2011

RICHTLIJN MAGAZIJNBRAND RICHTLIJN OVER DE AANPAK VAN MAGAZIJNBRANDEN IN DE KWANTITATIEVE RISICOANALYSE

Versie 1.0 1/06/2011

Vlaamse overheid Departement LNE Afdeling Milieu-, Natuur- en Energiebeleid Dienst Veiligheidsrapportering

Inhoudstafel I.

INLEIDING ..................................................................................... 4

II.

DEFINITIES EN AFKORTINGEN .......................................................... 5

III.

TOEPASSINGSGEBIED..................................................................... 6

IV.

FAALFREQUENTIE ........................................................................ 7

IV.1.

Kans op brand ............................................................................................. 7

IV.2.

(Vervolg)kans op een bepaald brandoppervlak .................................................... 7

V.

LETALE EFFECTEN VAN MAGAZIJNBRAND........................................... 9

V.1.

Warmtestraling ............................................................................................ 9

V.2. Intoxicatie .................................................................................................. 9 V.2.1 Intoxicatie door de emissie van toxische verbrandingsproducten...............................9 V.2.2 Intoxicatie door de emissie van toxisch onverbrand product .................................. 10

VI.

EMISSIE VAN TOXISCHE VERBRANDINGSPRODUCTEN.............................11

VI.1. Samenstelling van de opgeslagen stoffen (brutostructuurformule) .......................... 11 VI.1.1 Standaard brutostructuurformule ................................................................... 11 VI.1.2 Afgeleide brutostructuurformule ................................................................... 12 VI.2. Brandsnelheid ............................................................................................ 12 VI.2.1 Bepaling van de brandsnelheid van een zuurstofbeperkte brand (BO2)....................... 12 VI.2.2 Bepaling van de brandsnelheid van een oppervlaktebeperkte brand (Bmax) ................. 14 VI.2.3 Ventilatievoud (F)...................................................................................... 15 VI.3.

Bronterm (toxische) verbrandingsproducten...................................................... 16

VI.4.

Blootstellingsduur ....................................................................................... 19

VI.5.

Toxiciteit van de verbrandingsproducten .......................................................... 19

VII. EMISSIE VAN TOXISCH ONVERBRAND PRODUCT ...................................20 VII.1. Bronterm toxisch onverbrand product ............................................................. 20 VII.1.1 Eindig ventilatievoud (F ≠ )...................................................................... 20 VII.1.2 Oneindig ventilatievoud (F = ) .................................................................. 21 VII.2.

Blootstellingsduur ....................................................................................... 21

VII.3.

Toxiciteit van onverbrand product .................................................................. 22

VIII. EMISSIE VAN VERBRANDINGSPRODUCTEN SAMEN MET ONVERBRAND PRODUCT .........................................................................................23 VIII.1.

Bronterm .................................................................................................. 23

Richtlijn magazijnbrand

versie 1.0 – 01/06/2011

2/29

VIII.2.

IX.

Toxiciteit .................................................................................................. 23

AANNAMES M.B.T. DE MODELLERING VAN DE EMISSIE ...........................24

IX.1.

Opmenging in de lijwervel............................................................................. 24

IX.2.

Tijd tot pluimstijging (tpluimstijging)..................................................................... 24

IX.3.

Vrijzettingsemperatuur ................................................................................ 24

IX.4.

Dispersie ................................................................................................... 24

X.

REFERENTIES .............................................................................25

BIJLAGE 1: WEER TE GEVEN INFORMATIE IN DE RAPPORTEN .........................26 BIJLAGE 2: VOORBEELD .......................................................................29


versie 1.0 – 01/06/2011

3/29

I.

Inleiding

In 2006 werd het TWOL-project “Risicoberekeningen van magazijnbranden van Sevesobedrijven” opgestart. Dit project had tot doel het fenomeen magazijnbrand te bestuderen teneinde meer inzicht te krijgen in de verschillende methodieken, modellen en de wetenschappelijke en technische argumentatie van de onderliggende aannames. Aan de hand van het eindrapport van dit TWOL-project [Ref1] en na overleg met de erkende VR-deskundigen werd door de dienst VR een ontwerp-leidraad opgesteld. Na de uitwerking van een aantal praktijkgevallen werden nog een aantal zaken aan deze leidraad gewijzigd, en werd deze richtlijn opgesteld. In deze richtlijn wordt een verduidelijking gegeven omtrent de aanpak van magazijnbranden in de kwantitatieve risicoanalyse. Hierbij wordt onder meer ingegaan op de frequentie van voorkomen van het scenario magazijnbrand (incl. de vervolgkansen) én gevolgen, aangevuld met de reguliere aannames die bij voorkeur1 worden gebruikt voor de modellering van het scenario magazijnbrand in een magazijn met een opslag van gevaarlijke stoffen. Deze richtlijn behandelt enkel het scenario magazijnbrand. Aanverwante scenario‟s (bv. verlading van stukgoederen) dienen te worden behandeld conform de dienaangaande richtlijnen van de dienst VR.

1

Ingeval in een specifiek geval wordt afgeweken van deze aannames dient dit expliciet gemeld, gemotiveerd te worden. Richtlijn magazijnbrand

versie 1.0 – 01/06/2011

4/29

II. Definities en afkortingen Magazijn

Deels of volledig gesloten gebouw, bestemd voor de opslag/overslag van stoffen in eenheidsverpakkingen; bestaande uit één of meer compartimenten.

Compartiment Brandcompartiment

Met een compartiment wordt hier een brandcompartiment bedoeld. Een brandcompartiment is de kleinste ruimte waarbinnen de brand, door de aanwezigheid van brandwerende materialen, gedurende een gedefinieerde tijd kan worden geïsoleerd; wat betekent dat de brand gedurende die tijdspanne niet zal uitbreiden naar een aanpalend compartiment. De muren tussen de compartimenten hebben een Rf-waarde van minstens 30 minuten.

Brandbare stof

Een stof die met lucht van normale samenstelling en druk onder vuurverschijnselen blijft reageren, nadat de bron die de ontsteking heeft veroorzaakt, is weggenomen. Het gaat dus om meer dan enkel de (Seveso-ingedeelde) (zeer) (licht) ontvlambare stoffen. Informatie over de brandbaarheid van een product is vaak terug te vinden in de Chemiekaarten, op de MSDS of bij de leverancier.

Niet-brandbare stof

Een niet-brandbare stof blijft niet reageren onder vuurverschijnsel nadat de bron die de ontsteking heeft veroorzaakt is weggenomen. Hierbij dient opgemerkt te worden dat  deze stoffen wel een brandrisico geven indien er voldoende brandbaar verpakkingsmateriaal (tot 40 kg/ton product) is.  deze niet-brandbare stoffen door ontleding/verdamping bij de brand (ontledingstemperatuur lager dan 600°C) betrokken kunnen geraken en aldus toch kunnen bijdragen tot de vorming van toxische verbrandingsproducten [Ref2].

