Sprinkler i vårdanläggningar, är det ett alternativ till utformning av brandskydd vid särskilt boende för personer med vårdbehov?

Alternativ utformning av brandskydd vid särskilt boende
för personer med vårdbehov är en rapport där författaren har tittat på möjligheten att ersätta andra brandskyddsåtgärder genom att installera sprinkler.

Rapporten är finansierad av Briab - Brand & Riskingenjörerna AB

De åtgärder som rapporten fokuser kring är att utesluta

 Dörrstängare mellan boenderum och korridor
 Dörrstängare mellan dagrum och korridor samt
 Hela väggpartietmellan dagrum och korridor

Enligt de beräkningar och antaganden som är gjorda visar det sig att det kan vara ett mycket bra alternativ. Det skapar då också möjligheten att utforma boendet mer av karaktären lägenhet istället för vårdinrättning utan att försämra säkerheten för de boende.

Något som ökar värdigheten vid ett boende även fast man behöver särskild assistans i vardagen, antingen på grund av ålder eller eventuellt handikapp.

Osäkerhet vid dimensionering av fasta släcksystem med gasformiga släckmedel

Jag satt och läste rapporten Flamsläckning, med gasformiga släckmedel i Burner Cup under inverkan av extern värmestrålning.

Rapporten är skriven 1999 så den har tio år på nacken och därför är jag osäker på om det hänt något med dimensioneringskraven på fasta släckssystem med gasformiga släckmedel.

Rapporten har kommit till för att Amerikanska forskare har på senare år presenterat teoretiska modeller vilka visar att ett brinnande material som utsätts för extern värmestrålning kräver en högre släckmedelskoncentration för att släckas, jämfört med ett brinnande material utan extern värmestrålning. Huvudsyftet med elevarbetet har varit att undersöka validiteten hos dessa teorier och då främst att påvisa trender
hos ett antal gasformiga släckmedel som vid släckningsförsök påverkas av extern värmestrålning.

I Sammanfattningen av rapporten kan man läsa

Resultaten av detta projekt diskuteras av eleverna. Där framkommer det att dagens metod som används för att dimensionera släcksystem, där användande av resultat från Burner Cup- försök gånger en säkerhetsfaktor på 1,2 , kan ifrågasättas. Anledningen till att dagens dimensioneringsmetod ifrågasätts är de resultat som framkommit i denna rapport. Resultaten visar att det ibland krävs en säkerhetsfaktor på drygt 1,3-2,4 för att säkerställa släckning.

Det betyder ju att om det finns en extern värmekälla t.ex. en annan brandhärd så krävs mer släckmedel för att släcka branden. Då kan ju de personliga säkerhetsnivåerna överskridas.

Samtidigt så kan man utläsa att vid försök med de reaktiva gaserna så fick man vid vissa brandtester (de med metanol och plexiglas)andra oförklarliga fenomen som inte är särskillt trevlig läsning.

Halotron och FM 200 som bränsle
Den märkliga upptäckt som gjordes i samband med påföring av Halotron 2b och FM 200 har skapat frågetecken. Då dessa släckmedel påfördes brinnande metanol och plexiglas registrerade RHR- utrustningen en ökad effektutveckling. Denna effektutveckling var även okulärt märkbar då flamman ökade i längd och omfång. Effekten ökade ända fram till släckgränsen och var därmed dubblerad för Halotron 2b (bilaga D, E). Effektökningen för FM 200 visade sig vara ännu större (bilaga D, E). Det sker förmodligen en dissociation av de molekyler som har kolatomer, där kolatomerna frigörs och deltar i förbränningsprocessen. Det som var märkligt var att detta fenomen inte uppträde då heptan användes som bränsle. Kanske har detta sin förklaring i att heptan med sin gulaktiga flamma inte uppnår lika hög temperatur som metanol- och plexiglasflammorna. Det skall förresten vara osagt om plexiglasflamman har en högre temperatur än heptanflamman.
Ett släcksystem med Halotron 2b eller FM 200 som är underdimensionerat skulle kunna ge motsatt verkan än den önskade vid händelse av brand. Låt säga att släckmedlet inte klarar att släcka branden utan istället bidrar som bränsle, då kan man snabbt räkna ut att det förvärrar situationen. Det krävs förmodligen vidare forskning kring denna problematik.

Är det någon som vet om man har förändrat dimesnioneringskriterierna efter dessa upptäckter eller om någon har forskat vidare inom detta?

Revidering av provningsmetod för vattendimsystem

Dansk Brand- og Sikringsteknisk Institut har initierat en rapport vilken Anders Håkansson och Daniel Langenbach vid Lunds Tekniska Högskola skrivit.

