt er stengt 5 og utstyrt med falle Dør med korrekt brannklassifisering som normalt holdes 4 åpen med magnetholder samt utstyrt med falle Dør med korrekt brannklassifisering som normalt er stengt, 3 men ikke utstyrt med falle Dør med korrekt brannklassifisering som er låst med 2 komplettert med åpning via automatisk brannalarm Dør med korrekt brannklassifisering som er låst 1 Dør uten korrekt brannklassifisering 1 Dør som ikke er lett å åpne 0 Dersom døren som vurderes oppnår poengskår 3, vil del-indeksen for dør til rømningsvei bli produktet av poengskår og vekting det vil si 3 x 0,023 (tatt fra Tabell 1) = 0,069. Metoden er benyttet i SINTEF NBL prosjektet Effekt av sprinkler i flerbrukshaller og sykehjem (Mostue, 2004). Her ble brannsikkerheten ved flere alternative løsninger vurdert ved et sykehjem. Figur 3 viser brannsikkerhetsindeksen (BSI-indeksen) for de ulike løsningene. De 5 stolpene viser ulike kombinasjoner av brannalarmanlegg, sprinkler og brannvesenets innsatstid.
14 Figur 3 Sammenstilling av vurdering av ulike alternative løsninger ved hjelp av BSV-vård metoden. Brannsikkerhetsindeks (BSI) 2,65 2,6 2,55 2,5 2,45 2,4 2,35 2,3 Brannalarmanlegg, ikke sprinkler Brannalarmanlegg og sprinkler, kort innsatstid Lang innsatstid uten sprinkler, Ikke brannalarmanlegg, brannalarmanlegg sprinkler, kort innsatstid Lang innsatstid med sprinkler, brannalarmanlegg 2,25 2,2 2,15 6.3 Brannrisiko i boligbygg med flere boenheter Indeksmetode En gruppe bestående av 5 personer fra hvert nordiske land har som en del av det nordiske prosjektet Brandsäkra trähus utarbeidet en indeksmetode for å vurdere brannrisikoen i boligbygg med flere boenheter. Arbeidet med å utarbeide metoden beskrives utførlig i egen rapport (Karlsson, 2000). I tillegg er metoden oppsummert i publikasjonen kontenta fra Trätek (Trätek, 2000). Denne indeksmetoden er oppbygd på tilsvarende måte som indeksmetoden beskrevet i forrige kapittel. Brannsikkerheten i en bygning kan deles inn flere nivåer (jfr. Figur 4). Øverst ligger hovedmålet (Policy) som angis som akseptabel brannsikkerhet i fleretasjers bolighus. Deretter spesifiseres delmålene som å redde liv og eiendom. Strategiene for å møte hoved- og delmål er delt inn i 4: aktiv brannbeskyttelse for å begrense brannspredning, passiv/konstruktiv brannbeskyttelse, sikker rømning og sikker slokking. Nederst i systemet ligger alle parameterne som har innvirkning på nivåene over.
