Publicatiereeks Gevaarlijke Stoffen 1. Deel 2A: Effecten van explosie op personen

Transcriptie

1 Publicatiereek Gevaarlijke Stoffen 1 Deel 2A: Effecten van exploie op peronen

2 pagina 2 van 51 Inhoudopgave pagina Samenvatting 4 Summary 4 1 Inleiding Redactioneel Indeling 5 2 Identificatiechema 6 3 Uitwerking van Blat Longchade Gehoorchade 16 4 Uitwerking van meeleureffecten Criteria voor bepaling van overlijdenkan Druk-impul diagrammen 20 5 Uitwerking van cherven en broktukken Scherven Broktukken Letelcriterium Glacherven 30 6 Intorten van gebouwen Kan op overlijden bij intorting van gebouw Niet-letaal letel 32 7 Voorbeeldberekeningen Voorbeeld Voorbeeld Voorbeeld Concluie 37 REFERENTIES 38 REFERENTIES 38 Lijt van gebruikte ymbolen 40 Bijlage I 42 Bijlage II 48

3 pagina 3 van 51 Nauwkeurigheid van modellen voor bepaling van uitwerking van exploie op menen 48 Bijlage III Probitfunctie voor divere leteloorten 51

4 pagina 4 van 51 Samenvatting In dit rapport i de uitwerking op menen onderzocht van de divere effecten die bij een exploie kunnen optreden. Voor de blat- en meeleureffecten worden druk-impul-diagrammen gepreenteerd waarmee de overlijdenkanen kunnen worden bepaald. Voor de uitwerking van cherven en broktukken kan, afhankelijk van de maa, de nelheid en de vorm van een cherf of broktuk, aangegeven worden of er, bij impact, erntige verwondingen zullen optreden. Voor de uitwerking van het intorten van gebouwen al gevolg van een exploie zijn globale getallen voor het aantal doden en gewonden gegeven. Met uitzondering van het laatte effect worden probitfunctie gegeven waarmee overlijdenkanen kunnen worden bepaald. Summary In thi report the effect on people ubmitted to the phenomena of an exploion are invetigated. For the phenomena blat and whole body diplacement, preure-impule graph are given to determine the chance of urvivability. The effect of impact of penetrating or non-penetrating fragment are given in uch a way that one i able, to determine whether a fragment will caue eriou damage. The effect of the collape of a building are given in ome global figure about the amount of the death and wounded. For all the phenomena, except for the lat one, probit function are preented with which one i able to determine the chance of lethal injury.

5 pagina 5 van 51 1 Inleiding De gevolgen van een exploie vormen een potentieel gevaar voor de men. Om te kunnen beoordelen in hoeverre deze gevolgen acceptabel zijn en hoe de eventuele gevolgen voor de men kunnen worden beperkt, i het noodzakelijk om inzicht te verkrijgen in de uitwerking van de exploie-effecten op de men. In dit hoofdtuk worden de gevolgen voor de men onderzocht van de volgende effecten die op kunnen treden bij een exploie: blat, meeleuren, cherven en broktukken en het intorten van gebouwen. De gevolgen van warmtetraling komen in een eparaat deel aan de orde. 1.1 Redactioneel Dit document betreft een herziening van rapport PML 1988-C-73, voormalig hoofdtuk 3 van de eerte verie van CPR 16 (1990). Deze herziening i mede gebaeerd op rapport PML 1999-C102 [22]. 1.2 Indeling Het i gebruikelijk de exploie-effecten onder te verdelen in een aantal categorieën. Al hoofdindeling wordt gebruikt de directe en indirecte effecten. a) Directe of primaire effecten De door de blat veroorzaakte drukverandering kan letel veroorzaken aan daarvoor gevoelige menelijke organen. b) Indirecte effecten De indirecte effecten worden weer onderverdeeld in ecundaire en tertiaire effecten. - Secundaire effecten. Hieronder wordt de uitwerking van cherven en broktukken vertaan. Deze cherven onttaan ofwel direct uit de exploiebron ofwel doordat voorwerpen uit de omgeving van de exploiebron al gevolg van de onttane blat worden weggelingerd. - Tertiaire effecten. Al gevolg van de blat en bijbehorende exploiewind kunnen menen worden meegeleurd en tegen tiltaande voorwerpen boten. Letel dat door deze boting kan onttaan wordt aangeduid al uitwerking van de tertiaire effecten. Een reden om ondercheid te maken tuen directe en indirecte effecten i, dat bij de directe effecten het zeker i dat menen de drukverhoging zullen ondergaan. Bij indirecte effecten daarentegen betaat er een kan dat menen door broktukken zullen worden getroffen of dat ze bij meeleuren een tiltaand voorwerp zullen treffen. Een effect dat buiten de gebruikelijke indeling valt, maar dat wel aan de orde zal komen, i het letel aan het menelijk lichaam dat kan onttaan indien men zich in een gebouw bevindt dat al gevolg van een exploie geheel of gedeeltelijk intort.

6 pagina 6 van 51 2 Identificatiechema Aan de hand van het identificatiechema, dat i weergegeven in Figuur 2-1, kunnen de gevolgen van een exploie voor menen worden bepaald. De nummer in het chema verwijzen naar ondertaande toelichting. Tuen haakje wordt aangegeven met behulp van welke paragraaf de betreffende gegeven zijn te bepalen. ad 1. De poitie van de men voor wie de gevolgen moeten worden bepaald i van belang. Ondercheid moet worden gemaakt tuen het geval dat deze zich in een gebouw bevindt en het geval dat deze zich in de open lucht bevindt. ad 2. Bevindt de men zich in de open lucht dan zijn er drie effecten waarvan de uitwerking op menen moet worden bepaald: hittetraling, blat en cherven en broktukken. De uitwerking van de hittetraling wordt hier niet behandeld daar deze in een eparaat hoofdtuk aan de orde komt. Voor de uitwerking van de plotelinge drukverhoging, de blat, wordt het druktijdverloop van de druk- of chokgolf bekend veronderteld, zodat piekoverdruk, poitieve faeduur en impul op willekeurige aftanden van het exploiepunt te bepalen zijn (te bepalen met [21], zie ook hoofdtuk 3). ad 3. Voor het bepalen van de directe blateffecten i de oriëntatie van de men ten opzichte van de voortplantingrichting van de drukverhoging van belang. Door deze oriëntatie wordt de op de men uitgeoefende druk beïnvloed (paragraaf 3.1). ad 4. In twee van de drie oriëntatie, reflectie en omtroming, i de uitgeoefende druk niet gelijk aan de invallende druk. Met behulp van de gegeven formule kan de uitgeoefende druk worden berekend (paragraaf 3.1 formule 3 t/m 8). ad 5. Met aan de literatuur ontleende gegeven kan de overlevingkan worden bepaald voor de zogenaamde directe blateffecten (longletel: vergelijking 10 en 11, of vergelijking 9 indien de chok- /drukgolf een niet-ideale vorm heeft; oorletel: probitfunctie 12). ad 6. Zie hoofdtuk 4. Voor het geval dat de oriëntatie van de men zodanig i dat er omtroming optreedt, zal meeleuren door de exploiewind plaat kunnen vinden. Tijden dit meeleuren kan mogelijk een tar object worden getroffen. De overlevingkan na de boting van het lichaam met een tar object kan worden bepaald (Figuur 4-2 of Figuur 4-3, of probitfunctie 18 of 20). Deze zogenaamde tertiaire effecten moeten gecombineerd worden met de primaire effecten (voorbeeld 1). ad 7. Zie hoofdtuk 5. De uitwerking van cherven en broktukken, de zogenaamde ecundaire effecten, wordt bepaald aan de hand van maa, nelheid en vorm van een broktuk. Deze grootheden worden in dit hoofdtuk bekend veronderteld (bepalen met bijvoorbeeld [21]).

