A F S T U D E E R O N D E R Z O E K F O R E N S I S C H O N D E R Z O E K

Transcriptie

1 A F S T U D E E R O N D E R Z O E K F O R E N S I S C H O N D E R Z O E K DOELGERICHTE BRANDVEILIGHEID D O E L G E R I C H T E B E S C H O U W I N G V A N D E V E I L I G H E I D V A N B R A N D W E E R O P T R E D E N B I J H E T M E T R O P O O L H E N G E L O C H R I S T I A N B R E D E W O U D S E P T E M B E R i

2 Doelgerichte Brandveiligheid Aanvalsroutes Brandweer Afstudeeronderzoek van de opleiding B Forensisch Onderzoek Uitgevoerd door Christian Bredewoud In opdracht van Onderzoekslijn Brandveiligheid in de Bouw Saxion Hogescholen Enschede Onder begeleiding van Ir. R.A.P. van Herpen FIFireE Lector Brandveiligheid in de Bouw Afstudeerdocent Ing. E.P.W. Schreuter ii

3 Samenvatting Brandveiligheid wordt in Nederland voornamelijk beschouwd vanuit een regelgerichte benadering. Bij sommige, vooral bestaande, gebouwen voldoet deze regelgerichte benadering niet. In zo n geval kan de brandveiligheid doelgericht beschouwd worden. Doelgerichte brandveiligheid waarin preventie en repressie worden gekoppeld is in Nederland echter nog vrij onbekend. In dit onderzoek is een bestaande casus doelgericht uitgewerkt om inzicht te geven in wat een doelgericht beschouwing inhoudt en hoe deze beschouwing kan helpen om inzicht te geven in de veiligheid van repressief brandweerpersoneel. Bij een doelgerichte beschouwing wordt onderzocht of een brandveiligheidsdoel, welke voortkomt uit de wet en regelgeving, behaald wordt en wat de kans op het falen van dit doel is. Daarnaast geeft de doelgerichte beschouwing inzicht in het effect van mogelijke extra brandveiligheidsvoorzieningen op kans op het falen van het doel en daarmee het vergroten of verkleinen van de brandveiligheid. Het doel waarop in dit onderzoek gefocust zal worden is het veilig kunnen optreden door de brandweer. Hiervoor zal een doelgerichte beschouwing worden uitgevoerd op het Pop- en Cultuurcentrum Metropool te Hengelo. Kenmerkend voor een doelgerichte beschouwing t.o.v. een regelgerichte beschouwing is dat er bij een doelgerichte beschouwing niet in algemene zin naar brandveiligheid wordt gekeken, maar juist op project-specifiek niveau. Aan de hand van project-specifieke kenmerken mens-, gebouw-, en brandkenmerken wordt een analyse uitgevoerd, waarbij de beschikbare en benodigde tijd voor het brandweeroptreden worden vastgesteld. Aan de hand van de veiligheidsfactor die uit deze tijden volgt kan de kans op het falen van het doel worden afgeleid. Bij het Metropool zijn vier verschillende inzetscenario s mogelijk: een offensieve binneninzet in de Grote Zaal, een offensieve binneninzet in de foyer, een defensieve binneninzet vanuit de foyer en een defensieve binneninzet vanuit de vluchtroute van de Grote Zaal. Door bij deze scenario s de AST te berekenen en deze vervolgens te delen door de RST ontstaat de veiligheidsfactor voor de onderzochte scenario s. Bij de basisberekening op basis van de meest waarschijnlijke en realistische randcondities blijkt dat slechts alleen bij een defensieve binneninzet vanuit de Foyer de veiligheidsfactor groot genoeg is om te kunnen stellen dat de kans op het falen van het brandveiligheidsdoel klein genoeg is. Bij de andere drie scenario s is de veiligheidsfactor niet voldoende, waardoor de kans op het falen van het doel relatief groot zal zijn. Echter zijn de resultaten niet zo zwart op wit als de uitkomsten schetsen. Door onzekerheden in de randcondities zou een gunstiger of een juist minder gunstig scenario ook mogelijk zijn. Bij een gunstiger scenario blijkt dat ook bij de overige scenario s de kans op falen kleiner wordt, waardoor het scenario wellicht wel mogelijk is. Ook in de praktijk zal de beslissing om het scenario wel of niet uit te voeren afhangen van omstandigheden op het moment zelf. Wel kan de doelgerichte beschouwing van het Metropool als leidraad worden gebruikt. Ook de aanwezigheid van gebouwkenmerken zoals actieve brand- en rookbeheersing en OMS-aansluiting moeten in de beslissing worden betrokken. De doelgerichte beschouwing kan goed gebruikt worden om inzicht te geven in de invloed van deze brandveiligheidsvoorzieningen, waardoor de bereidheid om deze toe te passen, ook al is dit volgens de regelgerichte benadering niet nodig, toeneemt. iii

4 Inhoudsopgave Titelpagina... ii Samenvatting... iii Afkortingen en Begrippen... v Hoofdstuk 1: Inleiding... 1 Hoofdstuk 2: Theoretisch Kader 3 Hoofdstuk 3: Materialen en Methoden Pop- en Cultuurcentrum Metropool CFAST Hoofdstuk 4: Resultaten Scenario s, Kenmerken en Randcondities Available Safe Time Required Safe Time Veiligheidsfactor en faalkansen Betrouwbaarheidsanalyse Veranderingen in Gebouwkenmerken.. 14 Hoofdstuk 5: Discussie.. 16 Hoofdstuk 6: Conclusie. 18 Hoofdstuk 7: Aanbevelingen. 20 Literatuurlijst... vi Bijlagen... vii Bijlage I: Interview Brandweer Twente... vii Bijlage II: Afbeeldingen en Plattegronden Metropool. ix Bijlage III: Berekening RST... x Bijlage IV: CFAST Geometrie en Brandcondities... xi Bijlage V: Input File CFAST... xii Bijlage VI: Output File CFAST xiii iv

5 Afkortingen en Begrippen Afkorting Uitleg Begrip Uitleg AST Available Safe Time Brandkromme Schematische weergave van de temperatuur van de brand afgezet tegen de tijd. BHV Bedrijfshulpverlening Compartiment Besloten ruimte in een gebouw of object. CFAST Consolidated Model of Fire and Smoke Transport Flashover Gelijktijdige ontsteking van de totale vuurlast in de brandruimte. FSE Fires Safety Engineering Kwadrantenmodel Schematische weergave van de tactieken voor brandbestrijding. NeN Nederlandse Norm Natuurlijk Brandconcept Het brandverloop in een ruimte, bepaald door brandstof- en gebouwkenmerken zonder invloed van buitenaf. NIST National Institute of Standards and Technology Openbaar Meldsysteem Brandmeldsysteem welke direct doormeldt naar de regionale alarmcentrale OMS Openbaar Meldsysteem Verbrandingswaarde Hoeveelheid warmte die vrijkomt bij de volledige verbranding van een stof. RAC Regionale Alarmcentrale Vermogensdichtheid Hoeveelheid warmte die per m 2 gebruiksoppervlakte vrijkomt bij de volledige verbranding van een stof. RHR Rate of Heat Release Vuurbelasting Vuurlast per oppervlakteeenheid, gerelateerd aan de vloeroppervlakte van de brandruimte. RST Required Safe Time (Twee-)Zonemodel Rekenmodel gebaseerd op zones als de rooklaag en de zone onder de rooklaag. RWA STOOM Rook- en Warmte Afvoer(systeem) Structureel Terugdringen Ongewenste en Onechte Meldingen v

6 Hoofdstuk 1 Inleiding In nagenoeg elk gebouw bestaat de kans op het ontstaan van brand. Om de gevolgen van de brand zo beperkt mogelijk te houden moet een gebouw of object, zoals het binnen de brandweerorganisatie vaak genoemd wordt, voldoen aan beschrijvende regels zoals deze worden gesteld in het Bouwbesluit 2012 (Hagen & Witloks, 2013). Bij het ontwerpen van (ver)nieuwbouw, uitbouw of het ontwerpen van andere grote bouwprojecten wordt getoetst of het gebouw of object voldoet aan deze regels, een zogenaamde regelgerichte beschouwing. Sommige gebouwen zijn echter zo ingewikkeld opgebouwd dat het lastig is om te toetsen of het gebouw aan de wet- en regelgeving voldoet. Om toch te toetsen of zo n gebouw of object voldoende brandveilig is, wordt er gebruik gemaakt van het gelijkwaardigheidsbeginsel. Dit beginsel stelt dat de brandveiligheid van een gebouw of object op een andere wijze kan worden ingericht, zolang hierbij de doelen van de regelgeving maar behaald worden (van Herpen, 2015). Deze doelgerichte beschouwing, ook wel de FSE-benadering genoemd, wordt bij bestaande gebouw zelden toegepast, terwijl deze methode juist hier extra van waarde kan zijn. Bij het toepassen van de regelgeving op bestaande gebouwen of objecten neemt het zicht op de doelen van de regelgeving en daarmee de bereidheid om extra brandveiligheidsvoorzieningen toe te passen vaak af. Bij een doelgerichte beschouwing van de brandveiligheid wordt, door gebruik te maken van realistische scenario s gebaseerd op project-specifieke kenmerken, beschouwd of een doel uit de regelgeving behaald wordt en het gebouw of object voldoende brandveilig is. Aan de hand van de project-specifieke kenmerken, de vaststaande gegevens van het gebouw, wordt gezocht naar de meeste optimale oplossing om een gebouw of object zo brandveilig mogelijk in te richten. Dit kan bijvoorbeeld zijn door het toevoegen van extra brandveiligheidsvoorzieningen, die niet in de regelgeving worden voor geschreven (van Herpen, 2015). Het Bouwbesluit beschrijft zelf twee hoofddoelen die met de regelgeving in het besluit worden getracht te behalen, namelijk het beperken van slachtoffers en het beperken van schade aan buurpercelen (MinBZK, 2015). De regelgeving zelf is weer onder te verdelen in vijf subdoelen die bij een doelgerichte beschouwing worden gebruikt: 1. Het voorkomen van branduitbreiding naar buurpercelen; 2. Het in stand houden van draagconstructie gebouw; 3. Het beperken uitbreidingsgebied van brand en rook; 4. Het veilig kunnen vluchten door gebouwgebruikers; 5. Het veilig kunnen optreden door brandweerpersoneel. Omdat in Nederland de doelgerichte benadering nog niet tot de standaard behoort worden binnen de Onderzoekslijn Brandveiligheid in de Bouw van Saxion Hogescholen per subdoel realistische casussen uitgewerkt om kennis te maken met en een standaard neer te zetten voor het doelgericht beschouwen van de brandveiligheid van bestaande gebouwen en objecten. Daarnaast wordt geprobeerd om inzicht te geven in de wijze waarop brandveiligheidsvoorzieningen kunnen worden gewaardeerd binnen de doelgerichte aanpak. In dit onderzoek zal een casus worden uitgewerkt voor subdoel 5: Het veilig 1

