Workshop Dynamisch risico-model brandverloop Jaap van der Schaaf Jos Post
Onderzoeksprogramma Verbeteren Brandveiligheid NIFV - Save Workshop Dynamisch risico-model brandverloop - de achtergronden nader toegelicht -
Wat nu? Cascademodel beschrijft (statistisch) spectrum van gevallen beschrijft - dynamisch - verspreiding van vuur en rook maakt koppeling met verschillende elementen veiligheidsketen mogelijk op basis van (verzamelde) praktijk gegevens is reeds ontwikkeld en toegepast brandweerzorgnormen bijv. effecten rookmelders
Cascademodel Overgangen Brand- én rookverspreiding Voorwerp Ruimte Verdieping Compartiment Buiten compartiment in Voorwerp in Ruimte in Verdiep. in Compart.
Overgang T1T2 (langzaam ontw. branden) 100 Cascademodel stochastisch 90 80 70 60 Voorwerp T1 > T2 Ruimte 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Verdieping Compartiment áls Buiten overgang, compartiment dán als f(t) in Voorwerp in Ruimte in Verdiep. in Compart.
Verbeteren brandveiligheid Cascademodel (doorontwikkeling) Voorwerp Ruimte Invoedsfactoren: pro-actie, Ingrijpen preventie, preparatie, repressie gedrag brandweer aanwezigen.. Verdieping Compartiment Buiten compartiment in Voorwerp in Ruimte in Verdiep. in Compart.
Cascademodel: Causale modellen (foutenbomen) Voorwerp Ruimte Verdieping Compartiment Buiten compartiment in Voorwerp in Ruimte in Verdiep. in Compart. 1 3 2 4 6 5 7 8 9 Voorwerp Ruimte Verdieping Compartiment Buiten compartiment in Voorwerp in Ruimte in Verdiep. in Compart. Voorwerp Voorwerp Ruimte Ruimte Verdieping Verdieping Compartiment Compartiment Buiten compartiment Buiten compartiment in Voorwerp in Voorwerp in Ruimte in Ruimte in Verdiep. in Verdiep. in Compart. in Compart. 1 1 3 3 2 2 4 4 6 6 5 5 7 7 8 8 9 9
Cascademodel: Causale modellen (foutenbomen) 1 2 Voorwerp 3 4 Ruimte 5 7 Drie typen ontstaan groei binnen toestand overgang van toestand naar toestand 6 Verdieping 8 Compartiment 9 Buiten compartiment in Voorwerp in Ruimte in Verdiep. in Compart.
Voorwerp Ruimte Verdieping Compartiment Buiten compartiment in Voorwerp in Ruimte in Verdiep. in Compart. 1 3 2 4 6 5 7 8 9 Voorwerp Ruimte Verdieping Compartiment Buiten compartiment in Voorwerp in Ruimte in Verdiep. in Compart. Voorwerp Voorwerp Ruimte Ruimte Verdieping Verdieping Compartiment Compartiment Buiten compartiment Buiten compartiment in Voorwerp in Voorwerp in Ruimte in Ruimte in Verdiep. in Verdiep. in Compart. in Compart. 1 1 3 3 2 2 4 4 6 6 5 5 7 7 8 8 9 9 Brand ontstaat in voorwerp Zuurstof Brandstof Ontsteking Aanwezigheid brandstof Voldoende ontsteekbaar Energie / hitte 1 Aanwezigheid zuurstof Voldoende zuurstof Interactie Voldoende interactie Afstand brandstof / energiebron Voldoende energie/hitte Aanwezigheid energiebron
1.1.1.1 Brand ontstaat (voorwerp) BRAND IN VOORWERP 1.1.1.1.1 Brandstof 1.1.1.1.2 Interactie 1.1.1.1.3 Energie/hitte 1.1.1.1.4 Zuurstof 1.1.1.1.1.1 Aanwezigheid brandstof 1.1.1.1.1.2 Voldoende ontsteekbaar 1.1.1.1.2.1 Aanwezigheid: Afstand tussen brandstof en energiebron 1.1.1.1.2.2 Voldoende interactie 1.1.1.1.3.1 Aanwezigheid energiebron 1.1.1.1.3.2 Voldoende energie 1.1.1.1.4.1 Aanwezigheid zuurstof 1.1.1.1.4.2 Voldoende zuurstof Geen /falen beheersing vuurlast Brand-/rookkenmerken van materialen Falen elektriciteitsysteem Verschijningsvorm van materialen Geen/falen afstand tussen objecten Brandgevaarlijke activiteiten Open vuur aanw Geometrie brandruimte (m.n. hoogte) Openingen aanwezig (raam/deur/gat) Heet voorwerp aanwezig Mechanische ventilatie aan Defect elektrisch object aanwezig Hete gassen aanwezig
Aanpak, model, praktijkgegevens Globaal onderzoekmodel Themaonderzoeken Per thema (waar nodig) aanpassing, Gegevens: verbijzondering, detaillering in causaliteit Woningbranden evt. aanvullende 1990 praktijk gegevens Fatale woningbranden 2005-2010 Huidige brandonderzoeken CBS. Causale verbanden (foutenbomen) Statistieken, brandonderzoeken Thema 1 Thema 2 Thema.. Causale modellen met invloeden en oorzaken daarvan Praktijk gegevens brandverloop (statistieken, tijden) Beschrijvend model Cascademodel: dynamisch model voor brand- en rookverspreiding
Gegevens uit de praktijk Beeld baseren op realiteit in het veld rekening houden met verschillen, differentiatie niet werken met gemiddelden aandacht voor afwijkende situaties deze bepalen verassend veel de "werkelijkheid" en de uiteindelijke effecten van beleid rekening houden met afhankelijkheid bijvoorbeeld tussen gedrag en effecten van maatregelen Voorbeeld: de invloed van de introductie van rookmelders op vertraagd ontdekte branden.
