SINTEF RAPPORT TITTEL Norges branntekniske laboratorium as Postadresse: 7465 Trondheim Besøksadresse: Tiller Bru, Tiller Telefon: 73 59 10 78 Telefaks: 73 59 10 44 E-post: nbl@nbl.sintef.no Internet: nbl.sintef.no Foretaksregisteret: NO 982 930 057 MVA Effekt av brannverntiltak Vegger og sprinkler. Utgave 1.2 FORFATTER(E) Bodil Aamnes Mostue og Kristen Opstad OPPDRAGSGIVER(E) RAPPORTNR. GRADERING OPPDRAGSGIVERS REF. Arbeids- og administrasjonsdepartementet (AAD) og Brannvernsamarbeidet mur og betong (BMB) NBL A01118 Åpen Harald André Ryen (AAD) og Bjørn Vik (BMB) GRADER. DENNE SIDE ISBN PROSJEKTNR. ANTALL SIDER OG BILAG 107103 51 ELEKTRONISK ARKIVKODE PROSJEKTLEDER (NAVN, SIGN.) VERIFISERT AV (NAVN, SIGN.) I:\PRO\107103\Rapport\NBL10_A01118_ut3.doc Bodil Aamnes Mostue Kristen Opstad ARKIVKODE DATO GODKJENT AV (NAVN, STILLING, SIGN.) 2002-02-19 Kjell Schmidt Pedersen SAMMENDRAG Rapporten inneholder resultater fra et prosjekt hvor målet var å undersøke: - veggers pålitelighet med hensyn til brannmotstand - sprinkleranleggs pålitelighet og evne til å redde liv - hvilken betydning veggenes egenskaper og romstørrelsen har på brannforløpet. Estimat på pålitelighet av vegger fra litteraturen er stort sett basert på ekspertvurderinger. Pålitelighetsestimatene varierer mellom 70-95% avhengig av materialbruk og om det er åpninger i veggen eller ikke. Årsaken til at branner sprer seg ut over branncellen skyldes ofte at detaljer er planlagt og/eller utført på en feil eller uheldig måte. Kvaliteten av gjennomføringstettinger synes å ha stor betydning for påliteligheten av veggene. Beregninger viser rent fysisk hvilken betydning materialegenskaper har på brannforløpet i et rom. Beregningene viser videre betydningen av hvor raskt overtenning skjer avhengig av brannutviklingshastighet, materialvalg og romstørrelse. Sprinkleranlegg er et pålitelig brannverntiltak. Pålitelighetsestimatene er imidlertid basert på de branner det er forventet at sprinkleranlegg skal slokke/kontrollere. Sprinkleranlegg er et effektivt tiltak for å hindre at mange personer omkommer i samme brann. For å utføre branntekniske analyser og beregninger er det fortsatt behov for å få mer erfaring med hvordan aktive og passive brannverntiltak fungerer i branner. Denne type informasjon bør samles inn og systematiseres. STIKKORD NORSK ENGELSK GRUPPE 1 Brann Fire GRUPPE 2 Sikkerhet Safety EGENVALGTE Sprinkler Sprinkler Brannmotstand Fire resistant
2 INNHOLDSFORTEGNELSE FORORD... 3 SAMMENDRAG OG KONKLUSJONER... 4 1 MÅL... 7 2 METODE... 7 3 LESERVEILEDNING... 7 4 PÅLITELIGHET AV KONSTRUKSJONSDELER... 7 4.1 HVA MENES MED PÅLITELIGHET?... 7 4.2 ERFARINGER FRA INNTRUFNE BRANNER... 8 4.3 PÅLITELIGHET AV PASSIVE BRANNSIKKERHETSTILTAK TALL FRA INTERNASJONAL LITTERATUR... 10 4.4 STUDIE AV ET PÅGÅENDE BYGGEPROSJEKT... 11 4.4.1 Analyseobjekt... 11 4.4.2 Historikk... 11 4.4.3 Brannteknisk prosjektering og bygging... 11 4.5 KONKLUSJONER PÅLITELIGHET AV VEGGER... 16 5 PÅLITELIGHET OG EFFEKT AV SPRINKLERANLEGG... 18 5.1 MÅL MED DENNE DELAKTIVITETEN... 18 5.2 OPPBYGGING AV KAPITLET (LESERVEILEDNING)... 18 5.3 FORMÅL MED SPRINKLERANLEGG OG BRANNALARMANLEGG... 18 5.4 OPPBYGGING OG VIRKEMÅTE... 19 5.5 SPRINKLERS EVNE TIL Å REDUSERE MATERIELLE TAP... 20 5.6 SPRINKLERS EVNE TIL Å FORHINDRE DØDSFALL... 23 5.7 AUTOMATISK BRANNALARMANLEGG... 25 5.8 PÅLITELIGHET AV SPRINKLERANLEGG OG RØYKDETEKTORER/BRANNALARMANLEGG... 25 5.9 SAMMENLIGNING AV ULIKE BRANNVERNTILTAK... 27 5.10 SPRINKLERANLEGG ELLER BRANNALARMANLEGG HVA ER BEST?... 27 5.10.1 Totalvurdering dersom tiltakene virker... 27 5.10.2 Vurdering av egenskaper som indirekte har betydning for brannsikkerheten... 30 5.10.3 Evakueringstid... 31 5.11 KONKLUSJON - EFFEKT OG PÅLITELIGHET AV SPRINKLERANLEGG... 34 6 BRANNFORLØP OG VEGGERS EGENSKAPER... 37 6.1 INNLEDNING... 37 6.2 MODELL... 37 6.3 BEREGNINGER AV BRANNMOTSTAND AV LETTE OG TYNGRE KONSTRUKSJONER... 39 6.3.1 Hva er beregnet?... 39 6.3.2 Inngangsdata... 40 6.3.3 Resultater... 40 6.4 BEREGNINGER AV KONSEKVENSER AV BRANNER SOM FØLGE AV MATERIALVALG OG ROMSTØRRELSE... 43 6.4.1 Hva er beregnet?... 43 6.4.2 Beskrivelse av omhyllingsflater og rom... 43 6.4.3 Beskrivelse av brannene... 44 6.4.4 Beregningsresultater... 45 6.5 KONKLUSJON BRANNFORLØP OG VEGGERS EGENSKAPER... 48 7 REFERANSER... 50
3 Forord Dette prosjektet er finansiert av Arbeids- og administrasjonsdepartementet (AAD) og Brannvernsamarbeidet mur og betong (BMB). Prosjektet er utført ved Norges branntekniske laboratorium as, hvor Kristen Opstad har vært faglig ansvarlig og Bodil Aamnes Mostue har vært prosjektleder. Mette Kristin Ulfsnes har deltatt på befaringene på byggeplassen og bidratt med nyttig informasjon gjennom samtaler i prosjektperioden. Wiran Bjørkmann (Statens bygningstekniske etat, BE) og Bjørn Vik (BMB) har vært oppdragsgivernes talsmenn i faglige diskusjoner og spørsmål underveis i prosjektperioden. Styringskomitéen for dette prosjektet, samt andre prosjekter NBL har for AAD i samme periode, har bestått av Wiran Bjørkmann (Statens bygningstekniske etat, BE), Elisabeth Selstad (BE), Per Endresen (Oljedirektoratet), Berit Svensen (Direktoratet for brann- og eksplosjonsvern) og Helge Stamnes (DBE). Sistnevnte har vært leder for styringskomitéen. Vi vil med dette takke alle som har medvirket i gjennomføringen av prosjektet. Trondheim 2002-02-19 Bodil Aamnes Mostue Kristen Opstad
4 Sammendrag og konklusjoner Mål Målet med prosjektet har vært å undersøke: veggers pålitelighet med hensyn til brannmotstand. sprinkleranleggs pålitelighet og evne til å redde liv. Det er av spesiell interesse å studere sprinkleranleggs evne til å forhindre katastrofer i forhold til automatisk brannalarmanleggs evne i så måte. hvilken betydning veggenes egenskaper og romstørrelsen har på brannforløpet. Pålitelighet av vegger Flere årsaker kan bidra til en vegg ikke har planlagt brannmotstand Studier av branner viser at årsaken til at branner sprer seg ut over branncellen skyldes at detaljer ikke er planlagt eller er planlagt og/eller utført feil. Materialvalg er sjelden årsaken. Hovedinntrykk fra studien av et byggeprosjekt: Det er i stor grad overlatt til entreprenøren å finne ut hvordan en vegg skal bygges, prosjekteringen angir kun materialvalg og spesifiserer brannmotstanden. Dette er typisk for totalentrepriser. For andre entrepriser er det vanlig at arkitekten bestemmer oppbyggingen av vegger. Kvaliteten av arbeidet er i stor grad avhengig av fagarbeidernes opplæring og vanlige praksis i å utføre arbeidet på. Monteringsanvisninger synes ikke å