Survivalfractie

Gewichtsfractie toxisch onverbrand meegevoerd met het rookgas.


versie 1.0 – 01/06/2011

product

die

wordt

5/29

III. Toepassingsgebied Deze richtlijn dient toegepast te worden in elk (veiligheids)document(*) waarin de effecten van een magazijnbrand worden berekend. In het bijzonder betreft het die magazijnen/compartimenten waar er opslag plaatsvindt van gevaarlijke stoffen, uitgezonderd  

een magazijn/compartiment met uitsluitend niet-Seveso stoffen in opslag een magazijn/compartiment met uitsluitend2 niet-brandbare stoffen (onafhankelijk of deze al dan niet gevaarlijk zijn).

(*) In het bijzonder, doch niet uitsluitend, gaat het om berekeningen in omgevingsveiligheidsrapporten en ruimtelijke veiligheidsrapporten, veiligheidsnota‟s, samenwerkingsakkoord-veiligheidsrapporten en veiligheidsstudies.

2

Niet-brandbare stoffen die worden opgeslagen in een compartiment waar ook brandbare stoffen worden opgeslagen kunnen niet zomaar buiten beschouwing worden gelaten wanneer deze nietbrandbare stof door ontleding/verdamping bij een brand kunnen bijdragen tot de vorming van toxische verbrandingsproducten. Hetzelfde geldt bij de aanwezigheid van veel brandbaar verpakkingsmateriaal (vaak tot 40kg/ton product). Richtlijn magazijnbrand

versie 1.0 – 01/06/2011

6/29

IV. Faalfrequentie Met deze richtlijn wordt “Hoofdstuk 9: Brand in magazijnen” uit het Handboek Faalfrequenties 2009 [Ref3] opgeheven.

IV.1. KANS OP BRAND Voor wat betreft de initiële brandfrequentie van een magazijn dienen volgende waarden gebruikt te worden, toe te passen per compartiment. Hierbij wordt gerefereerd aan de gebruikte faalfrequentie in Nederland [Ref2]. Beschermingsniveau

Faalfrequentie

1 en 2 3

8,8 10-4/jaar 1,8 10-4/jaar

Deze voornoemde beschermingsniveaus zijn gekoppeld aan de aard van de opgeslagen producten [Ref4]. Beschermingsniveau 1 en 2 refereren aan een opslag van producten met een vlampunt kleiner dan 55°C. Onder beschermingsniveau 3 kunnen enkel producten worden opgeslagen met een hoger vlampunt, waardoor de kans op een initiële brand kleiner wordt geschat. Gelet op het feit dat in Vlaanderen (en dit in tegenstelling tot de wetgeving in Nederland, zie ook PGS 15 [Ref4]) in de wetgeving niet expliciet is vastgelegd welk beschermingsniveau voor welke magazijnen/magazijnopslag geldt, dient in het (veiligheids)document voldoende toelichting te worden gegeven over de keuze van de gebruikte faalfrequentie, onder meer in functie van de aard van de opgeslagen producten en de keuze van de brandbestrijdingsmaatregelen.

IV.2. (VERVOLG)KANS OP EEN BEPAALD BRANDOPPERVLAK Eens er een initiële brand in het magazijn plaatsvindt, spelen de brandbestrijdingssystemen een belangrijke rol in de verdere ontwikkeling en uitbreiding van de brand. Daarnaast speelt ook de beschikbare hoeveelheid zuurstof (bepaald door het ventilatievoud) een belangrijke rol in de ontwikkeling van het brandoppervlak en in het maximale brandoppervlak dat tijdens een brand wordt bereikt. Onderstaande tabel [Ref2] geeft per brandbestrijdingssysteem de (vervolg)kans op brand van een bepaalde omvang weer, rekening houdend met de te hanteren ventilatievouden (zie paragraaf VI.2.4.).


versie 1.0 – 01/06/2011

7/29

Brandbestrijdingssysteem

Ventilatievoud

20 m2

Kans op brand van een bepaalde omvang 50 m2 100 m2 300 m2

900 m2

Beschermingsniveau 1 1.1a Automatische sprinklerinstallatie 4&∞ 45% 44% 10% 0,5% 0,5% 1.1b Idem sprinklers in rekken 4&∞ 63% 26% 10% 0,5% 0,5% 1.2 Automatische deluge installatie 4&∞ 63% 26% 10% 0,5% 0,5% 1.3 Automatische blusgasinstallatie 4&∞ 99% 0,5% 0,5% 1.4 (Semi-) automatische ∞ n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t. monitorinstallatie 1.5 Automatische hi-ex outside-air ∞ 89% 9% 1% 0,5% 0,5% installatie 1.6 Automatische hi-ex inside-air 4&∞ 89% 9% 1% 0,5% 0,5% installatie 1.7 Bedrijfsbrandweer - handbediend 4&∞ 35% 45% 10% 5% 5% delugea 1.8 Bedrijfsbrandweer – binnenaanval ∞ 20% 30% 28% 22% 1.9 Handbediend deluge-installatie met watervoorziening door bedrijfs4&∞ 20% 30% 25% 25% brandweera 1.10 Handbediend deluge-installatie met 4&∞ 60% 40%b watervoorziening door lokale brandweera Beschermingsniveau 2 inzettijd < 6 min 2.1a ADR klasse 3 in kunststof ∞ 72% 28% 2.1b Idem NIET in kunststof ∞ 20% 30% 28% 22% 2.1c Geen ADR klasse 3 ∞ 20% 30% 28% 22% Beschermingsniveau 2 inzettijd < 15 min 2.2a ADR klasse 3 in kunststof ∞ 55% 45% 2.2b Idem NIET in kunststof ∞ 78% 22% 2.2c Geen ADR klasse 3 ∞ 78% 22% Beschermingsniveau 3 ∞ 78% 22% a) De handbediend deluge-installatie 1.7 verschilt van 1.9 doordat er in geval van brand slechts een brandkraan moet worden opengedraaid. Bij deluge-installatie 1.9 (en 1.10) moet de watervoorziening met behulp van brandslangen nog gereed worden gemaakt. b) Bij “Handbediend deluge-installatie met watervoorziening door lokale brandweer” geldt een maximaal opslagoppervlak van 500 m2.