7 pagina 7 van 51 Op de kan dat een men door een cherf of broktuk wordt getroffen, wordt niet ingegaan. Aangegeven wordt welke maa en nelheid van een broktuk of cherf kritiek zijn in die zin dat er erntige verwondingen met mogelijke fatale gevolgen zullen optreden (cherven: 5.1, formule (26) en Figuur 5-3, broktukken: 5.2, Tabel 5-2). Wordt aangenomen dat een men door een cherf of broktuk wordt getroffen dan kan de overlijdenkan worden gechat (5.3, probitfunctie (27), (28), (30) en Figuur 5-4). ad 8. Aan de hand van een vergelijking met intortende gebouwen al gevolg van aardbevingen kunnen globale percentage voor het aantal doden worden gegeven (hoofdtuk 6). ad 9. Voor het chatten van de overlijdenkan ten gevolge van glacherven wordt een aparte probitfunctie gegeven (paragraaf 5.4, vergelijking 33).

8 pagina 8 van 51 Exploie Poitie 1 Buiten Binnen 2 Effecten Hittetraling Blat Scherven en broktukken Scherven en broktukken Druk impul Maa nelheid vorm 3 Oriëntatie Side-on Reflectie Omtroming 4 Berekening 5 Directe Blat effecten 6 Meeleur effecten Uitwerking cherven en broktukken Uitwerking intorten gebouwen Glacherven Figuur 2-1 Identificatiechema

9 pagina 9 van 51 3 Uitwerking van Blat Voor een bechrijving van exploie en berekening van drukeffecten wordt verwezen naar het gele boek, PGS 2. Eén van de effecten van een exploie i de plotelinge drukverhoging. Deze drukverhoging zal zich in de vorm van een golf van het exploiepunt afbewegen. De vorm van de golf hangt in belangrijke mate af van het type en de grootte van de exploie en de aftand tot het exploiepunt. Bij exploie ten gevolge van een verbrandingproce kunnen deflagratie en detonatie worden ondercheiden. Bij een gawolkexploie zal meetal een deflagratie onttaan. Hierbij veroorzaakt een onttekingbron een vlamfront in de gawolk waardoor de temperatuur zeer nel tijgt en er al gevolg van de expanderende gaen een drukopbouw plaatvindt. De maximale druk wordt na een bepaalde tijd bereikt, de zogenaamde tijgtijd. De karakteritieke vorm van de bij een deflagratie horende drukopbouw wordt ook wel drukgolf genoemd. Stijgtijd en vorm van de drukgolf worden door het deflagratieproce zelf bepaald. In Figuur 3-1 i het gechematieerde druk-tijd verloop van een drukgolf gegeven. Een detonatie zal voornamelijk het gevolg zijn van het exploderen van exploieven maar kan ook onttaan bij zeer krachtige gawolkexploie. Bij een detonatie vindt de drukverhoging intantaan plaat, du zonder enige tijgtijd. De exploie plant zich voort doordat een terke chokgolf de reactie onderhoudt. Figuur 3-1 geeft een voorbeeld van de typiche vorm van de luchtchok op een bepaalde plaat afkomtig van een detonatie. Deze vorm wordt chokgolf genoemd. Blat wordt gebruikt al algemene term voor chok- en drukgolven. Na het bereiken van de piekoverdruk neemt de overdruk weer af tot nul en wordt gedurende enige tijd zelf negatief. De grootte van de onderdruk i in vergelijking met de piekoverdruk meetal gering en kan over het algemeen worden verwaarlood. Vaak wordt het druk-tijd verloop van een chok- of drukgolf gechematieerd tot een driehoek (Figuur 3-1).

10 pagina 10 van 51 Figuur 3-1 het gechematieerde druk-tijd verloop voor a: een chokgolf en b: een drukgolf. De belangrijkte kenmerken van een druk- of chokgolf zijn: a) de piekoverdruk P, b) de poitieve faeduur t p, dit i de tijdperiode waarin een drukverhoging optreedt; en c) de impul i. De impul i i gelijk aan ( P () t p ) i = dt (1) t p o waarin: i = impul van de aankomende druk- of chokgolf [Pa.] P = piekoverdruk in de aankomende druk- of chokgolf [Pa] p 0 = atmoferiche druk [Pa] Bij gebruik van het gechematieerde druk-tijd verloop voor druk- en chokgolf i in beide gevallen de impul i gelijk aan i 1 = P t 2 p (2) waarin: t p = poitieve faeduur [] Het menelijk lichaam i goed in taat zich aan grote drukveranderingen aan te paen. Voorwaarde i echter wel dat deze drukverandering geleidelijk plaatvindt zodat deze gecompeneerd kan worden door een drukverandering in de organen waar zich lucht bevindt. Bij een plotelinge verandering onttaat een drukverchil dat tot bechadiging van deze organen kan leiden.

11 pagina 11 van 51 De meet vitale luchtbevattende organen zijn de longen. In de bechikbare literatuur wordt aan longbechadiging de meete aandacht gechonken omdat longchade kan leiden tot overlijden. Een minder vitaal maar zeer gevoelig orgaan voor drukveranderingen i het oor. 3.1 Longchade Door een verchil in druk binnen en buiten de longen wordt, omdat bij een exploie de druk buiten in het algemeen hoger i dan binnen, de bortka naar binnen gedrukt waardoor longchade op kan treden. Omdat voor dit indrukken tijd nodig i, i behalve de grootte van de overdruk, ook de duur van de belating van belang. In [1] wordt een aantal grafieken gegeven waaruit de overlevingkan te bepalen i afhankelijk van de maximale overdruk en de faeduur van de chokgolf. Deze grafieken zijn toepabaar op menen met een gewicht van 70 kg en bij een atmoferiche druk van 100 kpa. De keuze van de juite grafiek wordt bepaald door de poitie van de men ten opzichte van de voortplantingrichting van de chokgolf. Dit i noodzakelijk omdat de door de chokgolf op de men uitgeoefende overdruk al gevolg van reflectie en omtroming groter kan worden dan de maximale overdruk in de chokgolf. Wordt de werkelijke overdruk bepaald die op de men wordt uitgeoefend, dan blijkt dat de bijbehorende overlevingkan onafhankelijk i van de poitie van de men. In Figuur 3-2 i het verloop van de overlijdenkan weergegeven afhankelijk van de werkelijke piekoverdruk P die op de men wordt uitgeoefend en de faeduur van de chokgolf. caled peak overpreure [-] 1.E+02 1.E+01 1.E % lethality 90 % 50 % 10 % 1 % threhold lung injury 1.E-01 1.E-03 1.E-02 1.E-01 1.E+00 caled poitive phae duration [-] Figuur 3-2. Overlijdenkan voor een men ten gevolge van primaire effecten van ideale chokgolven [1].

