Kategoriarkiv: Fire Safety Design with Sprinklers

Nästa steg…

I Sverige har räddningstjänsten kallats till 37 071 bränder i flerbostadshus mellan 1996-2008. Endast 1100 av dessa bränder har spridit sig utanför brandcellen. Jag har med hjälp av svenk insatsstatistik och amerikansk sprinklerststistik räknat ut att om det funnits en sprinkleranläggning i dessa flerbostadshus hade 800 av bränderna aldrig spridit sig. Ett sprinklersystem minskar risken för övertändning med en faktor 3,7 i flerbostadshus.

Inom ramen för “Fire Safety Design with Sprinklers” är det nu dags för nästa steg – en optimerning av brandskyddet för att skapa bättre ekonomiska förutsättningar för sprinkler och därmed rädda fler liv. Frågan är hur denna optimering ska göras.

Ska vi minska på andra delar av brandskyddet så att fler bränder sprider sig även om byggnaden är sprinklad? Det kan handla om minskade krav på brandskydd i yttervägg eller lägre krav på avskiljande konstruktioner. Frågan är bara hur systemet ska balanseras och vilken teknik som ska användas för att se om det totala brandskyddet är tillräckligt säkert? För visst vill vi kunna använda sprinklersystemets säkerhetshöjande effekt till att göra ändringar både när det gäller person- och egendomsskydd.

Sprinkler i analytisk dimensionering

Det traditionella angreppsättet att låta effektutvecklingen vara konstant efter sprinkleraktivering för med sig en del bekymmer eftersom sprinklersystemen oftast klarar av att påverka brandförloppet mer än så. Dock misstänker jag att sättet som vi beräknar tidpunkten för sprinkleraktivering kan ha lika stor påverkan för slutresultatet. Det vanligaste sättet är troligen att använda brandens tillväxthastighet i datormodellen Detact för att uppskatta när den första sprinklern utlöser. I figuren nedan visas tillväxthastigheter för försök gjorda på BRE  i realistiska miljöer, tillsammans med de standardiserade värden på tillväxthastigheten (slow-ultrafast).

image

Som ni kan se finns det en hel del bränder som tillväxer snabbare än “fast 0,047 kW/s2” (den oranga grafen i figuren). Nu gäller det att läsa det finstilta från försöksserierna. Tiilväxthastigheterna som anges har beräknats utan hänsyn till den s.k. “incubation period” och gäller från dess att branden börjar tillväxa ordentligt till effektutvecklingen är 1000 kW. Hur lång är då denna “incubation period” eller förbrinntid som vi ibland kallar den? Eftersom förbrinntiden varierar oredentligt med typ av bränsle så tänker jag inte gå djupare här.

Det jag i stället vill göra är att välja ett experiment med en känd tillväxthastighet och undersöka när sprinklern aktiverar i försöket och jämföra med beäkning i Detact. Ett lämpligt försök som har en beräknad tillväxthastighet på 0,012 är “reception area sprinklered”. I figuren nedan visas försökets effektutveckling.

recep_sp-HRR

Tidpunkten för sprinkleraktivering är 370 s med en effektutveckling på 450 kW. Om vi simulerar en snabbtillväxande brand i Detact blir aktiveringstiden för sprinklern 230 s med en effekt på 610 kW. Helt klart en hyfsad överensstämmelse. Speciellt om vi skulle lägga på c:a 160 s av förbrinntid till Detact-resultatet.

Man ska aldrig dra för stora slutsatser på en jämförelse mot ett försök, men kanske är det så att vi ganska väl kan uppskatta tidpunkt för sprinkleraktivering. Då ligger problemet kanske snarare i att vi har “missvisande” kriterier för kritisk påverkan vid brand eller att andra modeller, t.ex. tid för detektion inte är korrelerade till förbrinntid och tillväxthastighet!?!

Behövs inget annat brandskydd när sprinklern fungerar!?!

Det är lätt att bli frustrerad när man sitter och funderar på sprinkler och tekniska byten. Framförallt då en fungerande sprinkler innebär ett ganska litet behov av andra brandskyddsåtgärder. Sprinklern kan visserligen inte göra något åt uppkomst av brand och det krävs troligen ett brand- och utrymningslarm i flera verksamheter för att möjliggöra tidig utrymning. En fungerande sprinkler innebär ett sätt att uppfylla det tekniska egenskapskravet om att begränsa utveckling och spridning av brand och brandgaser.

image 

Genom att begränsa branden bidrar sprinklersystemet också till att säkerställa att bärverket står kvar, att spridning till närliggande byggnad inte sker, att personer kan lämna byggnaden (eller räddas på annat sätt) samt att räddningsmanskapets säkerhet beaktas (och blir bättre). Ett sprinklersystem påverkar i princip samtliga egenskapskrav och i många sprinklade byggnader är det endast i storleksordningen 5 av 100 bränder som kräver ytterligare brandskyddsåtgärder.