Bemerkingen:  De aanwezigheid in een magazijn/compartiment van een bepaald, in voorgaande tabel vermeld brandbestrijdingssysteem dient gemotiveerd te worden. Gezien voorgaande tabel gestoeld is op het Nederlandse systeem waarbij voor de constructie/uitrusting van een magazijn wordt gerefereerd aan PGS 15 [Ref4], dient de vergelijkbaarheid van brandbestrijdingssysteem (beschermingsniveau) voor het betreffende magazijn én de toepasbaarheid -rekening houdend met onder meer de aard van de aanwezige stoffen- aangetoond te worden.  De totale bijdrage van de verschillende brandoppervlakken bedraagt altijd 100%.  Bij opslagvoorzieningen kleiner dan 900 m2 worden de vervolgkansen van de brandoppervlakken groter dan die van de betreffende opslagvoorziening opgeteld bij de kans op brand ter grootte van de opslagvoorziening.  Het maximale brandoppervlak is het oppervlak van het magazijn/compartiment, weliswaar beperkt tot 900 m2. Dit oppervlak betreft het vloeroppervlak van de gehele ruimte (en dus niet alleen het palletoppervlak): bij brand kunnen stellingen (stapelingen) namelijk instorten of omvallen en kan de inhoud uitstromen. Bij opslag van (onbrandbare) stoffen die niet bij brand betrokken kunnen raken, mag van een kleiner maximaal brandoppervlak worden uitgegaan, namelijk het vloeroppervlak dat niet door deze stoffen wordt ingenomen. Richtlijn magazijnbrand

versie 1.0 – 01/06/2011

8/29

V. Letale effecten van magazijnbrand De effecten van magazijnbrand zijn enerzijds warmtestraling, anderzijds de emissie van toxische producten, met name toxische verbrandingsproducten én de emissie van onverbrand, toxisch product dat wordt meegesleurd in de rookgassen.

V.1.

WARMTESTRALING

Ingeval van een brand zal warmtestraling optreden. Ingeval die brand echter optreedt in een brandwerende3 ruimte is de warmtestraling naar de omgeving buiten de ruimte verwaarloosbaar. Indien de opslag plaatsvindt in een ruimte die niet brandwerend is of die beschadigd werd, dan is er wel sprake van warmtestraling. Echter, ook dan blijven de (letale) effecten van warmtestraling beperkt tot de directe omgeving van de opslag. Wanneer het magazijn zich op een voldoende grote afstand van de terreingrens bevindt (typisch meer dan 50 m) kan, gezien de beperkte maximale 1% letaliteitsafstand ten gevolge van warmtestraling, het effect warmtestraling worden uitgesloten voor de bepaling van het extern mensrisico.

V.2.

INTOXICATIE

Rookgassen kunnen, vooral in het beginstadium van de brand, een gevaar vormen voor de omgeving, omdat er dan relatief koude gassen (rookgassen worden afgekoeld door de wanden en dak van het magazijn) vrijkomen die laag bij de grond blijven hangen. Bij een meer ontwikkelde brand worden de verbrandingsgassen niet of nauwelijks meer afgekoeld en verspreiden deze warme gassen zich in verticale richting (pluimstijging). Het gevolg van deze pluimstijging is dat er zich op grondniveau geen gevaarlijke concentraties meer voordoen. Dus, ingeval kan uitgegaan worden van onmiddellijke pluimstijging dienen de effecten ten gevolge van de intoxicatie door de emissie van toxische verbrandingsproducten of toxisch onverbrand product niet beschouwd te worden bij de bepaling van het extern mensrisico. Dit geldt bijvoorbeeld voor open opslagplaatsen, opslagplaatsen met enkel een overkapping die verder grotendeels open zijn (50% van de zijwanden open) [Ref1].

V.2.1 Intoxicatie door de emissie van toxische verbrandingsproducten De producten die tijdens een brand in een magazijn worden gevormd zijn sterk afhankelijk van de aard van de opgeslagen producten, de beschikbaarheid van zuurstof en de temperatuur van de brand. Bij een aanwezigheid van voldoende zuurstof in combinatie met een voldoende hoge temperatuur is er sprake van een volledige verbranding. De bekendste verbrandingsproducten zijn koolstofdioxide en water, verder worden de aanwezige heteroatomen omgezet in (toxische) verbrandingsproducten (vb. stikstofoxiden).

3

Met brandwerend wordt hier bedoeld dat de gevel niet bezwijkt gedurende de eerste 30 minuten van de brand. Richtlijn magazijnbrand

versie 1.0 – 01/06/2011

9/29

De effectafstanden voor toxische verbrandingsproducten die bij een brand worden gevormd zijn afhankelijk van de bronsterkte, de toxiciteit en de weersomstandigheden. Effectafstanden kunnen oplopen tot enkele 100-en meters [Ref1]. Ingeval in het magazijn/compartiment geen stoffen met hetero-atomen zwavel, stikstof, chloor, fluor of broom worden opgeslagen, dienen de effecten van toxische verbrandingsproducten niet meegenomen te worden voor de bepaling van het extern mensrisico.

V.2.2 Intoxicatie door de emissie van toxisch onverbrand product Naast de vorming van toxische verbrandingsproducten is er bij een brand ook sprake van een emissie van onverbrand product dat wordt meegesleurd in de rookgassen. Ingeval het gaat om een (zeer)toxisch product kan ook hierdoor intoxicatie voorkomen. De eventuele bijdrage van onverbrand product aan de effecten in de omgeving als gevolg van een brand is sterk afhankelijk van het gedeelte dat onverbrand vrijkomt, en van de toxiciteit van de stof. Net als voor de emissie van toxische verbrandingsproducten geldt dat de effectafstanden aanzienlijk kunnen zijn. Dit verschijnsel is enkel relevant ingeval er meer dan 5 ton zeer toxische of meer dan 50 ton toxische producten aanwezig zijn in het magazijn/compartiment. Indien op een afdoende manier kan aangetoond worden dat er alsnog geen onverbrand product vrijkomt (o.a. door de vorm waarin de stof voorkomt, …), dient dit omstandig gemotiveerd te worden.


versie 1.0 – 01/06/2011

10/29

VI. Emissie van toxische verbrandingsproducten Het brandscenario in een magazijn wordt bepaald door een aantal factoren: de brandduur, het brandoppervlak en de brandsnelheid. De brandsnelheid is afhankelijk van de hoeveelheid zuurstof die tijdens de brand beschikbaar is en de samenstelling van de opgeslagen stoffen. De samenstelling van de opgeslagen stoffen is (mede) bepalend voor de aard en de hoeveelheid van de gevormde toxische verbrandingsproducten (bronterm).