15 Hovedmål (Policy) Mål Strategier Parametere Figur 4 Akseptabel brannsikkerhet i bolighus med flere etasjer O 1 Redde liv O 2 Redde eiendom S 1 Aktive branntiltak for å begrense brannspredning S 2 Passive/konstruktive branntiltak S 3 Sikker rømning S 4 Sikker slokking P 1 P 17 (se tabellen nedenfor) Struktur ved indeksmetoden Tabell 3 viser de 17 ulike parametrene som vurderes i metoden. Hver parameter gis en poengskår i forhold til betydningen de har. Poengskåren vektes og summeres. Hvilken vekting de ulike parametrene har er vist i samme tabell. Risikoindeksen for hele bygningen kan så beregnes. Den bestemmes endelig ved å trekke beregnet sum fra 5 (5 beregnet sum). Lav risikoindeks betyr lav brannrisiko og høy brannsikkerhet. Verdien på risikoindeksen kan sammenlignes med indeksverdien for andre bygninger eller brukes til å sammenligne ulike tiltak for brannsikkerhet i samme bygning. Metoden forutsetter at kravene i TEK er tilfredsstilt. Tabell 3 Parametere og vekting av parametere for bruk i indeksmetoden for bestemmelse av brannrisiko i fleretasjers bolighus. Parametemeter Navn Vekting Para- Navn Vekting P1 Overflate i leilighet 0,0576 P10 Nærliggende bygninger 0,0396 P2 Slokkesystem 0,0668 P11 Røykspredning 0,0609 P3 Brann- og redn.tjeneste 0,0681 P12 Brannvarslere 0,0630 P4 Branncelleinndeling 0,0666 P13 Alarm 0,0512 P5 Skillende konstruksj. 0,0675 P14 Rømningsveier 0,0620 P6 Dører 0,0698 P15 Bærende konstruksjon 0,0630 P7 Vindu 0,0473 P16 Vedlikehold og informasjon 0,0601 P8 Fasade 0,0492 P17 Ventilasjonssystem 0,0558 P9 Loft 0,0515 Sum 1,0000 Det er interessant å se at slokkesystem, inklusive sprinkler, tillegges i størrelsesorden samme vekting som mange andre passive tiltak. Dette innebærer en mye lavere vektlegging av sprinkler i forhold til hvordan mange brannkonsulenter vektlegger effekten av sprinkler ved fravik fra REN. For å evaluere denne indeksmetoden er det utført en kvantitativ risikoanalyse (QRA) av fire fleretasjes trehus. Begge metodene ble brukt til å rangere bygningene i forhold til brannrisiko. Resultatene var stort sett sammenfallende. Metodene er nokså forskjellig. Den største forskjellen er at QRA ikke tar hensyn til bygningstekniske konstruksjonsløsninger. Sammenligningen av de to metodene er vist i egen rapport (Hultquist og Karlsson, 2000).
16 Trätek er av den formening at denne indeksmetoden er å foretrekke i prosjekteringsfasen i byggesaker da den krever omtrent en dags arbeid av kvalifisert person. QRA metoden krever imidlertid 1-2 ukers arbeid, og vil derfor i de fleste tilfeller bli for tids- og kostnadskrevende. Vurdering av metoden Indeksmetoden gir et helhetsbilde av brannsikkerheten og tar hensyn til aktiv og passiv brannsikring, sikker rømning og slokking. Metoden kan anvendes for å rangere brannsikkerheten i ulike bygninger, og da særlig boliger i flere etasjer. Eksempel Som et eksempel vises hva som legges til grunn for å gi poengskår til slokkesystem som er en av de 17 parametrene som vurderes i metoden. Eksemplet, se Tabell 4, er direkte oversatt fra Träteks kontenta. Bygningens eventuelle automatiske slokkesystem vurderes først (underparameter P 2a i Tabell 4). Hvilket beskyttelsesnivå slokkesystemet gir angis i 4 nivå; ingen (N), lav (L), medium (M) og høy (H). Betydningen av den bærbare slokkeutrustningen i bygningen vurderes ut fra hvor den er plassert. Hvilken poengskår slokkeutrustningen i bygningen som analyseres får, kan leses