7 kunnen optreden door het brandweerpersoneel. Door in dit onderzoek antwoord te geven op de onderstaande onderzoeksvraag, wordt geprobeerd om met dit onderzoek een bijdrage te leveren aan de onderzoekslijn Brandveiligheid in de Bouw. Op welke wijze kan de doelgerichte benadering gebruikt worden om inzicht te geven in de mate van brandveiligheid van het brandweeroptreden, de meest succesvolle inzetstrategie en de invloed van brandveiligheidsvoorzieningen op de brandveiligheid? In dit onderzoek zal stap voor stap een doelgerichte beschouwing worden uitgewerkt aan de hand van een bestaand object. Op deze manier zal stapsgewijs worden toegewerkt naar het antwoord op de onderzoeksvraag. Per paragraaf zal in de resultatensectie een stap worden uitgewerkt. Omdat in het onderzoek gefocust zal zijn op de veiligheid van het brandweeroptreden is ook de praktijk van groot belang. De opgedane kennis zal immers in de praktijk moeten worden toegepast. Om hier invulling aan te geven is een ervaren officier van dienst van Brandweer Twente geïnterviewd om inzicht te krijgen in de visie van de brandweer op de onderzoeksvraag. Daarnaast zullen er in het onderzoek aanbevelingen worden gedaan voor het repressieve brandweerpersoneel. Om vast te stellen of het beoogde doel, het veilig kunnen optreden door het brandweerpersoneel, wordt behaald, wordt binnen de doelgerichte methode de kans op het falen van dit doel vastgesteld. De kans op het falen van het doel volgt uit de mate waarin het brandweerpersoneel voldoende tijd heeft om veilig op te kunnen treden en het doel te behalen. Deze tijd wordt uitgedrukt in een veiligheidsfactor afgeleid uit de tijd die nodig is om door de brandweer op te kunnen treden en de tijd die beschikbaar is om op te kunnen treden. Om de veiligheidsfactor te bepalen zal gedurende het onderzoek de volgende deelvraag worden beantwoord: Hoe groot is de veiligheidsfactor en daarmee de kans op het falen van de brandweerinzet bij het gekozen object en welke rol zouden (extra) brandveiligheidsvoorzieningen in deze factor kunnen spelen? Om de doelgerichte beschouwing op een goede en begrijpelijke wijze uit te voeren zullen voorafgaand aan de stapsgewijze uitwerking van de doelgerichte methode eerst de benodigde theoretische achtergrond en de gebruikte materialen en methoden worden besproken. Hierbij zal ook aandacht worden besteed aan het object, welke voor de doelgerichte beschouwing is gebruikt. 2

8 Hoofdstuk 2 Theoretisch Kader Om de doelen die voortkomen uit de verschillende wet- en regelgeving om te zetten naar concrete brandveiligheidsvoorzieningen, is inzicht nodig in de risico s die een rol spelen bij een brand (Hagen & Witloks, 2013). Omdat deze omzetting, vanwege de vele factoren die hier invloed op uitoefenen niet eenvoudig is, is het kenmerkenschema ontwikkeld. Het kenmerkenschema geeft inzicht in de factoren die invloed uitoefenen op de ontwikkeling en verspreiding van de brand. Doordat het kenmerkenschema op een eenvoudige wijze inzicht geeft in de factoren die de brand beïnvloeden, is het model een goed en bruikbaar hulpmiddel voor bijvoorbeeld incidentbestrijding en brandonderzoek. Daarnaast geeft het kenmerkenschema inzicht in de factoren die bepalen of een gekozen subdoel uit het bouwbesluit wel of niet wordt behaald. Figuur 1 Het kenmerkenschema (Kobes, 2008) In het kenmerkenschema wordt onderscheid gemaakt tussen drie groepen kenmerken: menskenmerken, gebouwkenmerken en brandkenmerken. Elke groep bevat factoren of kenmerken die invloed uitoefenen op de ontwikkeling en het verloop van de brand. Bij menskenmerken gaat het bijvoorbeeld om alle factoren in een gebouw die het gedrag van mensen beïnvloeden, denk bijvoorbeeld aan warmte, groepsgedrag en de mate waarin vluchtroutes toegankelijk zijn (Hagen & Witloks, 2013). Anderzijds kunnen ook mensen invloed uitoefenen op het verloop van de brand, bijvoorbeeld door goed BHVoptreden, het openlaten van deuren en het goed en op tijd doormelden van de brand. Gebouwkenmerken hebben met name betrekking op mogelijk aanwezige technische voorzieningen om de brandveiligheid te vergroten, zoals bijvoorbeeld brandcompartimentering en sprinklersystemen. Brandkenmerken zijn de fysische aspecten die invloed uitoefenen op de brandontwikkeling zoals bijvoorbeeld temperatuur, stralings- en verbrandingswaarden (Kobes, 2008). Elke groep kenmerken is in het kenmerkenschema onderling verbonden met de twee andere groepen kenmerken. Immers, gebouwkenmerken kunnen invloed uitoefenen op menskenmerken, denk aan vluchtrouteaanduiding. Gebouwkenmerken, zoals de aanwezigheid van een sprinklersysteem, kunnen op hun beurt de brandkenmerken weer beïnvloeden en ook brandkenmerken, zoals de warmtestraling, kunnen het vluchtgedrag van mensen beïnvloeden. 3

9 Aan de hand van de kenmerken uit het schema kunnen scenario s worden uitgewerkt waaraan getoetst kan worden of binnen dat scenario het gekozen doel uit het Bouwbesluit wordt behaald. Bij een brandweerinzet zijn er vier primaire scenario s mogelijk. Deze scenario s staan beschreven in het kwadrantenmodel. Het kwadrantenmodel vormt een inbedding van kennis, opgedaan bij onderzoek en het leren van incidenten, om inzicht te geven in de wijze waarop de repressieve inzet van de brandweer veilig en efficiënt kan optreden in geval van brand. Door het kenmerkenschema in te vullen voor het object waar de inzet wordt uitgevoerd, kan de incidentbestrijding een inzetplan opstellen waarin de keuze voor een bepaald kwadrant uit het kwadrantenmodel wordt gevormd. Hierbij beschrijft elk kwadrant een mogelijk inzetscenario: een offensieve binneninzet, een defensieve binneninzet, een offensieve buiteninzet of een defensieve buiteninzet. Welk inzetscenario wordt gekozen is afhankelijk van het doel van de inzet en de kenmerken van het object. Bepaalde gebouwkenmerken kunnen het bijvoorbeeld juist wel of juist niet mogelijk maken om een bepaald scenario uit te voeren. Net als bij een echte inzet zullen bij een doelgerichte beschouwing de kenmerken worden vastgesteld als randcondities om te bepalen of het beschouwde doel al dan niet behaald zal worden bij een gekozen scenario. Figuur 2 Schematische weegave van het kwadrantenmodel met beschrijving van de verschillende scenario's en inzetdoelen Zoals in de inleiding al besproken, is het behalen van het doel afhankelijk van de kans op het falen van de mogelijke scenario s. Door een veiligheidsfactor te bepalen op basis van de beschikbare tijd (AST) en benodigde tijd (RST) voor de uitvoer van het scenario, kan bepaald worden of de brandweer voldoende tijd heeft om het inzetscenario uit te voeren en kan de faalkans worden gedefinieerd. Op basis van de eerder genoemde project-specifieke kenmerken zullen de AST en RST bepaald en berekend worden. Deze berekeningen zullen uitgevoerd worden met behulp van een fysisch brandmodel geïntegreerd in een softwarepakket. Voor de doelgerichte beschouwing is dit het natuurlijk brandconcept. Het natuurlijk brandconcept rekent, anders dan de standaard brandkromme, niet door de temperatuur van de brand af te zetten tegen de tijd maar door het vermogen van de brand af te zetten tegen de tijd. Hierbij wordt het meest natuurlijke verloop van de brand, inclusief eventuele flashover, beschreven met behulp van de project-specifieke kenmerken van het betreffende object. 4