være mye brukt. Mangelfull prosjektering av detaljer, fører til at en må finne løsninger på detaljer langt ut i byggefasen. Kvaliteten av gjennomføringstettinger synes å ha stor betydning for påliteligheten av veggene. Lite informasjon om pålitelighet av passive brannverntiltak Det finnes lite litteratur og data om pålitelighet av passive tiltak. Det som finnes er stort sett basert på ekspertvurderinger. For passive skiller varier pålitelighetsestimatene mellom 70-95% avhengig av materialbruk og om det er åpninger eller ikke. Tallene er usikre, men det er bedre å bruke disse anslagene i branntekniske analyser enn å anta at vegger har 100% pålitelighet. Effekt og pålitelighet av sprinkleranlegg Sprinkleranlegg begrenser skadeomfanget ved brann Det mest vanlige er at 1-2 sprinklerhoder løses ut og kontrollerer eller slokker brannen i startfasen. Over 80% av brannene kontrolleres av to eller færre sprinklerhoder, 90% kontrolleres av 6 eller færre hoder, der anleggene har virket som forventet. Det har ikke vært dødsfall i bygninger som har vært sprinklet i Norge. I USA er det ikke rapportert om branner hvor flere enn 2 personer har omkommet i en fullsprinklet bygning hvor systemet virket som det skulle. Sprinkleranlegg vil nødvendigvis ikke redde personer i startbrannrommet, dersom personen(e) trenger hjelp for å evakuere eller ved en ulmebrann, men sprinkler vil hindre at mange omkommer i samme brann.
5 Feil som avdekkes må utbedres Årlige kontroller av FG-godkjente sprinkleranlegg avdekker mange feil. 10-20% av feilene er store og vil med stor sannsynlighet medføre at alt går galt ved en brann ifølge Norsk brannvern forening. De mest vanlige feil som kan få alvorlige konsekvenser ved en eventuell brann, er at en lagrer for mye og for høyt i lagerbygg, og at vannkapasiteten er for liten. En må derfor i større grad enn hva som er tilfellet i dag, sikre seg at feil som oppdages ved kontroller blir utbedret. Feil som dette er som regel ikke med i statistikk som angir suksessraten til sprinkleranlegg. Sprinkleranlegg er et pålitelig brannverntiltak For alle kategorier bygg er gjennomsnittlig sannsynlighet for at sprinkleranlegget virker (her definert som driftspåliteligheten) omlag 95% og varierer mellom 92-97% (95% konfidensintervall). For næringsbygg er gjennomsnittsverdien på 93% med en spredning mellom 88-98%. Pålitelighetsestimatene gjelder for de branner en forventer at sprinkleranleggene skal slokke/kontrollere. Ulmebranner, brann på yttertak og brann i lager med mer brannbelastning enn hva sprinkleranlegget er dimensjonert for, er eksempler på branner som det ikke forventes at sprinkleranlegg skal slokke/kontrollere. Bruk av pålitelighetstall i analyser og beregninger Ved utføring av analyser og beregninger er det bedre å bruke en gjennomsnittsverdi for påliteligheten av f eks sprinkleranlegg enn å bruke en tilfeldig valgt verdi. I tillegg er det også bedre å bruke konfidensintervallene og ikke bare den gunstigste middelverdien når en sammenligner systemer. Dette er mer informativt. Når ulike brannverntiltak skal vurderes og sammenlignes er det viktig å foreta en vurdering av sikkerhetsnivået tiltakene gir og ikke bare en sammenligning av påliteligheten av tiltakene. Sikkerheten kan uttrykkes som risiko, som uttrykker et potensielt tap. En må gjøre en vurdering av hva tapet kan bli og sannsynligheten for at tapet kan skje. Tapet (dvs konsekvensene) dersom en branncellevegg har redusert brannmotstand kan f.eks. være mindre omfattende enn konsekvensene i en bygning hvor sprinkleranlegget svikter. Kombinasjonen av sannsynlighet og konsekvens avgjør om risikoen er liten, middels eller stor. Røykdetektorer/brannalarmanlegg har lavere (dårligere) pålitelighet enn sprinkleranlegg Sprinkleranlegg er et mer pålitelig brannverntiltak enn brannalarmanlegg. Påliteligheten av brannalarmanlegg er avhengig av type anlegg og av type personer i bygningene. Gjennomsnittlig pålitelighet for næringsbygg og institusjoner er henholdsvis 72% og 83%. Institusjoner kommer klart best ut. Dette er nok et direkte resultat av bedre og mer rutinemessig vedlikehold. Hva skal velges automatisk brannalarmanlegg eller sprinkleranlegg? Det finnes ikke noe generelt svar på hva som er det beste tiltaket av automatisk brannalarmanlegg eller sprinkleranlegg for et spesifikt bygg med mange personer. Det som er avgjørende for å hindre persontap, er at tilgjengelig rømningstid er større enn nødvendig tid for sikker evakuering. Nødvendig evakueringstid er avhengig av bygningsmessige forhold, type branner og dermed mengde branngasser og varme som produseres som kan påvirke hvor raskt personer oppdager brannen, og sist men ikke minst hvilke personer som oppholder seg i bygningen. Hva som skal velges, må derfor basere seg på en vurdering av de forhold som har betydning for evakueringstiden. Reaksjonstiden er sentral, dvs tiden fra personer oppfatter situasjonen til de
6 foretar riktige beslutninger. Det finnes ikke nok kunnskap i verden i dag til å bestemme reaksjonstiden nøyaktig. Vi antar imidlertid at sprinkleranlegg i de aller fleste tilfeller vil være det tiltaket som er best egnet for å unngå at mange omkommer i samme brann. For å forebygge store materielle tap ved brann er sprinkler best. Brannforløp og veggers egenskaper Hva er beregnet? Studier av branner har vist at materialvalg i vegger sjelden er årsak til at branner sprer seg ut over startbranncellen. Hovedårsaken er at åpninger som dører står åpne, eller at detaljer er planlagt og/eller utført på en feil eller uheldig måte. Materialvalg kan imidlertid ha betydning for hvor god detaljene blir. Om ikke materialvalg har vist seg å være noen stor årsak til brannspredning, har materialvalg en innvirkning på brannforløpet. I dette prosjektet har vi vist rent fysisk ved beregninger, hvilken betydning materialegenskaper har på brannforløpet og betydningen av brannutviklingshastigheten og størrelsen på brannrommet. Temperaturutviklingen i brannrom er avhengig av romstørrelse, brannutviklingshastighet og materialegenskaper i omhyllingsflatene Beregningsresultatene viser at overtenning inntreffer: - omlag 35% raskere i et lite rom (15m 2 ) i forhold til et stort (60m 2 ). - omlag 35% tidligere i et rom med rask brannutvikling i forhold til et rom med normal brannutvikling. - omlag 20% raskere i et rom med lettvegger i forhold til et rom med omhyllingsflater av betong. Tyngre konstruksjoner vil tåle et brannforløp lengre La oss anta at vi har to like brannceller med samme inventar og ventilasjonsforhold, men med ulike