VI.1. SAMENSTELLING VAN DE OPGESLAGEN STOFFEN (BRUTOSTRUCTUURFORMULE) De aard van de opgeslagen stoffen kan zeer verschillen, van magazijn/compartiment tot magazijn/compartiment, maar ook binnen eenzelfde magazijn/compartiment van tijdstip tot tijdstip. Voor het uitvoeren van een representatieve risicoanalyse komt het erop aan om een representatieve brutostructuurformule op te stellen. Representatief betekent hier dat het brandrisico van de werkelijk opgeslagen stoffen beneden het brandrisico van de representatieve stof uit de risicoanalyse moet blijven4. In de risicoanalyse wordt ervan uitgegaan dat er bij de brand een voldoende hoge temperatuur wordt bereikt (geen vorming van HCN, dioxines etc.) en dat er voldoende waterstofatomen aanwezig zijn (geen vorming van fosgeen en chloorgas). Verder wordt enkel rekening gehouden met de vorming van de toxische verbrandingsproducten NO 2, HCl (+HF+HBr) ,SO2 en CO. Zodoende wordt, rekening houdend met de omzettingspercentages (zie verder), in de verdere berekeningen uitgegaan van volgende verbrandingsvergelijking:

0,05 (b  (d  g  h)) c  C a H b Oc Cl d Fg Brh N e S f  0,95 * a  *a   0,1 * e  f   * O2   2 4 2  (b  (d  g  h)) 0,95 * aCO2  0,05 * aCO  * H 2 O  dHCl  gHF  hHBr  0,1 * eNO2  0,45 * eN 2  fSO 2 2 VI.1.1 Standaard brutostructuurformule Gelet op het feit dat in (de meeste) magazijnen een grote variatie aan stoffen wordt opgeslagen, en gelet op het feit dat voornamelijk het gehalte aan hetero-atomen bepalend is voor het omgevingsrisico kan in de (veiligheids)documenten standaard met volgende brutostructuurformule worden gerekend: C3,90H8,50O1,06N1,17Cl0,46S0,51P1,35 waarbij uitgegaan is van een gehalte van 10 gew% N, 10 gew% S en 10 gew% Cl. Het wordt dan wel overgelaten aan de initiatiefnemer/erkende VR-deskundige om aan te tonen dat deze berekening te allen tijde conservatief is (m.a.w. dat het gehalte aan N, S en Cl-atomen nooit meer bedraagt dan 10 gew%).

4

Ingeval het (veiligheids)document wordt opgemaakt voor een nieuw magazijn is een gedetailleerde inventaris van aanwezige producten niet beschikbaar. In het kader van (de actualisatie van) het (veiligheids)document kan deze voorwaarde opgevolgd worden. Richtlijn magazijnbrand

versie 1.0 – 01/06/2011

11/29

VI.1.2 Afgeleide brutostructuurformule Er kan ook geopteerd worden om een eigen brutostructuurformule af te leiden, specifiek voor het beschouwde magazijn/compartiment. Dit kan gebeuren op basis van de typisch aanwezige gevaarlijke producten, op basis van stocklijsten, op basis van ervaringsgegevens, op basis van prognoses, … . Er dient wel steeds aangegeven te worden hoe (en met welke gegevens) deze brutostructuurformule werd afgeleid. Bemerkingen:  Voor het bepalen van de brutostructuurformule dienen zowel de Seveso als de nietSeveso stoffen in het magazijn/compartiment te worden beschouwd.  Stoffen die niet bij de brand kunnen betrokken raken (niet-brandbare stoffen) hoeven niet te worden beschouwd, behalve indien het stoffen betreft die bij verhoogde temperatuur door ontleding of verdamping bij de brand betrokken kunnen geraken (ontledingstemperatuur lager dan 600°C).  Het werken met een brutostructuurformule wordt aanbevolen. Ingeval slechts een beperkt aantal type producten zal worden opgeslagen, kan men de risicoanalyse uitwerken met één of meerdere representatieve product(en). Dit dient dan wel omstandig gemotiveerd te worden.

VI.2. BRANDSNELHEID Voor het bepalen van de brandsnelheid is het nodig om een onderscheid te maken tussen een zuurstofbeperkte brand (zuurstof is de beperkende factor voor verdere branduitbreiding) en een oppervlaktebeperkte brand (de oppervlakte van het magazijn/compartiment is de beperkende factor voor verdere branduitbreiding).

VI.2.1 Bepaling van de brandsnelheid van een zuurstofbeperkte brand (BO2) Ingeval de beschikbare hoeveelheid zuurstof kleiner is dan de benodigde hoeveelheid zuurstof, dan spreekt men van een zuurstofbeperkte brand. In dit geval wordt de brandsnelheid (BO2) bepaald door de beschikbare hoeveelheid zuurstof, de gemiddelde molecuulmassa van de opgeslagen stof en de benodigde hoeveelheid zuurstof voor de verbranding van 1 mol opgeslagen stof.

BO 2  met BO2 mO2 M

(kg/s) (kmol/s) (kg/kmol)

= = =

Z0

(mol/mol)

=


mO2 * M ZO

Brandsnelheid zuurstofbeperkte brand Beschikbare hoeveelheid zuurstof Gemiddelde molecuulmassa van de opgeslagen stoffen (rekening houdend met alle atomen uit de brutostructuurformule) Benodigde hoeveelheid zuurstof voor de verbranding van 1 mol van de opgeslagen stoffen

versie 1.0 – 01/06/2011

12/29

Om de beschikbare hoeveelheid zuurstof (mO2) te kennen dient (1) het ventilatievoud en (2) het volume van de ruimte te worden bepaald.

mO2 

met mO2 0,2 V

(kmol/s) (-) (m³)

F

(aantal/uur) =

24 1800

(m³/kmol) (s)

= = =

= =

0,2 * (1  0,5F ) * V (24 *1800)

Beschikbare hoeveelheid zuurstof Gehalte zuurstof in de lucht Volume van de ruimte; dit betreft het totaal volume van het compartiment (incl. de ruimte die door de aanwezige producten wordt ingenomen) Ventilatievoud van de ruimte; dit is het aantal luchtverversingen, per uur (zie ook paragraaf VI.2.3.) Molair volume van de lucht Tijd gedurende dewelke er toevoer is van lucht

Om de gemiddelde molecuulmassa van de opgeslagen stoffen (M) te kennen baseert men zich op de brutostructuurformule van de opgeslagen stof (zie eerder). Door voor elk van de atomen (voor alle atomen uit de brutostructuurformule) het aandeel in de brutostructuurformule te vermenigvuldigen met de molmassa van het atoom (indien van toepassing rekening houdend met de actieve fractie), en deze waarden te sommeren kan de gemiddelde molecuulmassa worden berekend. Om de benodigde hoeveelheid zuurstof voor de verbranding van 1 mol van de opgeslagen stoffen (Z0) te kennen, gaat men uit van de reactievergelijking van de verbranding, rekening houdend met de berekende brutostructuurformule, waarbij