ut fra tabellen hvor karakterene fra de to foregående vurderingene kombineres. Dersom for eksempel hver leilighet har både boligsprinkler og bærbar slokkeutrustning vil poengskåren bli 4 (jfr Tabell 4). Tabell 4 Underparametere som legges til grunn for vurdering av bygningens slokkesystem i indeksmetoden (Trätek, 2000). Underparametere: P 2a Automatiske slokkesystem Beslutningsregler Type sprinkler ingen bolig bolig bolig vanlig vanlig vanlig Plassering - leiligh. rømn.vei begge leiligh. rømn.vei begge Nivå P 2a * N M L H M L H * Nivå: N=ingen, L=lav, M=medium, H=høy) P 2b Bærbar slokkeutrustning Ingen N På hvert etasjeplan F I hver leilighet A Underparametere Beslutningsregler P 2a Automatiske N N N L L L M M M H H H slokkeanlegg P 2b Bærbar N F A N F A N F A N F A slokkeutrustn. Betydning P 2 0 0 1 1 1 2 4 4 4 5 5 5
17 6.4 L-kurvemetoden L-kurvemetoden er en metode for analyse, kommunikasjon og dokumentasjon av brannsikkerhet. L står for Limit of flame extension. Ved L-kurvemetoden analyseres primært de materielle konsekvenser av en brann ved at flammespredningen beregnes kvantitativt og framstilles grafisk. Den grafiske fremstillingen, L-kurven, er et egnet grunnlag for å kommunisere hvilken betydning valg av branntekniske løsninger vil ha. L-kurven viser hvordan en forventer at en brann (flammene) vil spre seg i bygningen (jfr. Figur 5). Y-aksen angir sannsynligheten for at brannen slokker. X-aksen viser hvor store deler av bygningen flammene forventes å spre seg til. Den første delen angir startbrannrommet. Videre kan flammene spre seg til resten av brannseksjonen, hele etasjen, andre etasjer og hele bygningen (Figur 5 viser mulig spredning fra startbrannrom til etasjen og hele bygningen). En bratt kurve innenfor et område av bygningen, for eksempel startbrannrommet, betyr at sannsynligheten for at brannen slokker her er stor. Har kurven en lang vertikal form i overgangen mellom startbrannrom og omliggende områder betyr det at vegger, golv og tak i startbrannrommet er gode barrierer mot flammespredning til naborom. Kurven krysser x-aksen i det rommet/området brannen forventes å slokke. En L-kurve langt oppe på diagrammet angir stor brannrisiko i bygningen mens en lav og kort kurve angir liten brannrisiko. Figur 5 L-kurver for ulike alternative utforminger av en bygning. Selve L-kurven tegnes fra det stadium det er oppstått en etablert brann (EB) i bygningen til brannen er slokket eller brannen er spredd i hele bygningen. Forut for dette må det gjøres en analyse av bygningen for å avdekke hvilke scenarier som er kritiske og skal analyseres videre. Startbrannrommet og spredningsforløpet velges ut fra kunnskap og erfaringer for hvordan branner oppstår og utvikles i ulike bygninger. For en gitt bygning kan det være nødvendig å analysere flere scenarier. Selve datagrunnlaget/tallene som brukes ved sannsynlighetsberegningene må brukeren selv fremskaffe gjennom tilgjengelige datakilder, statistikk og eventuelt ved beregninger. Arbeidsboka for metoden angir hvilke sannsynligheter som må vurderes, og til en viss grad hvordan de kan vurderes, i tillegg til selve systematikken for hvordan sannsynlighetene brukes i beregningene.