omhyllingsflater. Ved en brann vil energiomsetningen være lik i de to branncellene, men det vil resultere i to ulike romtemperaturer. En tung konstruksjon (f.eks. betong) vil oppleve en svakere brann fordi temperaturen i rommet vil være lavere enn i en branncelle med lettere omhyllingsflater (f.eks. gipsplatevegg). Tyngre konstruksjoner har derfor en reststyrke i forhold til lettere konstruksjoner og vil derfor tåle bedre de få store branner som er kraftigere eller varer lengre enn belastningen ISO 834- kurven representerer. Dette kan ha betydning i store bygg med mange personer hvor det er nødvendig med slokke- og redningsinnsats over lengre tid. Behov for mer informasjon om effekten av tiltak ved brann Informasjon om hvordan aktive og passive brannverntiltak har fungert i branner bør samles inn og systematiseres. Hvilken påkjenning tiltakene har vært utsatt for bør vurderes og en bør avdekke eventuelle feil/mangler ved tiltakene som bidro til å forverre skadebildet. Informasjonen kan enten samles inn av brannvesenet ved at dagens rapporteringsskjema utvides, eller ved at en egen gruppe foretar denne type vurderinger. Se forøvrig konklusjonene fra studiens tre hovedområder i kap. 4.5, 5.11 og 6.5.
7 1 Mål Målet med prosjektet er å undersøke: hvilken pålitelighet har konstruksjonsdeler ved brann, dvs sannsynligheten for at konstruksjonsdeler har planlagte brannmotstand ved et gitt tidspunkt. hvilken pålitelighet og evne til å redde liv har sprinkleranlegg. hvilken betydning har veggenes egenskaper og romstørrelsen på brannforløpet. 2 Metode Grunnlaget for denne rapporten er hentet fra følgende: Studie av et byggeprosjekt Målet er å identifisere mulige årsaker til at brannmotstanden i en vegg i et ferdig bygg, ikke er som planlagt. Dette gjøres ved å finne hvilken dokumentasjon som produseres i prosjekteringsfasen, dokumentasjonens detaljeringsgrad og hvilken dokumentasjon de som utfører byggearbeidet benytter seg av. Undersøkelse av data og litteratur Studie av litteratur og rapporter fra Norge og andre land er gjennomført for å skaffe til veie informasjon om pålitelighet av konstruksjonsdeler og pålitelighet og effekt av sprinkleranlegg. En analyse av branner i bygninger som er registrert som 22-objekt (særskilte brannobjekt) i DBEs brannstatistikk i perioden 1993-1999, er utført. Beregninger En enkel modell er satt opp for å beregne hvilken innvirkning romstørrelse og materialvalg i vegger, tak og golv har på temperaturutviklingen i rom ved ulike branner. 3 Leserveiledning Rapporten er delt inn i tre hovedområder: 1. Pålitelighet av konstruksjonsdeler 2. Pålitelighet og effekt av sprinkleranlegg 3. Brannforløp og veggers egenskaper Hvert hovedområde avsluttes med et konklusjonskapittel. Et sammendrag med hovedkonklusjoner finnes i starten av rapporten. 4 Pålitelighet av konstruksjonsdeler 4.1 Hva menes med pålitelighet? Med pålitelighet av konstruksjonsdeler menes her sannsynligheten for at en konstruksjonsdel, fortrinnsvis en vegg, har planlagte brannmotstand. Sannsynligheten for at en velger feil brannmotstand i forhold til branner som kan oppstå, er ikke vurdert i denne studien. Figur 1 viser
8 de ulike trinn i utførelsen av en vegg, som må være utført for at planlagt brannmotstand skal oppnås. Grad av ferdigstillelse for å oppnå planlagt brannmotstand 100% Planlagt brannmotstand Bygging av vegg med utsparinger Tetting/fuging av utsparinger til kanaler og kabler Tilslutningsdetaljer tettes/fuges Dør monteres, inkl. fuging/tetting Tid Figur 1 Bygging av en branncellevegg foregår i flere trinn. Alle trinn må være utført for at veggen skal oppnå planlagt brannmotstand. 4.2 Erfaringer fra inntrufne branner De aller fleste branner slokkes i startbranncellen. DBEs brannstatistikk 1 viser at over 82% av alle branner i særskilte brannobjekt, slokkes i startbranncellen (jfr Figur 2). De fleste brannene er små og vil ikke spre seg ut over initielt brannrom. Disse brannene slokkes av personer eller av seg selv fordi brannmotstanden i veggene er tilstrekkelig til å hindre røykspredning og redusere lufttilgangen slik at brannene kveles. Figur 5 viser at de fysiske skillene som branndekke, etasjeskille, brannvegg og branncellevegg, stopper brannspredningen i omlag 5% av brannene. Informasjonen i statistikken er ikke på et slikt detaljeringsnivå at den gir opplysninger om hvor mange brannceller som berøres, eller feil eller mangler ved skillekonstruksjoner var årsak til at brannen spredte seg ut over startbranncellen. 1 Statistikk over inntrufne branner hvor brannvesenet har hatt utrykning i Norge. Statistikken er samlet hos Direktoratet for brann- og eksplosjonsvern.
9 Hvor ble brannen slokket? Ukjent 0,0 0,1 Brannspredning til annen bygning I startbrannbygning 1,0 1,0 8,1 12,5 I startbrannetasjen 4,1 3,6 I startbrannrommet 82,2 87,3 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Andel branner [%] Sprinkler montert (N=670) Sprinkler ikke montert (N=2615) Figur 2 Sted hvor brannen ble slokket i særskilte brannobjekt ( 22-objekt) i perioden 1993-1999. For å kunne bruke analyser og beregninger for å vise at brannsikkerheten er tilstrekkelig, er det behov for å vite mer om hvordan brannverntiltak fungerer i brannsituasjoner. Vi foreslår derfor at følgende opplysninger samles inn etter branner, og spesielt etter de branner som har hatt et stort omfang eller kunne ha ført til store skader: Avdekke hvor godt brannverntiltak virket og Kartlegge eventuelle feil/mangler ved tiltak (branndekke, etasjeskille, brannvegg og branncellevegg og eventuelle andre tiltak) som bidro til å forverre skadebildet. Informasjonen kan enten samles inn av brannvesenet ved at deres rapporteringsskjema utvides, eller ved at en egen gruppe foretar denne type vurderinger. Flere tidligere studier av inntrufne branner viser hva som er typiske spredningsveier. En studie av inntrufne branner i rekkehus (Landfald, 1997) sier at de typiske spredningsveiene er: spredning i fasade; fra branncelle/leilighet gjennom vindu til gesimskasse og videre via luftespalte til loft/takkonstruksjon fra branncelle til loft via kanaler og gjennomføringer fra loft til naboloft via overgang vegg/tak pga utettheter eller i takkonstruksjonen under taktekking. Undersøkelsen viser videre at Direkte gjennombrenning av skillevegger mellom leilighetene, branncellebegrensende vegger, forekom ikke i noen av de undersøkte brannene. Derimot hadde uheldig detaljutforming av overganger mellom vegg og tak, gesims og raft og utilfredsstillende seksjonering på loft stor betydning for brannspredningen.