Z 0  0,95 * a 

met Z0

(mol/mol)

a b c

= = =

d g h e f

= = = = =


0,05 * a (b  (d  g  h) c   0,10 * e  f  2 4 2

=

Benodigde hoeveelheid zuurstof voor de verbranding van 1 mol van de opgeslagen stoffen het aantal koolstofatomen in de brutostructuurformule het aantal waterstofatomen in de brutostructuurformule het aantal zuurstofatomen in de brutostructuurformule; dus ingeval er stoffen worden opgeslagen die zuurstofatomen bevatten (vb. peroxiden) zal de benodigde hoeveelheid zuurstof kleiner worden het aantal chlooratomen in de brutostructuurformule het aantal fluoratomen in de brutostructuurformule het aantal broomatomen in de brutostructuurformule het aantal stikstofatomen in de brutostructuurformule het aantal zwavelatomen in de brutostructuurformule versie 1.0 – 01/06/2011

13/29

Tijdens een zuurstofbeperkte brand is de brandsnelheid onafhankelijk van de tijd en blijft gedurende de verdere beschouwde tijdsspanne een constante.

VI.2.2 Bepaling van de brandsnelheid van een oppervlaktebeperkte brand (Bmax) Ingeval de beschikbare hoeveelheid zuurstof groter is dan de benodigde hoeveelheid zuurstof, dan spreekt men van een oppervlaktebeperkte brand. In dit geval wordt de brandsnelheid (Bmax) bepaald door de brandsnelheid van het brandend product en het brandoppervlak.

Bmax  B * A met Bmax B A

(kg/s) (kg/m²*s) (m²)

= = =

Maximale brandsnelheid Brandsnelheid van de opgeslagen stoffen Brandoppervlak

Om de brandsnelheid van de opgeslagen stoffen (B) te kennen dient men de literatuur te raadplegen. De meest courant gebruikte waarde is 0,025 kg/m²*s. Indien de opslag in een magazijn/compartiment bestaat uit hoofdzakelijk (meer dan 80%) specifieke producten dient een afwijkende waarde gehanteerd te worden[Ref1][Ref2]: Peroxiden: 0,5 kg/m²*s Spuitbussen: 0,3 kg/m²*s Brandbare vloeistoffen: 0,1 kg/m²*s Optie: Mits de nodige argumentatie en op basis van beschikbare gegevens kan een afwijkende brandsnelheid gehanteerd worden.

Ingeval van een oppervlaktebeperkte brand varieert het brandoppervlak (A) in de tijd (neemt het kwadratisch toe). Bijgevolg neemt de brandsnelheid eveneens kwadratisch toe in de tijd. Conservatief wordt gedurende de hele tijdsspanne tot pluimstijging (zie verder) gerekend met de maximale brandsnelheid (Bmax). Optie: Mits de nodige argumentatie en op basis van gekende methodieken kan de tijdsafhankelijkheid in rekening gebracht worden om de brandsnelheid in functie van de tijd over de beschouwde tijdsspanne te bepalen.

Conservatief wordt het maximale brandoppervlak (Amax) gelijkgesteld aan de volledige oppervlakte van het magazijn/compartiment. Voor grote magazijnen/compartimenten hebben studies [Ref2] evenwel aangetoond dat het maximale brandoppervlak waarbij nog geen pluimstijging optreedt 900 m2 bedraagt. Voor magazijnen/compartimenten met een oppervlakte groter dan 900 m2 kan Amax bijgevolg worden beperkt tot 900 m2.


versie 1.0 – 01/06/2011

14/29

VI.2.3 Ventilatievoud (F) De hoeveelheid zuurstof binnen een magazijn/compartiment wordt bepaald door de hoeveelheid lucht die aanwezig is binnen een magazijn/compartiment en de lucht die via ventilatieopeningen wordt aangevoerd. Deze luchttoevoer wordt uitgedrukt in ventilatievoud (F). Bemerkingen:  Zoals kan afgeleid worden uit de tabel in paragraaf IV.2 zal bij het merendeel van de magazijnen uitgerust met een brandbestrijdingssysteem beschermingsniveau 1 uit [Ref1] gerekend dienen te worden met een ventilatievoud 4 (deuren gesloten), én met een onbeperkt ventilatievoud (deuren sluiten niet). De kans dat de automatische, zelfsluitende deuren niet werken wordt gelegd op 0,02. Ingeval het magazijn is uitgerust met handbediende deuren gaat men uit van een kans van 0,1 dat de deuren blijven openstaan bij brand [Ref2].  Bij het merendeel van de magazijnen met een brandbestrijdingssysteem beschermingsniveau 2 of 3 uit [Ref2] dient steeds met een ventilatievoud  te worden gerekend, tenzij het magazijn/compartiment niet in directe verbinding staat met de buitenlucht en de deuren bij brand automatisch zelf sluiten. In dat geval moet met een ventilatievoud 4 en ∞ worden gerekend (in plaats van alleen ∞).  Bij brandbestrijdingssystemen met een rook- en warmteafvoerinstallatie (rookluiken) zoals bij een automatische hi-ex outside air installatie en bedrijfsbrandweer met binnenaanval kan in geval van brand lucht (zuurstof) vrij toestromen, waardoor altijd sprake is van een onbeperkt ventilatievoud. Om vast te stellen of er een zuurstofbeperkte dan wel oppervlaktebeperkte brand ontstaat speelt het ventilatievoud van het magazijn/compartiment een grote rol. VI.2.3.1 Eindig ventilatievoud (F ≠ ) Er ontstaat een oppervlaktebeperkte brand tot op het moment dat het omslagpunt (A omslag), bereikt wordt, daarna wordt de brand zuurstofbeperkt. Het omslagpunt (Aomslag) wordt bepaald door de brandsnelheid van de oppervlaktebeperkte brand (Bmax) gelijk te stellen aan de brandsnelheid van de zuurstofbeperkte brand (BO2) en hieruit het brandoppervlak te bepalen. Dit brandoppervlak is dan het omslagpunt waarop de brand overgaat van een oppervlaktebeperkte naar een zuurstofbeperkte brand. Ingeval eindig ventilatievoud dient dit omslagpunt (Aomslag) steeds berekend te worden.


versie 1.0 – 01/06/2011

15/29

Aomslag 

met Aomslag

(m2)

=

mO2 M

(kmol/s) (kg/kmol)

= =

Z0

(mol/mol)

=

B

(kg/m²s)

=

mO2 * M Z0 * B

Grootte van het brandoppervlak bij omslagpunt oppervlaktebeperkte naar zuurstofbeperkte brand Beschikbare hoeveelheid zuurstof Gemiddelde molecuulmassa van de opgeslagen stoffen (rekening houdend met alle atomen uit de brutostructuurformule) Benodigde hoeveelheid zuurstof voor de verbranding van 1 mol van de opgeslagen stoffen Brandsnelheid van de opgeslagen stoffen

VI.2.3.2 Oneindig ventilatievoud (F = ) Gedurende de ganse tijdsspanne tot pluimstijging wordt een oppervlaktebeperkte brand verondersteld.