12 pagina 12 van 51 Afhankelijk van de poitie van de men kan de piekoverdruk P van de chokgolf worden vertaald in de werkelijk op de men uitgeoefende overdruk P. Voor de poitie wordt ondercheid gemaakt in drie gevallen. a) De chokgolf loopt zonder enige belemmering over de men heen. b) De chokgolf troomt om de men heen. c) De men bevindt zich in een willekeurige poitie direct voor een vlak waartegen de chokgolf reflecteert. Deze mogelijke poitie van de men ten opzichte van de chokgolf worden hierna beproken. a) De chokgolf loopt zonder enige belemmering over de men heen (Figuur 3-3). In dit geval ligt de lengtea van het lichaam in de richting van de chokgolf. Figuur 3-3 Geen belemmering van de chok- of drukgolf door het menelijk lichaam De gechaalde piek overdruk P en de gechaalde poitieve fae duur t worden gedefinieerd al: P P = (3) p o t 1 C 3 9 p0 = t p m po, ref (4) waarin: p 0 : heerende atmoferiche druk [Pa] p 0,ref : tandaard atmoferiche druk, 1,013 * 10 5 [Pa] P : druk waaraan de peroon wordt blootgeteld [Pa] t p : poitieve faeduur van de chokgolf [] m : maa van de peroon [kg] en C 9 : contante, 70 [kg]. De volgende waarden voor de maa m worden aangeraden:

13 pagina 13 van 51 5 kg voor baby 25 kg voor kinderen 65 kg voor volwaen vrouwen 80 kg voor volwaen mannen b) De chokgolf troomt om de men heen (Figuur 3-4). De lengte a van het lichaam taat loodrecht op de richting van de chokgolf. Figuur 3-4. Omtroming van het menelijk lichaam door de chok- of drukgolf. Door deze omtroming wordt een extra kracht op de men uitgeoefend, de dynamiche druk of tuwdruk Q genaamd. De in totaal uitgeoefende overdruk i dan: P P + Q = (5) De tuwdruk Q kan worden bepaald met de volgende vergelijking [2]: Q 5P 2 = (6) 2P + 14 p o waarin: Q = dynamiche druk of tuwdruk [Pa] P = piekoverdruk in de aankomende druk- of chokgolf [Pa] c) De men bevindt zich in een willekeurige poitie direct voor een vlak waartegen de chokgolf reflecteert (Figuur 3-5).

14 pagina 14 van 51 Figuur 3-5. Reflectie van de druk- of chokgolf tegen een direct in de omgeving van het menelijk lichaam aanwezig vlak. In het gebied voor dit vlak heert nu de gereflecteerde druk P r : P = P r (7) De gereflecteerde druk i te bepalen met vergelijking 8: P r 8P P p P + 7 p o = (8) o waarin P r en P wederom in Pacal zijn uitgedrukt. Nota bene: De peroon wordt blootgeteld aan twee chokgolven; één van de aankomende golf, en kort daarna de reflecterende golf. Figuur 3-2 i alleen van toepaing op ideale chokgolven namelijk golven met een intantane drukverhoging gevolgd door een exponentiële afname. Axelon en Yelverton [19] ontwikkelden een model met één vrijheidgraad (SDOF-model) voor de menelijke bortka dat het mogelijk maakt om de reactie op elk type chok-/drukgolf of combinatie van golven te bepalen. Zij kwamen erachter dat letel aan longen en het maag-darmtelel gerelateerd i aan de naar binnen gerichte pieknelheid op de bort. Het SODF-model wordt al volgt weergegeven: m ch d 2 x dt ch 2 + J ch dx dt ch + k ch x ch = A ch P () t + p 0 V ch V ch A ch x ch γ ch p 0 (9) waarin: A ch : gechaald oppervlak van de bortka 0,082 [m 2 ]*(m/c 9 ) 2/3 [m 2 ] J ch : gechaalde demping van de bortka 696 [N/m]*(m/C 9 ) 2/3 [N/m] k ch : gechaalde veercontante van de bortka 989 [N/m] * (m/c 9 ) 1/3 [N/m] m ch : gechaalde maa van de bortka 2,03 [kg] * (m/c 9 ) [kg]

15 pagina 15 van 51 P(t) : overdruk van chok-/drukgolf al functie van de tijd V ch : gechaald volume van de longen 1,82*10-3 [m 3 ] * (m/c 9 ) [m 3 ] χ ch : verplaating van de bortka (inwaart poitief) [m] γ ch : ratio van oortelijke warmte voor longweefel 1,2 [-] Axelon en Yelverton [19] leidden dit model af naar aanleiding van blat -experimenten op chapen. Het model komt redelijk overeen met Figuur 3-2 in die zin dat ideale chokgolven van verchillende tijdduur die een bepaald niveau van chade veroorzaken alle reulteren in (ongeveer) gelijke naar binnen gerichte piek nelheden op de bort. Bijvoorbeeld, voor een kan van 50%, variëren de nelheden van 12 m/ tot 17 m/. Voor chokgolven met een lange duur zijn de nelheden al volgt: drempel voor longchade: 4,2 m/ 1% letaliteit (kan op overlijden): 12,0 m/ 10% letaliteit: 14,0 m/ 50% letaliteit: 16,6 m/ 90% letaliteit: 19,7 m/ 99% letaliteit: 22,6 m/ Toepaing van dit model op drukgolven laat zien dat de meete drukgolven geen longchade kunnen veroorzaken. Dit werd bevetigd door experimenten van White et al. [4]. Alleen kortdurende drukgolven met een grote amplitude kunnen longchade veroorzaken. Dergelijke golven betaan in de praktijk niet, omdat ze nel zouden overgaan in chokgolven. Drukgolven van welke duur en amplitude dan ook, veroorzaken nooit meer longchade dan chokgolven van lange duur met gelijke amplitude. Om in taat te zijn de kan op letaliteit analytich te bepalen, werd Figuur 3-2 benaderd door een zogenaamde probit-functie. Met deze probitfunctie wordt een probit Pr bepaald waarmee met Tabel I-1 uit Bijlage I de overlijdenkan kan worden vatgeteld. De Probit-functie voor primair letel door een blat i: ( V ) Pr = 5,0 + 5,7 ln (10) waarin: V = 4,17 P 3 ln ( ) () t 1,64 10 t 0, t (11) Deze functie wordt afgeleid in Bijlage I. De methode voor het bepalen van de letaliteit ten gevolge primair letel door blat veroorzaakt door chokgolven kan al volgt worden amengevat. a) Bepaal de piekoverdruk ten gevolge van het incident en de poitieve faeduur van de chokgolf op de locatie waar de peroon zich bevindt. b) Bepaal de werkelijke druk die op de peroon wordt uitgeoefend, afhankelijk van de poitie van de peroon. c) Bepaal de gechaalde piekoverdruk en de gechaalde tijdduur, afhankelijk van de

16 pagina 16 van 51 atmoferiche druk en het lichaamgewicht (maa) d) Bepaal het letaliteitpercentage gebruik makend van Figuur 3-2 of vergelijkingen 10 en 11. Gebruik het model van Axelon en Yelverton al de chok-/drukgolf een niet-ideale vorm heeft. Letaliteit ten gevolge van letel door een blat zal alleen plaatvinden bij hoge overdrukken en lange duur (van de golf). In de meete ongevalituatie hebben andere exploie effecten een veel grotere overlijdenkan tot gevolg. 3.2 Gehoorchade Het oor i een gevoelig orgaan dat reageert op zeer kleine drukvariatie. Uit een tudie, bechreven in referentie [3] blijkt dat trommelvliebreuk maatgevend i voor gehoorbechadiging. Op bai van gegeven uit andere bronnen wordt in [3] aangegeven wat de kan op trommelvliebreuk i bij een bepaalde piekoverdruk (zie ). Figuur 3-6 Trommelvliebreuk al functie van de overdruk, ref. [3]. In geen enkele referentie i iet te vinden over de invloed van de duur van de overdruk op het percentage trommelvliebreuk. Verwacht zou mogen worden dat ook hier prake i van een druk- en een impulaymptoot. Het oor i in taat ignalen te regitreren met frequentie van circa 10 khz, dat wil zeggen met een tijdduur van 0,1 m. Het lijkt daarom waarchijnlijk dat een chok- of drukgolf altijd in het drukgebied ligt. Ook voor wat betreft de invloed van omtroming en reflectie wordt niet vermeld in de literatuur. Het

17 pagina 17 van 51 lijkt echter waarchijnlijk dat er altijd enige reflectie tegen het lichaam zal plaatvinden waardoor, gedurende korte tijd, de werkelijk op het oor uitgeoefende druk, de gereflecteerde druk i. Het zal daardoor niet nodig zijn de waarden uit aan de oriëntatie aan te paen. De probitfunctie waarmee de kan op trommelvliebreuk kan worden bepaald, i: Pr = 12,9 + 1,54 ln C 5 P (12) Zie voor de afleiding van (12) Bijlage I.