10 Brannspredning via loft og tak bekreftes også i en undersøkelse av inntrufne branner i store bygninger (Schmidt Pedersen og Lundberg, 1982). I 6 av de 33 undersøkte brannene var brannspredning via ubenyttede loft eller kalde tak, involvert. Et fellestrekk ved 5 av disse brannene var at brannen fikk sin horisontale spredning via disse kalde takene eller ubenyttede loftene. Dette ble gjort mulig ved at brannen først spredte seg til taket via vinduer i startbranncellen og gesimskassen, deretter ved gjennombrenning/sammenstyrting av etasjeskillere. Det blir stadig bekreftet at brannsikkerheten er avhengig av detaljer. Årsaken til at branner sprer seg ut over startbranncellen er ofte ikke avhengig av materialvalg, men at detaljer er planlagt og utført på en feil eller uheldig måte. Undersøkelsene bekrefter at brannsikkerheten er svært avhengig av at viktige detaljer er planlagt og utført på en god måte. 4.3 Pålitelighet av passive brannsikkerhetstiltak tall fra internasjonal litteratur Byggverk deles inn i brannseksjoner 2 og brannceller 3 slik at brann- og røykspredning inne i byggverket reduseres eller hindres. Det finnes lite informasjon som beskriver påliteligheten av passive brannsikkerhetstiltak som brannseksjonerings- og branncellebegrensende vegger. En amerikansk artikkel (Bukowski et. al., 1999) gir en sammenfatning av erfaringer på pålitelighetstall fra USA, Storbritannia, Japan, Australia og New Zealand. Artikkelen presenterer resultater fra en studie hvor litteratur og databaser for å samle pålitelighetsdata om automatiske slokkeanlegg, automatiske alarmanlegg og oppdeling av bygningen i brannseksjoner og brannceller. Pålitelighetsdata på passive brannsikkerhetstiltak ble bare funnet i Storbritannia og Australia. Norsk Standard 3091 Risikoanalyse av brann i byggverk, henviser til britisk standard (BSI DD 240, 1997) som gir forslag til verdier på pålitelighet av passive og aktive brannsikkerhetstiltak. Tabellen under viser resultater fra den amerikanske undersøkelsen og verdiene fra BSI DD 240. Verdiene er ikke så ulike, noe som høyst sannsynlig skyldes at samme underlagsmateriale er benyttet. Med pålitelighet i denne sammenheng, menes sannsynligheten for at tiltaket eller systemet vil fungere som forventet når det er behov for det. 2 En brann skal, med påregnelig slokkeinnsats, kunne begrenses til den brannseksjonen der den startet. (TEK 7-24, 3b) 3 Brannceller skal være slik utført at de forhindrer spredning av brann og branngasser til andre deler av brannseksjonen i den tid som er nødvendig for rømning og redning. (TEK 7-24, 3a)
11 Tabell 1 Publiserte estimater på pålitelighet av brannverntiltak. Brannverntiltak Storbritannia (Bukowski et. al., 1999) Australia (Bukowski et. al., 1999) Britisk standard (BSI DD 240) Mur konstruksjon 81 29% sannsynlighet for at en åpning vil stå åpen (fast) Gipsskille 69 29% sannsynlighet for at en åpning vil stå åpen (fast) 95 dersom ingen åpninger 90 dersom åpninger har automatisk lukking 95 dersom ingen åpninger 90 dersom åpninger har automatisk lukking Vegger og golv 0,95 Branndør 0,70 Påliteligheten av branncellebegrensende konstruksjoner er avhengig av påliteligheten av delene konstruksjonsdelen består av som dører (inkl dørholdere), vegger, golv/himling, gjennomføringstettinger, fuger og brannspjeld. Det ble funnet veldig lite data i litteraturen om yteevnen til de individuelle elementene som påvirker påliteligheten til branncellebegrensende konstruksjoner. Det som ble funnet var utelukkende basert på ekspertvurderinger. Tallene er svært usikre, men det er bedre å benytte disse i en analyse, enn å anta at denne type konstruksjonsdeler har 100% pålitelighet. 4.4 Studie av et pågående byggeprosjekt 4.4.1 Analyseobjekt Bygget som ble studert er en skole utformet som et terrassebygg i 3 etasjer. Grunnflaten er 6000m 2 og takflaten er 4000m 2. To seksjoneringsvegger deler bygningen i 3 brannseksjoner. Den midterste brannseksjonen er sprinklet. Brannseksjoneringsveggene består av plasstøpt betong, etasjeskillene av hulldekkeelement av betong. Byggets branncellebegrensende konstruksjonsdeler er utført på flere ulike måter; gipsvegger med stålstenderverk, murverk og isoblokkvegger. Bygget skal være ferdigstilt i løpet av sommeren 2001. 4.4.2 Historikk Hovedutformingen av bygget er resultatet av en arkitektkonkurranse. Opprinnelig var det planlagt at bygget skulle prosjekteres og bygges med delte entrepriser. I forprosjektfasen ble det imidlertid besluttet at bygget skulle utføres som en totalentreprise. Prosjekteringsarbeidet var kommet lenger enn hva som er vanlig når en totalentreprenør kommer inn i bildet. Brannvernplan var laget på dette tidspunktet. 4.4.3 Brannteknisk prosjektering og bygging Prosjektering
12 En brannrådgiver er ansvarlig for den branntekniske prosjekteringen. Arkitekten synes imidlertid å ha en svært sentral rolle i utforming av brannvernstrategi og utforming av detaljtegninger av brannskiller og branncellebegrensende konstruksjonsdeler. Arkitekten rådførte seg med brannrådgiver tidlig i prosjekteringsarbeidet, før søknad om rammetillatelse, for å vurdere ulike konsepter for oppdeling av bygget (plassering av seksjoneringsvegger, vurdering av behov for sprinkling, angivelse av rømningsveier). Dimensjonering for brannlast på bærekonstruksjonen er det byggrådgiver som utfører og er ansvarlig for. Konstruksjonsdeler av betong er prosjektert av en rådgiver i bygg. Bærekonstruksjonen i bygningen er ikke behandlet videre i denne studien. Brannvernskjema som danner grunnlag for rammesøknad er tegninger av bygningen i målestokk 1: 200. Tegningene angir inndeling av bygget i brannseksjoner og brannceller med angivelse av brannmotstandsklasse. Brannrådgiveren har fungert som støttespiller og rådgiver for arkitekten i utarbeidelsen av brannvernskjemaene, men det er arkitekten som lager dokumentasjonen. Tegningene angir ikke hvilket materiale konstruksjonsdelene skal utføres i. Dette er spesielt for totalentrepriser. Resultatet av detaljprosjekteringen er tegninger av bygget i målestokk 1:50. Det er utarbeidet noen få tegninger av enkelte detaljer i målestokk 1:5, som bl.a. av brannveggens avslutning mot stålplatetak. På tegningene er det f.eks. angitt hvordan taket skal isolere (med målangivelse). Brannrådgiveren var med på å finne løsning på denne detaljen, og har det formelle ansvaret. At det i hovedsak er overlatt til