Effecten Warmtestraling tgv plasbrand nabij kantoor langs Nieuwe Maas, Schiedam DHG Property Solutions 24 november 2010 Definitief Rapport 9V9388.01
SAMENVATTING Projectontwikkelaar DHG is betrokken bij de bouw van twee kantoorpanden aan de Havenstraat te Schiedam. Bij het lokaliseren van de voorgenomen kantoorpanden dient te worden voldaan aan provinciaal beleid met betrekking tot externe veiligheid. In het provinciaal beleid zijn veiligheidszones opgenomen tot de Nieuwe Maas. Bij de voorgenomen indeling van het terrein zijn de kantoren dusdanig gepositioneerd, dat een ontheffing vanuit de Provincie Zuid-Holland benodigd is voor het toestaan van een bestemmingsplanwijziging die de gemeente Schiedam moet uitvoeren. Voor het verlenen van een ontheffing op het beleid moet worden aangetoond dat er op de voorgenomen locatie wordt voldaan aan het vereiste veiligheidsniveau. Op basis van de aangegeven uitgangspunten zijn conform het Provinciaal beleid, afstanden waarmee op de planlocatie rekening gehouden moet worden; een warmtestraling van 35 kw/m2, tot 40 meter vanaf de kaderand een warmtestraling van 15 kw/m2 tot 65 meter vanaf de kaderand. Op basis van documentatie [3] en in afstemming met de Provincie Zuid-Holland is in kaart gebracht dat in de gevel Thermisch gehard glas moet worden toegepast om een brandwerendheid van 30 minuten te waarborgen. In onderstaande figuur is een schematische weergave opgenomen van uitvoering zoals deze aan het gebouw zal worden toegepast. Opgemerkt wordt, dat de gekozen glassoort ( EI ) zowel een stralingswerende als isolerende werking bezit. Het type beglazing bestaat uit twee lagen, waartussen een opschuimend middel aangebracht is, dat bij hoge stralingsintensiteiten opschuimt. Door het ontstaan van een foam-laag tussen de twee glaslagen wordt de ruit mat, stralingswerend en isolerend. - i - Definitief Rapport 24 november 2010
INHOUDSOPGAVE Blz. 1 INLEIDING 1 2 UITGANGSPUNTEN EN BEREKENING WARMTEBELASTING 2 2.1 Geplande ontwikkeling 2 2.2 Uitgangspunten warmtestraling 3 3 GEVEL 4 3.1 Positie gevel ten opzichte van warmtebron 4 3.2 Indeling gevel 5 3.3 Warmtebelasting gevel 6 3.4 Uitvoering gevel 7 3.5 Terrassen level 1 en 2 9 3.6 Parkeerdek 10 4 OVERIGE ASPECTEN 11 4.1 Ontruiming 11 5 REFERENTIES 12 Definitief Rapport 24 november 2010
1 INLEIDING Projectontwikkelaar DHG is betrokken bij de bouw van twee kantoorpanden aan de Havenstraat te Schiedam. Bij het lokaliseren van de voorgenomen kantoorpanden dient te worden voldaan aan provinciaal beleid met betrekking tot externe veiligheid. In het provinciaal beleid zijn veiligheidszones opgenomen tot de Nieuwe Maas. Bij de voorgenomen indeling van het terrein zijn de kantoren dusdanig gepositioneerd, dat een ontheffing vanuit de Provincie Zuid-Holland benodigd is voor het toestaan van een bestemmingsplanwijziging die de gemeente Schiedam moet uitvoeren. Voor het verlenen van een ontheffing op het beleid moet worden aangetoond dat er op de voorgenomen locatie wordt voldaan aan het vereiste veiligheidsniveau. In dit rapport wordt weergegeven welke gevolgen van een plasbrand op de Nieuwe Maas te verwachten zijn ter hoogte van de geplande kantoorpanden. Daarnaast wordt aangegeven wat de brandwerendheid van het voorgenomen gebouw bedraagt en welke bouwkundige voorzieningen benodigd zijn (die tot doel hebben het gebouw tegen de effecten van een plasbrand te beschermen). Definitief Rapport - 1-24 november 2010