Rapporten, Revidering av provningsmetod för vattendimsystem, är en del i arbetet med att få CEN/TS 14972:2008 att bli en EN standard vid nästa revision 2011.

Det som rapporten berör är hur man skall få testförfarandet för OH1 att bli mer repeterbart och reproducerbart.

Jag vill önska dessa herrar lycka till så att vi redan 2011 förhoppningsvis kommer ha en normitativ EN standard även för vattendimsystem.

Utrymmning av tunnelbanetåg

I Rapporten Utrymning av tunnelbanetåg från 1999 finns tre tunnelbanebränder beskrivna. Dels Branden i Zürich 1991, Baku 1995 och King´s Cross 1987. Det är väldigt övergripande om incidenterna men de beskriver svårigheterna med utrymmning i tunnelbanan.

Undersökning om fasta släcksystem i vägtunnlar

I rapporten Model Scale Tunnel Fire Tests Sprinkler Brandforskprojekt 406-021 kan man läsa en litteraturstudie som visar att det har funnits ett generellt motstånd mot användning av vattenbaserade släcksystem i tunnlar trots att de används med stor framgång i vägtunnlar i Japan. De argument som används mot användning av sprinkler i vägtunnlar bygger till stor del på försök som genomfördes 1965 med ett stort bensinbål i en relativt liten tunnel.
Att man har börjat diskutera användningen av vattendimma system i tunnlar i dag har i
huvudsak med att göra att det har inträffat stora brandolyckor i vägtunnlar och att
vattenmängden och vattendropparna är betydligt mindre jämfört med konventionella
sprinklersystem. Det finns också många företag som ser möjligheter att etablera sig på marknaden. Runehamar försöken som genomfördes 2003 är också en bidragande orsak
till det ökade intresset för vattenbaserade släcksystem i vägtunnlar.
Litteraturstudien visar att det finns ett antal fullskaliga experiment med sprinkler
genomförda men det finns inga systematiska försök där man har undersökt inverkan av
olika grundläggande parametrar så som lufthastighet, brandstorlek och kritiska
påföringshastigheter som krävs för att förhindra brandspridningen. Därför genomfördes
försök i modellskala där dessa parametrar undersöktes.

Själva försöken utfördes i modellskale för att öka förståelsen med sprinkler i samband med ventilationsförhållanden i tunnlar.

Runehamar försöken och fullskale brandtesterna vid San Pedro de Anes Test Tunnel facility

För att förstå Runehamar försöken så finns en sammanfattning av dessa i SP arbetsrapport 2004:33.

Det var vid dessa försök som "världsrekord" i uppmätt brandeffekt i tunnel sattes, över 200MW. Det motsvarar ungefär brandeffekten från en tankbilsbrand.

Det som påvisades i försöken var bl.a. att värmestrålningen från branden utgör problem och faror på flera sett. Dels så sätter det höga krav på det passiva skyddet för att klara av tunnelkonstruktionen i sig, temperaturer över 1200grader uppmättes ovanför brandcentrum och det gör att tunnel i sig kan skadas vilket kanleda till långa och kostsamma reperationsarbeten då tunneln inte kan användas. Detta gör också att man utsätter räddningspersonal för risker vid en släckningsinsats eftersom delar av taket kan ras in. Värmestrålningen från branden gör också att räddningstjänstens personal har svårt att komma nära branden utan speciell skyddsutrustning vilket försvårar släckningsinsatsen samt att det kan vara svårt att ens få vatten på branden överhuvudtaget. Mätningar och beräkningar 458meter nedströms branden visade också att oskyddade personer inte skulle överlevt någon av bränderna. Tiden tills någon förlorar medvetandet nedströms brand varierade mellan 2 - 6 minuter från det att röken nådde fram till den plats de befann sig.

Om ett rätt dimesionerat aktivt släcksystem installeras så ökar möjligheten dels att överleva en liknade brand men även så underlättar det räddningstjänstens möjlighet att göra en aktiv insats samtidigt som tunnelkonstruktionen skyddas eftersom värmen inte når samma kritiska nivåer.

Vid tester utförda vid San Pedro de Anes Test Tunnel facility i Spanien 2006, vilka bevittnades av Hughes Associates, Inc. utförde Marioff Corporation Oy fullskaliga brandtester vilka motsvarar brand i långtradare. Vid testerna visade man att värmeeffekterna effektivt reducerades av vattendimman.

En sammanfattning av en presentation hållen vid NFPA Suppression and Detection (SUP-DET) Technical Working Conference, Orlando, Florida, February 25-27, 2009 finns här.