entreprenøren å finne ut hvordan veggene skal bygges, som i dette tilfellet, er spesielt for totalentrepriser. For andre entrepriser er det vanlig at arkitekten bestemmer oppbyggingen av vegger. Typisk samarbeidsmåte mellom arkitekt og brannrådgiver, er at brannrådgiver får en detaljtegning oversendt pr faks hvor det står Er dette OK?. Brannrådgiveren sier han aldri angir konkrete dokumenterte løsninger fra en produsent, men at det brukes prinsippskisser. Brannvernplanen som ble utarbeidet i forbindelse men rammesøknaden ble noe justert i løpet av detaljprosjekteringen. Brannrådgiver kontrollerte den oppdaterte brannvernplanen før søknad om igangsettelsestillatelse. Bygging og planlegging av utførelse Dokumentasjonsgrunnlaget som er tilgjengelig for totalentreprenør, er som beskrevet over. Alle tegninger er lagret i et arkiv på byggeplassen. Totalentreprenøren, arkitekt, rådgiver i bygg, VVS og elektro har byggemøter hver 14. dag hvor en bl.a. finner løsninger på planer som er vanskelig å utføre og utførelser det ikke finnes detaljbeskrivelser på. Brannrådgiver er ikke med på disse møtene. Han er underleverandør til arkitekten. All kommunikasjon mellom totalentreprenør og brannrådgiver går via arkitekten. Prosjektering og bygging av seksjoneringsvegger av betong Tegninger i målestokk 1:50 utarbeidet av arkitekt, viser med betongsymbol hvilke vegger og dekker som skal utføres i betong. Rådgiver i bygg dimensjonerer betongveggene og utarbeider armeringstegninger og formtegninger (forskalingstegninger), i målestokk 1:50, for veggene. Brannvernplan og dimensjoneringsstandarden for betongkonstruksjoner NS 3473, ligger til grunn for
13 dimensjoneringen. Rådgiver i bygg får innspill fra arkitekt, rådgiver i VVS og elektro for å plassering og dimensjonering av utsparinger til kabler og kanaler. Krav til brannmotstand av betongveggen tilfredsstilles ved en spesiell tykkelse på overdekningen på armeringen. Øvrige dimensjoner på veggen styres av andre krav til veggen som er strengere enn dimensjoner som følge av brannmotstandskravet. Totalentreprenørens fagarbeidere har armeringstegningene og formtegninger som dokumentasjon på hvordan veggen skal bygges. Bygging av murvegg Tegninger i målestokk 1:50 utarbeidet av arkitekt, viser med mursymbol hvilke vegger som skal utføres i mur og hvilken tykkelse veggene skal ha. På tegningen er det angitt at Tegl- og isoblokkvegger skal pusses med gjennomfarget puss på synlige sider. Det er ikke laget detaljtegninger som viser hvordan veggene skal føres opp mot tak. Det er opp til totalentreprenøren å bygge veggene med tilslutningsdetaljer slik at brannmotstandskravet blir tilfredsstilt. Mangel på prosjektering av hvordan teglvegger skal avsluttes mot skråplatetak i to sjakter (en elektro- og en VVS-sjakt), førte til at sjaktene ble bygget og avsluttet over en meter under taket. Entreprenøren tok opp problemet med arkitekt og videre med brannrådgiver. Problemet i VVS-sjakten ble løst ved at sjaktveggene føres ca en meter over golvnivå på plan 2 og tettes. Det blir dermed en tetting av ventilasjonsrommet som ligger i etasjen under (plan 1). Det er ingen brannbeskyttelse av ventilasjonskanalene i plan 2, dvs en helt ny branncelleinndeling ble valgt. Elektrokanalen vil bli tettet i taket av sjakten, for å hindre at en eventuell brann i sjakten skal spre seg på plan 2. Bygging av gipsvegg Tegninger i målestokk 1:50 utarbeidet av arkitekt, viser med gipssymbol hvilke vegger som skal utføres som gipsplatevegg. I tillegg har arkitekten angitt et nummer og tykkelse på vegg. Nummeret angir en veggutførelse beskrevet i en gipsprodusents håndbok. På byggeplassen hadde de ikke håndboken som det her var henvist til. Totalentreprenørens anleggsleder hadde en gjennomgang med arkitekten før bygging av gipsveggene, for i størst mulig grad å standardisere byggingen slik at en unngår mange type utforminger (mht dimensjoner på stålstendere, senteravstand mellom stendere og antall lag med gipsplater). Totalentreprenørens formenn formidler til basene som igjen formidler til sine fagarbeidere hvordan gipsveggene skal bygges inklusive fuging. Arkitekten angir ikke hvilken fugemasse som skal benyttes for å tette overgang vegg/tak etc. Det er opp til totalentreprenøren å finne fugemasse som tilfredsstiller kravet til brannmotstand. Det kan virke som om veggene bygges som det alltid har vært gjort uten at det sjekkes hva som er beskrevet om plateskjøter, festemidler og fuging i gipsprodusentens håndbok.
14 Figur 3 Ventilasjonssjakt i tegl som ikke er ført opp til tak. Tetting av utsparinger til kabler, rør og kanaler Det formelle ansvaret for å tette hulltaking (utsparinger) i vegg til kanaler, rør og kabler er fordelt på de tre underentreprenørene som har bruk for utsparingene. Det vil si at firmaet som monterte ventilasjonsanlegget er ansvarlig for å tette utsparinger for ventilasjonskanaler, elektrofirmaet skulle tette sine utsparinger etc. Underentreprenørene for elektro, rør og VVS har leid inn en underentreprenør, et eget tettefirma, som skal utføre tetting av alle utsparinger. Evt utsparinger som ikke er benyttet er totalentreprenøren ansvarlig for. Tettefirmaet jobber etter brannvernplanen (1:200), som angir krav til brannmotstand, og ut fra samtaler med arkitekten. Tettefirmaets montører jobber stort sett ut fra gammel vane. De hadde ingen monteringsanvisning eller produktdokumentasjon med seg på byggeplassen, kun brannvernplanen. Produktdokumentasjonen skal angi hvor store utsparinger i vegg som tillates samt hvilke maksimale dimensjoner det kan være på kabler, rør og kanaler som er dekket av produktdokumentasjonen. Tettefirmaet utarbeider hullspesifikasjonsskjema og bruksinstruks for drift. Flere av ventilasjonssjaktene ble tettet i høyde med etasjeskillene. En av ventilasjonssjaktene inneholdt 4 ventilasjonskanaler (jfr Figur 4). En annen utsparing (1,5m x 1,5 m) i en gipsvegg inneholdt to store kanaler. Når kanaler testes for å oppnå brannklassifisering, er det vanlig med en utsparing rundt kanalen, og godkjenningen tillater en viss avstand/bredde på tettingen. Det er veldig sjelden at det utføres tester med flere kanaler i samme utsparing. Det kan derfor se ut til at gjennomføringer i brannskiller i praksis kan være større og mer kompliserte enn det som er dokumentert i prøving og ligger til grunn for produktdokumentasjonen. Dette ble ikke nærmere undersøkt i prosjektet.