Gegevens uit de praktijk Beeld baseren op realiteit in het veld differentiatie i.p.v. gemiddelden afhankelijkheid vervolgkansen op kans op begingebeurtenis kansverdelingen i.p.v. puntwaarden Voorbeeld: de invloed van de introductie van rookmelders op vertraagd ontdekte branden
Benadering Foutenboom-analyse Vertraagd ontdekte brand. freq.: 0,0001 /woning.jr (100.000 won.: 10 /jaar) Brand freq.: 0,001 /woning.jr Geen snelle ontdekking. kans: 0,1 per brand Snelle ontd. door aanw. faalt kans: 0,1 per brand Snelle ontd. door Bm faalt + 1. Gemiddelden Bm afwezig Bm faalt
Freq. laat ontd. brand Voorbeeld: beleid en effecten van rookmelder campagnes Doel: vertraagd ontdekte branden voorkomen Basis: gemiddelde getallen over alle woningen Zonder melders 0,01000 0,00100 Vertraagd ontdekte branden: frequentie per woning per jaar Zonder melders 0,00010 0,00001 0 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 1. Gemiddelden Aantal woningen
Freq. laat ontd. brand Zonder melders 0,01000 0,00100 Vertraagd ontdekte branden: het aantal branden per 100.000 woningen Zonder melders 0,00010 0,00001 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1. Gemiddelden Aantal (laat ontdekte) branden (per 100.000 woningen per jaar)
Benadering Foutenboom-analyse Nu met Bm (50%) freq.: 0,001 /woning.jr Brand Vertraagd ontdekte brand. freq.: 0,000055 /woning.jr (100.000 won.: 5,5 /jaar) Geen snelle ontdekking. kans: 0,055 per brand kans: 0,55 per brand kans: 0,1 per brand Snelle ontd. door aanw. faalt kans: 0,5 per brand Bm afwezig Snelle ontd. door Bm faalt + Bm faalt kans: 0,1 per brand 1. Gemiddelden
Freq. laat ontd. brand Voorbeeld: beleid en effecten van rookmelder campagnes Doel: vertraagd ontdekte branden voorkomen Basis: gemiddelde getallen over alle woningen 0,01000 0,00100 De effecten van rookmelders op vertraagd ontdekte branden: de frequentie daalt Zonder melders Met 50% melders 0,00010 0,00001 0 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 1. Gemiddelden Aantal woningen
Freq. laat ontd. brand 0,01000 0,00100 De effecten van rookmelders op vertraagd ontdekte branden: het aantal branden daalt Zonder melders Met 50% melders 0,00010 0,00001 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Aantal (laat ontdekte) branden (per 100.000 woningen per jaar) 1. Gemiddelden
Freq. laat ontd. brand 0,010000 0,001000 0,000100 Wat is acceptabel? - het huidige niveau niet (soms tot 50% melders): introductiecampagnes lopen - het "groene" gebied ligt lager (90% Bm aanwezig) Zonder melders Met 50% melders Met 90% melders 0,000010 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 100000 Aantal woningen 1. Gemiddelden
Freq. laat ontd. brand 0,010000 0,001000 Wat is acceptabel? - het huidige niveau niet: introductiecampagnes lopen - het aantal moet nog verder dalen Zonder melders Met 50% melders Met 90% 0,000100 0,000010 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1. Gemiddelden Aantal (laat ontdekte) branden in woningen (per 100.000 woningen per jaar)
Uitwerking van de praktijk Boodschap: "gemiddeld" lijkt je een heel eind te kunnen komen Wat gebeurt er rekening houdend met differentiatie en afhankelijkheid 2. Differentiatie en afhankelijkheid
Benadering Foutenboom-analyse met aandacht voor afhankelijkheid Brand Vertraagd ontdekte brand. Geen snelle ontdekking. Snelle ontd. door aanw. faalt Snelle ontd. door Bm faalt + Bm afwezig Bm faalt 2. Differentiatie en afhankelijkheid
Benadering Foutenboom-analyse met aandacht voor afhankelijkheid freq.: 0,004-0,00084 /woning.jr Brand Vertraagd ontdekte brand. freq.: 0,00093-0,000029 /won.jr of 4,7-2,75 per 100.000 won/jr. Geen snelle ontdekking. Kans: 0,25-0,0625 /brand Snelle ontd. door aanw. faalt Snelle ontd. door Bm faalt + Bm afwezig Bm faalt 2. Differentiatie en afhankelijkheid Kans: 0,9-0,5 /brand Kans: 0,3-0,1 /brand