18 Beregning av sannsynligheten for at brannen slokkes innenfor et rom eller område beregnes ved hjelp av boble -diagram, som tegnes og beregner sannsynlighet etter samme prinsipp som et hendelsestre. Figur 6 er et eksempel på et boble -diagram. Diagrammet illustrerer at en etablert brann kan slokkes på tre måter; enten slokker brannen av seg selv (I Itself), den slokkes av et automatisk slokkeanlegg (A) eller den slokkes manuelt (M). Sannsynligheten for hver av de tre mulighetene for at brannen slokkes vurderes separat. Sannsynligheten for flammespredning fra et rom/område til neste område bestemmes ut fra skillekonstruksjonens (barrierens) branntekniske egenskaper. Muligheten for å slokke brannen vurderes i startbrannrommet, deretter vurderes første barriere, så neste rom og neste barriere osv. til hele bygningen er analysert. L-kurven for en bygning settes sammen av I-, A- og M-kurvene for hvert rom som analyseres, pluss barrierenes (skillekonstruksjonenes) egenskaper. Byggforsk har i et eget prosjekt evaluert bruken av L-kurvemetoden, og vurderingene under er hentet fra rapporten til dette prosjektet (Stenstad, 1997). L-kurvemetoden er en åpen metode som kan nyttiggjøre alle branntekniske kunnskaper, erfaringer og beregninger. Metoden kan brukes, og vil gi et godt bilde av den risikoen som foreligger, uten at det er nødvendig å gjøre kompliserte og ressurskrevende beregninger. I den grad slike beregninger er mulige å gjøre, både med hensyn til beregningsmessige og ressursmessige forhold, vil de imidlertid bidra til å forbedre analysen og «godheten» av L-kurven (-e) for en bygning. Følgende dokumentasjon kreves i tillegg til L-kurve(-r) med tilhørende underlagsmateriale: Dokumentasjon av personsikkerhet (tilstrekkelig sikkerhetsmargin mellom tilgjengelig og nødvendig rømningstid). Dokumentasjon av sikkerhet mot ekstern brannspredning, dvs. brannspredning til nabobygninger. Dersom funksjonsbaserte forskrifter skal fungere som forutsatt er det viktig at alle parter i byggesaken forstår hensikten med, og konsekvensene av, kravene. En byggherre/tiltakshaver må kunne uttrykke mål for sikkerhet/risiko, og en planlegger/prosjekterende må kunne vise sin oppdragsgiver konsekvensene av ulike alternative løsninger. De prosjekterende må også kunne vise myndighetene at kravene er tilfredsstilt. L-kurven kan ha en funksjon i alle disse tilfellene.
19 Vurdering av metoden L-kurven viser bygningens brannrisiko på en lettfattelig grafisk måte. Dette muliggjør enkel sammenlikning mellom ulike bygninger eller i forhold til målsetting og krav fra myndigheter og byggherre. Metoden er et enkelt hjelpemiddel/verktøy både i tenkeprosessen i prosjekteringsarbeidet og ved dokumentasjon av brannsikkerhet. L-kurven kan skisseres på grunnlag av skjønn og fagkyndige vurderinger, eller de enkelte deler av kurven kan framstilles på grunnlag av beregninger og simuleringer. Omfanget av en analyse basert på L-kurvemetoden kan dermed tilpasses de ressurser som er tilgjengelige, men dette må selvsagt vurderes i forhold til de dokumentasjonskrav som stilles. Desto mer informasjon og kunnskap, desto bedre kurver. L-kurvemetoden er uavhengig av type dataprogram (kan nyttiggjøre seg alle), og vurderes som et effektivt kommunikasjonsverktøy både mellom profesjonelle, og ikke minst et pedagogisk nyttig hjelpemiddel i forhold til kommunikasjon med beslutningstakere. Selve rapporteringen av resultatene er lite utviklet utover den visuelle delen, dvs. L-kurvene, og boblediagrammene. Eksempel Eksemplet er hentet fra ovennevnte Byggforsk-rapport (Stenstad, 1997). Sannsynlighetene som inngår i L-kurven beregnes ved hjelp av boble -diagram. Figur 6 viser hvordan et slikt diagram ser ut for flammespredning i et rom. Sannsynligheten for at flammene fra en etablert brann slokker av seg selv (I) er satt til 0,2. Da må sannsynligheten for at brannen ikke slokker av seg selv være 0,8 (1-0,2). Det er ikke automatisk slokkeanlegg i rommet, så sannsynligheten for at brannen slokkes automatisk (A) er 0. Sannsynligheten for at brannen slokkes manuelt av brannvesenet (M) er satt til 0,4. Figur 6 Eksempel på boble -diagram i L-kurve metoden
