De brand van de Innovation- 50 jaar later: is zo n ramp vandaag nog mogelijk?

Transcriptie

1 De brand van de Innovation- 50 jaar later: is zo n ramp vandaag nog mogelijk? Inleiding Auteurs We gingen op pad en hadden een boeiend gesprek met ir. Xavier Deckers, directeur van het onafhankelijk studiebureau brandveiligheid Fire Engineered Solutions Gent (verder FESG), wat in 2009 ontstond als spin-off vanuit de UGent. De combinatie van onderzoek en praktijk inzake brandveiligheid leek ons uiterst geschikt om 50 jaar na de ramp volgende vraag te helpen beantwoorden: is vandaag, in het huidig wetgevend en normatief kader, een dergelijke ramp uit te sluiten? Inleiding Tijdskader De brand in de Innovation dateert van Het ontwerp van het gebouw dateert echter van 1901 [1] en diende daarom te voldoen aan de wettelijke verplichtingen die in 1901 van toepassing waren. Dit is een belangrijk aspect, aangezien de brand plaatsvond 66 jaar na het ontwerp van het gebouw. In die 66 jaar was er slechts weinig evolutie op het vlak van brandveiligheid, en deze brand was meteen een belangrijke aanleiding naar de invoering van de huidige wetgeving. In dit artikel wordt een casestudy gemaakt op een gelijkaardig grootwarenhuis. Gelijkaardig in de zin dat is uitgegaan van dezelfde geometrie, maar mits de veronderstelling dat het gebouw voldoet aan de wetgeving voor nieuwe gebouwen, zijnde gebouwen die voldoen aan het Koninklijk Besluit van 7 juli We bespreken achtereenvolgens de verbeteringen in het wettelijk kader, die leiden tot een potentieel veiligheidsniveau. Daarna bekijken we het reëel brandveiligheidsniveau, door de betrouwbaarheid van de veiligheidssystemen in rekening te nemen. We bespreken de verantwoordelijkheid van zowel de wetgever als van de werkgever en leggen alles uit aan de hand van de casestudy. Verbeteringen in het wettelijk kader: potentieel veiligheidsniveau Laat ons beginnen met een positieve noot. De wetgeving rond brandpreventie werd n.a.v. de brand in de Innovation grondig herbekeken. Mochten de huidige prescriptieve eisen inzake brandveiligheid zijn toegepast in die tijd, kan verondersteld worden dat de gevolgen van de brand er anders zouden uitgezien hebben. We beschrijven hieronder de verschillende onderdelen die grondig herbekeken zijn: - De eisen rond detectie en waarschuwing dienen ervoor te zorgen dat de aanwezigen in een vroeg stadium worden aangespoord om de evacueren. - De eisen rond de omstandigheden en voorzieningen om veilige evacuatie toe te laten. Onder meer de toenmalige maximaal af te leggen afstand tot de nooduitgang, de verplichte pictogrammen om de vluchtwegen aan te duiden, de verplichte noodvoeding voor de veiligheidsverlichting, de reactie bij brand op de vluchtweg (eigenschappen van de materiaalkarakteristieken bv. voor wandbekleding) voldeden niet. - De eisen rond het beperken van brand en rookuitbreiding door het voorzien van actieve systemen zoals rook- en warmte afvoer en sprinklers dienen de condities tijdens de evacuatie beheersbaar te houden en dienen een efficiënte brandweerinterventie mogelijk te maken. Het