2 UITGANGSPUNTEN EN BEREKENING WARMTEBELASTING 2.1 Geplande ontwikkeling In figuur 1 is een kaart weergegeven met de positionering van de voorgenomen panden ten opzichte van de waterlijn van de Nieuwe Maas te Schiedam. Figuur 2.1. Positionering voorgenomen kantoorpanden tov Nieuwe Maas In de figuur is de 20-meter lijn aangehouden als minimale bebouwingsafstand tot het voorgenomen kantoorpand vanaf de kaderand. Deze afstand moet tenminste worden aangehouden in verband met zichtlijnen in het havengebied. Aanvullend op de voorgenomen kantoorpanden zal een parkeerdek op 0 niveau worden gerealiseerd binnen de 20 meter lijn vanaf de kade. Aanvullend op de zichtlijnen, dient conform het Provinciale beleid rekening gehouden te worden met de mogelijke effecten van een plasbrand op het water (ic. warmtestraling op het gebouw). In de volgende paragraaf is voor de locatie aan de Havenstraat aangegeven op welke afstand zich warmtestralingcontouren voordoen van zo n plasbrand. Met deze gegevens wordt vervolgens in kaart gebracht welke maatregelen moeten worden getroffen aan het gebouw. 24 november 2010-2 - Definitief Rapport
2.2 Uitgangspunten warmtestraling Voor het bepalen van de afstand waarmee op de planlocatie rekening gehouden dient te worden, moet worden uitgegaan van de warmtestralingcontouren zoals deze zijn berekend ten behoeve van het opstellen van het Provinciale Beleid. De uitgangspunten hierbij zijn opgenomen in het document Aspecten en achtergronden voor een bebouwingsvrije zone langs de Nieuwe Waterweg en de Nieuwe Maas vanwege transport van gevaarlijke stoffen [1]. In [1] is verondersteld dat door aanvaring van een schip (twee schepen onderling, of een aanvaring met een kade) brandbare vloeistof vrijkomt, die een plas vormt op het water en door ontsteking in brand raakt (een zogenaamde plasbrand). De maatgevende situatie in de berekeningen van een optredende plasbrand, is de situatie waarbij een zeeschip met een tankgrootte van 2000 m 3 een plas veroorzaakt. Deze situatie is maatgevend ten opzichte van een situatie waarbij een binnenvaartschip een brand veroorzaakt. Voor de maatgevende situatie is gerekend met een windsnelheid van 2 m/s en een windsnelheid van 9 m/s (respectievelijk gerelateerd aan zeer stabiel en neutraal weer); de windsnelheden zijn beide op een hoogte van 10 meter gemeten. Het scenario met de hoogste windsnelheid wordt als maatgevend beschouwd, omdat de vlam dan het meest over de kade hangt. Bij de afstanden in het ontwerp wordt uitgegaan van de positionering van de kaderand, zoals deze is weergegeven op de digitale tekening die van de gemeente Schiedam is verkregen. Op basis van de aangegeven uitgangspunten zijn conform het Provinciaal beleid, afstanden waarmee op de planlocatie rekening gehouden moet worden; een warmtestraling van 35 kw/m2, tot 40 meter vanaf de kaderand een warmtestraling van 15 kw/m2 tot 65 meter vanaf de kaderand. Definitief Rapport - 3-24 november 2010