10 Hoofdstuk 3 Materialen en Methoden Voor de uitvoer van een doelgerichte beschouwing zijn een aantal materialen nodig. Allereerst is een geschikt object nodig om te beschouwen. De brandveiligheid van dit object moet lastig zijn om middels de traditionele regelgerichte wijze in te richten, bijvoorbeeld door de aanwezigheid van een groot brandcompartiment. Naast het object is ook een fysisch brandmodel nodig om de scenario s, gebaseerd op de project-specifieke kenmerken van het object, mee te simuleren. In dit hoofdstuk worden het object en het gebruikte brandmodel met achterliggende methoden beschreven en wordt onderbouwd waarom de keuze op het gebruikte object en fysisch brandmodel is gevallen. 3.1 Pop- en Cultuurcentrum Metropool In het onderzoek wordt een doelgerichte beschouwing uitgevoerd op een bestaand object. Het object dat hiervoor is gekozen is het Pop- en Cultuurcentrum Metropool te Hengelo, hierna kortweg het Metropool. Het Metropool doet vooral dienst als poppodium waar zowel nationaal- als internationaal bekende artiesten optreden. Het gebouw is ontworpen door het gerenommeerde architectenbureau BenthemCrouwel, onder meer bekend van het ontwerpen van de Ziggo Dome en het Centraal Station Rotterdam. Het Metropool is een overzichtelijk opgebouwd gebouw, maar is op het gebied van brandveiligheid lastig in te richten. Dit maakt het Metropool erg geschikt als casus voor dit onderzoek. Het Metropool bestaat uit twee blokken, één met de Kleine Zaal en één met de Grote Zaal. De hal die over deze blokken heen valt vormt de Foyer. Zowel de Grote Zaal als de Foyer zijn een groot compartiment. In de ontwerpfase van het gebouw is extra rekening gehouden met de akoestiek van het gebouw. De overzichtelijke opbouw van het gebouw en de akoestische indeling zorgen tevens voor een goede en overzichtelijke scheiding van de brandcompartimenten. Bij het Metropool zijn meerdere inzetstrategieën mogelijk. Ook de uitvoer van een binneninzet is door de goede scheiding van de verschillende brandcompartimenten een reëel scenario. Door de uitvoer van een binneninzet kan een afbrandscenario worden voorkomen, iets wat gezien de maatschappelijke functie en de ligging lang het spoor wenselijk is (Schage, 2016). Figuur 3 Impressie van het Metropool door BenthemCrouwel Architecten 5

11 3.2 CFAST 7.0 Voor het berekenen van de beschikbare tijd, de AST, moet de tijd worden berekend die de brandweer maximaal beschikbaar heeft om het gekozen inzetscenario uit te voeren. Deze maximale tijd wordt berekend aan de hand van de project-specifieke kenmerken van het gebouw of object. Op het moment dat de condities in de ruimte niet meer voldoende zijn om zonder gezondheidsschade op te kunnen treden, is de maximaal beschikbare tijd bereikt. Om deze condities te berekenen is in het onderzoek gebruik gemaakt van CFAST 7.0. CFAST is een internationaal erkend softwarepakket, ontwikkeld door het National Institute of Standards & Technology, kortweg NIST. Dit is een Amerikaanse overheidsinstantie die zich inzet voor de ontwikkeling en standaardisatie van de wetenschap (NIST, 2010). Door in CFAST eerst het object op basis van een coördinatensysteem te simuleren, kan in het softwarepakket met een zogenaamd twee-zonemodel worden gerekend aan de ruimtecondities. Dit model deelt een ruimte op in twee zones: de rooklaag, ook wel de warme zone genoemd, en de rookvrije laag onder de rooklaag, ook wel de koude zone genoemd. Door in de CFAST simulatie de project-specifieke kenmerken van het object, in dit onderzoek het Metropool, in te vullen kan er gerekend worden aan onder andere de temperatuur en hoogte van de twee zones. Deze condities zijn essentieel in het bepalen van de tijd die de brandweer beschikbaar heeft om op te treden zonder haar eigen gezondheid in gevaar te brengen. Bij een te hoge temperatuur of te lage koude zone is veilig optreden niet meer mogelijk. Het tijdstip van deze temperatuur of zonehoogte volgt uit de berekeningen in CFAST. De berekeningen in CFAST worden gemaakt op basis van het natuurlijk brandconcept en zijn gebaseerd op behoudswetten zoals de wet van behoud van massa en de wet van behoud van energie en is hierdoor erg betrouwbaar. Echter kent CFAST wel een aantal beperkingen. Zo kan er in een tweezonemodel vaak maar gerekend worden aan één brand, zijn randcondities als wind lastig in het model mee te nemen en gaat het model ervan uit dat rookgassen zich uniform in een ruimte verdelen terwijl dit in werkelijkheid zie figuur 4 niet het geval is (Tromp & van Mierlo, 2013). De invloed van deze beperkingen op de betrouwbaarheid is echter erg klein. Desondanks moet er bij de interpretatie van de resultaten wel rekening mee worden gehouden dat het om een benadering van de werkelijke situatie gaat. Figuur 4 Rookverspreiding in een zonemodel t.o.v. rookverspreiding in werkelijkheid (Tromp & van Mierlo, 2013) 6

12 Hoofdstuk 4 Resultaten In dit hoofdstuk volgt de stapsgewijze uitwerking van de doelgerichte beschouwing. Hierbij zullen de meest waarschijnlijke scenario s voor een brandweerinzet bij het Metropool worden gehanteerd. Elke paragraaf behandelt een stap in de uitvoer van de doelgerichte methode. Met de resultaten die uit de stapsgewijze uitwerking volgen zullen uiteindelijk de gestelde onderzoeksvragen worden beantwoord. 4.1 Scenario s, Kenmerken en Randcondities De eerste stap is het vaststellen van de mogelijke scenario s bij het gekozen object en de project-specifieke kenmerken van het object met de daaruit volgende randcondities. Voor het Metropool geldt dat er drie scenario s tot de mogelijkheden behoren. Het eerste mogelijke scenario is een defensieve buiteninzet waarbij de brandweer de brand van buiten het gebouw zal bestrijden. Echter zal er bij een defensieve buiteninzet sprake zijn van een afbrandscenario. Iets wat gezien de maatschappelijke functie van het Metropool en de ligging langs het spoor niet gewenst is. De twee alternatieve scenario s zijn een offensieve en een defensieve binneninzet, waarbij de brandweer de brand in het gebouw bestrijd vanuit respectievelijk het brandcompartiment en het naastgelegen compartiment. In de volgende stappen in het onderzoek zal dan ook voor alle drie de scenario s onderzocht worden of aan het doel, het veilig kunnen optreden door de brandweer, kan worden voldaan. Menskenmerken bij het Metropool Bij het Metropool zijn twee groepen mensen die invloed hebben op het verloop van de brand. De eerste groep wordt gevormd door de gebruikers van het gebouw. Hierbij gaat het om zowel de werknemers als om de bezoekers van het Metropool. Bij de uitwerking van de bovengenoemde scenario s zal de invloed van deze gebruikers op het verloop van de brand als randconditie worden meegenomen. De invloed van deze gebouwgebruikers op de veiligheid van het brandweeroptreden is echter relatief klein. De enige rol die zij kunnen spelen is de mate waarin zij de verspreiding van rook beïnvloeden door bijvoorbeeld het openen van deuren om te vluchten. Er vanuit gaande dat de brand plaatsvindt bij een maximale bezetting zullen de gebouwgebruikers de brand nagenoeg direct ontdekken. Voordat er echter besloten wordt om de deuren te openen en te gaan vluchten vindt er eerst een fase van bewustwording van het gevaar en besluitvorming om naar een veilige plek te gaan vluchtten plaats. Deze besluitvormingstijd bedraagt twee minuten (Kobes, 2008). In de scenario s bij het Metropool zullen de deuren, waar de rook zich door verspreidt, dan ook na twee minuten volledig openen. De tweede groep mensen is het repressieve brandweerpersoneel zelf. Het brandweerpersoneel beschikt natuurlijk over beschermingsmiddelen, maar ook met deze bescherming kan de brandweer niet eeuwig binnenblijven. Op een bepaald moment zullen de ruimtecondities in het compartiment niet meer voldoende zijn om zonder gezondheidsschade het pand te verlaten. Deze condities zitten vooral in de warmtestraling van de rooklaag en de rookvrije hoogte. In de scenario s voor het brandweeroptreden zijn de maximaal aanvaardbare condities om als brandweer zonder gezondheidsschade op te kunnen treden een warmtestraling niet groter dan 3,5 kw/m 2, wat 7