2 ontbreken van deze systemen had een grote impact op zowel de evacuatie, de structurele stabiliteit als de moeilijke brandweerinterventie. - De eisen naar brandcompartimentering dienen te vermijden dat de brand zich over een grote zone ongecontroleerd kan uitbreiden. Zo zou het vandaag niet aanvaardbaar zijn om de liftschacht niet te compartimenteren. Zonder brandcompartimentering kan een snelle branduitbreiding over de verdiepen heen verwacht worden. - De eisen rond brandweerstand van structurele elementen zouden de structurele stabiliteit van het gebouw tijdens een brand moeten garanderen. Onbeklede stalen profielen zonder bijkomende maatregelen zouden op vandaag niet aanvaardbaar zijn. Fictieve casestudy In deze paper wordt een grootwarenhuis beschouwd met een totale oppervlakte van ongeveer m² verdeeld over 6 bouwlagen. Al deze bouwlagen zijn bovendien verbonden via de roltrappen die effectief een vide vormen tussen ieder verdiep. Het aantal aanwezigen kan variëren van 2900 tot 9700 personen. Het wettelijk kader wordt toegepast en de vereiste systemen zoals een detectiesysteem, een Rook- en Warmte Afvoer en een sprinklerinstallatie worden opgelegd. Figuur 1: opbouw geometrie van het gebouw Op de bovenstaande figuur wordt voor het fictieve geval een 3D-model van de geometrie opgebouwd met 1 kelderverdieping, 1 gelijkvloers en 4 bovengrondse bouwlagen. De trappen die de nooduitgangen verbinden zijn in het groen aangeduid, de verbinding tussen de bouwlagen bestaat uit 2 centrale vides waarin zich de roltrappen bevinden. Het gebouw is voorzien van een algemeen detectiesysteem, een rook- en warmteafvoer systeem en is volledig gesprinklered. Door middel van specifieke software is het mogelijk om een brand in dit gebouw te simuleren. Deze software laat toe om op een onderbouwde manier de performantie van het gebouw bij brand te onderzoeken. Hierbij moet rekening gehouden worden met een specifiek brandscenario (locatie van brandhaard, groeisnelheid van de brand, etc.), er bestaat op vandaag echter geen éénduidige link tussen de prescriptieve regels in de wetgeving en het in rekening te nemen brandscenario. Het is dus niet evident om een aanvaardbaar veiligheidsniveau te kwantificeren. Er wordt voor een aantal brandscenario s nagegaan wat de gevolgen zijn in geval van brand. Er wordt een gestandaardiseerde brandcurve opgelegd om weer te geven hoeveel warmte vrijkomt in functie van de tijd. Meer in het bijzonder worden de condities tijdens het evacueren beschouwd. Het tijdstip

3 van activatie van de detectie wordt voorspeld door het programma. Daarna wordt de procedure van tijdsvertraging meegenomen voor zowel het rook-en warmte afvoersysteem als voor de opstart van het evacuatiesignaal. De activatie van de sprinklerinstallatie wordt voorspeld door het programma en er wordt aangenomen dat de brandhaard na activatie van de 1 ste sprinkler niet meer groeit, wat een conservatieve aanname is. Verantwoordelijkheid van de wetgever: potentieel veiligheidsniveau Op de onderstaande figuren kunnen de gevolgen worden weergegeven wanneer alle veiligheidssystemen (detectie, RWA en sprinkler) werken. Zo ziet men de evolutie van de rookverspreiding voor een brand op het gelijkvloers. Waarbij de tijden op onderstaande figuren verwijzen naar de tijd verstreken na het ontstaan van de brand: Tijd 5 Dwarsaanzicht rookverspreiding Figuur 2: rookverspreiding bij werkende systemen Merk op dat de in dit ontwerp rookschermen zijn voorzien rondom de vides. Rookschermen zijn simpelweg een soort van gordijnen die onder normale toestand open blijven en automatisch sluiten in geval van brand. Deze schermen moeten de mogelijkheid voor rookverspreiding tussen verdiepen beperken. Bemerk dat het model toont hoe er toch beperkte verspreiding is van rook naar de andere delen. Dit komt omdat de activatie van brandveiligheidssystemen (zoals activatie rookschermen) in de praktijk vaak pas opgestart wordt na visuele bevestiging (interne procedures). Als gevolg van deze procedure is er toch een beperkte rookverspreiding naar de bovenliggende niveaus, ook al wordt de grootste hoeveelheid rook op het verdiep van de brandhaard afgevoerd. Hieronder ziet men de evolutie van de temperatuur verdeling voor een brand op het gelijkvloers:

4 Tijd Dwarsaanzicht Temperatuur [ C] Figuur 3: temperatuurverdeling bij werkende systemen Om te kunnen oordelen of deze omstandigheden aanvaardbaar zijn om een veilige evacuatie te garanderen, dient men de evacuatie tijd in geval van brand te onderzoeken. Bemerk dat de evacuatie tijd in geval van brand sterk kan verschillen van de evacuatietijd onder normale omstandigheden. In vergelijking met normale omstandigheden zijn bij brand enerzijds andere vluchtwegen (nooduitgangen) mogelijk. Tijd 5 Evacuatie aantal personen in gebouw 10

