Atria en brandveiligheid

Transcriptie

1 AKOESTIEK EN BOUWFYSICA LAWAAIBEHEERSING MILIEUTECHNOLOGIE BRANDVEILIGHEID Atria en brandveiligheid ir J.J. Mertens Zoetermeer Mook Düsseldorf Parijs Londen Aan de orde komen wat zijn kenmerken van een atrium welke brandtechnische aandachtspunten heeft een atrium hoe kunnen we deze beoordelen welke voorzieningen moeten getroffen worden en zijn er ook alternatieven mogelijk 2 1

2 Atrium een ruimte die vaak meerdere gebouwdelen verbindt en waardoor gevlucht moet worden die (grotendeels) glasoverkapt is groot hoog met een verscheidenheid aan functies en brandtechnische aandachtspunten 3 Voorbeeld: kantoorgebouw 4 2

3 Aanpassing in ontwerp: toevoegen overkapping plattegrond doorsnede 5 Aandachtspunten brandveiligheid rookverspreiding rookcompartimenten niet onafhankelijk vluchten via atrium temperatuur constructies materialen branduitbreiding brandoverslag 6 3

4 Beoordelingsmethoden rookverspreiding vultijdberekening: eerste fase, vluchten NEN 6093: volledig ontwikkelde brand, branduitbreiding, constructies CFD: gehele verloop, afwijkende geometrie temperatuur: idem branduitbreiding WBO: NEN 6068 temperatuur: NEN 6093, CFD 7 Randvoorwaarden: rookverspreiding niet-besloten ruimte in kader Bouwbesluit 2003 zichtlengte 100 m straling 1 kw/m 2 temperatuur 45 C eisen dus zeer streng: vaak geen optie dan gelijkwaardige oplossing aangeven vultijd RWA 8 4

5 Randvoorwaarden: temperatuur bezwijken constructies eis Bouwbesluit 2003 o vluchtroute mag niet geblokkeerd worden geldt voor vloeren en trappen, niet het dak o interpretatie brandweer is vaak ruimer vooral wegens repressie! branduitbreiding door spontane ontbranding temperatuur rooklaag beperken tot maximaal 150 à 200 C 9 Randvoorwaarden: brandoverslag geen vuurlast in atrium anders branduitbreiding via inrichting brandoverslag beoordelen via berekeningen volgens NEN 6068 model NEN 6068 geldig als uitslaande vlam en rooklaag elkaar niet beïnvloeden mogen elkaar dus niet raken kwaliteit gevel brandvoortplantingsklasse 1 of

6 Brandoverslagberekening: NEN 6068 huidige norm kent beperkt toepassingsgebied, m.n. de geometrie wordt momenteel door Peutz aangepast, groene versie verkrijgbaar gewijzigde norm kent breder toepassingsgebied, o.a. o geometrie compartiment: ook niet-rechthoekig o afmetingen brandcompartiment: tot 40 m diep o raamafmetingen: hogere ramen enkelzijdige ventilatie en meerzijdige ventilatie beter in verhouding 11 Brandoverslag: berekening in kader van de normaanpassing is rekenprogramma Pintegraal ontwikkeld rekent zowel met de huidige normversie als met de gewijzigde norm rekent ook met balkons en hellende gevels grafisch georiënteerd 12 6

7 Uitwerking aandachtspunten welke rookvrije hoogte is vereist vluchten rookverspreiding in gebouw brandoverslag welke maximale temperatuur is toelaatbaar vluchten constructies branduitbreiding welke brand is maatgevend 13 Uitwerking: rookvrije hoogte vluchten door atrium onderzijde rooklaag tenminste 2,5 m boven hoogste vluchtniveau temperatuur rooklaag maximaal ca. 200 C vluchten binnen gebouw rookverspreiding tussen rookcompartimenten via atrium voorkomen brandoverslag vlamlengte berekenen met NEN

8 Vultijdberekening brand in atrium Voorbeeldberekening atrium Brand atrium in kantoor Voorbeeldberekening atrium Brand kantoor Rookvrij Temperature [ºC] ==> rookvrij [m] Rtemp [ºC] Rookvrij Temperature [ºC] ==> rookvrij [m] Rtemp [ºC] Time [min] ==> Voorbeeldberekening atrium Brand kantoor + RWA Time [min] ==> in kantoor, RWA m3/h Rookvrij Time [min] ==> Temperature [ºC] ==> rookvrij [m] Rtemp [ºC] 15 Alternatief: CFD zonder RWA met RWA 16 8