13 overeenkomt meet een rooklaagtemperatuur van 350 C, en een rookvrijehoogte van minimaal 2,5 meter. Gebouwkenmerken bij het Metropool Het Metropool is een overzichtelijk gebouw met een overzichtelijke compartimentering van de verschillende ruimtes. Het Metropool bestaat eigenlijk uit twee blokken: een met de Kleine Zaal en een met de Grote Zaal. De hal die over de twee blokken heen valt vormt de Foyer. Zowel de Kleine als de Grote Zaal vormen een eigen compartiment. Daarnaast bevinden zich in het Metropool nog een aantal brandscheidingen, vooral bedoeld om de vluchtroutes die aan de Grote en Kleine Zaal grenzen af te schermen. Voor de detectie van een mogelijke brand beschikt het Metropool over een brandmeldinstallatie met een aansluiting op het Openbaar Meldsysteem, afgekort OMS (Schage, 2016). Door de OMS-aansluiting wordt een mogelijke brand direct doorgemeld naar de Regionale Alarmcentrale (RAC). In het Metropool is verder geen automatische brand- of rookbeheersing, zoals een sprinkler- of RWA-systeem, aanwezig. Brandkenmerken bij het Metropool Bij een doelgerichte beschouwing van de brandveiligheid in een gebouw is er nog geen brand waar de kenmerken van vastgesteld kunnen worden. De brand zal in CFAST gesimuleerd moeten worden waarbij de randcondities, voortkomend uit de brandkenmerken, zo realistisch mogelijk benaderd moeten worden voor het Metropool. Leidend hierbij zijn internationale standaarden en normen. Uitgangspunt van de brand is een cellulosebrand zoals beschreven in NEN-EN Hiervoor is gekozen omdat een celluloseverbranding (C 4 H 6 O 3 ) de meest realistische weergave van de werkelijke situatie geeft. De overige randcondities van de brand waarmee gerekend wordt in CFAST simulatie zijn afkomstig uit NEN-EN en het Bouwbesluit 2012: Tijdsconstante: 300 s (medium) Referentie vermogensdichtheid: 250 kw/m 2 Vuurbelasting: 1200 MJ/kg Verbrandingswaarde: 17,5 MJ/kg Verbrandingsefficiëntie: 0,8 4.2 Available Safe Time De tweede stap bij een doelgerichte beschouwing is het berekenen van de tijd die de brandweer nodig heeft om de mogelijke scenario s uit te voeren. Deze beschikbare tijd, ook wel Available Safe Time (AST) genoemd, is in een later stadium nodig om te berekenen of er voldoende marge aanwezig is om het te onderzoeken scenario uit de voeren. De AST kan worden berekend door de in de vorige paragraaf uitgewerkte kenmerken en randcondities in te voeren in CFAST. Met CFAST kan vervolgens berekend worden hoe lang het duurt voordat bij het te onderzoeken scenario niet meer voldaan kan worden aan de maximaal aanvaardbare condities en de brandweer niet meer op kan treden zonder hierbij haar eigen gezondheid in gevaar te brengen. Bij het Metropool zijn, zoals eerder al benoemd, meerdere scenario s voor brandweeroptreden mogelijk waarin drie verschillende inzetstrategieën mogelijk zijn. Omdat een defensieve buiteninzet, een inzet die van buiten het object wordt uitgevoerd, altijd voldoende veilig is, hoeven voor het Metropool alleen de scenario s waarbij een binneninzet wordt uitgevoerd met CFAST worden gesimuleerd. Dit kan zowel gaan om een defensieve als een offensieve binneninzet. Onderstaand wordt per scenario een simulatie uitgevoerd en wordt per scenario de AST vastgesteld. 8

14 Rooklaagtemperatuur ( C) Rookvrije hoogte (m) Scenario 1: Brand in de Grote Zaal Offensieve Binneninzet Het eerste scenario die bij het Metropool mogelijk is, is de uitvoer van een offensieve binneninzet waarbij de brand woedt in de Grote Zaal van het Metropool. De brandweer zal bij dit scenario de brand blussen in de Grote Zaal. Door in de CFAST de brand in de Grote Zaal te plaatsen en vervolgens af te spelen, berekent het zonemodel in CFAST de temperatuurontwikkeling van de rooklaag en de rookvrije hoogte. De AST wordt gevormd door het tijdstip waarop de rooklaagtemperatuur en rookvrije hoogte niet meer aanvaardbaar zijn, zoals gesteld bij de menskenmerken in paragraaf 4.1. Uit de berekeningen van het zonemodel in CFAST blijkt dat de rooklaag in de Grote Zaal na 7,6 minuten de maximaal aanvaardbare temperatuur van 350 C bereikt. De minimale rookvrije hoogte van 2,5 meter wordt na 26,5 minuten bereikt (zie figuur 5). Omdat de ruimtecondities na 7,6 minuten niet meer aan de aanvaardbare eisen voldoet wordt de tijd die de brandweer beschikbaar heeft om het scenario uit te voeren, de AST, vastgesteld op 7,6 minuten. Offensieve Binneninzet Grote Zaal Rooklaagtemperatuur Rookvrije hoogte Tijd (min.) Figuur 5 Ontwikkeling van de zones in de Grote Zaal bij een brand in de Grote Zaal Scenario 2&3: Brand in de Grote Zaal Defensieve Binneninzet Naast een inzet in de Grote Zaal zelf, kan een brand in de Grote Zaal ook vanuit het naastgelegen compartiment worden bestreden, een zogenaamde defensieve binneninzet. De defensieve binnenzet kan worden uitgevoerd vanuit twee ruimtes: de Foyer of de gecompartimenteerde vluchtroute die aan de Grote Zaal grenst. In beide gevallen moet in CFAST de brand in de Grote Zaal worden geplaatst. Nu zullen, ten opzichte van de offensieve binneninzet, niet de rooklaagcondities in de Grote Zaal zelf worden berekend, maar de condities van de rooklaag in de naastgelegen compartimenten. In het scenario met een inzet vanuit in de Foyer duurt het 21,95 minuten voordat de rooklaag een temperatuur van 350 C bereikt. Daarnaast duurt het 16,9 minuten voordat de rookvrije hoogte het minimum van 2,5 meter bereikt (zie figuur 6). In het scenario waarbij een defensieve binneninzet wordt uitgevoerd vanuit de Foyer, bedraagt de beschikbare tijd voor het brandweeroptreden dus 16,9 minuten. 9

15 Rooklaagtemperatuur ( C) Rookvrije hoogte (m) Rooklaagtemperatuur ( C) Rookvrije hoogte (m) Defensieve Binneninzet via Foyer Rooklaagtemperatuur Rookvrije hoogte Tijd (min.) Figuur 6 Ontwikkeling van de zones in de Foyer bij een brand in de Grote Zaal Het tweede scenario waarin de mogelijkheid bestaat om de brand defensief te bestrijden is door de vluchtroute van de Grote Zaal te gebruiken als aanvalsroute. Deze vluchtroute wordt gecompartimenteerd doordat deze achter een brandscheiding ligt. Omdat de vluchtroute vanaf buiten goed te bereiken is door het brandweerpersoneel zou het gebruiken van de vluchtroute als aanvalsroute een mogelijkheid kunnen zijn. Hiervoor moeten de condities in de vluchtroute wel voldoen aan de gestelde eisen van de twee zones. Uit de simulatie in CFAST blijkt dat het 12,88 minuten duurt voordat de rooklaag in de vluchtroute een temperatuur bereikt die groter is dan de acceptabele 350 C. Omdat echter al na 9,81 minuten de rookvrije hoogte niet meer aan de eis van 2,5 meter voldoet, komt de beschikbare tijd voor de uitvoer van een defensieve binneninzet vanuit de vluchtroute van de grote zaal overeen met een tijd van 9,81 minuten (zie figuur 7). Defensieve Binneninzet via Vluchtroute Rooklaagtemperatuur Rookvrije hoogte Tijd (min.) Figuur 7 Ontwikkeling van de zones in de vluchtroute bij een brand in de Grote Zaal 10

16 Rooklaagtemperatuur ( C) Rookvrije hoogte (m) Scenario 4 Brand in de Foyer Offensieve Binneninzet Het vierde en laatste inzetscenario welke bij het Metropool een realistische scenario vormt, is de uitvoer van een offensieve binneninzet bij een brand in de Foyer. Hierbij wordt de brandweer ingezet in de Foyer om de brand te bestrijden. Door in CFAST de brand in de Foyer te plaatsen kunnen de condities van de zones in de Foyer worden bepaald en kan worden berekend hoelang het duurt voordat de condities in de zones niet meer aan de maximaal aanvaardbare rooklaagtemperatuur en minimale rookvrije hoogte voldoen. Uit de simulatie van dit scenario blijkt dat de maximaal aanvaardbare rooklaagtemperatuur van 350 C wordt bereikt na een tijd van 24,6 minuten. De minimale rookvrije hoogte voor een veilige brandweerinzet wordt bereikt na een tijdsduur van 13,6 minuten (zie figuur 8). De tijd die de brandweer beschikbaar heeft voor de uitvoer van een offensieve binneninzet in de Foyer komt dus overeen met een tijd van 13,6 minuten. Een eventuele defensieve binneninzet bij een brand in de Foyer is niet mogelijk omdat hiervoor geen geschikt compartiment aan de Foyer grenst. Offensieve Binneninzet Foyer Rooklaagtemperatuur Rookvrije hoogte Tijd (min.) Figuur 8 Ontwikkeling van de zones in de Foyer bij een brand in de Foyer 4.3 Required Safe Time De derde stap om te kijken of het doel, het veilig kunnen optreden door de brandweer, bij de vier mogelijke scenario s wordt behaald, is het berekenen van de tijd die het repressieve brandweerpersoneel nodig heeft voor het uitvoeren van de verschillende inzetscenario s. Deze operationele tijd, de Required Safe Time (RST), is voor alle scenario s gelijk en bestaat uit de som van de opkomsttijd, ontdekkings- en meldingstijd en de inzettijd. Het Besluit Veiligheidsregio s (2010) en het naslagwerk Basis voor Brandveiligheid (2013) stellen per gebruiksfunctie normatieve waarden voor deze tijden. Omdat bij een doelgerichte beschouwing project-specifiek naar de brandveiligheid wordt gekeken, moeten de normatieve waarden voor de bovengenoemde tijden nog gecorrigeerd worden zodat ook voor deze tijden waarden ontstaan die bij het Metropool horen. Hiervoor kan gebruik worden gemaakt van de gebouwkenmerken van het Metropool. Zo is bijvoorbeeld de ligging van het Metropool ten opzichte van de brandweerkazerne in Hengelo vrij gunstig en beschikt het Metropool over een brandmeldinstallatie met een aansluiting op het openbaar meldsysteem. Door de ligging van het Metropool 11