18 pagina 18 van 51 4 Uitwerking van meeleureffecten Een terke chokgolf of drukgolf wordt vergezeld door een exploiewind van orkaankracht. Deze wind kan menen meeleuren. Een peroon kan in de lucht ronddraaien en op zijn hoofd terecht komen of hij kan tegen een hard object worden getuwd. Zo n gehele lichaamverplaating vindt alleen plaat wanneer de peroon rechtop taat, zoal te zien i in Figuur 3-4. Tijden het verplaaten kunnen door het rollen en glijden over de al dan niet harde ondergrond, verwondingen onttaan. De mogelijkheid betaat echter dat gedurende het verplaaten een boting met een tar voorwerp plaatvindt. De eventuele letale gevolgen van het meeleuren worden voornamelijk veroorzaakt door deze botingen. De gevolgen die hierbij op kunnen treden, zijn terk afhankelijk van de botingnelheid, hardheid en vorm van het voorwerp of obtakel en het deel van het lichaam dat bij de boting i betrokken. 4.1 Criteria voor bepaling van overlijdenkan Algemeen wordt aanvaard dat bij boting van het menelijk lichaam met voorwerpen, de chedel het meet kwetbare deel van het lichaam i. In de literatuur worden derhalve criteria gegeven waarmee de overlijdenkan kan worden bepaald indien de chedel een tar en hard voorwerp treft. Tabel 4-1(uit ref. [2]) geeft kritieke impactnelheden die behoren bij een bepaalde kan op chedelbaifractuur. Tabel 4-1 Kan op chedelbaifractuur afhankelijk van botingnelheid Botingnelheid Criterium: kan op (m/) chedelbaifractuur 3,0 Veilig 4,0 Drempel 5,5 50% 7,0 bijna 100% De vermelde nelheden zijn afgeleid van reultaten van proeven met dieren. Naat de kritieke botingnelheden voor impact van de chedel worden ook criteria gegeven voor het bepalen van overlijdenkanen bij een boting van het hele lichaam met een tar voorwerp, waarbij geen peciaal deel van het lichaam wordt bechouwd (Tabel 4-2, uit [2]).

19 pagina 19 van 51 Tabel 4-2: Kan op overlijden bij impact van het hele lichaam, afhankelijk van botingnelheid Botingnelheid (m/) Criterium: kan op overlijden 3,0 veilig 6,5 drempel 16,5 50% 42,0 bijna 100% De waarden uit Tabel 4-2 zijn bepaald aan de hand van een groot aantal ongevallen waarbij menen van een bekende hoogte naar beneden zijn gevallen. In Figuur 4-1 uit referentie [4] wordt een waarchijnlijkheidcurve gegeven die gebaeerd i op gegeven uit [5]. Figuur 4-1. Overlijdenpercentage bij vallen op beton. De cijfer in de figuur geven het aantal bijbehorende gevallen. Opvallend i dat Tabel 4-1 en Tabel 4-2 beide een gelijke waarde voor de impactnelheid geven die al veilig wordt bechouwd. Met al uitgangpunt dat de chedel belangrijk kwetbaarder i dan de ret van het lichaam kunnen de hogere nelheden van Tabel 4-2 worden verklaard. De kan namelijk dat bij een boting van het hele lichaam

20 pagina 20 van 51 juit de chedel i betrokken, i kleiner dan één, waardoor een gelijk effect pa bij een hogere nelheid op zal treden. 4.2 Druk-impul diagrammen De tuw- of dynamiche druk Q die door de exploiewind wordt uitgeoefend op een tiltaand voorwerp of men i gelijk aan: 1 Q D 2 2 = C ρ 1 u (13) waarin: C D : de 'drag'coëfficiënt [-] ρ 1 : de luchtdichtheid achter de blatgolf [kg/m 3 ] u : de voortplantingnelheid van de golf [m/] De vernelling v& m die een meegeleurd voorwerp ondervindt i dan te bepalen uit: m v m 1 = C 2 D A ρ 1 ( u v ) 2 & (14) m waarin: v& m : vernelling die een meegeleurd voorwerp ondervindt [m/ 2 ] v m : meeleurnelheid [m/] m : de maa van het meegeleurde voorwerp [kg] A : het loodrecht op de voortplantingrichting van de golf geprojecteerde oppervlak. [m 2 ] De deeltjenelheid u en de dichtheid ρ 1 zijn afhankelijk van de atmoferiche druk p o, de druk P en de dichtheid ρ o van de lucht voor de blatgolf volgen (zie [2]): () t = 1 ρo 7 po 7 p o + 6P + P () t () t ρ (15) en u () t c o 5P () t = o (16) 7P () t 6P 1+ 7P o Hierin i c o de geluidnelheid in tiltaande lucht, normaal rond de 340 m/. De maximale meeleurnelheid kan worden bepaald door het oploen van de differentiaalvergelijking (14) na ubtitutie van (15) en (16).

21 pagina 21 van 51 In de figuren Figuur 4-2 en Figuur 2-1 zijn de combinatie van P en I bepaald die behoren bij de waarden voor de meeleurnelheden uit Tabel 4-1 en Tabel 4-2. De volgende aannamen zijn gedaan ten einde de figuren te kunnen amentellen. Uitgegaan i van een men met een maa m van 70 kg, een dichtheid van 1 kg/dm 3 en een lengtebreedteverhouding van 7. Wordt het menelijk lichaam gechematieerd tot een cilinder dan i het getroffen oppervlak A van een rechtoptaande men gelijk aan 0,382 m 2. In werkelijkheid zal het lichaam roteren parallel aan de exploiewind. Deze aanname leidt du tot een overchatting van de nelheid. Voor het verloop van de blatgolf i het tot een driehoek gechematieerde verloop van een chokgolf aangehouden volgen: () t P = t P 1 (17) t p In de figuren Figuur 4-2 en Figuur 4-3 zijn de overdrukken beperkt tot 10 6 Pa omdat bij hogere overdrukken en de bij de bepaalde meeleurnelheden horende impulen het model niet meer geldig i. Indien prake i van meeleuren kan nu afhankelijk van piekoverdruk en impul de maximale meeleurnelheid worden bepaald. Indien wordt aangenomen dat met deze nelheid een boting plaatvindt met een tar voorwerp, kan de overlijdenkan worden bepaald. Figuur 4-2. P-I diagram voor chedelbaifractuur.