15 Tettefirmaet kom inn forholdsvis sent. Vår kontaktperson hos tettefirmaet (ansvarlig for tettefirmaets fagarbeidere på byggeplassen) hadde følgende generelle erfaringer mht tetting (gjelder ikke spesielt vårt analyseobjekt): Et problemet når tettefirmaet kommer sent inn, er at vannrør som går gjennom etasjeskillere er skjult inne i gipsvegger. Hulldekke-elementer legges direkte på plasstøpte vegger uten at tilslutningen fuges. Gipsvegger monteres ikke riktig mot himling. Bruker ikke sertifiserte løsninger. Snekkere bruker ikke monteringsanvisning, og tilstrekkelig fuging mangler ofte. Brannisolering av ventilasjonskanaler gjennom et brannskille mangler, fordi dette kan føre til kondens i ventilasjonskanalene. Snekkere setter inn branndører uten å isolere stålkarmer. Figur 4 Ventilasjonssjakt som skal tettes på nivå med etasjeskillet. Montering av dører og vinduer Dørene var ikke montert da vi utførte befaringene. Arkitekt har utarbeidet et dør- og vindusskjema med spesifikasjon av størrelse og brannkrav for alle dører og vindusfelt, som grunnlag for prisinnhenting. Det vil da være dør- og vindusprodusentens ansvar å levere løsninger som har dokumentasjon på at de oppfyller de gitte brannkrav. Ofte kan det være et problem for produsenter å ha dokumentasjon for alle varianter med hensyn til størrelser, sidefelt/overfelt og arkitektonisk utforming.
16 Kontroll av utførelse En generell kommentar vi har fått av prosjekterende, er at kontrollen av utførelsen kan og bør forbedres for å øke kvaliteten av utførelsen. I dag kontrolleres utførelsen stort sett av entreprenøren selv. Det bør i større grad utføres uavhengige kontroller av andre foretak enn de som utfører jobben. De som har stått for prosjekteringen vil være de som har best kunnskap om hvordan utførelsen bør være. 4.5 Konklusjoner Pålitelighet av vegger Lite informasjon om pålitelighet av passive brannverntiltak Det finnes lite informasjon om pålitelighet av passive tiltak. Det som finnes er stort sett basert på ekspertvurderinger. Pålitelighetsestimatene varierer mellom 69-95% avhengig av materialbruk og om det er åpninger i veggen eller ikke. Tallene er usikre, men det er bedre å bruke disse anslagene i branntekniske analyser enn å anta at vegger har 100% pålitelighet. Behov for mer informasjon om effekten av tiltak ved brann Informasjon om hvordan passive brannverntiltak (branndekke, etasjeskille, brannvegg og branncellevegg, dører og eventuelle andre tiltak) har fungert i branner bør samles inn og systematiseres. Hvilken påkjenning tiltakene har vært utsatt for bør vurderes og en bør avdekke eventuelle feil/mangler ved tiltakene som bidro til å forverre skadebildet. Informasjonen kan enten samles inn av brannvesenet, ved at deres rapporteringsskjema utvides, eller ved at en egen gruppe foretar denne type vurderinger, spesielt etter de branner som har hatt et stort omfang eller kunne ha ført til store skader. Kvaliteten på vegger er svært avhengig av god arbeidsutførelse Hovedinntrykket av studien av byggeprosjektet, er at det i stor grad er overlatt til entreprenøren å finne ut hvordan en vegg skal bygges, prosjekteringen angir kun materialvalg og spesifiserer brannmotstanden. Dette er typisk for totalentrepriser. For andre entrepriser er det vanlig at arkitekten bestemmer oppbyggingen av f.eks. vegger. I det studerte byggeprosjektet er kvaliteten av arbeidet er i stor grad avhengig av fagarbeidernes opplæring og vanlige praksis å utføre arbeidet på, dvs hvor god denne praksisen er. Monteringsanvisninger synes ikke å være mye brukt. Det er dermed opp til fagarbeiderne å sikre at viktige detaljer blir tatt hensyn til i monteringen. Uavhengige kontroller av utførelse bør bli mer vanlig Det bør i større grad utføres uavhengige kontroller av utførelsen, av andre foretak enn entreprenøren som utfører jobben. De som har stått for prosjekteringen vil være de som har best kunnskap om hvordan utførelsen bør være. Gjennomføringstettinger og utføring av detaljer har stor betydning for påliteligheten av veggene Resultatene viser at det er mange muligheter for at vegger ikke har planlagte brannmotstand. Kvaliteten av tetting av utsparinger til kanaler, rør og kabler synes å være det forhold som kan bidra mest til å redusere planlagt brannmotstand. Et annet forhold er mangelfull prosjektering av tilslutningsdetaljer, som f.eks. sjakters avslutning til tak, som i dette prosjektet førte til at en måtte finne tetteløsninger langt ute i byggearbeidet.
17 Er løsninger i håndbøker dokumentert godt nok? Produsenter av bygningsmaterialer utarbeider håndbøker med f.eks. angivelse av vegger og hvilken brannmotstand disse har. Det stilles strenge krav til konstruksjoner som gjennomgår prøvning og sertifisering. Sertifisert løsning har strengere krav til beskrivelse av konstruksjonen og tilhørende monteringsanvisning enn hva som er beskrevet i håndboken som ble henvist til i dette byggeprosjektet. Sprik mellom produkter som testes og anvendelse? Det kan synes som om godkjenninger av brannmotstand av kanalløsninger brukes på en annen måte enn hva som ligger til grunn for godkjenningene. Når kanaler testes for å oppnå brannklassifisering, er det vanlig med én utsparing rundt kanalen, og godkjenningen beskriver tillatt avstand med tettemasse rundt kanalen. Når det gjelder gjennomføringstettinger er det også viktig at maksimal hulltaking i brannskillet ikke overskrides i forhold til hva som er beskrevet i produktdokumentasjonen. Det ble ikke nærmere undersøkt i prosjektet om det forelå godkjent produktdokumentasjon for plassering av 4 store kanaler i samme gjennomføring.
18 5 Pålitelighet og effekt av sprinkleranlegg 5.1 Mål med denne delaktiviteten I denne delen av prosjektet skal vi se på sprinkleranleggs evne til å forhindre menneskelige katastrofer. Dette gjelder spesielt i bygninger hvor mange personer er samlet og hvor mange personer er ukjent i bygningen, dvs i: forsamlingslokaler kjøpesenter terminalbygg idrettsanlegg hotell og sykehus. Det er av spesiell interesse å studere sprinkleranleggs evne til å forhindre katastrofer i forhold til automatisk brannalarmanleggs evne i så måte. 5.2 Oppbygging av kapitlet (leserveiledning) Sprinkleranlegg og automatisk brannalarmanlegg har forskjellig virkemåte og omfang som brannverntiltak. De to tiltakenes formål og oppbygging er derfor beskrevet først (kap. 5.3 og 5.4). Tiltakenes egenskaper og evne til å redusere tap av menneskelige og materielle verdier ut fra erfaringstall og statistikk er beskrevet i kap. 5.5, 5.6 og 5.7. Videre er påliteligheten av tiltakene omtalt (kap. 5.8). For å vurdere de to tiltakene opp mot hverandre er det gjort sammenligninger av: tiltakenes innvirkning på ulike funksjoner/ytelser som det stilles krav til i teknisk forskrift til plan og bygningsloven, TEK97 (kap.5.10.1) og andre egenskaper ved de to tiltakene som har betydning for om tiltakene virker ved en brann (side 30). For å hindre at mange personer omkommer i samme brann, er det viktig at evakueringstiden minimaliseres. I kap. 5.10.3 beskrives forhold som har stor betydning for evakuering. De viktigste konklusjonene for denne delen av studien finnes i kap. 5.11. 5.3 Formål med sprinkleranlegg og brannalarmanlegg Sprinkleranlegg Formålet med sprinkleranlegg i bygninger er å kunne slokke eller kontrollere sannsynlige branner inntil slokking kan bli fullført med andre midler. Et sprinkleranlegg kan også dekke funksjonen til et alarmanlegg ved å varsle brann (følsomheten er generelt lavere). Brannalarmanlegg Formålet med brannalarmanlegg er å alarmere alle berørte personer, slik at disse kan komme i sikkerhet i tide, eventuelt medvirke til at brannvesenet blir varslet, slik at brannens utvikling i bygningen kan stanses og faren for brannsmitte til nabobyggelse reduseres.