3 GEVEL 3.1 Positie gevel ten opzichte van warmtebron Uitgaande van de 20 meter vanuit de havenvoorschriften is de doorsnede van het gebouw op deze afstand hieronder weergegeven. Op basis van deze tekening, in combinatie met de layout in figuur 2.1 is zichtbaar hoe de gevel zich aan de uiterst rechter zijde verhoudt tot de kaderand. Tevens is de ligging van het parkeerdek op grondniveau zichtbaar. Door de schuine ligging ten opzichte van de kaderand, wijkt het gebouw vanuit de weergegeven doorsnede in figuur 3.1 verder van de Nieuwe Maas af. Figuur 3.1 Doorsnede voorgenomen kantoorpand Schiedam. Voor de gevel van het voorgenomen kantoorpand is onderzocht welke delen van de gevel dusdanig door de plasbrand worden belast dat aanvullende maatregelen noodzakelijk zijn om de veiligheid van het gebouw te kunnen waarborgen. Hierbij is het nodig om te weten op welke wijze de gevel is opgebouwd, dit wordt in de volgende paragraaf beschreven. 24 november 2010-4 - Definitief Rapport
3.2 Indeling gevel De gevel worden opgedeeld in een aantal gebieden. Zo bevindt zich op 0 level een parkeergarage, waardoor het daadwerkelijke gebouw zich in feite pas op level 1 niveau bevindt. In tabel 3.1 is aangegeven hoe het pand verder is opgebouwd. Opgemerkt wordt, dat de warmtestraling de maximale warmtestraling betreft op het punt dat het dichtst bij de Nieuwe Maas is gelegen (zie figuur 2.1). Tabel 3.1 Gevelopbouw voorgenomen gebouw Schiedam Niveau Bestemming Type gevel Hoogte (m) Warmtestralingsbelasting 0 Parkeergarage Open 0 3,60 - Straling 1 Bedrijfsrestaurant Glas 3,60-8,10 - Straling 2 Kantoorruimten + Aluminium 8,10 11,70 - Straling dakterras geprofileerde gevelbeplating 3-5 Kantoorruimten Aluminium geprofileerde gevelbeplating 11,70 22,50 - Straling - Gevaar vlamcontact Definitief Rapport - 5-24 november 2010
3.3 Warmtebelasting gevel Op basis van de informatie in tabel 3.1 wordt opgemaakt dat een deel van het gebouw zich binnen de 35 kw/m 2 -contour vanaf de kaderand bevindt en een deel van het gebouw zich binnen de 15 kw/m 2 -contour. De parkeerplaats wordt verderop beschouwd. Figuur 3.2 plattegrond kantoorgebouw. In figuur 3.3 is aangegeven hoe de gevel van het kantoorgebouw gesitueerd is, ten opzichte van de contouren die moeten worden gehanteerd. Deze zijn weergegeven met de rode en oranje tekst. De gevel van het voorgenomen pand bestaat grotendeels uit glas. Deze gevel zal intact moeten blijven wanneer deze belast wordt met de aangegeven straling. Vlamcontact gevel Gezien de ligging in de nabijheid van het vlamfront, en ook mogelijk vlamcontact vanaf level 5, geldt dat er ook in dit kader brandwerende maatregelen nodig zijn. Opgemerkt wordt, dat deze belasting zich uitsluitend voordoet in het geval, dat de wind met een aanzienlijke windkracht, uit Westelijke richting komt. Bij de zogenaamde kansbenadering zorgt dit voor een nuancering van de optredende effecten. 24 november 2010-6 - Definitief Rapport
In deze situatie kan een deel van de bovenste verdieping en de luifel van het voorgenomen pand vlamcontact maken. Deze effecten nemen over de breedte van de gevel af, naarmate de afstand tussen het gebouw en de Nieuwe Maas groter wordt. 3.4 Uitvoering gevel In het maatgevende scenario in het TNO-rapport [1] wordt uitgegaan van een brand met een duur van 30 minuten. De voorzieningen die in de gevel moeten worden getroffen, moeten dus in staat zijn gedurende deze tijd bescherming te bieden. Op basis van dit stralingsniveau en de aanwezigheid van het vlamfront, dient de gehele zuid-gevel brandwerend te worden uitgevoerd. Bij het brandwerend uitvoeren van de gevel, zal met name rekening moeten worden gehouden met de uitvoering van de glazen delen. Opgemerkt wordt, dat die delen die met de vlammen van de plasbrand in aanraking komen aan hogere