22 pagina 22 van 51 Figuur 4-3. P-I diagram voor impact hele lichaam. De probitfunctie voor het bepalen van de overlijdenkan na impact van het hoofd i: Pr = 5,0-8,49*ln S (18) Waarin S = 2,43 10 P 3 4 *10 + P i 8 (19) De probitfunctie voor het bepalen van de overlijdenkan na impact met het hele lichaam i: Pr = 5,0-2,44*ln S (20) waarin: S 7,28 10 = P 3 1,3*10 + P i 9 (21)

23 pagina 23 van 51 De beide probitfunctie (18) en (20) zijn geldig voor overdrukken P die lager zijn dan 0,4 à 0, Pa. Figuur 4-2 en Figuur 4-3 en de correponderende probitfunctie zijn afgeleid uitgaande van conervatieve aanname. Hierdoor overchatten deze de overlijdenkan. Echter, ondank deze conervatieve aanname zijn de overdrukken en vooral de impulen die nodig zijn om verwondingen op de leveren hoog. Geconcludeerd kan worden dat de meeleureffecten alleen in bechouwing moet worden genomen bij grote exploie.

24 pagina 24 van 51 5 Uitwerking van cherven en broktukken Al gevolg van een exploie kunnen cherven onttaan die met een bepaalde nelheid worden weggelingerd en gevaar op kunnen leveren voor menen indien die worden getroffen. De cherven kunnen onttaan ofwel direct uit de exploiebron, ofwel doordat voorwerpen in de omgeving van de exploiebron al gevolg van de onttane blat worden weggeworpen. Bij de uitwerking van cherven op het menelijk lichaam wordt veelal ondercheid gemaakt tuen nijdende en niet-nijdende cherven. Snijdende cherven penetreren door de huid; deze categorie wordt vaak aangeduid al cherven. Bij de niet-nijdende cherven onttaat letel al gevolg van contactdruk; deze categorie wordt meetal aangeduid al broktukken. 5.1 Scherven Het penetreren van cherven wordt veelal bepaald door uit te gaan van een theoretich model waarbij de huid al een ideaal tar-viceu medium wordt bechouwd. De weertand f van een dergelijk medium, al functie van de nelheid v van de cherf, i weergegeven in de ondertaande figuur. Figuur 5-1 Karakteritiek van de penetratieweertand van een ideaal tar-viceu medium. In formulevorm i de vergelijking voor de weertand: f f o + C v = (22) waarin: f = viceuze weertand van de huid [Pa] f 0 = contante viceuze weertand [Pa] C = viceuze weertandcoëfficiënt [Pa./m] v = nelheid [m/] Voor een cherf met een oppervlakte A van de doornede loodrecht op de verplaatingrichting en een maa m geldt dan de volgende relatie tuen de maximale indringdiepte x en de trefnelheid v o :

25 pagina 25 van 51 v A x C m f o o = + (23) C v 0 = impact- of trefnelheid van een cherf of broktuk [m/] x = maximale penetratiediepte [m] A = oppervlak (hier: van de cherf) [m 2 ] In [2] wordt een overzicht gegeven van proefreultaten van divere onderzoeker. Deze zijn vergeleken met een door Sperrazza en Kokinaki afgeleide relatie (Figuur 5-2): A 50 = 1247,1 + 22,03 m v (24) Figuur 5-2. Trefnelheid, waarbij 50% van de cherven die het lichaam treffen, door de huid penetreert, al functie van de oppervlakte-maaverhouding [2]

26 pagina 26 van 51 De nelheid v 50 wordt gedefinieerd al de trefnelheid van de cherven waarbij 50% van de cherven die het lichaam treffen door de huid penetreert. Aangenomen wordt dat de retnelheid van de gepenetreerde cherf hoog genoeg i om erntige verwondingen te veroorzaken. Referentie [6] vermeldt dat erntige verwondingen zullen onttaan indien de cherven 1 cm of meer doordringen of worden getopt door een bot. De in de Figuur 5-2 weergegeven reultaten zijn gemiddelden van een groot aantal vergelijkbare proefreultaten. Om de vorm van een projectiel te karakterieren i de verhouding A/m niet gechikt, omdat deze bij geometriche chaling niet contant blijft. Een gebruikelijke vormfactor i k, gedefinieerd al m k = (25) A 3 2 Deze vormfactor wordt o.a. gebruikt in referentie [7]. Formule (24) kan dan gechreven worden al 1 v = ,03 (26) 2 ( k m) Referentie [7] geeft ook enkele waarden voor k. Voor de cherven afkomtig van bommen en projectielen geldt k = 2370 kg/m 3 en voor de meet effectieve cherven geldt k = 4740 kg/m 3. In referentie [6] zijn kritieke trefnelheden voor glacherven bepaald aan de hand van proeven op dieren met bedekte en onbedekte huid. Reultaten zijn weergegeven in Figuur 5-3. Ook worden in dezelfde referentie waarden voor v 50 gegeven indien de glacherven die het hoofd troffen chedelbreuk veroorzaakten. Afhankelijk van de hoek van inval en de maa van de glacherf zijn in Tabel 5-1 deze waarden weergegeven. Tabel 5-1 v 50 voor chedelbreuk door glacherven. Maa (kg) Hoek van inval ( ) v 50 (m/) 0, ,9 ± 3,7 0, ,3 ± 1,0 0, ,7 ± 1,2 0, ,8 ± 0,9 0,1 90 4,7 ± 0,6 0,1 45 2,7 ± 0,4

27 pagina 27 van 51 Figuur 5-3. Scherftrefnelheid waarbij 50% penetratie optreedt al functie van de cherfmaa. 5.2 Broktukken Broktukken veroorzaken, bij boting tegen een menelijk lichaam, in dit lichaam grote drukpanningen en vervormingen. Grote panningen kunnen leiden tot het breken van tijve, broe delen: de botten. Grote vervormingen kunnen eveneen leiden tot bechadiging van allerlei organen, met al gevolg inwendige bloedingen en dergelijke. Doordat het menelijk lichaam een zeer gecompliceerd geheel i, i het vrijwel onmogelijk theoretich te voorpellen welke grootheden bepalend zijn voor de optredende verwondingen. Bovendien hangt het al dan niet optreden van letel terk af van de plaat waar het lichaam wordt getroffen. In de literatuur worden dan ook maar enkele zeer algemene criteria gevonden voor het optreden van letel bij boting van menen en broktukken. Volgen exploieveiligheidcriteria in de USA wordt een broktuk al gevaarlijk bechouwd indien de kinetiche energie ervan groter of gelijk i aan 79 joule, zie bijvoorbeeld [7]. In een tudie over valhelmen [10] wordt vermeld dat erntige verwondingen aan het voorhoofd kunnen onttaan bij impact van fragmenten met een kinetiche energie tuen 40 en 60 joule. In de literatuur (o.a. in [2]) worden nelheden genoemd voor een broktuk van 4,5 kg met betrekking tot chedelbaifractuur (Tabel 5-2 ).

28 pagina 28 van 51 Tabel 5-2 Kritieke nelheid voor impact van een broktuk van 4,5 kg tegen een chedel Impactnelheid Criterium: kan op (m/) chedelbaifractuur 3,0 veilig 4,5 ondergren 7,0 bijna 100% Opvallend i dat dezelfde nelheden eveneen chedelbaifractuur tot gevolg hebben in het geval van meeleuren waarbij de chedel tegen een tar voorwerp bott (zie Tabel 5-2). Een maa van 4,5 kg temt ongeveer overeen met de maa van het menelijk hoofd. Het lijkt dan ook waarchijnlijk dat boventaande criteria gebaeerd zijn op de verondertelling dat de boting van een betrekkelijk groot broktuk tegen het hoofd, identiek i aan de boting van het hoofd tegen een tarre maa. Deze vergelijking gaat echter alleen op indien de maa van het broktuk 4,5 kg of meer bedraagt. Deze concluie wordt echter nergen in de betreffende literatuur aangetroffen. 5.3 Letelcriterium Uit de chaare en onvolledige gegeven die bechikbaar zijn, i het moeilijk om een duidelijk letelcriterium vat te tellen. De in de paragrafen 5.1 en 5.2 genoemde criteria zijn in Figuur 5-4 verzameld. De impactnelheid en de maa van cherven en broktukken zijn daarbij uitgezet. Ondank de gebrekkige gegeven kan met behulp van Figuur 5-4 toch een indruk worden verkregen of een bepaalde cherf of broktuk letel kan veroorzaken. Voor broktukmaa' kleiner dan 0,1 kg i het cherfcriterium maatgevend. Voor maa' tuen 0,1 en 4,5 kg i het energiecriterium voor impact van broktukken maatgevend. Voor maa' groter dan 4,5 kg zal de kan op chedelbaifractuur maatgevend zijn.