5 15 Figuur 4 Evacuatie bij werkende systemen Anderzijds kan de eventuele aanwezigheid van rook een sterke impact hebben op de zichtbaarheid en capaciteit van vluchtende personen. In dit geval varieert de totale evacuatietijd (inclusief tijdsvertraging door procedures) tussen de 7 minuten (1 ste persoon buiten) en gemiddeld 12,5 minuten met een maximum van 21 minuten (laatste persoon buiten). Wanneer geen rekening gehouden wordt met het effect van de rookgassen op de evacuatiesnelheid, bekomt men evacuatietijden van gemiddeld 11 minuten met een maximum van 18 minuten. Het is dus belangrijk om het effect van de rook, ook bij werkende systemen, mee te nemen in de evacuatietijden. Wanneer men de resultaten van het brandsimulatie model vergelijkt met deze van het evacuatiemodel kan men een uitspraak maken over de personenveiligheid in geval van een gelijkaardig brandscenario in het gebouw. Op basis van het brandsimulatie model bekomt men namelijk een specifieke tijd waarbinnen houdbare condities beschikbaar zijn na het ontstaan van brand. Deze tijd moet voldoende lang zijn zodanig evacuatie binnen dit tijdskader mogelijk is. Verantwoordelijkheid van de werkgever: reëel veiligheidsniveau In de casestudy werd beschreven hoe, wanneer alle systemen en procedures werken, er kan worden uitgegaan van een potentieel veiligheidsniveau dat voldoet aan het vereist veiligheidsniveau uit de wetgeving. Echter is een belangrijke vraag: wat indien één of meerdere systemen niet beschikbaar zijn? Kan dit aanleiding geven tot onaanvaardbare situaties met potentieel een groot aantal slachtoffers. Het sleutelelement is dus terug te brengen tot het fire safety management, opgelegd door de werkgever. Inderdaad, de rol van de werkgever is niet enkel beperkt tot de verplichte opleiding van het personeel en periodieke evacuatie-oefeningen. Het is de verantwoordelijkheid van de werkgever om in functie van de wettelijk verplichte risicoanalyse (KB 28/03/14) aan te tonen dat de brandveiligheid van zijn werknemers gegarandeerd is. Op zich staat het de werkgever vrij om de betrouwbaarheid en effectiviteit van zijn brandveiligheidsconcept te onderbouwen op de manier die hem wenselijk lijkt. In de praktijk [3] wordt deze risicoanalyse vaak vrij licht genomen, maar de werkgevers dienen zich bewust te zijn van hun aansprakelijkheid. Zo is de effectiviteit van de voorziene brandveiligheidssystemen tijdens een brand slechts voor een deel bepaald door het ontwerp. De garantie van het reëel veiligheidsniveau kan slechts bekomen worden wanneer de operationele organisatie aandacht schenkt aan de continue opvolging en verbetering van de brandveiligheid tijdens de gehele levensduur. Men zou dus kunnen stellen dat de verantwoordelijkheid van de werkgever minstens even belangrijk is. Brandveiligheid vereist een functioneel ontwerp, veiligheidssystemen met hoge betrouwbaarheid en beschikbaarheid, een ontwerp dat de eindgebruikers een gevoel van veiligheid ondersteunt, en een organisatie die ervoor zorgt dat alle fysische systemen worden onderhouden en dat het brandveiligheidsmanagement voortdurend verbeterd wordt door middel van oefeningen, procedures,

6 documentatie van incidenten en duidelijke verdeling van verantwoordelijkheden en taken. Acties en reacties worden toegepast in alle fasen van de brandveiligheid, zoals getoond in Figuur 5. Evaluatie Pro-actie Nazorg Preventie Interventie Voorbereiding Schadebeperking Figuur 5: De veiligheidscirkel. Goede veiligheid kan worden bekomen door alle stappen van de cirkel te doorlopen. De vroege stadia zijn vaak de meest kosteneffectieve. De veiligheidscirkel toont mooi aan hoe het brandveiligheidsmanagement een even belangrijke rol heeft in het behouden van het potentieel veiligheidsniveau door de voorzieningen tijdens een ontwerp. Reëel veiligheidsniveau in deze casestudy Om te beseffen hoe belangrijk het is om de efficiëntie van de procedures en de systemen regelmatig te toetsen, is het nuttig om d.m.v. een performantiegerichte analyse een gelijkaardig scenario te bekijken, in het geval sommige systemen niet werken. Zo kan de impact van niet werkende systemen worden ingeschat. Geen enkel veiligheidssysteem is 100% betrouwbaar en indien er één of meerdere niet functioneren zoals ontworpen, kan het reëel veiligheidsniveau sterk afwijken van het potentieel of beoogde niveau. We gaan er van uit dat het theoretisch ontwerp perfect werd uitgevoerd en aan alle wetgevingen en richtlijnen werd voldaan, maar dat de inspecties, testen en onderhoud niet zo nauwkeurig werden opgevolgd. De volgende 2 scenario s in gedegradeerde modus illustreren dit: - Scenario geen RWA: stel dat de wettelijk verplichte rookafvoer niet functioneert bij een brand. - Scenario geen RWA en geen sprinkler: stel dat de wettelijk verplichte rookafvoer en sprinkler niet functioneert in geval van brand. We analyseren beide systemen voor ons fictief geval en gaan na wat de gevolgen zijn in een dergelijk ongewenste situatie, in vaktermen worden dit scenario s in gedegradeerde modus genoemd. Op de onderstaande figuren kunnen de gevolgen worden weergegeven wanneer alle veiligheidssystemen (detectie en sprinkler) werken, behalve het Rook- en Warmte Afvoer systeem. Zo ziet men de evolutie van de rookverspreiding voor een brand op het gelijkvloers: Tijd 5 Dwarsaanzicht rookverspreiding