Freq. laat ontd. brand 0,01000 0,00100 Voorbeeld: beleid en effecten van rookmelder campagnes Doel: vertraagd ontdekte branden voorkomen Basis: differentiatie naar type woningen/bewoners Differentiatie verschillen in bestaand veiligheidsniveau worden zichtbaar Zonder melders Diff. zonder melders 0,00010 0,00001 2. Differentiatie en afhankelijkheid Differentiatie 95.000 woningen van goede kwaliteit 5.000 woningen van slechtere kwaliteit 0 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 Aantal woningen
Freq. laat ontd. brand 0,01000 Voorbeeld: beleid en effecten van rookmelder campagnes Doel: vertraagd ontdekte branden voorkomen Basis: differentiatie naar type woningen/bewoners 0,00100 Differentiatie nu in termen van frequentie Zonder melders Diff. zonder melders 0,00010 0,00001 2. Differentiatie en afhankelijkheid 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Aantal (laat ontdekte) branden (per 100.000 woningen per jaar)
Benadering Foutenboom-analyse met aandacht voor afhankelijkheid Brand Vertraagd ontdekte brand. Geen snelle ontdekking. Snelle ontd. door aanw. faalt Snelle ontd. door Bm faalt + Bm afwezig Bm faalt 2. Differentiatie en afhankelijkheid
Benadering Foutenboom-analyse met aandacht voor afhankelijkheid freq.: 0,004-0,00084 /woning.jr Brand Vertraagd ontdekte brand. freq.: 0,00093-0,000029 /won.jr of 4,7-2,75 per 100.000 won/jr. Geen snelle ontdekking. Kans: 0,25-0,0625 /brand Snelle ontd. door aanw. faalt Snelle ontd. door Bm faalt + Bm afwezig Bm faalt 2. Differentiatie en afhankelijkheid Kans: 0,9-0,5 /brand Kans: 0,3-0,1 /brand
Freq. laat ontd. brand 0,010000 0,001000 Voorbeeld: beleid en effecten van rookmelder campagnes Doel: vertraagd ontdekte branden voorkomen Basis: differentiatie naar type woningen/bewoners Differentiatie verschillen in bestaand veiligheidsniveau worden zichtbaar 0,000100 Differentiatie 95.000 woningen van goede kwaliteit 5.000 woningen van slechtere kwaliteit Zonder melders Met 50% melders Diff. zonder melders Diff. met 50% melders 0,000010 2. Differentiatie en afhankelijkheid 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 100000 Aantal woningen
Foutenboom Bayesian Belief Network De structuur van (primaire) oorzaken en kansen blijft hetzelfde Meenemen van kansverdeling bij primaire oorzaken Kansverdeling in resultaat
Foutenboom Vertraagd ontdekte brand. Vertraagd ontdekte brand Bayesian Belief Network Brand Geen snelle ontdekking. Brand 1 Gn. snelle ontd. door aanw. Geen snelle ontdekking Geen snelle ontd. door Bm Snelle ontd. door aanw. faalt Snelle ontd. door Bm faalt 1 + Bm afwezig Bm faalt 1 Bm afwezig Bm faalt
freq.: 0,00093-0,000029 /won.jr Vertraagd ontdekte brand of 4,7-2,75 per 100.000 won/jr. freq.: 0,004-0,00084 /woning.jr Brand Geen snelle ontdekking Kans: 0,25-0,0625 /brand 1 Gn. snelle ontd. door aanw. Geen snelle ontd. door Bm 1 Kans: 0,9-0,5 /brand Bm afwezig Bm faalt 2. Differentiatie en afhankelijkheid 1 Kans: 0,3-0,1 /brand
Freq. laat ontd. brand Voorbeeld: beleid en effecten van rookmelder campagnes Doel: vertraagd ontdekte branden voorkomen Basis: differentiatie naar type woningen/bewoners 0,010000 0,001000 Differentiatie zichtbaar: verschil in effectiviteit beleidsmaatregelen 0,000100 0,000010 2. Differentiatie en afhankelijkheid in slechtere situatie: gering effect daar is veel effect belangrijk in betere situaties: gemiddeld effect daar ligt de uitdaging minder 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 100000 Aantal woningen Zonder melders Met 50% melders Diff. zonder melders Diff. met 50% melders