Det jag nu brottas med är att titta på vilket brandskydd som krävs vid de bränder när sprinklersystemet inte klarar av sin uppgift. Är det så att det inte behövs ytterligare brandskydd? Ett angreppssätt som jag jobbar mot är att försöka jämföra mot de sista fem bränderna (av 100) i en byggnad utan sprinkler ser ut. Har branden spridit sig utanför brandcellen här, eller finns den fortfarande innesluten. Om den har spridit sig i det osprinklade fallet, då borde den väl få göra det även i byggnaden med sprinkler?

Jag tar gärna emot alla former av synpunkter om sprinkler och tekniska byten. Forskingsprojektet “Fire Safety Design with Sprinklers” är till för er alla så passa på att kommentera!

BIV-konferens i Göteborg 19-20 november

image

BIV påminner oss alla att boka in höstens konferens den 19-20/11 i Göteborg. Temat är kostnad och nytta utifrån olika perspektiv. Själv ska jag prata om det forskningsprojekt om sprinkler och tekniska byten som jag arbetar med. Dagens möjligheter till besparing vid installation av sprinkler i byggnader förhållandevis sparsamma om förenklad dimensionering ska följas, något som jag hoppas att forskningsprojektet ska kunna ändra på.

Hur hänger brandskyddsåtgärderna ihop?

Att vi har mål med brandskyddet kopplat till de tekniska egenskapskraven är vi alla medvetna om, och för att kunna komma vidare i “Fire safety design with sprinklers” så sitter jag och försöker strukturera hur det hela hänger ihop. Ganska på en gång kör jag fast. Det är hyfsat enkelt att utifrån BBR:s struktur beskriva hur exempelvis avsnittet om “Utrymning vid brand”, dvs avsnitt 5:3 hänger ihop. Avsnittet byggs upp av fyra viktiga delar; tillgång till utrymningsväg, gångavstånd, framkomlighet och utrustning.

skyltar

Den stora frågan i sammanhanget när det gäller “tekniska byten” är om det är möjligt att ranka vilken betydelse som de olika delarna har för att uppnå de krav och mål som finns när det gäller utrymning vid brand? Just nu känns det ganska hopplöst, men det är alldeles för tidigt att kasta in handsken. Jag fortsätter med mina felträd och beskrivningar så får vi se hur det slutar.

64 dagar för tidig

Det har aldrig tidigare hänt. Jag är 64 dagar för tidig! Igår skickade jag in mitt abstract till den kommande SFPE-konferensen i Lund år 2010. Abstractet fick titeln “Verifying trade-offs when using sprinklers in fire safety design” och det kommande papret kommer att bygga på den forskning som jag framöver gör inom ramen för “Fire safety design with sprinklers”.

Vill du slänga iväg ett abstract till konferensen?. Spana in nedanstående anvisningar eller ta en titt på det fullständiga “Call for Papers”. Skicka in ditt bidrag senast den 10 juli 2009.

Those wishing to present papers should submit a one to two page abstract to the conference secretariat by 10 July 2009. The conference language is English. The extended abstract should identify the topic being addressed, the approach used or suggested for addressing the topic, and results or recommendations.

All topics relevant to performance-based codes or fire safety design methods will be considered. Please include the name, address, phone number, and email address of the corresponding author with all submitted abstracts. Submit abstracts to conference@sfpe.org and include “Lund 2010” in the subject line of email.

Mäta brandrisk i de tekniska egenskapskraven

Jag tänker mycket på hur vi ska mäta, beräkna och utrycka brandrisken i en byggnad relaterat till de fem egenskapskraven i BVF, dvs. de om bärförmåga, utveckling och spridning av brand inom och mellan byggnader, utrymning samt räddningstjänstens säkerhet. Det är inte helt enkelt, därför kör jag en liten ”tänk om-övning” här:

Tänk om det hade varit möjligt att hitta hur stort bidrag som varje enskild säkerhetsåtgärd ger för ett tillfredsställande brandskydd relaterat till vart och ett av egenskapskrav. Alltså brandrisken R kan uttryckas som en funktion av ett antal åtgärder (R1, R2 och R3) samtidigt som att det är känt att R1 ger 50 % av R, R2 ger 30 % av R och R3 ger 20 % av R.