17 ten opzichte van de brandweerkazerne is de normatieve opkomsttijd van 10 minuten niet voor het Metropool van toepassing. Volgens Brandweer Twente moet de repressieve inzet in het slechtste geval binnen 8 minuten bij het Metropool kunnen zijn (Schage, 2016). Door de aansluiting op het openbaar meldsysteem wordt een eventuele brand direct ontdekt en direct doorgemeld naar de Regionale Alarmcentrale (RAC). Hierdoor bedraagt de ontdekkingsen meldingstijd bij het Metropool slechts één minuut. Voor de inzettijd geldt een normatieve tijd van 7 minuten. Deze tijd is realistisch, en kan ook voor het Metropool worden aangehouden. Tabel 1 Normatieve en gecorrigeerde tijden voor opkomst, ontdekking, melding en inzet bij het Metropool. Opkomsttijd Ontdekkings- en Meldingtijd Inzettijd Operationele tijd (RST) Normatief Metropool De ontdekkings- en meldingstijd is door de brandmeldinstallatie met automatische doormelding een vaststaand gegeven en kan niet veranderen. De opkomsttijd en de inzettijd kunnen echter door specifieke omstandigheden op het moment van optreden iets hoger of juist iets lager uitvallen. Om deze onzekerheid weg te nemen moet over de opkomsttijd en de inzettijd nog een statistische correctie plaatsvinden. Door de 80%-fractielwaarde van deze tijden te bereken kan de onzekerheid in deze tijden worden weggenomen. Een 80%-fractielwaarde is de tijd die in 80% van de gevallen wordt gehaald door de brandweer en in 20% procent van de gevallen niet wordt gehaald. Binnen de brandveiligheid is dit een algemeen geaccepteerde verhouding. Door vervolgens het gemiddelde van de twee 80%-fractieltijden (de opkomsttijd en de inzettijd) en de ontdekkings- en meldingstijd te nemen ontstaat de uiteindelijke operationele tijd, de RST, van 14,6 minuten. In bijlage III volgt een uitgebreidere berekening van de factielwaarden. 4.4 Veiligheidsfactor en Faalkansen Met de berekende AST en RST kan de veiligheidsfactor van het gekozen scenario worden berekend. Door de AST te delen door de RST ontstaat er een veiligheidsfactor van tussen de 0 en 2. Bij een veiligheidsfactor boven de 1 is er sprake van een relatief kleine kans op het falen van het doel bij het onderzochte scenario. Bij een factor kleiner dan 1 is er een relatief grote faalkans. Hoe dichter bij 0 hoe groter de kans op falen, hoe dichter bij 2 hoe kleiner de kans op falen. Onderstaande tabel geeft een totaaloverzicht. Tabel 2 Totaaloverzicht veiligheidsfactoren en faalkansen Scenario AST (min.) RST (min.) Veiligheidsfactor (=AST/RST) Kans op Falen Offensief binnen in Grote Zaal Defensief binnen vanuit Foyer Defensief binnen vanuit vluchtroute Offensief binnen in Foyer 7,6 14,6 0,52 (AST/RST)<1 16,4 14,6 1,12 (AST/RST)>1 9,8 14,6 0,67 (AST/RST)<1 13,6 14,6 0,93 (AST/RST)<1 12

18 4.5 Betrouwbaarheidsanalyse De berekeningen die zijn uitgevoerd met CFAST zijn gemaakt op basis van de randcondities die voortkomen uit de project-specifieke kenmerken. Deze randcondities zijn deels vaststaande randcondities van het object en deels waarden afkomstig uit bijvoorbeeld literatuur en Nen-normen. De randcondities uit de literatuur en Nen-normen zijn op zichzelf betrouwbare randcondities. De mate van onzekerheid in deze randcondities ontstaat doordat het vaak om geklasseerde grootheden gaat, een vaste waarde met een daaromheen een grote bandbreedte. Soms moet er net een waarde hoger of lager gekozen worden voor een bepaalde randconditie. Bij de doelgerichte beschouwing van de brandveiligheid van het Metropool zijn in CFAST ook een aantal randcondities ingevoerd die geanalyseerd moeten worden op de mate van betrouwbaarheid en op de onzekerheden in het vaststellen van de randcondities. De onzekerheden bij het Metropool zitten vooral bij de randcondities die voortkomen uit de brandkenmerken. Eerder in dit hoofdstuk zijn deze randcondities al besproken. Om de betrouwbaarheid van de doelgerichte beschouwing van het brandweeroptreden bij het Metropool vast te stellen, moet er een betrouwbaarheidsanalyse worden uitgevoerd en moeten de eventuele onzekerheden in de uitgangspunten en randcondities worden weggenomen. Onderstaande tabel geeft een overzicht van de betrouwbaarheidsanalyse van de randcondities die invloed uitoefenen op de ontwikkeling van de brand. Tabel 3 Overzicht betrouwbaarheidsanalyse randcondities Metropool Randconditie Waarde Gevoeligheidsanalyse nodig? Verantwoording beslissing wel/geen gevoeligheidsanalyse Tijdsconstante 300 s Ja Meest realistische maar een hogere of lagere waarde zou in de praktijk ook mogelijk zijn. Referentie vermogensdichtheid 250 kw/m 2 Nee Waarde is afhankelijk van tijdsconstante. Wordt automatisch meegenomen in gevoeligheidsanalyse van de tijdsconstante. Vuurbelasting 1200 MJ/kg Nee Heeft pas na flashover invloed op uitkomst berekeningen. Brandweeroptreden kan alleen voor flashover plaatsvinden. Gevoeligheidsanalyse heeft dus geen effect op het eindresultaat. Verbrandingswaarde 17,5 MJ/kg Nee Gekozen waarde is internationaal geaccepteerde waarde. Een hogere of lagere waarde zou niet realistisch zijn. Verbrandingsefficiëntie 0,8 Nee Gekozen waarde is internationaal geaccepteerde waarde. Een hogere of lagere waarde zou niet realistisch zijn. Uit de betrouwbaarheidsanalyse blijkt dat in de randcondities van de brand alleen in de tijdsconstante een onzekerheid zit. Een hogere of lagere waarde is minder realistisch, maar zou in de praktijk wel mogelijk zijn. De onzekerheid in de tijdsconstante kan worden weggehaald door een simpele gevoeligheidsanalyse uit te voeren. Bij een simulatie van een brand zijn er vier tijdsconstanten mogelijk: 600, 300, 150 en 75 seconden. Een tijdsconstante van 75 seconden kan voor het Metropool worden uitgesloten. 600 en 150 seconden zouden in de praktijk wel mogelijk zijn. Door in CFAST de tijdsconstante aan te passen kan bepaald worden wat de invloed van een hogere of lagere tijdsconstante is. Door de tijdconstante te veranderen, verandert de referentie vermogensdichtheid automatisch mee naar de waarde die aan de tijdsconstante gekoppeld is. 13

