Kategoriarkiv: Räkna på risk

Behövs mer än R 90 i höga byggnader?

Jag har gjort ett ”enkelt” räkneexempel av hur valet av brandklass påverkar sannolikheten för kollaps i ett flerbostadshus av betong. Exemplet bygger på att jag avänt den fördelning för brandbelastningen som anges i Eurocode och räknat om den till ekvivalent tid vid brandprovning. Eftersom brandbelastningen är en fördelning (Gumbel med medelvärde 780 MJ/m2 golvyta, 80%-percentil 948 MJ/m2 golvyta) så går det att räkna ut hur ofte den ekvivalenta brandvaraktigheten överskrider en viss tid t.ex 60 eller 90 min, vilket i detta fall representerar konstruktionens brandklass.

Om brandklassen är R 60 så är det en sannolikhet på 82 % att branden kan orsaka kollaps om den får brinna orört. Om vi går upp till R 90 är sannolikheten för kollaps vid ”orörd” brand 31 %. Motsvarande siffror för R 120 är 7 % och för R 240 är det 0.01 %. Än så länge är det inte så himla lätt att dra en slutsats eftersom vi inte vet hur många bränder i exempelvis flerbostadshus som räddningstjänsten inte kan åtgärda innan de leder till kollaps. Men, vi vet att kollaps inte inträffar särskilt ofta och därför har räddningstjänsten en stor roll.

Om vi förutsätter att räddningstjänsten INTE lyckas släcka en brand innan kollaps i ett hus upp till 4 våningar i 1 av 1000 insatser. Genom att tillföra R 90 i hus på fler än 5 våningar har vi minskat sannolikheten för kollaps från 82 % till 31 % för den orörda branden, dvs 2,6 ggr. Konkret innebär det att räddningstjänsten tillåts att MISSLYCKAS med en insats i 3 av 1000 bränder i stället. Låt oss leka lite med några exempel på räddningstjänstens effektivitet efterhand som byggnadens höjd ökar:

  • För byggnader mellan 9-16 våningar antas de klara av att släcka 99 av 100 bränder innan kollaps. Detta skulle ställa ett krav på c:a R120.
  • För byggnader med >16 våningar antar vi att räddningstjänsten inte har en aktiv roll. Men låt dem ända ha en effektivitet på 9 av 10 bränder. Detta skulle innebära ett krav på R180 utan sprinkler och R120 med sprinkler.
  • Om vi utesluter deras funktion helt i byggnader > 16 våningar gäller ett krav på R210 utan sprinkler och R150 med sprinkler.
  • Spridning i luft (del 4 av 4)

    Stabil skiktning förekommer när en varm luftmassa kommer in över ett område och i samband med högtryck (klart och vindstilla väder). Stabil skiktning utmärks av att temperaturen avtar med mindre än 1 °C per 100 m i höjdled. Luft som transporteras uppåt blir kallare (och tyngre) än omgivande luft och har en tendens att sjunka nedåt. Den blir då varmare än omgivningen och tenderar därför att stiga igen. I en stabil skiktning håller luftmassan samman. Omblandningen är liten, vilket gör att t.ex. en rökplym inte påverkas av skiktningen och en hög koncentration av föroreningar kan bibehållas i plymen. Föroreningar kan färdas långt och sammanhållet om det råder stabil skiktning.
    stabil
    Extremt stabil skiktning, inversion uppkommer under vindstilla klara nätter, då marken och luften närmast marken kyls av kraftigt genom utstrålning. Under klara och vindstilla nätter avges värme med snabb hastighet från marken. Marken kyls av snabbt och likaledes luften närmast marken, vilket leder till en omvänd temperaturskiktning med kallast temperatur närmast marken. Detta kallas inversion och är således ett omvänt förhållande som utmärks av att temperaturen stiger med höjden. Detta leder till minimal omblandning av luftskikten. Luftburna föroreningar lägger sig på en hög och jämn nivå. Rök från en brand kan vid inversion följas som en tunn strimma miltals bort från källan. Plymlyftets storlek (hur mycket röken stiger från utsläppskällan) beror på brandrökens densitet och temperatur.
    extremt

    Källa: Räddningsverkets ”Räddningstjänst och miljö”.