VI.3. BRONTERM (TOXISCHE) VERBRANDINGSPRODUCTEN Tijdens een brand in een magazijn, waar de opgeslagen stoffen stikstof, zwavel, chloor, fluor of broomhoudende verbindingen bevatten, zullen, naast CO, ook andere toxische verbrandingsproducten gevormd worden. De hoeveelheid toxische stof die wordt gevormd bij de verbranding van 1 kg opgeslagen product, bepaalt de omzetting. Vanwege de vergelijkbaarheid van de toxische effecten van de emissies van HCl, HF en HBr, worden de emissies van HF en HBr bij de emissie van HCl opgeteld, en wordt dan verder in de risicoanalyse enkel rekening gehouden met de vorming van de toxische verbrandingsproducten NO2, HCl, SO2 en CO. Hierbij wordt uitgegaan van volgende omzettingspercentages [Ref1]: N S Cl C

   

NO2 SO2 HCl CO

: : : :

10% 100% 100% 5%

Uitgaande van de reactievergelijking van de verbranding, kan aan de hand van de brutostructuurformule en de brandsnelheid de bronterm van de toxische verbrandingsproducten (NO2, HCl, SO2 en CO) worden berekend:


versie 1.0 – 01/06/2011

16/29

m  * B met m 

(kg/s) (kg/kg)

= =

B

(kg/s)

=

Bronterm Totale omzetting (in kg) per kg verbrand product (CaHbOcCldNeSfFgBrh) Brandsnelheid

Rekening houdend met de berekende brandsnelheid kunnen de brontermen van de afzonderlijk te beschouwen toxische componenten berekend worden:

mNO 2   NO 2 * B mSO 2   SO 2 * B mHCl   HCl * B

mCO  CO * B met mNO2 mSO2 mHCl mCO NO2

(kg/s) (kg/s) (kg/s) (kg/s) (kg/kg)

= = = = =

SO2

(kg/kg)

=

HCl

(kg/kg)

=

CO

(kg/kg)

=

B

(kg/s)

=

Bronterm van NO2 Bronterm van SO2 Bronterm van HCl Bronterm van CO Omzetting (in kg) in NO2 per kg (CaHbOcCldNeSfFgBrh) Omzetting (in kg) in SO2 per kg (CaHbOcCldNeSfFgBrh) Omzetting (in kg) in HCl/HBr/HF product (CaHbOcCldNeSfFgBrh) Omzetting (in kg) in CO per kg (CaHbOcCldNeSfFgBrh) Brandsnelheid

verbrand product verbrand product per kg verbrand verbrand product

Voor elk van de toxische verbrandingsproducten NO2, HCl, SO2 en CO wordt de omzetting als volgt berekend:


versie 1.0 – 01/06/2011

17/29

0,1* e * 46 M

 NO 2 

f * 64 M

 SO2 

met NO2

(kg/kg)

SO2

(kg/kg)

HCl

(kg/kg)

CO

(kg/kg)

M

(kg/kmol)

a d g h e f

= = = = = =

 HCl 

d * 36,5  g * 20  h * 81 M

 CO 

0,05 * a * 28 M

=

Omzetting (in kg) in NO2 per kg verbrand product (CaHbOcCldNeSfFgBrh) = Omzetting (in kg) in SO2 per kg verbrand product (CaHbOcCldNeSfFgBrh) = Omzetting (in kg) in HCl/HBr/HF per kg verbrand product (CaHbOcCldNeSfFgBrh) = Omzetting (in kg) in CO per kg verbrand product (CaHbOcCldNeSfFgBrh) = Gemiddelde molecuulmassa van de opgeslagen stoffen (rekening houdend met alle atomen uit de brutostructuurformule) het aantal koolstofatomen in de brutostructuurformule het aantal chlooratomen in de brutostructuurformule het aantal fluoratomen in de brutostructuurformule het aantal broomatomen in de brutostructuurformule het aantal stikstofatomen in de brutostructuurformule het aantal zwavelatomen in de brutostructuurformule

Naast deze toxische verbrandingsproducten wordt ook nog CO 2 gevormd. De verrekening van de vorming van CO2 gebeurt door deze stof te beschouwen als verdunning van de bronterm aan toxische verbrandingsproducten (zie paragraaf VI.5). Uiteraard dient de hoeveelheid gevormde CO2 (bronterm van CO2) ook meegenomen te worden in de bepaling van de totale hoeveelheid vrijgekomen verbrandingsproduct (bronterm).

mCO 2  CO 2 * B met mCO2 CO2

(kg/s) (kg/kg)

= =

B

(kg/s)

=


Bronterm van CO2 Omzetting (in kg) in CO2 per kg verbrand product (CaHbOcCldNeSfFgBrh) Brandsnelheid

versie 1.0 – 01/06/2011

18/29

CO 2  met CO2

(kg/kg)

M

(kg/kmol)

a

=

0,95 * a * 44 M

=

Omzetting (in kg) in CO2 per kg verbrand product (CaHbOcCldNeSfFgBrh) = Gemiddelde molecuulmassa van de opgeslagen stoffen (rekening houdend met alle atomen uit de brutostructuurformule) het aantal koolstofatomen in de brutostructuurformule

VI.4. BLOOTSTELLINGSDUUR Zoals steeds in de kwantitatieve risicoanalyse zal ook bij de bepaling van effecten van toxische verbrandingsproducten ten gevolge van een magazijnbrand worden gerekend met een blootstellingsduur van 30 minuten.

VI.5. TOXICITEIT VAN DE VERBRANDINGSPRODUCTEN Voor het bepalen van de toxiciteit van de toxische verbrandingsproducten dient de Richtlijn Probitfuncties [Ref5] gebruikt te worden, meer bepaald deel III.4. Probitfunctie voor een mengsel van toxische stoffen. CO2 wordt beschouwd als verdunning van de toxische verbrandingsproducten en wordt ook als dusdanig verrekend bij bepaling van de uiteindelijke toxiciteitsprobitfunctie van het rookgas. De manier waarop deze laatste wordt bepaald is beschreven in Mengprobit Methodiek [Ref6] meer bepaald in deel II.3.2. Indien de emissie van toxisch onverbrand product niet kan uitgesloten worden (zie paragraaf VII), wordt het toxisch onverbrand product beschouwd als extra (toxische) component in de vrijzetting (zie paragraaf VIII).


versie 1.0 – 01/06/2011

19/29

VII. Emissie van toxisch onverbrand product Tijdens een brand in een compartiment waar een opslag plaatsvindt van meer dan 5 ton zeer toxische stoffen of meer dan 50 ton toxische stoffen dient er ook mee rekening te worden gehouden dat een deel van deze stoffen – onverbrand – zullen worden meegesleurd met de rookgassen, en dus in de atmosfeer terechtkomen. Bij „kleinere‟ hoeveelheden is de bijdrage van het toxisch onverbrand product te verwaarlozen ten opzichte van de bijdrage aan toxische verbrandingsproducten [Ref2]. Indien op een afdoende manier kan aangetoond worden dat er geen onverbrand product vrijkomt (o.a. door de vorm waarin de stof voorkomt, …), dient dit omstandig gemotiveerd te worden.