20 Den akkumulerte sannsynlighet for at brannen slokkes i rommet, forutsatt tallverdiene i figuren ovenfor, blir da: p L = p I + (p ikkei )(p A ikkei ) + (p ikkei )(p ikkea )(p M ikkea ) = 0,2 + (0,8)(0) + (0,8)(1,0)(0,4) = 0,52 Sannsynligheten for at brannen ikke slokker blir 1-0,52 = 0,48. Dette får vi også ved å multiplisere verdiene til venstre i figuren. Som tidligere nevnt kan også L-kurvemetoden brukes til å visualisere effekten av ulike branntekniske løsninger/utførelser. Dette er eksemplifisert ved hjelp av Figur 5. Kurve 1 i Figur 5 viser en bygning hvor det er stor sannsynlighet for totalskade dersom det oppstår en etablert brann (EB). Det kan leses av kurven at bygningen ikke har automatisk slokkeanlegg, da sannsynligheten for flammestopp ikke reduseres vesentlig i overgangene rom/etasje og etasje/bygning. Det er også liten sannsynlighet for manuell slokking og barrierene er svake. Kurve 2 viser en bygning hvor det er en økt sannsynlighet for slokking av brannen allerede i rommet der brannen starter for eksempel på grunn av annen/lavere brannbelastning og/eller større sannsynlighet for manuell slokking. De forholdsvis lange vertikale linjene ved overgang rom/etasje/bygning viser dessuten at bygningen har gode barrierer. Totalt sett gir dette en vesentlig lavere sannsynlighet for stort skadeomfang enn tilfellet var for bygning i kurve 1. Kurve 3 viser en bygning med meget stor sannsynlighet for at brannen slokkes allerede i rommet der brannen starter. Dette betyr vanligvis at bygningen har et automatisk slokkeanlegg. Sannsynligheten for at brannen begrenses til den etasjen den startet er beregnet til tilnærmet lik 1. 6.5 Matrise for å sammenligne alternative brannsikkerhetstiltak Når en skal sammenligne alternative brannsikkerhetstiltak som ikke har samme funksjon, for eksempel slokking vs. varsling, er det større behov for analyser. Her presenteres to tabeller som kan brukes for å vurdere om to alternative branntekniske løsninger gir samme sikkerhetsnivå. Resultatene av vurderingene angis som +, 0 eller. I Tabell 5 sammenlignes alternative branntekniske løsninger med en preakseptert løsning mht. funksjon. Vurderingsresultatene vil danne grunnlag for om det er behov for ytterligere analyser eller beregninger. To vurderinger bør utføres, en hvor de branntekniske tiltakene (for eksempel sprinkler) virker som forutsatt, og en der et eller flere tiltak har sviktet. I tillegg til å vurdere hvilken effekt en alternativ løsning har på ulike funksjoner (Tabell 5), er det viktig å vurdere andre egenskaper ved de branntekniske løsningene. Tabell 6 kan benyttes for å gjøre en vurdering av faktorer som har betydning for om de branntekniske løsningene vil virker som forutsatt og hvilken rekkevidde (betydning) tiltaket har. Forklaring på de ulike egenskaper som er benyttet i Tabell 6 er beskrevet i en tidligere SINTEF-rapport (Mostue, 2002). Lignende tabeller med en litt annen struktur og andre egenskaper som vurderes, er laget av Lundin (2001).