    Spridning i luft (del 3 av 4)

    Instabil skiktning det vill säga väl omblandad luft, uppkommer då luftens temperatur sjunker med mer än 1 °C per 100 meter i höjdled. Instabil skiktning förekommer vid tillfällen med kraftig solinstrålning, t.ex. en sommareftermiddag. Då värms den marknära luftmassan till en temperatur som är högre än temperaturen i luften ovanför. En uppvärmd luftmassa stiger och en kall luftmassa sjunker. Luften blandas eftersom den varma, stigande luften tränger undan den omgivande, svalare luften.
    vaderforhallanden.jpg

    Neutral skiktning medger en måttlig omblandning av luften. Denna skiktning förekommer i samband med stark eller måttlig vind. Neutral skiktning innebär att luftens temperatur avtar uppåt med 1 °C per 100 m, det vill säga temperaturförändringen är relativt liten. Luft som förfl yttas i vertikalled kommer att få i stort sett samma temperatur som omgivande luft, vilket leder till att en vertikal rörelse varken dämpas eller gynnas.

    vaderforhallanden.jpg

    Källa: Räddningsverkets ”Räddningstjänst och miljö”.

    Spridning i luft (del 2 av 4)

    Den stabilitetsklass som råder när utsläpper sker spelar stor roll när det gäller utspädningen av det utsläppta ämnet. Stabilitetsklassen styrs av vindhastigheten, dag/natt, solinstrålning och molnighet. Vanligen används sex klasser (efter meteorlogen F. Pasquill). Dessa är:

    A   Extremt instabil
    B   Måttligt instabil
    C   Svagt instabil
    D   Neutral
    E   Svagt stabil
    F   Måttligt – Extremt stabil

    I tabellen nedan visas under vilka förutsättningar som respektive stabilitetsklass förekommer.

    Bra bok om statistik

    1975 och 1984 skrev herrarna Ang och Tang boken ”Probability Concepts in Engineering Planning and Design” där volym 1 omfattar grundläggande kunskap och volym 2 handlar om beslutsfattande, risk och tillförlitlighet”. Det har gått några år sedan boken kom ut och nu har herrarna reviderat volym 1 och publicerat ”Probability Concepts in Engineering: Emphasis on Applications to Civil and Environmental Engineering” Känner du att du behöver fräscha dina statistikkunskaper är Ang & Tangs bok en schysst källa.

    angtang1.jpg

    Du hittar den bla på Adlibris.

    Spridning i luft (del 1 av 4)

    Jag tänkte i passa på att fräscha upp era kunskaper om spridning i luft i några inlägg framöver. Totalt planeras 3 st, varav detta är det första och behandlar ämnet övergripande. De två andra delarna går i detalj in på olika atmosfärsförhållanden som påverkar spridningen.
    vaderforhallanden.jpg
    En luftförorening som släpps ut från en fast anläggning eller vid en olycka sprids, späds och kanske även omvandlas, innan den slutligen landar på marken eller i vattnet. Rök från bränder, liksom damm eller gasmoln från utsläpp sprids i luften på olika sätt, beroende på ämnenas egenskaper, men också i hög grad beroende på rådande meteorologiska förhållanden. De meteorologiska förhållandena påverkas av en rad faktorer, bland annat områdets topografi . Det är flera faktorer som påverkar hur ett ämne sprids i luft. Vindhastigheten påverkar koncentrationen. Ju högre vindhastighet, desto lägre koncentration. Nederbörd hjälper till att tvätta ur och slå ned stora partiklar. Den regionala vindriktningen styr i stort vart ett utsläpp tar vägen, medan den lokala topografin skapar ett eget vindsystem. Det är därför viktigt att ta hänsyn till på vilken nivå ett utsläpp kommer ut. På hög höjd påverkas det av den regionala vindriktningen, på en lägre nivå av lokala vindsystem.