19 Bij een tijdsconstante van 150 seconden zal de brand zich sneller ontwikkelen ten opzichte van de tijd en zal er sprake zijn van een hogere vermogensdichtheid ten opzichte van de tijdsconstante in de basisberekening in CFAST. Door de lagere tijdsconstante in de CFAST berekening in te vullen zal er in alle vier de scenario s sprake zijn van een lagere AST. Gevolg van een eventueel lagere AST is dat de enige positieve marge die uit de basisberekening volgt ook negatief zal worden en er sprake zal zijn van een grote kans op het falen van een veilig brandweeroptreden. Anderzijds kan ook gerekend worden met een hogere tijdsconstante dan in de basisberekening, namelijk een tijdsconstante van 600 seconden. Bij deze hogere tijdsconstante zal het volgens de CFAST berekeningen langer duren voordat de maximaal aanvaardbare rooklaagtemperatuur en minimale rookvrije hoogte worden bereikt. Hierdoor zal een hogere AST ontstaan waardoor bijvoorbeeld de lage negatieve marge bij een offensieve binneninzet in de Foyer zal veranderen in een positieve marge waardoor de kans op het falen van een veilig brandweeroptreden geringer wordt. Welke gevolgen dit verder met zich meebrengt zal nader worden besproken in de discussie en conclusie. 4.6 Veranderingen in Gebouwkenmerken In de betrouwbaarheidsanalyse is vooral gekeken naar de randcondities die voorkomen uit de brandkenmerken. Echter zijn er ook een aantal gebouwkenmerken die invloed kunnen uitoefenen op de veiligheidsmarge en daarmee de kans op het falen van het onderzochte doel. Dit zijn echter geen randcondities die de betrouwbaarheid van de basisberekening zullen beïnvloeden en zijn daarom geen onderdeel van de betrouwbaarheidsanalyse. Pas als deze kenmerken worden toegepast op het Metropool zal de marge worden beïnvloed. Het eerste kenmerk is de aanwezigheid van een brandmeldinstallatie met een aansluiting op het Openbaar Meldsysteem. In de huidige situatie is het Metropool wel aangesloten op het Openbaar Meldsysteem. Dit houdt in dat een eventuele brand direct wordt doorgemeld naar de RAC. Omdat deze automatisch doormelding bij veel objecten ook zorgt voor veel loze meldingen 96% van de meldingen is loos is de brandweer begonnen met het project Structureel Terugdringen Ongewenste en Onechte Meldingen, kortweg STOOM. Binnen STOOM wordt geprobeerd om, in samenwerking met de diverse gebouwgebruikers, het aantal loze meldingen te reduceren. Eén van de mogelijke maatregelen van STOOM, welke geleidelijk wordt ingevoerd, is verificatie op locatie. Bij verificatie op locatie rukt, bij een automatische melding via een brandmeldinstallatie, de brandweer niet direct meer uit maar dient de interne (BHV-)organisatie eerst zelf te verifiëren of er daadwerkelijk brand is. Voor de interne verificatie staat een vertragingstijd van drie of vier minuten. Dit betekent dat, mocht dit in de toekomst ook voor het Metropool gaan gelden, de ontdekkings- en meldingstijd van het Metropool geen één, maar mogelijk vier of vijf minuten wordt. Hierdoor zal er sprake zijn van een grotere RST, waardoor de uiteindelijke veiligheidsfactor lager zal uitvallen dan in de basisberekening is berekend. Hierdoor zou een veiligheidsfactor van net boven de één kunnen veranderen in een veiligheidsfactor net onder de één, waardoor de kans op het falen van een veilige inzet groter wordt en een offensieve inzet bijvoorbeeld moet worden afgeschaald naar een defensieve binneninzet. Het tweede gebouwkenmerk welke de veiligheidsfactor en de kans op het falen van de inzet zou kunnen beïnvloeden is de aanwezigheid van actieve brand- en rookbeheersing, zoals een sprinklerinstallatie of een RWA-systeem. 14

20 Actieve brand- en rookbeheersing kunnen er theoretisch, door een tragere brand- en rookontwikkeling, voor zorgen dat het langer duurt voordat de maximaal aanvaardbare condities van de twee zones worden bereikt. De AST zou hierdoor groter worden waardoor een hogere veiligheidsfactor en een kleinere kans op het falen van het inzetscenario ontstaat. Of dit in de praktijk ook zo is, is onderzocht door de basisberekening in CFAST twee keer te herhalen, één keer met een sprinklerinstallatie en één keer met een RWAsysteem. In beide gevallen blijkt dat de rooklaag binnen de simulatie geen kans krijgt om zich te ontwikkelen tot een temperatuur of rookvrije hoogte die een gevaar zal vormen voor het repressieve brandweerpersoneel. Dit betekent dat de AST altijd groter zal zijn dan de RST en er, zoals theoretisch al was vastgesteld, altijd sprake zal zijn van een hoge veiligheidsfactor en een kleine kans op het falen van de brandweerinzet. Voor het brandweerpersoneel is het bij de afweging om wel of geen binneninzet uit te voeren van groot belang om te weten of er actieve brand- en rookbeheersing in het object aanwezig is. Door actieve brand- en rookbeheersing aan het Metropool toe te voegen zouden eigenlijk alle scenario s uitgevoerd kunnen worden zonder daarbij als brandweer risico te lopen. Een sprinklerinstallatie of een RWA-systeem is volgens de regelgericht beschouwing echter niet noodzakelijk. 15

21 Hoofdstuk 5: Discussie Met de resultaten van het onderzoek is geprobeerd om een beeld te geven van een doelgerichte beschouwing door deze uit te voeren op een bestaande casus. De doelgerichte beschouwing berust voor het grootste deel op de berekeningen die zijn uitgevoerd met CFAST. De berekeningen in CFAST zijn gemaakt op basis van een fysisch brandmodel. Zo n brandmodel is een goede benadering van de werkelijke situatie, maar kent wel een aantal beperkingen die de uitkomsten van de berekeningen zouden kunnen beïnvloeden. Bij de materialen en methoden zijn deze beperkingen al besproken evenals het feit dat de uiteindelijke resultaten wel heel dicht bij de werkelijkheid zullen liggen maar dat altijd een mate van onzekerheid in de resultaten zal blijven zitten. De onzekerheid in de uitkomsten van de berekeningen komt vooral voort uit de onzekerheid in de randcondities die voor de berekeningen zijn gebruikt. Door de uitvoering van een betrouwbaarheids- en gevoeligheidsanalyse is getracht deze onzekerheid zo laag mogelijk te houden. Desondanks zal er altijd een beperkte mate van onzekerheid blijven. Ook in de resultaten van dit onderzoek. Vaak zal er in de randcondities een keuze gemaakt moeten worden omdat de werkelijke situatie simpelweg niet te voorspellen is. In dit onderzoek is er bijvoorbeeld vanuit gegaan dat de deuren na twee minuten opengaan en de rook zich vanaf dit moment naar de naastgelegen compartimenten zal kunnen verspreiden. Deze keuze is met literatuur onderbouwd. Desalniettemin weten we niet of dit in werkelijkheid ook echt op deze manier zal gaan. En zal dit ook in alle ruimtes zo zijn of slechts in een aantal? En gaan in alle ruimtes de deuren open of slechts enkele? Vragen die je vooraf niet kunt beantwoorden. Er zal dus altijd een mate van onzekerheid blijven en die zal lastig zijn om weg te halen. Veel onzekerheden zijn pas te verminderen wanneer beperkingen worden opgelegd in bijvoorbeeld de inrichting van het object. Beperkingen die vaak niet wenselijk zijn voor de gebouwgebruikers en daardoor niet op te leggen zijn. Een kleine mate van onzekerheid is dus onvermijdbaar en hier zal bij de interpretatie van de resultaten rekening mee moeten worden gehouden. In het onderzoek naar het Metropool is door veelal uit te gaan van het meest realistische scenario geprobeerd om de simulatie en de berekeningen zo betrouwbaar mogelijk te maken. Daarnaast is door onderzoek te doen naar de onzekerheden in de randcondities en hier over een gevoeligheidsanalyse uit te voeren, geprobeerd om de onzekerheden zoveel mogelijk te beperken. Omdat er ondanks de zo realistisch mogelijke scenario s altijd, hoe klein deze ook is, een mate van onzekerheid zal blijven bestaan zijn de resultaten voor interpretatie vatbaar. In de praktijk is het niet zo zwart of wit als in dit onderzoek en zal de brandweer op het moment zelf bepalen of er wel of geen binneninzet zal worden uitgevoerd. Waar de berekeningen in dit onderzoek stellen dat een binneninzet in veel gevallen niet mogelijk is zal in de praktijk de brandweer vaak wel een binneninzet uitvoeren (Schage, 2016). Dit komt omdat de brand zich niet in alle gevallen even zwaar en even snel zal ontwikkelen. Dit wil echter niet zeggen dat de doelgerichte methode niet bruikbaar is. De doelgerichte methode geeft een hele goede indicatie omtrent de repressieve veiligheid en geldt als goed alternatief voor een regelgerichte beschouwing. Voor het brandweeroptreden geldt echter dat de praktijk en ervaringen uit bijvoorbeeld brandonderzoek ook een goede graadmeter kunnen zijn. Een combinatie van beiden leidt uiteindelijk tot de veiligste keuze. Binnen de fire 16

22 safety engineering is de directe waarde groter. De doelgerichte beschouwing helpt om inzicht te geven in hoe een gebouw brandveilig gemaakt kan worden voor een bepaald doel en maakt goed duidelijk welke bijdrage brandveiligheids-voorzieningen leveren aan het behalen van de brandveiligheidsdoelen. Nadeel is alleen dat een doelgerichte beschouwing complexer en tijdrovender is dan een regelgerichte beschouwing. Dat een doelgerichte beschouwing tijdrovend is bleek ook wel uit het onderzoek naar het Metropool. De doelgerichte beschouwing bestaat uit veel complexe stappen. Wat in het onderzoek naar het Metropool vooral veel tijd kostte was het simuleren van het Metropool in CFAST. Voor dat CFAST kan gaan rekenen aan de verschillende zones moet eerst het object gesimuleerd worden op basis van een coördinatensysteem. Dit moet echter wel op de juiste manier gebeuren anders geeft de software errors en kan de berekening niet plaatsvinden. Verreweg het grootste deel van de voor het onderzoek beschikbare tijd is besteed aan het goed simuleren van het Metropool, iets waar in de planning minder tijd voor was uitgetrokken. Een andere stap die veel tijd en moeite heeft gekost was het garanderen van valide en betrouwbare onderzoeksresultaten. Hier zit nogal wat ingewikkelde statistiek achter. Uiteindelijk is het in dit onderzoek nog vrij simpel omdat slechts één randconditie gecorrigeerd hoefde te worden. In toekomstig onderzoek moet er in de planning dan ook rekening mee worden gehouden dat deze stappen complex zijn en veel tijd kosten. 17