29 pagina 29 van 51 Figuur 5-4. Letelcriterium voor cherven en broktukken. De probitfunctie voor het bepalen van de overlijdenkan voor ecundaire effecten zijn hieronder opgenomen. Voor fragmentmaa' groter dan 4,5 kg geldt: Pr = - 13, ,54*ln v o (27) Voor fragmentmaa' tuen 0,1 en 4,5 kg geldt: Pr = - 17,56 + 5,30*ln S (28) met S = ½m*v o 2 (29) Voor fragmentmaa' tuen 0,001 kg en 0,1 kg geldt: Pr = - 29,15 + 2,10*ln S (30)

30 pagina 30 van 51 met S = m*v o 5,115 (31) 5.4 Glacherven Op grotere aftand van een exploie zal vanwege de geringe overdruk, de chade aan gebouwen grotendeel alleen maar betaan uit ruitbreuk. De nelheid en maa van de glacherven kunnen echter nog dermate hoog zijn dat deze letel aan peronen veroorzaken die zich tijden de exploie achter ruiten bevinden. Letel door glacherven zal zich daarom tot op grote aftand van het exploiecentrum kunnen voordoen. Dit i een belangrijke reden om voor de uitwerking van glacherven een aparte probitfunctie af te leiden. De beginnelheid en de maa van glacherven afkomtig van een bezwijkende ruit zijn afhankelijk van de afmetingen van de ruit (lengte, breedte, dikte) en de belating op de ruit. I de belating een aantal factoren hoger dan de bezwijkbelating van de ruit dan zullen gevaarlijker cherven onttaan dan bij een belating die iet groter dan de bezwijkbelating i. Een peroon vlak achter de ruit wordt getroffen door nellere cherven dan iemand verder van de ruit. Ook de poitie van een peroon ten opzichte van de ruit i van invloed. Uit proefreultaten [6], [10] blijkt dat een grote preiding optreedt van nelheid en maa van de glacherven bij de beproefde ruiten. Wel blijkt uit het door het PML-TNO uitgevoerde onderzoek (o.a. [18]) dat deondank bij een belating die twee maal zo hoog i al de bezwijkbelating van de ruit de nelheidmaa verdeling zodanig i dat deze boven de v 50 voor chedelbreuk ligt. Met behulp van gegeven uit [18] i te bepalen dat de kan in dit geval op chedelbreuk 94% bedraagt. De maanelheidverdeling i bepaald op 1,75 m achter ruiten met afmetingen 1,68 x 1,13 m 2. Ook i gebleken dat de ruimtelijke preiding van de cherven beperkt blijft; het grootte gedeelte werd teruggevonden in het vlak recht achter de ruit. Voor een zich achter de ruit bevindende peroon betaat er een grote kan dat deze getroffen wordt tegen het hoofd. Een overlijdenkan kan dan ook worden bepaald op bai van de chedelbreuk door glacherven. In Bijlage I i afgeleid dat geldt voor de overlijdenkan door glacherven: DLF P = 2,67 + 3,38ln Pr (32) P t waarin P t en DLF afhankelijk zin van de ruitafmetingen en de dynamiche belating. Deze zijn te bepalen met behulp van gegeven uit deel 2B "Effecten van exploie op contructie". Indien de afmetingen van de ruit onbekend zijn moet gebruik gemaakt worden van de volgende probitfunctie uit deel 2B "Effecten van exploie op contructie": Pr= ln P. Deze vergelijking geldt voor huizen gebouwd na 1975 en waar 50 % glabreuk optreedt bij een invallende piekoverdruk van 5 kpa. In combinatie met vergelijking 32 kan de probitfunctie afgeleid worden voor peronen die zich achter de beglazing bevinden van gelijk welke afmeting en oriëntatie, hetzij enkele of dubbele beglazing.

31 pagina 31 van 51 Pr = 15,7 + 2,20 ln C 5 P (33) In deze functie moet de invallende piekoverdruk P gebruikt worden, en niet de werkelijke druk op het raam. Vervolgen moet de overlijdenkan, wanneer getroffen, vermenigvuldigd worden met de kan om geraakt te worden door glacherven. Deze i ruwweg gelijk aan de kan dat een peroon zich binnen enkele meter achter het gla bevindt. Een kan van 5% i aannemelijk voor de meete ituatie. Voor kantoren tijden werkuren i mogelijk een hogere waarde nodig. Tenlotte moet de uitkomt vermenigvuldigd worden met het aantal binnen het gebouw aanwezige menen. Opmerking: Uit de vergelijking met data verkregen tijden de Tweede Wereldoorlog, blijkt dat de reultaten verkregen uit de probitfunctie overeenkomen met de waarnemingen in het verre veld voor grote (nucleaire) exploie. Voor kleinere (conventionele) exploie wordt de kan op overlijden overchat.

32 pagina 32 van 51 6 Intorten van gebouwen Gebouwen kunnen intorten bij belatingen al gevolg van blat die veel lager zijn dan die waarbij directe chade aan menen optreedt. Indien in een intortend gebouw peronen aanwezig zijn, kunnen deze hierdoor erntig worden verwond of zelf gedood. Doordat zich onder een intortend gebouw veelal gewelven vormen (tegen elkaar hangende wanden en dergelijke) die enige becherming kunnen bieden, i het zeker niet zo dat alle aanwezige peronen altijd zullen omkomen. 6.1 Kan op overlijden bij intorting van gebouw Gegeven over het aantal doden en gewonden ten gevolge van het intorten van gebouwen door exploie zijn chaar. Gebruik kan worden gemaakt van gegeven over intortende gebouwen door aardbevingen. Beide gebeurtenien, exploie en aardbeving, zullen op een onverwacht moment plaatvinden zodat de aanwezige peronen niet van te voren gewaarchuwd zullen zijn en een veilige plaat zullen hebben opgezocht. Door Gla e.a. [7] i gevonden dat het aantal doden onder de door een intorting van een gebouw getroffen menen afhangt van de leeftijd van de getroffenen. In woonhuizen hadden jonge kinderen en bejaarden een kleinere kan op overleven. Ook bleek dat in nagenoeg alle leeftijdcategorieën meer vrouwen dan mannen erntig of dodelijk gewond waren. Voor wat betreft de grootte van het gebouw bleek dat er meer erntig of dodelijk letel voorkwam in de grotere huizen (zeven of meer peronen, dan in de kleinere). Ook de ouderdom van een gebouw i van belang. In de oudere gebouwen (8 jaar en ouder) kwam een hoger percentage erntig of dodelijk letel voor dan in de jongere gebouwen. In [15] wordt vermeld dat bij het volledig intorten van een gebouw al gevolg van een aardbeving er 100% lachtoffer zullen zijn waarvan 50% gewond en 50% gedood. In een herzien rapport [16] wordt deze verdeling geteld op 80% gewonden en 20% doden. Blume doet in [11] de aanname dat 50% van de gebruiker van een gebouw bij de intorting door een aardbeving zal omkomen. Bij een in [14] aangehaalde intorting van een flatgebouw, veroorzaakt door een pringtofexploie, werd ongeveer 40% van de bewoner gedood. Concluderend uit boventaande gegeven kan worden geteld dat indien een gebouw intort ten gevolge van een aardbeving, 20 tot 50% van de aanwezige peronen dodelijk gewond zullen raken. Hierbij i aangenomen dat ten gevolge van het intorten van gebouwen door exploie, hetzelfde percentage doden zal opleveren, al bij een aardbeving het geval i. 6.2 Niet-letaal letel De fractie peronen die gewond raakt, kan gechat worden op bai van het aantal peronen dat overlijdt. Hadjipavlou en Carr-Hill [20] hebben een relatie afgeleid tuen de kan op verwonding IR (Injured Ratio) en de kan op terfte LR (Lethal Ratio) voor menen in huizen op bai van data uit het Verenigd Koninkrijk tijden de Tweede Wereldoorlog. Deze relatie werd afgeleid voor alle verwondingoorzaken, niet alleen intorting, maar ook primaire en tertiaire exploie effecten, almede