    Röken kan förmås att stiga genom att man avstår från släckning eller eftersläckning. Om brandröken vid en brand i en kemisk industri eller lager stiger högt upp blir den akuta risken för skador mindre genom att röken späds ut. En låg rökstigning kan ge höga koncentrationer av farliga ämnen nära brandområdet. Rökens stigning beror i första hand på brandens värmeutveckling. Vid låg temperatur stiger röken inte lika högt. Under släckningen uppstår en allt mer ofullständig och allt långsammare förbränning i och med att temperaturen sjunker. Därmed sjunker även rökplymen.

    Källa: Räddningsverkets ”Räddningstjänst och miljö”.

    Förbättrad modell för gasspridning

    Ibland får jag tillfälle att inom ramen för ett uppdrag göra små förbättringar av mina beräkningsmodeller. För några månader sedan var det modellen för konsekvenser vid olyckor med explosivämnen som reviderades och denna gång var det dags för mer förfinade beräkningar för gasspridning. Min tidigare modell har varit lite väl grovhuggen för olika övergångsvillkor mellan tunggasspridning och passiv spridning, se figuren nedan.



     


     


     


     


     



    Den nya modellen jobbar helt efter principerna i FOI:s ”Vådautsläpp av brandfarliga och giftiga gaser och vätskor” och är byggd i Excel för att passa in som en av submodellerna i min ”stora” riskanalysmodell för transport av farligt gods. Modellen tar givetvis hänsyn till variation och osäkerheter genom att den anpassats för att köras i @RISK.

    Hur uppskattar vi antalet trafikolyckor?

    I samband med riskanalyser av farligt gods är det nödvändigt att bedöma hur ofta olyckor sker. Till vår hjälp finns bland annat den s.k. VTI-modellen där antalet olyckor beräknas utifrån en angiven olyckskvot och ett uppskattat trafikflöde. Indata till VTI-modellen har fått några år på nacken och har inte tagit hänsyn till de säkerhetsförbättringar som skett inom trafiken de senaste 20 åren. Att använda VTI:s värden på olyckskvoter leder alltså till onödigt konservativa olycksfrekvenser, vilket visas i figuren nedan.

    vti-vs-stat.jpg
    Ett bättre sätt än VTI-modellen är att använda faktiskt antal olyckor från Vägverkets databas ”STRADA” eller uppdaterade olyckskvoter från Vägverkets ”Effektsamband”.

    Acceptabla och tolerabla risker

    Att värdera risker är centralt vid beslutsfattande om kemikaliehanterande verksamhet, transport av farligt gods, osv. För närvarande värderas risker ofta utifrån principerna beskriva i Räddningsverkets FoU-rapport ”Värdering av risk”, utgiven 1997. I rapporten redovisas hur olika länder ser på riskvärdering och ett förslag för värdering av risk i Sverige redovisas. När det gäller om en risk skall anses vara acceptabel eller tolerabel säger Räddningsverket bla:

    • Det finns ingen generellt accepterad nivå.
    • Att olyckor legat på en viss nivå under en längre tid innebär inte att de är acceptabla.
    • Det är inte acceptabelt att flera hundra människor kan omkomma i en olycka.

    En viss verksamhet kan bedömas acceptabel å allmänhetens vägnar och de oönskade risker som verksamheten medför anses då vara tolerabla. Acceptanskriterier är nödvändiga för att göra det möjligt att använda ett riskbaserat angreppssätt och uppmuntra projektörer och planerare till detta. Genom att den säkerhetsnivå som samhället finner acceptabel preciseras och kvantifieras skapas ett medvetande om vilka risker olika verksamheter är förknippade med.

    Att jämföra risker

    Vad är egentligen farligast? Arbeta en dag i en kolgruva eller flyga till Stockholm? Äta grillat kött eller dricka Coca Cola Light? Här följer en lista på aktiviteter som gör att risken att omkomma ökar med 10-6:

    • Flyga 160 mil
    • Dricka 0,5 l vin
    • Arbeta 1 h i en kolgruva
    • Röka 2 cigaretter
    • Bo 2 dagar i New York
    • Cykla 2 mil
    • Kör bil i 48 mil
    • Bo 2 månader med en rökare
    • Paddla kanot i 6 min
    • Dricka 30 burkar Coca Cola Light
    • Bo nära ett kärnkraftverk i 150 år
    • Äta 100 bitar grillat kött