19 5.4 Oppbygging og virkemåte Temaveiledningene for henholdsvis sprinkleranlegg (Melding HO-1/99) og brannalarmanlegg (Melding HO-2/98) beskriver godt oppbyggingen av de ulike systemene. Tabell 2 gir en kort oppsummering av hovedprinsippene for de to ulike tiltakene. Tabell 2 Hovedprinsipper for hvordan automatisk brannalarmanlegg og sprinkleranlegg fungerer. Brannverntiltak Automatisk brannalarmanlegg Sprinkleranlegg Funksjon Registrerer Alarmerer Iverksetter tiltak Utløses Alarmerer Slokker eller kontrollerer brann Registrer røyk, gass, flamme når en brann har oppstått eller er under utvikling. Automatisk alarmering lokalt, eventuelt fjernalarmere brannvesenet og annet hjelpepersonell. Brannalarmanlegget kan være utstyrt med tilleggsfunksjoner som iverksetter brannforebyggende tiltak som f.eks. å stanse prosesser, lukke branndører, styre ventilasjonsanlegg etc. Sprinklerhode utløses av brannpåkjenning. Sprinklerhoders utløsningstemperatur varierer fra 57-260ºC. For hoder med smelteledd er 74ºC mest vanlig og for hoder med glassbulbhoder er 68ºC mest vanlig. Automatisk alarmering til personell, brannvesen eller annet hjelpepersonell. Slokker eller kontrollerer sannsynlige branner inntil slokking kan bli fullført med andre midler. Sprinkleranlegg og brannalarmanlegg har som vi her ser, noe forskjellig formål og fungerer ulikt. Hovedprinsippet med brannalarmanlegg er tidlig alarmering. Hvorvidt tap av personer og verdier reduseres til et minimum er avhengig av en rekke aksjoner etter at alarmeringen er iverksatt, de fleste av disse er basert på menneskelig handling, som reaksjonstiden til personer i bygningen forflytningstiden hvorvidt personer iverksetter evakuering, slokking, brannbegrensende tiltak og brannvesenets innsatstid. Faktorer som har betydning for evakueringstiden er nærmere beskrevet i kap 5.10.3. Hovedprinsippet med sprinkleranlegg er at det skal slokke eller kontrollere brannen slik at den blir begrenset i omfang. Sprinkleranlegget utløses senere enn et brannalarmanlegg, men slokker eller kontrollerer brannen langt tidligere enn det brannvesenet har muligheter til, dersom de automatisk varsles ved aktivering av et brannalarmanlegg. Sprinkleranlegg utløses ved en bestemt temperatur. Dette medfører at sprinkleranlegg ikke vil utløses ved en ulmebrann. Sprinkleranlegg vil derfor ikke redde personer som sover i initielt brannrom, dersom en ulmebrann oppstår. En ulmebrann vil imidlertid ikke bli en katastrofebrann før den utvikler seg til å bli en flammebrann.
20 5.5 Sprinklers evne til å redusere materielle tap Det finnes mange enkeltbeskrivelser av branner som viser at sprinkleranlegg har hatt stor effekt og har forhindret store materielle tap. Det mest vanlige er at 1-2 sprinklerhoder løses ut og slokker eller kontrollerer branner (Mostue, 2000). En studie utført i Australia og New Zealand (www.firesprinkler.org) basert på 82 år med bruk av automatisk sprinkler, fant at 82% av brannene som inntraff ble kontrollert av to eller færre sprinkler. 90% av alle branner ble kontrollert med 6 eller færre hoder. I Norge finnes det dessverre ikke lett tilgjengelige data som angir hvor stor andel av bygningsmassen som er sprinklet og hvor stor gevinsten er i form av sparte kroner for hele landet. Forsikringsselskapenes data som er lagret elektronisk, er ikke kodet på en slik måte at en kan søke på bygninger med sprinkleranlegg eller brannalarmanlegg. Skal en finne slik informasjon, må en studere skaderapporter fra enkelthendelser. En sammenligning av brannskadeerstatninger (Danielsen, 1991) viser at noen av de viktigste forhold som har ført til at Norge har hatt langt høyere brannskadeerstatninger enn øvrige nordiske land er: langt mindre utbredelse av sprinkleranlegg, spesielt industri- og næringslivslager og handelsvirksomhet. (Finland hadde 2,5 ganger flere sprinklerhoder pr person enn hva vi hadde i Norge i tidsperioden som ble studert). stort omfang av store useksjonerte arealer i industri og næringsliv helt uten sikringstiltak, eller uten andre sikringstiltak enn brannventilasjon. Undersøkelsen nevnt over kan ikke fastslå at det brenner oftere i Norge enn i andre sammenlignbare land. En stor del av de samlede brannskadeerstatningene i Norge skyldes et økende antall branner med stort omfang, samtidig med at skadeomfanget for hver enkelt storbrann har økt. Vi har analysert brannene i bygninger registrert som 22-objekt (særskilte brannobjekt) i DBEs brannstatistikk. Resultatene viser at det er vanskelig finne ut hvor stor positiv effekt installering av sprinkleranlegg har, ut fra opplysningene i statistikken. Faste slokkeanlegg har stoppet brannspredningen i omlag 23% av brannene i bygninger hvor faste slokkeanlegg er installert i følge DBEs brannstatistikk. Dette stemmer bra med en tidligere undersøkelse (Mostue, 2000) hvor sprinkleranlegget slokket eller kontrollerte branner hos 22% av 22-objektene hvor branner hadde oppstått. DBEs statistikk viser at de faste slokkesystemene fungerte bare i 40% av brannene hvor sprinkleranlegg var installert (Figur 6). Her er andelen rapportert som ukjent svært høy (42%). Vi tolker her fungerte som at det faste slokkesystemet ble aktivert. Årsaken til at det er såpass stor forskjell mellom prosentandelen av branner hvor sprinkleranlegget har slokket brannen og sprinkleranlegget er aktivert, skyldes nok at brannvesenet er rapportert som årsaken til at brannen ble slokket. Statistikken gir ingen opplysninger om mulig utfall dersom brannvesenet ikke var ankommet. Dette betyr at 60-80% av brannene blir slokket med andre midler før de utvikler seg til en stor brann og før sprinkleranlegget blir aktivert. Selv om andelen av branner som sprinkleranlegget slokker eller kontrollerer er relativt liten (20-40%), er dette branner som har potensialet til å bli katastrofer for de som har interesser i bygningen og samfunnet.