Freq. laat ontd. brand Voorbeeld: beleid en effecten van rookmelder campagnes Doel: vertraagd ontdekte branden voorkomen Basis: differentiatie naar type woningen/bewoners 0,010000 Differentiatie zichtbaar: verschil in effectiviteit beleidsmaatregelen 0,001000 0,000100 in slechtere situaties: doelstellingen onhaalbaar in betere situaties: doelstelling goed haalbaar Zonder melders Met 50% melders Diff. zonder melders Diff. met 50% melders 0,000010 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 100000 2. Differentiatie en afhankelijkheid Aantal woningen
Freq. laat ontd. brand Voorbeeld: beleid en effecten van rookmelder campagnes Doel: vertraagd ontdekte branden voorkomen Basis: differentiatie naar type woningen/bewoners 0,01000 0,00100 Differentiatie essentieel voor beleidsontwikkeling en - evaluatie het "probleem"zit in de uiteinden van de verdeling in slechtere situaties: doelstellingen onhaalbaar aantal is relatief hoog Zonder melders Met 50% melders Diff. zonder melders Diff. met 50% melders 0,00010 in betere situaties: doelstelling goed haalbaar 0,00001 2. Differentiatie en afhankelijkheid 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Aantal (laat ontdekte) branden (per 100.000 woningen per jaar)
3. Diff., Afh. en Kansverdelingen Uitwerking van de praktijk De werkelijkheid is minder "digitaal", is meer divers Differentiatie met kansverdelingen i.p.v. puntwaarden
Dichtheid Dichtheid Dichtheid Dichtheid Cum kans op optreden 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 Vertraagd ontdekte brand 0,1 0 0 2E-05 4E-05 6E-05 8E-05 0,0001 0,0001 0,0001 0,0002 0,0002 0,0002 0,0002 Kans per brand 2500 2000 1500 1000 500 Brand Geen snelle ontdekking 0 0 0,0001 0,0002 0,0003 0,0004 0,0005 0,0006 Freq. /jaar 2500 2000 1500 1000 1 Gn. snelle ontd. door aanw. Geen snelle ontd. door Bm 500 0 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 Kans per brand 1 3000 2500 2000 Bm afwezig Bm faalt 1500 1800 1600 1000 1400 3. Diff., Afh. en Kansverdelingen 500 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Kans per brand 1 1200 1000 800 600 400 200 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Kans per brand
Freq.( /gebouw.jaar) Voorbeeld: beleid en effecten van rookmelder campagnes Doel: vertraagd ontdekte branden voorkomen Basis: differentiatie met kansverdelingen, zonder Rm 0,01000 Brandfrequentie 0,00100 Freq. laat ontdekt zonder Rm 0,00010 0,00001 0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 18.000 20.000 3. Diff., Afh. en Kansverdelingen Aantal gebouwen (Tot.: 100.000)
Freq.( /gebouw.jaar) 0,01000 Voorbeeld: beleid en effecten van rookmelder campagnes Doel: vertraagd ontdekte branden voorkomen Basis: differentiatie met kansverdelingen, 50% Rm Brandfrequentie 0,00100 Freq. laat ontdekt zonder Rm Freq. laat ontdekt met 50% rookmelder 0,00010 0,00001 0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 18.000 20.000 Aantal gebouwen (Tot.: 100.000) 3. Diff., Afh. en Kansverdelingen
Freq.( /gebouw.jaar) 0,01000 Voorbeeld: beleid en effecten van rookmelder campagnes Doel: vertraagd ontdekte branden voorkomen Basis: differentiatie met kansverdelingen, 50% Rm Brandfrequentie 0,00100 Freq. laat ontdekt zonder Rm 0,00010 2 gevallen (13.000 won.) Freq. laat ontdekt met 50% rookmelder 0,00001 2,2 gevallen (87.000 won.) 0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 18.000 20.000 Aantal gebouwen (Tot.: 100.000) 3. Diff., Afh. en Kansverdelingen
Conclusie 1 De werkelijkheid is divers, voor een goed beeld: differentiatie essentieel rekening houden met afhankelijkheden gebruiken bij analyse mogelijke effecten beleid effecten zijn daardoor minder eenduidig, minder zwart-wit
Conclusie 2 Praktijkgegevens voor een beeld van basisgebeurtenissen en verloop gebruiken voor opstellen verdelingen expertmeningen vertalen naar verdelingen