VII.1. BRONTERM TOXISCH ONVERBRAND PRODUCT Het vrijgekomen onverbrand product wordt de survivalfractie genoemd, en is afhankelijk van de fysische toestand van de stof (vloeistof/poeder/granulaat), de opslaghoogte, het brandbestrijdingssysteem en de grootte van het magazijn/compartiment. Uit onderzoek is ook gebleken dat de survivalfractie bij zuurstofbeperkte branden hoger is dan bij oppervlaktebeperkte branden [Ref2]. Daarom wordt een onderscheid gemaakt naar eindig en oneindig ventilatievoud.

VII.1.1 Eindig ventilatievoud (F ≠ ) In geval eindig ventilatievoud wordt de bronterm (zeer) toxisch onverbrand product (mtox) bepaald als het product van de survivalfractie, het minimum van de brandsnelheid oppervlaktebeperkte brand (Bmax) en de brandsnelheid zuurstofbeperkte brand (BO2), en het massa% zeer toxische en/of toxische stof in een magazijn/compartiment.

mtox  S f * Min( Bmax , B O 2 ) * massa% met mtox Sf Bmax

(kg/s) (-) (kg/s)

= = =

BO2 massa%

(kg/s) (-)

= =


Bronterm (zeer) toxisch onverbrand product Survivalfractie Brandsnelheid oppervlaktebeperkte brand (zie VI.2.2) Brandsnelheid zuurstofbeperkte brand (zie VI.2.1) Aandeel zeer toxische en/of toxische stoffen in een magazijn/compartiment

versie 1.0 – 01/06/2011

20/29

De survivalfractie (Sf) is afhankelijk van de opslaghoogte van de toxische stof, en de grootte van het oplsagcompartiment, de aard van het product en het brandbeschermingsniveau (zie tabel bij paragraaf IV.2). Onderstaande tabel geeft de rekenwaarden voor de survivalfractie weer [Ref2]: Opslaghoogte toxische stof Oppervlak van magazijn/compartiment

≤ 1,80 m

> 1,80 m

≤ 300 m²

> 300 m²

≤ 300 m²

> 300 m²

10% 1%

1% 1%

30% 10%

10% 10%

Toxische vloeistoffen en poeders Beschermingsniveau 1(1) Beschermingsniveau 2 of 3 Toxische granulaten Beschermingsniveau 1, 2 of 3 (1)

1%

1%

Deze cijfers gaan uit van de aanwezigheid van een automatisch brandbestrijdingssysteem, ander dan een automatische hi-ex outside-air of hi-ex inside-air installatie. Ingeval van een hi-ex outside-air of hiex inside-air installatie bedraagt de survivalfractie voor een opslaghoogte ≤ 1,80 m steeds 1%, en voor een opslaghoogte > 1,80 m steeds 10%.

VII.1.2 Oneindig ventilatievoud (F = ) In geval van oneindig ventilatievoud wordt de bronterm (zeer) toxisch onverbrand product (mtox) bepaald als het product van de survivalfractie, de brandsnelheid oppervlaktebeperkte brand (Bmax) en het massa% zeer toxische en/of toxische stof in een magazijn/compartiment.

mtox  S f * Bmax * massa% met mtox Sf Bmax

(kg/s) (-) (kg/s)

= = =

massa%

(-)

=

Bronterm (zeer) toxisch onverbrand product Survivalfractie Brandsnelheid oppervlaktebeperkte brand (zie paragraaf VI.2.2) Aandeel zeer toxische en/of toxische stoffen in een magazijn/compartiment

De survivalfractie (Sf) wordt bepaald zoals in VII.1.1.

VII.2. BLOOTSTELLINGSDUUR Zoals steeds in de kwantitatieve risicoanalyse zal ook bij de bepalingen van effecten van (zeer) toxisch onverbrand product ten gevolge van een magazijnbrand worden gerekend met een blootstellingsduur van 30 minuten.


versie 1.0 – 01/06/2011

21/29

VII.3. TOXICITEIT VAN ONVERBRAND PRODUCT Voor het bepalen van de schade ten gevolge van de blootstelling aan meegesleurd (zeer) toxisch onverbrand product dient men de in de Richtlijn Probitfuncties [Ref5] voorgeschreven probitfuncties uit deel III.2 te gebruiken of de afleiding van een probitfunctie uit deel III.3 toe te passen. In geval van een poeder/granulaat kan men gebruik maken van de probit, afgeleid van een denkbeeldig product met een LD50, rat, oraal = 5 mg/kg, respectievelijk LD50, rat, oraal = 25 mg/kg namelijk:

met C t

Zeer toxisch:

Pr  5,5  ln(C 2 * t )

Toxisch :

Pr  8,7  ln(C 2 * t )

(mg/m3) (min)


= =

Concentratie Tijd, steeds 30 minuten

versie 1.0 – 01/06/2011

22/29

VIII. Emissie van verbrandingsproducten samen met onverbrand product Uit voorgaande paragrafen VI en VII blijkt dat de uiteindelijke vrijzetting uit een magazijn/compartiment bij brandscenario‟s kan bestaan uit (toxische) verbrandingsproducten en toxisch onverbrand product.

VIII.1. BRONTERM De bronterm (toxische) verbrandingsproducten bestaat uit de brontermen van de afzonderlijk te beschouwen toxische componenten (NO 2, SO2, HCl en CO), verdund door de vorming van CO2. De berekening hiervan werd uiteengezet in paragraaf VI.3. Indien aan bepaalde voorwaarden werd voldaan, wordt ook de emissie van toxisch onverbrand product meegenomen. De berekening van de bronterm toxisch onverbrand product werd opgenomen in paragraaf VII.1. De bronterm toxisch onverbrand product wordt dan gezien als onderdeel van de bronterm (toxische) verbrandingsproducten. Bijgevolg wordt de totale vrijzetting bepaald als de som van alle brontermen.