21 Hva stoppet brannspredningen Bygningen brant ned Brannen slokket av seg selv Branndekke Etasjeskille Brannvegg Branncellevegg Husbrannslange Håndslokkere Faste slokkeanlegg Innsats av eier/eget personale Brannvesenets innsats 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Andel av brannene [%] Sprinkler montert (N=670) Sprinkler ikke montert (N=2615) Figur 5 Tiltak som stoppet brannspredningen i branner i 22-objekt i perioden 1993-1999. Summen blir mer enn 100%, da det ofte er flere årsaker til at brannen ble stoppet. Sprinkleranlegg (N=670) 42 % 40 % Faste slokkeanlegg fungerte Faste slokkeanlegg fungerte ikke Ukjent 18 % Figur 6 Andel faste slokkesystemer som henholdvis fungerte, ikke fungerte og hvor det er ukjent i branner i 22-objekt med faste slokkeanlegg i perioden 1993-1999.
22 DBEs statistikk inneholder antatt skadebeløp etter branner som brannvesenet har hatt utrykning til. En sammenligning av antatt skadebeløp for bygninger med og uten sprinkleranlegg, viser ingen vesentlig forskjeller i prosentandel av branner i hver skadekategori. En kan ikke tolke slike resultater dit hen at sprinkler ikke har noen effekt. De bygninger som er sprinklet inneholder ofte store verdier, og DBEs statistikk sier ikke noe om hvor store potensielle tap sprinkler har reddet. En liten skade i en bygning med store verdier, kan ha et stort skadebeløp. Vi foreslår derfor at det innhentes opplysninger om skadepotensialet, enten som et punkt i skjemaet for rapportering av branner som brannvesenet fyller ut eller på annen måte. Tall fra USA (NFPA) viser at de materielle skadene etter hotellbranner var 78% mindre i bygninger med sprinkler enn i bygninger uten sprinkler i perioden 1983-87. Gjennomsnittlig tap pr brann var $2 300 i sprinklete bygninger og $10 300 i usprinklete bygninger (www.firesprinkler.org). Det er derfor ingen tvil om at sprinkleranlegg som virker, har en stor effekt med hensyn til å begrense brannen til et mindre område og dermed begrense omfange av materielle skader. Det finnes imidlertid eksempler på branner i bygninger med sprinkleranlegg hvor de materielle tapene har vært store. Her er to eksempler på slike branner i løpet av det siste året i Norge: En varehusbrann i Narvik i 2000 resulterte i store materielle tap. Varehuset hadde både sprinkleranlegg og brannalarmanlegg, men vanntilførselen til sprinkleranlegget var stengt. En brann i en lagerbygning på Kløfta i 2001 medførte at verdier for over 100 millioner gikk tapt. Sprinkleranlegget var underdimensjonert og vannforsyningen sviktet. I følge granskningsrapporten skyldes de store skadene mest sannsynlig at sprinkleranlegget bare var dimensjonert for en lagringshøyde på under tre meter med den aktuelle lagerbeholdning bestående av elektriske artikler, mens lagerhøyden i virkeligheten var nesten åtte meter. Norsk brannvern forening (NBF) har lang erfaring i kontroller av FG-godkjente 4 sprinkleranlegg. En representant fra NBF har gjort et anslag på hyppigheten av avvik fra FG-reglene som avdekkes ved kontroller. Det viser seg at svært få anlegg er helt feilfrie, og at hele 10-20% har store avvik i forhold til krav (jfr. Tabell 3). Tabell 3 Anslag på avvik avdekket ved kontroller av FG-godkjente sprinkleranlegg (Mostue, 2000). Størrelse på avvik i forhold til krav Andel anlegg med avvik Stor (dvs stor sannsynlighet for at alt går galt ved brann) 10-20 % Middels (dvs avvik som vil medføre godt merkbare 40% konsekvenser ved brann) Små 90% De mest typiske feil som avdekkes ved kontroller av sprinkleranlegg er opphengsfeil, dvs ved mange koblinger er det for få oppheng og avstanden til vegger kan være feil. 4 FG- Forsikringsselskapenes Godkjenningsnemnd. FG-reglene er utarbeidet av FG. FG-godkjente sprinkleranlegg gir rabatt hos forsikringsselskapene.
23 De mest vanlige feil som kan få alvorlige konsekvenser ved en eventuell brann er at en lagrer for mye eller for høyt i lagerbygg, og at vannkapasiteten er for liten (Mostue, 2000). Dagens retningslinjer for offentlige påbudte sprinkleranlegg (HO-1/99) er omtrent det samme som FG-regelverket. Det eksisterer imidlertid en del svakere sprinkleranlegg som ble installert i perioden 1992-97 som er dimensjonert etter daværende retningslinjer (HO-1/90). Både forsikringsselskaper og NBF er skeptisk til svakhetene til lavere krav til vannmengder, spesielt for bygninger med høy brannbelastning som de tidligere retningslinjene inneholdt. En stor fordel med sprinkleranlegg er at det hindrer en antennelse til å bli en katastrofe, uten å være avhengig av innsats fra personer. Forskjellen på å ha/ikke ha et sprinkleranlegg vil i de fleste tilfeller være størst når et brannforløp får utvikle seg uten at personer oppdager det. 5.6 Sprinklers evne til å forhindre dødsfall Sprinkler er et effektivt tiltak for å hindre at mange omkommer i samme brann. Sprinkleranlegg vil nødvendigvis ikke redde person(er) i initielt brannrom, spesielt hvis det er personer som er avhengig av assistanse for å rømme, men sprinkler hindrer at brannen sprer seg til et større område og forhindrer at mange omkommer. Det har ikke vært dødsfall i bygninger som har vært sprinklet i Norge. De aller fleste dødsbranner skjer i boliger og i Norge er ikke boligsprinkling utbredt. I bygninger som ikke er boliger og som ikke er sprinklet, har vi i Norge hatt 2-3 dødsbrannofre pr år. I 6-årsperioden 1993-1998 inntraff 13 dødsbranner i bygninger som er registrert som 22-objekt (det inntraff 19 dødsbranner som ikke er boliger i denne perioden). Det var montert automatisk brannalarmanlegg i alle bygningene hvor de 13 dødsbrannene inntraff. Alle brannalarmanleggene fungerte, bortsett fra én. Disse resultatene fra dødsbrannstatistikken til DBE gir en indikasjon på at dødsbrannhyppigheten er lavere i bygninger med sprinkleranlegg enn uten, og at automatisk brannalarmanlegg ikke er like effektivt for å forhindre dødsfall ved brann som sprinkleranlegg (Mostue, 2000). Branner med mange omkomne i samme brann (flere enn 5 omkomne) inntreffer heldigvis sjelden og vi har derfor få målepunkter i Norge. Det finnes imidlertid ingen norsk statistikk med opplysninger om hvor mange branner som er potensielle dødsbranner. USA har brannstatistikk for over 90 år. Statistikken viser en klar nedgang i antall omkomne som følge av brann og i materielle tap de siste 20 årene. Økende bruk av både røykvarslere og sprinkleranlegg er sannsynlige årsaker til nedgangen. Tabell 4 viser en sammenligning av dødsfall i bygninger med og uten sprinkleranlegg i USA.