23 Hoofdstuk 6: Conclusie Het onderzoek bestaat uit twee delen. Doel van het eerste deel is om inzicht te geven in het doelgericht benaderen van brandveiligheid en te onderzoeken op welke wijze brandveiligheidsvoorzieningen een bijdrage kunnen leveren aan het behalen van de brandveiligheidsdoelen. Het tweede deel bestaat uit het toepassen van de doelgerichte benadering op het Metropool om te onderzoeken of de brandweer veilig kan optreden in het Metropool en om te onderzoeken in welke mate de brandveiligheidsvoorzieningen deze mate van veiligheid kunnen beïnvloeden. In dit hoofdstuk worden per onderzoeksvraag de conclusies van het onderzoek geschetst. Op welke wijze kan de doelgerichte benadering gebruikt worden om inzicht te geven in de mate van brandveiligheid, de meest succesvolle inzetstrategie en de invloed van brandveiligheids-voorzieningen op deze brandveiligheid? Door vast te stellen wat de kans van falen van een bepaald brandveiligheidsdoel is, kan worden vastgesteld of er voldoende brandveiligheid gegarandeerd kan worden om het doel te behalen. Deze kans kan afgeleid worden uit de veiligheidsfactor die ontstaat door de tijd die nodig is voor het behalen van het brandveiligheidsdoel te delen door de tijd die hiervoor beschikbaar is. De beschikbare tijd, de AST, komt voort uit de maximaal beschikbare tijd om het doel te behalen zonder hierbij gezondheidsschade op te lopen. Door de condities in het object op het moment van brand te berekenen kan deze tijd bepaald worden. Hiervoor moet echter wel eerst vastgesteld worden wat de project-specifieke brandveiligheidskenmerken van het object zijn. Deze randcondities zijn namelijk nodig voor het berekenen van de AST. De benodigde tijd, de RST, volgt de som van losse tijden met betrekking tot het brandweeroptreden. Hieruit kan worden bepaald bij welke inzetstrategie van de brandweer wordt voldaan aan AST>RST. Door te variëren in de project-specifieke kenmerken, bijvoorbeeld door de toevoeging van een sprinklerinstallatie, kan bepaald worden wat de invloed van mogelijke brandveiligheidsvoorzieningen is op de faalkans van het doel en daarmee de uiteindelijke mate van brandveiligheid. De doelgerichte benadering kan op deze manier gebruikt worden om inzicht te geven in de mate van brandveiligheid en hoe eventuele brandveiligheidsvoorzieningen deze mate van brandveiligheid kunnen vergroten. Hoe groot is de veiligheidsfactor, en daarmee de kans op het falen van de brandweerinzet bij het Metropool en welke rol zouden (extra) brandveiligheidsvoorzieningen in deze factor kunnen spelen? Door de doelgerichte beschouwing uit te voeren bij het metropool is inzicht verkregen in de mate waarin de brandweer veilig kan optreden bij de meest waarschijnlijke brandscenario s. Wanneer een berekening wordt uitgevoerd met de meest realistische randcondities blijkt dat enkel bij een defensieve binneninzet bij een brand in de Grote Zaal de veiligheidsfactor voldoende groot is om de inzet veilig uit te kunnen voeren. Bij alle andere onderzochte inzetscenario s is de veiligheidsfactor kleiner dan één, waardoor de kans op het falen van een veilige brandweerinzet relatief groot is. Echter blijkt dat wanneer er voor de berekening iets gunstigere randcondities worden gekozen, deze kans op falen afneemt, waardoor bijvoorbeeld ook een defensieve binneninzet in de Foyer kan worden uitgevoerd zonder dat de repressieve inzet hier grote risico s bij loopt. Andersom, wanneer minder gunstige 18

24 Basisberekening Minder gunstige randcondities Gunstigere randcondities randcondities worden gekozen, blijkt dat de repressieve inzet een groter risico zal lopen. Figuur 9 toont een samenvatting van de mogelijke inzetscenario s. Bij een vinkje zijn de risico s klein genoeg om de inzet veilig uit te kunnen voeren. Bij een kruisje zijn de risico s te groot om de inzet veilig uit te voeren. Echter zijn, zoals in de discussie al is besproken, de resultaten niet altijd zo zwart of wit als het lijkt en bepaalt veelal de praktijksituatie of de inzet wel of niet veilig kan worden uitgevoerd. Er zal dan moeten worden teruggevallen op een defensieve buiteninzet, iets wat eigenlijk niet gewenst is, omdat er dan sprake zal zijn van een afbrandscenario. De doelgerichte beschouwing bij het Metropool toont echter wel aan dat met de mogelijke toevoeging van extra brandveiligheidsvoorzieningen gestreefd kan worden naar een hogere veiligheidsfactor en daarmee een kleinere kans op het falen van een veilige brandweerinzet. Op deze wijze kunnen fire safety engineers gebruik maken van de doelgerichte benadering om te bepalen hoe het brandveiligheidsdoel in het object bereikt kan worden. Offensieve Binneninzet Brand in Grote Zaal Defensieve Binneninzet Defensieve Buiteninzet * Offensieve Binneninzet Brand in de Foyer Defensieve Binneninzet Defensieve Buiteninzet * * Afbrandscenario Figuur 9 Schematisch overzicht conclusies doelgerichte beschouwing bij het Metropool 19

25 Hoofdstuk 7: Aanbevelingen Voortkomend uit de resultaten en conclusies van het onderzoek kunnen een aantal aanbevelingen worden opgesteld. De aanbevelingen zijn gericht op drie doelgroepen: het repressieve brandweerpersoneel, de fire safety engineers & risicobeheersers bij de brandweer en als laatste de groep onderzoekers die in de toekomst verder onderzoek willen doen met betrekking tot het doelgericht benaderen van brandveiligheid. Aanbevelingen voor repressief brandweerpersoneel Het onderzoek toont aan dat bij grofweg de meeste inzetscenario s de veiligheidsfactor niet groot genoeg is om een veilige binneninzet uit te voeren. Dit wil niet per definitie zeggen dat er geen binneninzet bij het Metropool mogelijk is. Wel geeft dit aan dat de risico s van de binneninzet goed moeten worden afgewogen voor definitief besloten wordt om het object of compartiment wel of niet binnen te gaan. Bij een offensieve binneninzet zijn de risico s aan de hoge kant. Een defensieve binneninzet vormt in de meeste scenario s een veilig alternatief. Als bij defensieve binneninzet blijkt dat een eventuele offensieve binneninzet wel mogelijk is kan deze altijd nog altijd uitgevoerd worden. Bij de beslissing is het tevens belangrijk om inzicht te hebben in de brandveiligheidskenmerken van het object. Zo kan de aanwezigheid van bepaalde brandveiligheidsvoorzieningen de veiligheidsfactor van de binneninzet aanzienlijk vergroten, waardoor zonder grote risico s opgetreden kan worden door het repressieve brandweerpersoneel. Aanbevelingen voor fire safety engineers en risicobeheersers Het onderzoek heeft laten zien dat de veiligheidsfactor van de meeste inzetscenario s niet groot genoeg is om zonder gezondheidsrisico s op te treden. De doelgerichte beschouwing van de repressieve veiligheid bij het Metropool laat zien dat extra brandveiligheidsvoorzieningen, die volgens de wet- en regelgeving niet altijd verplicht zijn, de veiligheidsfactor kunnen beïnvloeden, waardoor de risico s voor het repressieve brandweerpersoneel bij het optreden afnemen. Het toevoegen van een sprinklerinstallatie of een RWA-systeem is dus sterk aan te bevelen. Door de doelgerichte in plaats van de regelgerichte benadering te gebruiken wordt het effect van de brandveiligheidsvoorzieningen duidelijker zichtbaar en neemt de bereidheid om deze voorzieningen toe te passen toe. De doelgerichte beschouwing van het Metropool laat tevens zien dat bij projecten op het gebied van risicobeheersing, waar vaak vooral naar risico s voor gebouwgebruikers wordt gekeken, ook rekening gehouden moet worden met de veiligheid van de repressieve collega s. Zo wordt in het onderzoek binnen het project STOOM vooral onderzocht wat de risico s voor gebouwgebruikers zijn bij de invoer van vertragingstijd, terwijl vertragingstijd ook grote invloed heeft op de inzetmogelijkheden van het repressieve personeel. Bij vertragingstijd kan een defensieve binneninzet in de Foyer van het Metropool niet meer veilig worden uitgevoerd. Een doelgerichte beschouwing van de repressieve veiligheid kan helpen om hier inzicht in te geven. 20