7 10 15 Figuur 6: rookverspreiding bij niet werkende rookafvoersysteem We merken een groot verschil in rookverspreiding naar de erboven liggende verdiepingen, wat niet bijdraagt tot een efficiënte evacuatie van die verdiepingen. Hieronder ziet men de evolutie van de temperatuursverdeling voor een brand op het gelijkvloers: Tijd Dwarsaanzicht Temperatuur [ C] Figuur 5: temperatuurverdeling bij niet werkende rookafvoersysteem We merken dat de temperatuur op de verdiepingen stijgen tot waarden boven de 40 à 50 C, wat nog houdbaar is voor een evacuatie van korte duur maar niet voor lange periodes. Merk op dat de verminderde zichtbaarheid leidt tot een verlenging van de evacuatietijd. De gemiddelde evacuatietijd is vergelijkbaar maar de maximale evacuatietijd wordt verlengd met 5 minuten, in vergelijking met de situatie waarbij de rookafvoer werkt. Op de onderstaande figuren kunnen de gevolgen worden weergegeven wanneer zowel de sprinklerinstallatie als het Rook- en Warmte Afvoer systeem niet werken. Zo ziet men de evolutie van de rookverspreiding voor een brand op het gelijkvloers:

8 Tijd 5 Dwarsaanzicht rookverspreiding Figuur 6: rookverspreiding bij niet werkende sprinkler + rookafvoersysteem We merken een groot verschil in rookverspreiding naar de erboven liggende verdiepingen, wat niet bijdraagt tot een efficiënte evacuatie van die verdiepingen. We zien dat de rookverspreiding na 5 minuten vergelijkbaar is met de rookverspreiding na 10 minuten van het geval rookafvoer werkt niet. We kunnen dus stellen dat de sprinkler hier dus minstens 5 minuten extra evacuatietijd voorziet voor de evacuerenden. Hieronder ziet men de evolutie van de temperatuursverdeling voor een brand op het gelijkvloers: Tijd Dwarsaanzicht Temperatuur [ C]