21 Tabell 5 Matrise for å sammenligne effekten av alternative branntekniske løsninger. Tabellen skal utfylles vha tegnforklaringene beskrevet under. ENDRINGER Delvurdering Funksjoner ( -nummer refererer til TEK97) Initielt brannrom Øvrige deler av bygning Kommentar Totalvurdering Bæreevne og stabilitet ( 7-23) Antennelse og utvikling av brann ( 7-24) Brannspredning og røykspredning i byggverk ( 7-24) Rømning av personer ( 7-27) Tilrettelegging for rednings- og slokkemannskap ( 7-28) Brannspredning mellom byggverk ) 7-26) Tegnforklaring til Tabell 5: + Positiv endring i innvirkning på funksjonen, dvs bedre sikkerhet ++ Stor positiv endring i innvirkning på funksjonen, dvs betydelig bedre sikkerhet 0 Ingen endring i innvirkning på funksjonen - Negativ endring i innvirkning på funksjonen, dvs dårligere sikkerhet -- Stor positiv endring i innvirkning på funksjonen, dvs betydelig dårligere sikkerhet Tabell 6 Matrise for å bedømme om egenskaper påvirkes og om det har betydning på sikkerheten. Tabellen skal utfylles vha tegnforklaringene beskrevet under. Egenskaper hos den branntekniske løsningen Rekkevidde Robusthet Kompleksitet Følsomhet Sårbarhet Konflikt med andre forhold Tilgjengelighet Konsekvenser dersom tiltakene svikter eller har redusert effekt Påvirkning på egenskapen Alternativ brannteknisk løsning Påvirkning på Kommentar sikkerheten Tegnforklaring i Tabell 6: + Egenskapen eller effekten på sikkerheten endres i positiv retning 0 Egenskapen eller effekten på sikkerheten endres i positiv retning - Egenskapen eller effekten på sikkerheten endres i positiv retning
22 Vurdering av metoden Bruk av matrisen (Tabell 5) gir en god oversikt over hvilke funksjoner (bæreevne, rømning etc) som påvirkes av endringer som gjøres i forhold til et referansekonsept og hvor store disse endringene er. Referansekonsept er typisk en utførelse i henhold til REN som det alternative konseptet vurderes opp imot. Utfylling av matrisen gir imidlertid ikke svar på hvordan den totale brannsikkerheten i bygningen endres. Skal dette oppnås må det foretas en form for vekting av de ulike risikobidragene, dvs hvilken betydning endringer som påvirker brannspredning og røykspredning har i forhold til endringer som påvirker rømningsforhold etc. Eksempel SINTEF-rapport (Mostue, 2002) viser et eksempel på bruk av tabellene ovenfor. 6.6 Metoder for å beregne konsekvenser av brann Det brukes i liten grad deterministiske metoder og teknikker for å underbygge valg av konsept ved fravik fra REN. Eksempler på områder hvor slike metoder benyttes er: Beregning av brannutvikling for å rettferdiggjøre redusert brannmotstand Strålingsbetraktninger mellom vinduer i innvendig hjørner Røykfylling (som underlag for å dimensjonere røykventilasjon) Evakueringsberegninger Det finnes mange tilgjengelige deterministiske teknikker og metoder som kvantifiserer brannvekst, brannspredning, røykspredning samt hvilke konsekvenser dette har på bygningen og personer i bygningen. Deterministiske metoder og teknikker er basert på menneskelig atferd, fysiske, kjemiske, termodynamiske, hydrauliske og elektriske prosesser fra vitenskapelige teorier, forsøksdata eller inntrufne hendelser. Vurdering av metodene Alle beregningsmetoder og beregningsprogrammer er basert på forenklinger i forhold til virkeligheten. Brukeren må vite hvilke begrensninger som ligger i metodene og hvordan de er modellert. I tillegg må brukeren ha en god føling med hvor riktig beregningsresultatene er, noe som krever god erfaring. Beregningsmodellene er ofte svært følsomme for hvilke inngangsdata beregningene baseres på. Brukeren må i de fleste tilfeller gjøre valg som krever faglig forståelse for det som skal beregnes. Det kan for eksempel være valg av brannutviklingshastighet, brannens maksimal brannenergi, reaksjons- og beslutningstid ved evakuering, ganghastighet etc. Satt på spissen kan en få det svaret en ønsker. Det stilles derfor store etiske krav til den som er ansvarlig for prosjekteringen av brannkonseptet, ved at forutsetninger for beregningene klart kommer frem og hvor følsomme resultatene er. Følsomhetsanalyser er ikke vanlig å utføre. Eksempel Mange deterministiske metoder er beskrevet i Håndbok i branntekniske analyser og beregninger (Opstad og Stensaas, 1998), ISO-dokumenter (ISO/TR 13387, 1998), britisk standard for Fire Safety Engineering og en rekke andre håndbøker. I tillegg finnes det