33 pagina 33 van 51 cherven en broktukken. 1 ln 3,5 1 LR LR IR = 0,27 e (33) waarin: IR : fractie menen die gewond raken [-] LR : fractie doden [-]

34 pagina 34 van 51 7 Voorbeeldberekeningen 7.1 Voorbeeld 1 Een men met een gewicht van 70 kg wordt getroffen door een chokgolf met een piekoverdruk P van 3*10 5 Pa en een poitieve faeduur t p van 0,05. De atmoferiche druk p 0 bedraagt Pa. Wat i de overlijdenkan van deze men afhankelijk van zijn oriëntatie, voor de primaire en tertiaire effecten? De overlijdenkan zal worden bepaald met behulp van de in dit deel gegeven probitfunctie. Oploing: 1) De men bevindt zich in een liggende poitie. De op de men uitgeoefende piekoverdruk P i gelijk aan: P = P = 3*10 5 Pa. De overlijdenkan kan met behulp van de vergelijkingen 3, 4, 10 en 11 worden bepaald. De gechaalde piekoverdruk P i gelijk aan: 3 10 P = = 3 De gechaalde poitieve faeduur i gelijk aan: = * *10 t = Met behulp van de probitfunctie (10) en (11) volgt = 4,17 3 V = 0,653 3 ln ( ) ( 0,0497) 1, ,0497 0, ,0497 Pr = 5,0 + 5,7 * ln (0,653) = 2,57 De bijbehorende overlijdenkan wordt bepaald met behulp van Tabel I-1 uit Bijlage I en bedraagt minder dan 1%. 2) De men bevindt zich dichtbij een vlak waartegen de chokgolf reflecteert. De op de men uitgeoefende piekoverdruk P i met vergelijking (7) te bepalen: P = P r 8 = ( 3 10 ) + 14 ( 3 10 ) ,4 10 Pa = De gechaalde piekoverdruk bedraagt: P = 11,4. Uit probitfunctie (10) en vergelijking 11 volgt:

35 pagina 35 van 51 = 4,17 11,4 V = 2,48 3 ln ( ) ( 0,0497) 1, ,0497 0, ,0497 Pr = 5,0 + 5,7 * ln (2,48) = 10,2 De bijbehorende overlijdenkan wordt bepaald met behulp van Tabel I-1 uit Bijlage I en bedraagt meer dan 99%. 3) De men bevindt zich in rechtoptaande poitie, niet in de buurt van een vlak waartegen reflectie kan plaatvinden. In dit geval zal er omtroming plaatvinden. De bijbehorende tuwdruk Q i te bepalen met vergelijking (5): Q = 5 2 * ( 3 10 ) 5 = 2,25 10 Pa De op de men uitgeoefende piekoverdruk bedraagt: P = P + Q = 2,25* *10 5 = 5,25*10 5 Pa. = 4,17 5,25 V = 1,14 3 ln ( ) ( 0,0497) 1, ,0497 0, ,0497 Pr = 5,0 + 5,7 * ln (1,14) = 5,75 De bijbehorende overlijdenkan wordt bepaald met behulp van Tabel I-1 uit Bijlage I en bedraagt circa 77%. De impul i bedraagt: 5 4 ( 5,25 10 ) 0,0497 = 1,31 10 Pa i = 0,5. Met de gechaalde piekoverdruk P = 5,25 en de gechaalde impul i = 41,0 volgt uit Figuur 3-2 een overlijdenkan van ongeveer 85%. In dit geval treedt er teven meeleuren op. Wordt gebruik gemaakt van Figuur 4-3 dan volgt dat de maximale meeleurnelheid ongeveer 25 m/ bedraagt en de gechatte overlijdenkan 75%. Wordt de overlevingkan met behulp van de probitfunctie (19) bepaald, dan volgt: S 7,28 10 = , ( 3 10 ) ( 7,5 10 ) 9 en Pr = 5-2,44*ln 0,60 = 6,25. Hiermee i de overlijdenkan 89%

36 pagina 36 van 51 Opgemerkt dient te worden dat het verchil met de met behulp van Figuur 4-3 gechatte kan van 25% kan onttaan doordat de probitfunctie een benadering van de figuur i. De overlevingkan voor een men in rechtoptaande poitie die, nadat hij getroffen wordt door een chokgolf, wordt meegeleurd en met maximale nelheid tegen een tar voorwerp bott, i gelijk aan (0,23 * 0,11) *100% = 2,5%. 7.2 Voorbeeld 2 Wat i voor de men uit voorbeeld 1 de kan op trommelvliebreuk, afhankelijk van zijn oriëntatie? Bij het bepalen van de gehoorchade i alleen de piekoverdruk van de aankomende golf van belang. Deze bedraagt 3*10 5 Pa. Uit Figuur 3-6 volgt dat de kan op trommelvliebreuk 94% bedraagt. De kan berekend met de probitfunctie (12) bedraagt: 3*10 Pr = 12,9 + 1,54 ln 1 5 = 6,52, zodat de kan op trommelvliebreuk 93 à 94% bedraagt. 7.3 Voorbeeld 3 Drie fragmenten met maa' van repectievelijk 0,01; 0,1 en 10 kg en een gelijke nelheid van 30 m/ treffen een men. Wat i zijn overlijdenkan? Met behulp van Figuur 5-4 volgt dat het fragment met een maa van 0,01 kg geen letel toe zal brengen. De kan op letel bij een impact met een fragment van 0,1 kg i vrij klein. Impact van de chedel en het broktuk van 10 kg zal de men niet overleven. Met behulp van de probitfunctie (26), (27) en (29) en de vergelijkingen (28) en (30) kunnen de overlevingkanen worden bepaald. Voor het fragment van 0,01 kg volgt: S = 0,01*30 5,115 = 3,59*10 5 Pr = - 29,15 + 2,10*ln 3,59*10 5 = 2,29 waaruit volgt dat de overlijdenkan kleiner i dan 1%. Voor het fragment van 0,1 kg volgt: S = 0,5*0,1*30 2 = 45,0 Pr = - 17,56 + 5,30*ln 45 = 2,62 waaruit volgt dat de overlijdenkan iet kleiner i dan 1%. Voor het fragment van 10 kg volgt met S = 30 Pr = - 13, ,54*ln 30 = 22,7 overeenkomend met een overlijdenkan die groter i dan 99%.