Då hade det varit möjligt att se vad som händer med R om vi tar bort eller “försämrar” någon av åtgärderna R1 till R3. Om vi tänker oss att R1 är regleringen av ytskikten och vi kan se följande möjliga utformningar:

R1-1 = ytskikt enligt krav i BBR, t.ex. klass B med en skyddsfaktor F-R1 på 1,0
R1-2 = ytskikt enligt minimikrav i BBR, t.ex klass D med en skyddsfaktor F-R1 på 0,25

Då kan vi räkna ut vad som händer med säkerheten för egenskapskravet om vi byter ut ytskikt av klass B mot ytskikt av klass D. Övriga åtgärder utformas enligt BBR med skyddsfaktor på 1,0:

R = 50 % x 0,25 + 30 % x 1,0 + 20 % x 1,0 = 0,625, dvs en sänkning av risken med 1,0/0,625 = 1,6 ggr.

Helt plötsligt blir det känt för oss att vi måste tillföra en åtgärd som kompenserar för detta avsteg och låt denna åtgärd vara en vattensprinkleranläggning. Vi kan med statistik visa att egenskapskravet påverkas posivit av sprinklersystemet och att förbättrar säkerheten 4,0 ggr.

Eftersom vi bara behövde kompensera för en försämring med 1,6 ggr så finns en marginal på 2,4 ggr kvar, vilken vi skulle kunna nyttja till att göra fler byten. Riktigt fiffigt…

Jag inser att det måste till en hel del arbete för att beskriva BBR och BVF i kvantiativa termer, något som kanske inte är möjligt, men jag tror det är en förutsättning att finna ett system liknande det jag beskriver ovan för att kunna jobba vidare med tekniska byten och kombinera dessa. Hur ska jag annars kunna avgöra om ett system är tillräckligt för att kompensera för flera avsteg?

Sverige vann! (…eller förlorade?!?)

flaggor

Jag har gått igenom byggreglerna i Norge, Danmark och Sverige för att se hur pass lika de är och för att se om det finns några väsentliga skillnader på ett övergripande plan. Syftet med genomgången är att finna en gemensam bas för den verifieringsmetod som jag utvecklar inom ramen för FoU-projektet “Fire Safety Design with Sprinklers”.

Överlag är byggreglerna väldigt lika i sin uppbyggnad och den största skillnaden ligger i detaljernas utformning, dvs. de exempel på lösningar som redovisas och är nivåsättande för brandskyddet. Här har jag dock inte kommit så långt ännu. En annan skillnad är att de svenska byggreglerna är på nästan 50 sidor, de danska omfattar 11 sidor och de norska rymms på 6 sidor. Frågan är om vi vann eller förlorande denna fight!?!

Går det att kvantifiera den riskreducerande effekten av alla brandskyddskrav?

I uppstartsskedet av projektet “Fire Safety Design with Sprinklers” jobbar jag med tre frågor:

  1. Se över strukturen i de nordiska ländernas brandregler för att finna likheter och skillnader. Utgångspunkten blir NKB:s gamla dokument om funktionsbaserade regler och syftet är att identifiera de grupper av barriärer som bygger upp reglerna.
  2. I nästa steg kommer jag att gå in mer på djupet i resp barriägrupp för att kartkögga vilka åtgärder som krävs inom resp. grupp. Åtgärderna kommer därefter att sorteras med hjälp av en tidsaxel som startar vid antändning och slutar vid en total brandskada.
  3. Nu börjar det bli dags att undersöka om det finns ett sätt att kvantifiera vilken effekt som resp. åtgärd har på den totala brandrisken. För att kunna värdera effekten av tekniska byten så måste det finnas en möjlighet att kvantifiera risken. Jag kommer att undersöka vad existerande modeller som den kanadensiska FiRECAM och den australiska FIRE-RISK (f.d. CESARE-Risk) har att erbjuda.

När ovanstående är klart så finns en bra utgångspunkt för att den fortsatta utvecklingen av verifieringsmetoden som ska användas för att kunna hantera olika kombinationer av tekniska byten. I slutet av april är det dags för nästa möte i referensgruppen så tills dess bör jag ha jobbat igenom ovanstående.