temperaturen worden blootgesteld dan bij een standaard brand het geval is. Hier wordt uitgegaan van 30 minuten brandwerende materialen, die zowel stralingsbestendig als isolerend werken. Voor de uitvoering van de gevel zijn op de Nederlandse markt aluminium ramen, deuren en geveldelen verkrijgbaar die aantoonbaar een brandwerendheid hebben van 30 minuten. Voor dergelijke producten zijn geverifieerde testrapporten voorhanden. Kanttekening hierbij is dat de beproefde (gecertificeerde) onderdelen in beperkte afmetingen beschikbaar zijn. De toepassing van uitsluitend gecertificeerde materialen is hierbij een randvoorwaarde bij de keuze van toe te passen materialen. Een dwarsdoorsnede van de meest bij het water gelegen deel van het Jumbo-gebouw is in figuur 3.3 weergegeven in een zijaanzicht. Figuur 3.3 Kritische gevelgebied aan uiterst rechterzijde van het gebouw. Definitief Rapport - 7-24 november 2010
Uitvoering ramen Om een ontheffing op het Provinciaal beleid, dient binnen de gegeven warmtestralingcontouren een gelijkwaardige veiligheid gewaarborgd te worden als buiten de warmtestralingcontouren. Hiertoe dienen de gevels een brandwerendheid van 30 minuten te bezitten. De maatregelen die aan het gebouw kunnen worden getroffen betreffen met name de toegepaste ruiten. Hierbij wordt uitgegaan van een gesloten gevelsysteem dus geen te openen raamdelen. Uitzondering hierop vormt de terrasdeur aan de frontzijde (Zuid) van het pand. Deze wordt dusdanig uitgevoerd dat deze in geval van een calamiteit automatisch dicht valt. Vanwege de hanteerbaarheid, zal aan de dranger met behulp van een kleefmagneet worden gezorgd dat de deur open kan blijven staan en in geval van een calamiteit automatisch dichtvalt. Hierdoor wordt voorkomen dat obstakels voor de (zware) deur worden geplaats om te voorkomen dat deze dichtvalt. Voor het voorgenomen pand betekent dit dat de glazen delen van het gebouw brandwerend moeten worden uitgevoerd. Voor het bepalen van de benodigde maatregelen worden twee soorten zijden onderscheiden, de Frontgevels en de Langszijden. Op basis van documentatie [3] en in afstemming met de Provincie Zuid-Holland is in kaart gebracht dat in de gevel thermisch gehard glas moet worden toegepast om een brandwerendheid van 30 minuten te waarborgen. De langszijden zullen minder belast worden dan de frontgevel, maar zullen tot aan de 35 kw/m2-lijn (40 meter vanaf de kaderand) desondanks uitgevoerd worden met hetzelfde thermisch geharde, isolerende glas als de frontgevel. In figuur 3.4 is een schematische weergave opgenomen van uitvoering zoals deze aan het gebouw zal worden toegepast. 24 november 2010-8 - Definitief Rapport
Figuur 3.4 Ligging warmtestralingscontouren conform Provinciaal beleid. Toelichting Op grond van de catalogus [3] gelden voor het brandbestendig uitvoeren van gevels, dat de volgende warmtestralingen tussen worden weerstaan: Enkel glas barst vanaf 9 kw/m2; de waarschijnlijkheid van breken (en uit het kozijn vallen is groot bij 35 kw/m2) Dubbel glas kan 25 kw/m2 weerstaan zonder breken; Thermisch gehard glas kan ca 43 kw/m2 weerstaan. Opgemerkt wordt, dat de gekozen glassoort ( EI ) zowel een stralingswerende als isolerende werking bezit. Het type beglazing bestaat uit twee lagen, waartussen een opschuimend middel aangebracht is, dat bij hoge stralingsintensiteiten opschuimt. Door het ontstaan van een foam-laag tussen de twee glaslagen wordt de ruit mat, stralingswerend en isolerend. 