9 Figuur 6: temperatuurverdeling bij niet werkende sprinkler + rookafvoersysteem We merken dat de temperatuur op de verdieping van de brand snel stijgt tot waarden boven de 60 C, wat als houdbaarheidslimiet kan worden beschouwd voor een evacuatie van korte duur. Merk op dat in deze omstandigheden de evacuatie door de verminderde zichtbaarheid onmogelijk wordt gemaakt vanaf minuut 5 op het verdiep van de brand en iets later op alle overige bovenliggende verdiepingen. Ook de brandweerinterventie zal in deze omstandigheden zeer problematisch worden. De gemiddelde benodigde evacuatietijd wordt verlengd met meer dan 7 minuten (totale tijd van 19 minuten), en de maximale evacuatietijd wordt verlengd met 20 minuten (totale tijd van 46 minuten), in vergelijking met de situatie waarbij de sprinkler werkt. Het is duidelijk dat in deze situatie niet iedereen veilig zal kunnen evacueren. Wat betekent dit nu in de praktijk? In deze case-study werd aangetoond hoe, wanneer alle systemen en procedures werken, er kan worden uitgegaan van een potentieel veiligheidsniveau dat voldoet aan het vereist veiligheidsniveau uit de wetgeving. Eveneens werd aangetoond hoe het niet beschikbaar zijn van één of meerdere systemen aanleiding kan geven tot onaanvaardbare situaties met potentieel een groot aantal slachtoffers. Het sleutelelement is dus terug te brengen tot het fire safety management, opgelegd door de werkgever. Als zo n veiligheidssysteem er is, zal die toch werken? Wel, alles hangt af van de betrouwbaarheid van de systemen. Het positieve nieuws is dat dit kan worden waargenomen tijdens een audit en worden vertaald naar een (on)beschikbaarheid in temen van uren op jaarbasis. Dit dient dan als input in de risicoanalyse die aangeeft hoe de verschillende elementen van procedures tot onderhoud en evacuatieoefeningen in rekening genomen worden en resulteren in de eventueel te voorziene corrigerende maatregelen. Dankzij de samenwerking tussen de praktijk (studiebureau brandveiligheid) en onderzoek (universiteit Gent), is het sinds kort mogelijk om o.b.v. een audit een objectieve analyse van het brandrisico te bepalen. Voor de specifieke uitwerking van de analyse op het winkelcentrum volgt op dat moment een aanvaardbaar veiligheidsniveau, afhankelijk van de betrouwbaarheid van de veiligheidssystemen zoals het sprinkler en RWA-systeem. Zo kan de niet conformiteit vertaald worden naar concrete aanpassingen om de betrouwbaarheid te verhogen. De rol van de werkgever is dus niet enkel beperkt tot de verplichte opleiding van het personeel en periodieke evacuatie-oefeningen. Het is de verantwoordelijkheid van de werkgever om in functie van de wettelijk verplichte risicoanalyse (KB 28/03/14) aan te tonen dat de brandveiligheid van zijn werknemers gegarandeerd is. De werkgever kan de verantwoordelijkheid ook niet zomaar afschuiven op de installateurs van de systemen. Vaak is het niet het systeem op zich die aanleiding geeft tot het falen maar een enkele schakel in de ganse keten. Zo dienen de vereiste procedures, oefeningen, onderhoud en inspecties periodiek te worden geëvalueerd en waar nodig bijgewerkt. Dit niet enkel voor de systemen op zich maar ook voor de interactie tussen de systemen, vaak in scenario s gegoten. Zo dient op basis van een branddetectie een scenario automatisch opgestart te worden, waarbij afhankelijk van de brandlocatie een reeks acties worden ondernomen: brandkleppen sluiten (om de compartimentering te verzekeren), uitzetten van het HVAC-systeem (om de rookverspreiding te beperken), ontrokingsventilatoren opstarten, rookschermen neersturen,. Het is cruciaal dat de gewenste functionaliteit van deze systemen periodiek geïnspecteerd en getest worden. Daarnaast zijn de procedures, zowel intern (ingebouwde tijdsvertraging tot het ontstaan van brand bevestigd wordt) als extern (evacuatieprocedures opstarten en mensen sturen naar de dichtstbijzijnde nooduitgang, gesproken boodschap opstarten, dynamische evacuatiesignalisatie correct laten verlopen, ) van groot belang. Zo zijn de veiligheidssystemen vaak ontworpen om in de eerste fase van evacuatie gedurende een paar

10 minuten rookvrije condities te garanderen. Snel de evacuatie starten en de juiste vluchtroutes nemen zijn hierbij cruciaal waarbij ten alle tijden moet vermeden worden om conflicterende boodschappen te geven aan de aanwezigen. Conclusie/ Antwoord op de vraag: Ook vandaag zijn er nog heel wat bestaande gebouwen die gebouwd werden voor de wetgeving voor nieuwe gebouwen [2]. Gezien de meeste wetgeving geschreven wordt voor nieuwe gebouwen en dus niet zomaar retroactief kan opgelegd worden, wordt er hier geen uitspraak gemaakt over de brandveiligheid in bestaande gebouwen. We zien uit de casestudy dat in geval van brand de betrouwbaarheid van de systemen van groot belang zal zijn, en laat dit nu net de verantwoordelijkheid zijn van de werkgever. We kunnen dus stellen dat de verstrenging door de wetgever zorgt voor een potentieel verbeterd veiligheidsniveau. Als dit veiligheidsniveau zich vertaalt van potentieel naar reëel is echter een kwestie van beheer van procedures en installaties, waarbij een periodieke controle door een studiebureau kan helpen in het verbeteren van de procedures, of het opstellen van de nodige investeringsmaatregelen. Dankwoord De auteur zou ir Bart Van Weyenberge, doctoraatstudent binnen FESG en de UGent, als zijn promotoren Prof. Bart Merci en Prof Robby Caspeele willen bedanken voor de toepassing van de nieuw ontwikkelde risico-methodologie (met als doel om het brandveiligheidsniveau in gebouwen te objectiveren) toe te passen op deze casestudy. Eveneens zou de auteur dr. Ir Matteo Pachera (FESG) willen bedanken voor het uitvoeren van de verschillende berekeningen. Daarnaast zou de auteur eveneens het Vlaams Agentschap voor Innovatie en Ontwikkeling (VLAIO) willen vermelden voor het onderzoeksfonds nummer op dit project. [1] Fireforum-artikel Grote rampen in België De brand in het warenhuis A l innovation 22 mei 1967 Alweer 50 jaar geleden. [2] Basisnormen brandveiligheid, [3]