26 Aanbevelingen voor toekomstig onderzoek Om nog meer inzicht te geven in het doelgericht beschouwen moeten in toekomstig onderzoek ook de overige brandveiligheidsdoelen worden uitgewerkt in een casus. Daarnaast kunnen ook binnen het doel dat in dit onderzoek centraal staat, het veilig kunnen optreden door de brandweer, meer casussen worden uitgewerkt. Hierbij kan worden gestreefd naar een hogere veiligheidsfactor binnen de verschillende inzetscenario s om zo aan te tonen dat niet bij elk object sprake zal zijn van de zulke grote faalkansen. Daarnaast kan door het herhaaldelijk uitvoeren van dergelijke onderzoeken een standaard worden gevormd voor het doelgericht beschouwen van brandveiligheid. In toekomstig onderzoek is het belangrijk dat gestreefd wordt naar een grote betrouwbaarheid in de onzekere randcondities van de berekening door een goede betrouwbaarheids- en gevoeligheidsanalyse op de randcondities uit te voeren. De validiteit van het onderzoek valt of staat bij betrouwbare randcondities. Daarnaast moet er in toekomstig onderzoek rekening mee worden gehouden dat het simuleren van het object in CFAST erg veel tijd en moeite kost. Op deze manier kan worden voorkomen dat de onderzoeker gedurende het onderzoek in de problemen komt met de tijd en planning. 21

27 Boeken en Vakliteratuur: Literatuurlijst Bengtsson, L.G. (2001). Enclosure Fires. Karlstad: Swedish Rescue Services Agency. Hagen, R. & Witloks, L. (2013). Basis voor Brandveiligheid. Arnhem: Instituut Fysieke Veiligheid. Hagen, R., Hendriks, A. & Molenaar, J. (2014). Kwadrantenmodel voor Gebouwbrandbestrijding. Arnhem: Brandweer Nederland. Kobes, M. (2008). Zelfredzaamheid bij Brand Kritisch factoren voor het veilig vluchten uit gebouwen. Den Haag: Boom Juridische Uitgevers. NEN-EN _C1/NB. (2011). Nationale Bijlage Eurocode 1: Belastingen op Constructies Belasting bij Brand. Delft: Nederlands Normalisatie-Instituut. Tromp, A.J. & van Mierlo, R.J. (2013). Fire Safety Engineering: Handboek voor de Bouw. Delft: Uitgeverij Eburon. van Herpen, R. (2007). Brandveiligheidsconcept Metropool Hengelo. Zwolle: Nieman Raadgevende Ingenieurs B.V. van Herpen, R. (2015). Doelgerichte Vluchtveiligheid: Noodzakelijke Marges als Gevolg van Onzekere Randcondities. Enschede: Onderzoekslijn Brandveiligheid in de Bouw. van Herpen, R. (2015). Wat als niet voldaan kan worden aan het Bouwbesluit?. Beveiliging van Herpen, R. & de Witte, L. (2015). Toolbox Brandweerinzet. Zwolle: Nieman Raadgevende Ingenieurs. Digitale bronnen: NIST. (2010). Fire Growth and Soke Transport Modelling with CFAST. Opgeroepen in maart 2016, van Website van NIST Engineering Laboratory: Rijksoverheid. (2010). Besluit Veiligheidsregio s. Opgeroepen in april 2016, van Website van Wetten.Overheid.nl: Interviews: Schage, R. - Brandweer Twente, te Hengelo (2016, Maart 29). Repressieve Inzet Metropool. Hengelo. (C. Bredewoud, Interviewer). zie bijlage 1. vi

28 Bijlagen Bijlage I: Interview Brandweer Twente Interview met: Datum: René Schage Adviseur Brandveiligheid/Officier van Dienst Brandweer Twente , te Hengelo 1. Zou een offensieve binneninzet een realistisch scenario zijn bij een brand in het Metropool (brand in de Grote Zaal)? Het Metropool kent een goede compartimentering. Daarnaast zijn de belangrijkste compartimenten betonnen dozen. Als er brand uitbreekt in bijvoorbeeld de Grote Zaal, zal de brand ook lang beperkt blijven tot de Grote Zaal. In principe ga je bij een brand in de Grote Zaal niet direct naar binnen. Omdat de brand lang beperkt zal blijven tot de Grote Zaal zullen we eigenlijk altijd een defensieve binneninzet uitvoeren. Mocht er vervolgens een mogelijkheid zijn om een offensieve binneninzet uit te voeren kan dit altijd nog overwogen worden. Deze offensieve binneninzet in de Grote Zaal zullen we in principe alleen uitvoeren als er nog mensen in de Grote Zaal zijn die gered moeten worden, of als de brand nog echt heel klein is. Als er brand in de Foyer (bijvoorbeeld in het café) uitbreekt kan door goede brandscheidingen en de glazen pui die er nog tussen staat ook goed een offensieve binneninzet uitgevoerd worden. 2. Zou een defensieve binneninzet een realistisch scenario zijn bij een brand in het Metropool (brand in de Grote Zaal)? In principe zullen we in dit gebouw, onder de aanname dat de brand in de Grote of Kleine Zaal is, altijd een defensieve binneninzet uitvoer. Voor het vluchten zijn er twee brandwerende vluchtroutes. De vluchtroutes met brandscheiding moeten in principe 60 minuten stand houden. Deze vluchtroutes kunnen we goed als aanvalsroute bij een defensieve binneninzet gebruiken, waardoor we relatief veilig zijn tijdens een optreden. We zullen in principe dus altijd een binneninzet uitvoeren. Dit zal in principe, mits er geen slachtoffers o.i.d. zijn, defensief zijn. 3. Welke rol speelt de ligging langs het spoor en eventuele hinder van het treinverkeer bij een brand bij de keuze voor de inzetstrategie (wel of geen binneninzet?)? Het spoor speelt secundair wel een rol in de keuze die we maken. Mede door het spoor is een afbrandscenario niet gewenst. We hebben er als brandweer echter totaal geen moeite mee om het treinverkeer stil te leggen en het station te ontruimen als dit voor de veiligheid beter is. Sowieso is de kans groot, met name als er veel rook vrij komt, dat het treinverkeer stil gelegd wordt bij een brand in het Metropool. Anderzijds kan het treinverkeer ook een risico voor het Metropool zijn (denk aan OGS) maar dat is een heel ander verhaal. vii

29 4. Met welke specifieke gevaren zou u rekening houden bij een repressief optreden in het Metropool (versnelde brandontwikkeling, rookgasexplosie, isolatiemateriaal)? In principe zijn de aanvalswegen goed en veilig. Het risico is groter als er brand uitbreekt in bijvoorbeeld de oefen- en techniekruimtes en kleedkamers achter de Grote Zaal. Dat is een gevaarlijkere hoek bij het repressieve optreden. Echter zijn dit wel kleinere ruimtes die i.v.m. akoestiek goed geïsoleerd zijn. Ook hier zal de brand dus lang beperkt blijven tot de ruimte van ontstaan. Als er brand uitbreekt in de Foyer of er stroomt veel rook de Foyer in dan stijgt de rook hoog de Foyer in en zal in principe niet direct een risico vormen. We kunnen hierdoor relatief lang in de Foyer blijven waardoor een defensieve binneninzet goed mogelijk is. Echter zijn de vele trappen wel een belemmering in het optreden. 5. Heeft het Metropool een OMS aansluiting? Het Metropool is nog wel aangesloten op het openbaar meldsysteem. Dit in de verband met de gebruiksfunctie. In geval van brand weten we dit snel. Daarnaast ligt het Metropool heel dicht bij de kazerne. Binnen 8 minuten na de melding moeten we hier dus al wel op locatie zijn. Echter bestaat dan wel de kans dat de ontruiming nog niet volledig afgerond is. De BHV is echter goed getraind in het leiden van ontruimingen en in het verleden ging dit, zelfs tijdens concerten, erg soepel en snel. viii

30 Bijlage II: Afbeeldingen en Plattegronden Metropool De bouwtekeningen in deze bijlage zijn gebruikt als basis voor de geometrie van de simulatie van het Metropool in het coördinatensysteem in CFAST 7.0. ix

31 Bijlage III: Berekening RST gemiddeld randcondities tijdsduur x Tmeld ontdekkings/meldtijd min 1 Topkomst opkomsttijd min 5 Tinzet inzettijd min 5 Ttotaal operationele tijd min 11 Resultaat operationele tijd (80% fractiel) min. 14,6 gevoeligheidsanalyse variantie en standaard deviatie variatie st. deviatie normatief Ttotaal dt/dx s dt/dx (s dt/dx) 2 V s x + dx t [min] 0,00 0, ,0 1 0,000 0,000 0,60 3, ,0 1 3,567 12,725 0,40 2, ,0 1 2,378 5,655 11,0 variantie(t)= 18,380 s(t)= 4,287 betrouwbaarheid en kansverdeling (Ttotaal) t [min] beta(ttotaal) p(ttotaal) 0-2,566 5,15E ,400 8,08E ,233 4,08E-01 14,6 0,840 7,99E ,099 9,82E ,266 9,99E ,432 1,00E ,598 1,00E ,764 1,00E ,931 1,00E ,097 1,00E+00 x

32 Bijlage IV: CFAST Geometrie & Brandcondities xi

33 Bijlage V: Input File CFAST xii

34 Bijlage VI: Output File CFAST Output data Offensieve Binneninzet in de Grote Zaal: Output data Offensieve Binneninzet in de Foyer: xiii

35 Output data Defensieve Binneninzet vanuit Foyer, Brand in Grote Zaal: Output data Defensieve Binneninzet vanuit Vluchtroute, Brand in Grote Zaal: xiv