3.5 Terrassen level 1 en 2 Terrassen behoren niet tot het gebouw en er bestaat in dat kader geen zinnige invulling vanuit het kader van brandwerendheid. Op het gebied van de brandwerendheid van het gebouw zal de deur van het bedrijfsrestaurant, bij plaatsing aan de zuidgevel, dusdanig worden uitgevoerd dat deze automatisch dichtvalt in geval van een optredende plasbrand. Vanwege de hanteerbaarheid, zal aan de dranger met behulp van een kleefmagneet worden gezorgd dat de deur open kan blijven staan en in geval van een calamiteit automatisch dichtvalt. Definitief Rapport - 9-24 november 2010
3.6 Parkeerdek Het parkeerdek is op 0 level gepositioneerd, op ongeveer 5 meter van de waterlijn. In geval van een plasbrandscenario bevindt een aanwezige auto zich dichtbij de warmtebron. Gezien de betonnen constructie, wordt schade voorzien aan aanwezige auto s voorzien. Ter voorkoming van escalatie van de brand naar het gebouw vanuit de parkeergarage, dient de branddoorslag vanuit het parkeerdek voorkomen te worden. Hieraan wordt in het huidige ontwerp voldaan, als standaard voorwaarde uit het bouwbesluit. Ten behoeve van vluchtmogelijkheden, wordt bij ontruiming als gevolg van een plasbrand op het water aangestuurd op ontruiming richting de Noordzijde van het pand. 24 november 2010-10 - Definitief Rapport
4 OVERIGE ASPECTEN In eerdere studies werd aangegeven dat naast de bestendigheid tegen warmtestraling, ook bij de inrichting van het gebouw rekening gehouden moet worden met het optreden van een rampscenario [2]. In het rapport Maatregelen zelfredzaamheid van het NIBRA [3] worden maatregelen genoemd tegen warmtestralingsbelasting door brand. Onderstaand wordt hieraan aandacht besteed. 4.1 Ontruiming 4.2 Borging Bij het voordoen van een calamiteit moeten mensen binnen korte tijd een veilig gebied kunnen bereiken. Gezien de omvang van het gebouw, zal als onderdeel van het ontruimingsplan rekening moeten worden gehouden met een brandsituatie aan de Maas-zijde van het gebouw. De vluchtroute buiten het gebouw en nooduitgangen moeten niet aan de zijde van het water zijn gelegen. Hier wordt bij het ontwerp in voorzien. De trappenhuizen moeten voldoende opvangcapaciteit en doorstroomcapaciteit bezitten. Dit kan men realiseren door bordessen toe te passen van voldoende grootte en trappen van voldoende breedte. Bij het ontwerpen van dit gebouw moet dit worden bepaald en berekend conform NEN 6089. De toe te passen materialen aan het gebouw dienen te worden geborgd bij onderhoud van het gebouw. Ten behoeve van het borgen dat er bij vervanging van materialen aan het gebouw materialen worden toegepast met dezelfde (brandwerende) eigenschappen, zal een onderhoudsprogramma of logboek worden bijgehouden door de beheerder van het pand. De toe te passen materialen zijn daarnaast ook in het bestek van het gebouw vermeld. Definitief Rapport - 11-24 november 2010
5 REFERENTIES [1] Aspecten en achtergronden voor een bebouwingsvrije zone langs de Nieuwe Waterweg en de Nieuwe Maas vanwege transport van gevaarlijke stoffen. TNO-MEP, Referentie R2002-371, Projectnummer 33421, juli 2002 [2] Externe veiligheid maatregelen plasbrand, dgmr, Rapport F.2006.0344.01.R001 d.d. 8 oktober 2007. [3] Catalogus bouwkundige maatregelen externe veiligheid., SBR, Oranjewoud, januari 2010. 24 november 2010-12 - Definitief Rapport