Hela rapporten vilken dels behandlar CDF beräkningar av dessa bränder med resultaten från fullskale bränderna finns att läsa i COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS MODELLING OF WATER MIST SYSTEMS ON
LARGE HGV FIRES IN TUNNELS.
Jack R. Mawhinney, Senior Engineer, Hughes Associates, Inc.
Javier Trelles, PhD., Hughes Associates, Inc

Modell brandtester för brand i tågvagnar

När man designar ett släcksystem så är en viktig faktor att ta reda på hur stor den förvänta branden kan bli som man skall kontrolera, reducera eller släcka.

Även om brandbelastningen kan vara stor så kommer det ta tid innan branden är fullt utvecklad så även om en brand t.ex. kan bli 75MW stor så kan man kontrollera den med ett system som är designat mot en brand för t.ex. 35MW om man aktiverar det innan branden har hunnit utvecklats fullt.

Det är därför som man ofta pratar om den dimensionerande branden, i tunnelsäkerhetssammanhang så verkar den branden vara ca 35MW för närvarande.

För att titta på brandbelastningen i en tågvagn så utförde SP fem stycken brandtester i en modell skala 1:10. Detta ger ett underlag för beräkning av brandlaster som sen kan verifierias i fullskaliga brandtester, detta görs för att det är mycket billigare med modell försök än fullskaliga försök.

Rapporten Model Scale Railcar Fire Tests. BRANDFORSKPROJEKT 404-011 beskriver testerna.
Alla brandtester simulerade brand inne i tågvagnen och beroende på hur många fönster som var öppna under försöken så varierade brandbelastningen mellan 35,8MW - 46,8MW om man översätter värdena matematiskt till fullskaliga värden. Tiden för att uppnå dessa effekter varierade mellan 12 - 35,1 minuter.

I projektet så gjorde man även CFD beräkningar för att se vilken effekt ventilationssystemen har vid tunnelbränder med dessa förutsättningar och det kan man läsa mer om i rapporten Numerical simulation of a model scale tunnel fire test Brandforskprojekt 404-011

Vattendimma: Teori, Fysik och simulering

SP Rapport 2004:15 tillika BRANDFORSK projekt 514-021 är en kunskapssammanställning vilken på en detaljerad nivå beskiver teori och fysik kring vattendimma.

Den tidigare SP-Rapport 2001:26 Vattendimma en kunskapssammanställning var en mer lättförståelig rapport men den verkar inte finns tillgänglig längre utan det enda som jag hittar är den sammanfattning vilken jag länkt mot.

Vattensprays effektivitet vid pool och spraybränder

I rapporten SP report 2005:33 Measurement of the efficiency of a water spray system against diesel oil pool and spray fires står det beskrivet om brandtester med vattenspraysystem. Försöken gjordes med 5mm respektive 7,5mm påföringshastighet.

Själva rapportens syfte var att ta fram provningsmetoder och installationsanvisningar för vattenbaserad släcksystem i stora fartygsmaskinrum.

Det som är lite intressant är hur vattensparysystemen fungerade vid brandtesterna.

Hela sammanfattningen ser ut som följer

Sammanfattning
Projektets långsiktiga målsättning är att ta fram provningsmetoder och installationsanvisningar för vattenbaserade släcksystem i stora fartygsmaskinrum. I nuläget används oftast koldioxidsystem men koldioxidsystemens vara eller icke vara diskuteras mycket och många redare söker miljö- och personsäkra alternativ.
Statistik visar att en brand innebär höga skadekostnader. Ett vattenbaserat släcksystem har fördelen att det kan aktiveras i ett tidigt skede av brandförloppet och därmed minska skadorna.
Målsättningen med de försök som redovisas här har varit att utvärdera hur effektiviteten hos olika vattenspraysystem kan mätas. Därför genomfördes en serie försök där ett vattenspraysystem provades mot flera olika dieselpoolbränder respektive flera dieselspraybränder. Två vattenflöden användes. Antingen ett vattenflöde som motsvarade en vattentäthet om 5,0 mm/min eller 7,5 mm/min. Den förstnämnda vattentätheten stipuleras i kapitel 7 i den så kallade Fire Safety
Systems koden (tidigare i SOLAS II-2, regel 10) för fartygsmaskinrum.
Under försöken mättes brandeffekten med hjälp av den så kallade Industrikalorimetern. Dessutom användes annan typ av mätutrustning, såsom mätning av gastemperaturen ovanför brandkällan, värmestrålningen och ett nyutvecklat mätinstrument, en s.k. ”Pipe Thermometer”.
Utvärderingen visar att mätning av gastemperatur bäst korrelerar mot den uppmätta
brandeffekten.
Vad gäller systemens effektivitet kan man konstatera att det högre vattenflödet motsvarande 7,5 mm/min dämpar omedelbart poolbränderna (”fire suppression”), men släcker inte. Det lägre vattenflödet motsvarande 5,0 mm/min kontrollerar branden (”fire control”).
Denna trend går igen i alla poolbrandförsök. En annan slutsats var att reduktionen av
brandeffekten ökar med ökad diameter på baljan. Det kan tolkas så att inverkan av baljornas kanter fick mindre och mindre inverkan med ökande diameter.
En av spraybränderna släcktes, den minsta 1 MW branden vid 7,5 mm/min vattenflöde. För de högre brandeffekterna har inget av det två vattenflödena någon nämnvärd inverkan på branden, vilket kan sägas vara nästan typiskt för en spraybrand, antingen brinner de med full effekt eller så släcks de.