23 beregningsprogram tilgjengelig for å utføre slike delanalyser. En oversikt over noen av de mest kjente håndbøker og beregningsprogram finnes i SINTEF-rapport En innføring i bruk av branntekniske analyser og beregninger Muligheter og begrensninger (Mostue, 2002). SFPE Handbook of Fire Protection Engineering (2002) regnes av mange som den mest anerkjente fagbok for branntekniske beregninger. Håndboken presenterer en samlet teoretisk og analytisk tilnærming til brannteknikk, samt metoder for å analysere og løse branntekniske utfordringer. Eksempler på bruk av metodene finnes i ovennevnte dokumenter. 6.7 Metoder for å utføre fullstendige analyser Den britiske standarden (BSI DD 240, 1997) og ISO-dokumentene er utarbeidet med tanke på å kunne foreta fullstendige analyser. SINTEF har utviklet en matematisk modell for å beregne dødsbrannrisikoen i bygninger. Under gis en kort omtale av disse metodene og en vurdering av dem. Britisk standard Denne britiske standarden, Fire Safety Engineering in Buildings (BSI DD 240, 1997), beskriver hvordan en går frem for å foreta brannteknisk prosjektering, og hvordan sikkerheten med hensyn til brann i bygninger kan vurderes. Den er nokså detaljert og inneholder formler for hvordan ulike forhold skal beregnes. Videre inneholder den en rekke tabeller med data som kan brukes i analysene og beregningene, som blant annet tålegrenser for giftige gasser og angivelse av akseptabel risiko. Standarden beskriver både deterministiske metoder (se kap. 6.6) og probabilistiske teknikker. Probabilistiske teknikker er basert på inntrufne branner, forsøk og ekspertvurderinger. Hensikten med en probabilistisk analyse er å estimere sannsynligheten for en spesiell uønsket hendelse. Dette kan oppnås ved bruk av statistiske data om hyppighet av branner og pålitelighet av brannverntiltak, kombinert med en deterministisk vurdering av konsekvensene av ulike brannscenarier. Ved en brann er det mange faktorer som kan innvirke på brannutviklingen og på evakueringen av personer, som tid på døgnet brannen oppstår, hvorvidt dører står åpne eller ikke, tilgjengelighet av håndslokkeutstyr, personenes mobilitet etc. Probabilistiske analyser er egnet til å få frem komplekse interaksjoner mellom ulike faktorer som har betydning ved en brann. Hendelsestre Hendelsestre er et eksempel på en vanlig probabilistisk teknikk. Et hendelsestre er et logisk diagram som viser mulige hendelseskjeder som følger etter en startbrann. I grenene i hendelsestreet tas det hensyn til de barrierer og sikkerhetsfunksjoner som er planlagt for å hindre eller begrense konsekvensene av startbrannen. Hendelsestre kan brukes for å finne ut hvilke hendelser som kan tenkes å utvikle seg som følge av en bestemt startbrann.
24 Figur 7 Eksempel på hendelsestre (Veiledning til NS 3901, 1998). ISO-metoder ISO-rapportene, Fire Safety Engineering (Part 1-8) (ISO, 1998), er et mer overordnede dokument sammenlignet med BSI. ISO-rapportene er ikke detaljerte tekniske veiledninger, men kan brukes som basis for å lage detaljerte veiledninger. Den første delen gir en generell beskrivelse av hovedtrinnene i en brannteknisk analyse. De øvrige delene (2-8) gir veiledning i grunnleggende metoder for å bestemme ulike deler i en analyse som bestemmelse av brannscenarier og dimensjonerende branner, vurdering og kontroll av matematiske brannmodeller, initiering og utvikling av branner og brannutslipp, røykspredning, konstruksjonsrespons og brannspredning, deteksjon, aktivering og slokking, og personsikkerhet. SINTEF-metode SINTEF sin Metode for å beregne personsikkerheten mht brann i bygninger (Hokstad et. al., 1998) beskriver en matematisk modell for beregning av dødsbrannrisiko. Hovedtrinnene som brukeren av metoden må gjennom, er som følger: 1. Velge ut typiske brannscenarier ut fra gitte kriterier, samt brannscenarier som antas å representere spesiell personrisiko mhp brann. Disse scenarier velges både ut fra bygningens bruk og utforming.