37 pagina 37 van 51 8 Concluie Het i mogelijk gebleken om voor de uitwerking van de meete in dit hoofdtuk behandelde effecten van exploie op men, criteria te geven waarmee overlijdenkanen kunnen worden afgechat. Dit kan gechieden met behulp van de gegeven figuren of met behulp van de ontwikkelde probitfunctie. De uitwerking van de directe blateffecten i het meet onderzocht; deze zullen echter pa bij hoge piekoverdrukken van invloed worden. Voor de ecundaire effecten, de impact van cherven en broktukken, kan ondank de globale gegeven toch aangegeven worden of, afhankelijk van nelheid en maa, een fragment al gevaarlijk moet worden bechouwd. Het bepalen van de fragmentmaa en nelheidverdeling uit de blatparameter komt in dit hoofdtuk niet aan de orde. Hiervoor wordt verwezen naar PGS 2. De uitwerking van tertiaire effecten wordt bepaald door er van uit te gaan dat een men met maximale meeleurnelheid tegen een tar voorwerp bott. Deze aanname zal een overchatting van het effect aangeven. Voor het bepalen van de maximale meeleurnelheid uit de blatparameter i een eenvoudig model opgeteld. Dit model i echter niet geldig voor combinatie van hoge waarden voor piekoverdrukken en kleine waarden voor impulen. Voor het bepalen van de uitwerking van het intorten van gebouwen al gevolg van een exploie zijn lecht zeer globale gegeven uit de literatuur bekend.

38 pagina 38 van 51 REFERENTIES [1] Bowen J.G., Fletcher E.R., Richmond D.R. Etimate of man' tolerance to the direct effect of air blat. Lovelace Foundation for Medical Education and Reearch, Albuquerque, New Mexico, DASA [2] Baker W.E., Cox P.A., Wetine P.S., e.a. Exploion hazard and evaluation. Elevier cientific publihing company, [3] Hirch F.G. Effect of overpreure on the ear- a review. Annal of the New York Academy of Science, [4] White C.S, Jone R.K., Damon E.G. The biodynamic of airblat. Lovelace Foundation for Medical Education and Reearch, Albuquerque, New Mexico, DNA 2738T. [5] Lewi W.S., e.a. Jumper Syndrom - The trauma of high, free-fall a een at Harlem Hopital. J. Trauma, 5: , 1965 [6] Fletcher E.R., Richmond D.R., Yelverton J.T. Gla fragment hazard from window broken by airblat. Lovelace Biomedical and Environmental Reearch Intitute, Albuquerque, New Mexico, DNA*5593T. [7] Zaker T.A. Fragment and debri hazard. Department of Defene Exploive Safety Board, Wahington D.C., DDESB TP12. [8] Merz H. A. Letalitatkriterien fur exploionen mit konventionellen Sprengtoff. Forchungintitut fur militarichen bautechnik, Zurich, FMB [9] Fegulo L.E., Rathmann C.E. Effect of earth cover on far-field fragment ditribution. Department of Defene Exploive Safety Board, Wahington D.C., Minute, 15th DDESB eminar. [10] Proctor T.D. A review of reearch relating to indutrial helmet deign. Journal of Occupational Accident, 3: , [11] Blume J.A. Civil tructure and earchquake afety. Interim report of the pecial ubcommittee on the San Fernando earthquake tudy, [12] Gla R.J. e.a. Earthquake injurie related to houing in a Guatemalan village. Science, volume 197: , 1977 [13] Clemedon C.J., Jönon A. Effect of the frequency content in complex air hockwave on lunginjurie in rabbit. Aviation, Space and Environmental Medicine: , November [14] Some N.F. Abnormal loading on building and progreive collape building practice for diater miligation.

39 pagina 39 van 51 [15] Scenario of building in given earthquake damage tate. U.S. Department of Commerce, National Technical Information Service PB 80/150949, [16] Scenario of building in given earthquake damage tate. Reviion I. U.S. Department of commerce, National Technical Information Service PB 80/106156, [17] Methoden voor het berekenen van de fyiche effekten van het incidenteel vrijkomen van gevaarlijke toffen. Directoraat Generaal van de Arbeid, [18] Nowee J. Dynamiche bezwijkbelating en cherfwerking van thermich geharde glazen ruiten. PML 1985-C-103. [19] Axelon, H en Yelverton, J.T. Chet wall velocity a a predictor of non-auditory blat injury in a complex wave environment. 7 th International Sympoium of Weapon Traumatology and Wound Ballitic, St. Peterburg, Ruia, September [20] Hadjipavlou, S. en Carr-Hill, G.; A review of the blat caualtie rule applicable to UK houe, publ. 34/86, (London, Sci. Re. Dev. Branch, Home Office), 1986 [21] PGS 2, Method for the calculation of phyical effect (het "Gele Boek"). (Voorheen CPR 14E, rapport van de Commiie Preventie van Rampen door gevaarlijke toffen, Sdu Uitgever, 3e editie 1997.) [22] R.M.M. van Wee, TNO Prin Maurit Laboratory; Update of Chapter 2 and 3 of the Green Book ; rapport PML 1999-C102, Verion 2 (final), December 1999

40 pagina 40 van 51 Lijt van gebruikte ymbolen A : oppervlakte [m 2 ] A ch : gechaalde oppervlak van een bortka (0,082 m 2 * (m/70 kg) 2/3 ) [m 2 ] a : contante b : contante C : vikeuze weertandcoëfficiënt [Pa./m] C D : de 'drag'coëfficiënt c o : nelheid van het geluid in tiltaande lucht (normaal rond de 340 m/) [m/] C 5 : contante die gebruikt wordt om non-dimenionale waarden te krijgen [Pa] C 9 : contante [kg] DLF : dynamiche belatingfactor f : vikeuze weertand van de huid [Pa] f o : contante vikeuze weertand [Pa] I : fractie menen die gewond raken i : impul van de op de men uitgeoefende druk [Pa.] i : gechaalde impul i [Pa ½.*kg -1/3 ] i m : impul van de meegeleurde men [Pa.] i : impul van de aankomende druk- of chokgolf [Pa.] IR : fractie menen die gewond raken ofwel injury rate [-] J ch : gechaalde druk op bortka (696 N/m * (m/70 kg) 2/3 ) [N/m] k ch : gechaalde veercontante van bortka (989 N/m * (m/70 kg) 2/3 ) [N/m] k : vormfactor van een cherf [kg/m 3 ] LR : fractie doden ofwel mortality rate [-] m : maa [kg] m ch : gechaalde maa van bortka (2,03 kg * (m/70 kg) 2/3 ) [kg] P : op de men of contructie uitgeoefende piekoverdruk [Pa] P r : gereflecteerde piekoverdruk [Pa] P(t) : overdruk van een chokgolf al functie van de tijd [Pa] P : gechaalde piek overdruk Pr : probit P : piekoverduk in de aankomende druk- of chokgolf [Pa] P t : tatiche terkte van de ruit Pa] p o : atmoferiche druk [Pa] p 0,ref : tandaard atmoferiche druk [Pa] Q : dynamiche druk of tuwdruk [Pa] S : variabele t : tijd [] t p : poitieve faeduur [] t : gechaalde poitieve fae duur [] u : deeltjenelheid [m/] V : variabele v : nelheid [m/] V ch : gechaalde volume van de longen (1,82 * 10-3 m 3 * (m/70 kg) 2/3 ) [m 3 ] y ch : ratio van pecifieke warmte voor longweefel (1,2)