Det verkar med andra ord som att vattenspray inte är särskillt effektivt mot spraybränder.

I de brandtester enligt IMO 1165 som vi utfört för godkännadnen för fartygsmaskinrum upp till 3300m3 skall man släcka både poolbränder och även spraybränder. Spraybränderna har visat sig vara enkla att släcka med högtrycksvattendimma men det beror nog på att de små vattendropparna sugs in till basen av flamman och förångas och på så vis släcker de bränderna effektivt.

Det verkar som om att droppstorleken måste vara mindre än vid vattenspray för att vara effektivt vid denna typ av brand.

lag sfs 2006:418 om säkerhet i vägtunnlar

Vad jag har hittat så är det följande lag SFS 2006:418 som berör säkerhet i vägtunnlar.

Det är 18 punkter som skall uppfyllas.

Säkerhetskrav
3 § En tunnel skall uppfylla föreskrivna säkerhetskrav i fråga om

1. antal tunnelrör och körfält,
2. tunnelgeometri,
3. utrymningsvägar och nödutgångar,
4. tillträde för räddningspersonal,
5. nödfickor,
6. dränering,
7. brandmotstånd,
8. belysning,
9. ventilation,
10. räddningsstationer,
11. vattenförsörjning,
12. vägmärken, skyltar och information,
13. övervakningssystem,
14. utrustning för stängning av tunneln,
15. kommunikationssystem,
16. strömförsörjning och elkretsar,
17. brandsäker utrustning, och
18. trafiken i tunneln.

För att fördjupa sig kring vad gäller kan man hitta mycket information i Vägverkets publikation 2004:124

Vad jag förstår så skall fasta släcksystem installeras om detta medför uppenbart ökad personsäkerhet i tunneln enligt genomförd riskanalys eller om det är en förutsättning för erforderlig bärförmåga vid brand.

I kapitel 4.5.5 Sprinkleranläggning kan man läsa

Vid utförande av eventuell sprinkleranläggning skall utformning av systemet utredas.
De råd och anvisningar som anges i NFPA 502, Standard for road tunnels, bridges and other limited access highways, Appendix D (National fire protection association) bör följas.

UPTUN vägledning för installation av sprinklersystem för vägtunnlar

Rapporten från UPTUN projektet kan du ladda ner här Engineering Guidance for
Water Based Fire Fighting Systems for the Protection of Tunnels and Subsurface Facilities

Svenska vägtunnlar kan bli bättre

Automatiskt sprinklersystem
Inrättandet av en automatisk sprinkleranläggning med vatten skulle förbättra säkerheten avsevärt även i svenska tunnlar. Sprinkler förhindrar och motverkar en snabb brandspridning i tunnelsystemet vid en utvecklad brand. Det hävdar Räddningstjänsten Storstockholms brandförsvar som tryckt på för sprinkler i samband med vägprojektet Norra länken.

Det finns bara en enda vägtunnel i hela Sverige, Klaratunneln, som är utrustad med sprinklersystem.
— Det blir ett förbättrat läge ur säkerhetssynpunkt. Vattnet hjälper till att begränsa branden, säger Stefan Jidling.

Enligt Vägverket har frågan diskuterats under flera år.
— Kanske är en förändring på gång. Men än så länge har kostnaden inte motiverat effekterna om man ser på till exempel hur ofta det brinner i en tunnel och hur bra sådana system har fungerat. Det behövs mer kunskap, säger Bernt Freiholtz på Vägverket.

Kan man läsa i artikeln Svenska vägtunnlar kan bli bättre

Eftersom Kompetenscentrum för brandsäkerhet i undermarksanläggningar finns så hoppas jag att man även tittar på automatiska sprinklersystem som en skyddsinstallation tillsammans med det passiva brandskyddet.

A86 tunneln i Paris är ett exempel där man installerat HI-FOG sprinkler samt självklart även passiva skydd.