9 Conclusies vultijdberekening rookvrije hoogte opmerkingen 2,5 m 10 m brand in atrium > 15 min. 6 min. brand in kantoor ca. 5 min. ca. 1 min. idem met RWA ca. 5 min. ca. 1 min. start RWA na 6 min. eerdere detectie beter brand in kantoor is maatgevend op grotere hoogte snel rookverspreiding beschikbare ontruimingstijd 5 min voldoende voor aanwezigen in atrium maar onvoldoende voor gebouw o ontruimingstijd gesteld op 15 minuten vanaf detectie 17 Branduitbreiding: brandoverslagberekening berekening voor een der vleugels afmetingen compartiment 30 * 15 m 40 % glas in de gevel te openen delen vlamlengte ca. 3 m boven niveau brand dus ca. 5 m rookvrije hoogte benodigd 18 9

10 Branduitbreiding en constructie: berekening ontwikkelde brand buiten toepassingsgebied vultijdmodel RWA-berekening volgens NEN 6093 stationaire situatie (ontwikkelde brand) bepaling vereiste toe- en afvoervoorzieningen uitgangspunten vuurlast etc. wel op basis vultijdmodel bepaald toepassingsgebied beperkt tot relatief eenvoudige geometrie anders CFD-berekening nodig 19 Resultaten NEN 6093 rookvrije hoogte 2,5 m 5 m 7 m 10 m vereiste oppervlakte m 2 afzuigdebiet 1 1,5 2 2,8 milj. m 3 /h temperatuur rooklaag C om temperatuur rooklaag te beperken is ca. 7 m rookvrije hoogte nodig uit oogpunt van brandoverslag 5 m bij brand op verdieping hoge temperaturen in rooklaag brand op laag 3: rooklaag t.p.v. laag 4 o ca. 700 C (excl. afkoeling aan dak) 20 10

11 Conclusies NEN 6093 bij volledig ontwikkelde brand op bgg zeer groot rookdebiet af te voeren mechanische RWA daardoor niet reëel bovenste bouwlagen problematisch v.w.b. temperatuur bij brand op hoger niveau voor natuurlijke RWA toevoer in twee gevels vereist in voorbeeld maar één buitengevel windtunnelonderzoek: kan één gevel? 21 Windtunnel onderdruk gevel minder groot dan onderdruk dak? zo ja is toevoer via openingen in één gevel in principe mogelijk 22 11

12 Principe-advies voor beschouwd atrium mechanische RWA niet realistisch onderzoeken of toevoer via één gevel mogelijk is houd rekening met gebruiksbeperkingen in atrium (beperking vuurlast) bovenste bouwlaag brandwerend uitvoeren (glas B30, zelfsluitend) automatische branddetectie en koppelen aan ontruimingsalarminstallatie 23 Alternatieven geen atrium oei installaties toepassen van sprinklers o geen gebruiksbeperkingen in atrium o geen brandcompartimentering vereist o rookcompartimentering nog wel kosten/baten afweging zinvol bouwkundig 24 12

13 Alternatieven toevoegen achteruitgang geen vluchten door atrium nog wel vanuit atrium branduitbreiding blijft probleem o hoge temperaturen in rooklaag alle gevels 30 min. brandwerend uitvoeren geen rook naar atrium geen problemen in atrium maar wel financieel 25 Alternatieven dak optillen dan ook bij brand op hogere bouwlaag een buffer te vormen beperking brandwerende voorzieningen gevels 26 13

14 Alternatieven afmetingen brandcompartimenten verkleinen leidt tot beperkte brand met kleinere rookproductie 27 Wat leert dit alles ons.... een atrium kan leiden tot een aantal (soms forse) brandtechnische problemen afhankelijk geometrie aanliggende compartimenten met RWA oplosbaar dan nog wel gebruiksbeperkingen en brandwerende voorzieningen bovenin anders meer ingrijpende (en kostbare) bouwkundige voorzieningen nodig of brandomvang mbv installaties beperken 28 14

15 ... dus wordt het ontwerptraject stel in een vroeg ontwerpstadium de uitgangspunten vast (ook gebruik) onderzoek welke voorzieningen bij deze uitgangspunten nodig zijn onderzoek welke alternatieven er zijn bepaal de optimale combinatie bouwkundig, architectonisch, gebruik, financieel en natuurlijk veiligheid en bespreek deze tijdig met de brandweer 29 15