VIII.2. TOXICITEIT Voor het bepalen van de toxiciteit van de toxische verbrandingsproducten NO2, SO2, HCl en CO wordt de Richtlijn Probitfuncties [Ref5] voorgeschreven (zie paragraaf VI.5). Ingeval er ook een emissie van toxisch onverbrand product mogelijk is, wordt deze als component van het toxische mengsel beschouwd (zie paragraaf VII.3). De toxiciteit van het totale mengsel wordt dan middels de methodiek uit de Richtlijn Probitfuncties [Ref5] bepaald. CO2 wordt beschouwd als verdunning van het toxische mengsel. De hiervoor te volgen methodiek is beschreven in Mengprobit Methodiek [Ref6].


versie 1.0 – 01/06/2011

23/29

IX. Aannames m.b.t. de modellering van de emissie Na het bepalen van de brontermen en toxiciteit van de verbrandingsproducten en (indien van toepassing) het onverbrand product wordt een emissie hiervan gemodelleerd. Volgende parameters worden in deze richtlijn vastgelegd.

IX.1. OPMENGING IN DE LIJWERVEL Specifiek voor het fenomeen magazijnbrand kan er rekening mee gehouden worden dat de toxische verbrandingsproducten zich zullen verspreiden via de lijzijde van het gebouw. Aan deze zijde vindt initieel een opmenging, en dus verdunning van concentratie, plaats. Men spreekt over het recirculatiegebied, bepalend voor de te berekenen effectafstanden. Hierbij geldt dat, hoe groter het recirculatiegebied is, hoe groter de initiële opmenging is en hoe kleiner de uiteindelijke effectafstand. Een gedetailleerde berekening van de opmenging voor verschillende recirculatiegebieden (afhankelijk van de windrichting) is nogal tijdrovend, vandaar dat geadviseerd wordt om het recirculatiegebied te benaderen als de breedte van de lijwervel, waarbij deze wordt bepaald als de wortel van het maximale oppervlak van het magazijn/compartiment waarvoor de effectberekening wordt uitgevoerd. Ingeval men in de risicoberekeningen (conservatief) geen rekening houdt met de opmenging in de lijwervel, dan dient men de emissie van de toxische verbrandingsproducten op halve hoogte te beschouwen.

IX.2. TIJD TOT PLUIMSTIJGING (TPLUIMSTIJGING) Standaard wordt met 30 minuten als tijdsspanne tot pluimstijging gewerkt.

IX.3. VRIJZETTINGSEMPERATUUR Standaard wordt met een vrijzettingstemperatuur van 50°C gewerkt.

IX.4. DISPERSIE De manier waarop de dispersie van de geëmitteerde stroom gemodelleerd wordt, dient omstandig gemotiveerd en gedocumenteerd te worden. Hierbij wordt standaard uitgegaan van een neutraal gas dispersie en een vrijzetting in open lucht.


versie 1.0 – 01/06/2011

24/29

X. Referenties [Ref1] [Ref2] [Ref3] [Ref4]

[Ref5] [Ref6] [Ref7]

TNO, TWOL-project “Risicoberekeningen van magazijnbranden van Sevesobedrijven”, eindrapport, juli 2008 VROM, “Handleiding risicoberekeningen Bevi”, Module C, paragraaf 8, versie 3.2, juli 2009 LNE, “Handboek Faalfrequenties 2009”, mei 2009 VROM, Publicatiereeks Gevaarlijke Stoffen 15 “Opslag van verpakte gevaarlijke stoffen, richtlijn voor brandveiligheid, arbeidsveiligheid en milieuveiligheid”, 2005 LNE, “Richtlijn Probitfuncties”, versie 2.0, maart 2011 LNE, “Mengprobit Methodiek”, versie 1.1, maart 2011 LNE, Richtlijnenboek voor Veiligheidsrapportages, standaard OVR, www.lne.be/themas/veiligheidsrapportage


versie 1.0 – 01/06/2011

25/29

Bijlage 1: Weer te geven informatie in de rapporten In het standaard-OVR uit het Richtlijnenboek voor Veiligheidsrapportages [Ref7] wordt algemeen beschreven welke informatie in een veiligheidsrapport dient opgenomen te worden. Deze bepalingen zijn onverminderd van toepassing voor magazijnen. Hieronder wordt evenwel meegegeven welke specifieke gegevens verder dienen te worden beschreven in het kader van de kwantitatieve risicoanalyse van een magazijn. Bij de beschrijving van de inrichting dienen de kenmerken van de magazijnen en de opgeslagen stoffen uitvoerig beschreven te worden. Bijzondere aandacht gaat uit naar het aanwezige/te voorzien brandbestrijdingssysteem en de toepasbaarheid ervan voor de betreffende opslag. Wat betreft de verschillende te beschouwen ongevalsscenario‟s worden volgende gegevens weergegeven.

1.1

Faalfrequentie en vervolgkansen

In het rapport dient voldoende toelichting gegeven te worden over de gebruikte faalfrequentie (initiële brandfrequentie + vervolgkansen), onder meer in functie van de aard van de opgeslagen producten en de keuze van de brandbestrijdingssystemen.

1.2

Scenario warmtestraling

Het scenario warmtestraling bij magazijnbrand dient in elk (veiligheids)document aan bod te komen. Het is evenwel mogelijk dat dit aspect op een kwalitatieve manier wordt behandeld (zie paragraaf V.1 van deze richtlijn). Indien er effectberekeningen worden uitgevoerd, dienen minimaal volgende gegevens opgenomen te worden:  referentieproduct  grootte van het brandoppervlak  gegevens betreffende de modellering (open plas, rekening houdend met muren, ...)

1.3

Scenario intoxicatie door de emissie van toxische verbrandingsproducten

Voor wat betreft het scenario emissie van (toxische) verbrandingsproducten dienen brontermen en effectafstanden te worden berekend voor de toepasselijke brutostructuurformule. Indien gebruik wordt gemaakt van de standaard brutostructuurformule C3,90H8,50O1,06N1,17Cl0,46S0,51P1,35 dient in het dossier voldoende informatie te worden aangereikt om aan te tonen dat deze standaard brutostructuurformule representatief / conservatief is, dus dat in het bijzonder het gehalte aan N, S en Cl atomen in de opslag nooit meer bedraagt dan 10 gew%.


versie 1.0 – 01/06/2011

26/29

Indien een gemiddelde molecule wordt afgeleid en gebruikt in effectberekeningen, wordt in het dossier in een overzichtelijke tabel aangegeven hoe deze gemiddelde molecule werd bepaald. Hierin worden (minimaal) volgende elementen opgenomen:  stoffen in rekening gebracht en hun structuurformule  hoeveelheid aanwezig per stof  (indien van toepassing) actieve fractie  molecuulmassa van de structuurformule Er dient eveneens aangegeven te worden hoe de (limitatieve) lijst van meegenomen stoffen werd bepaald. De -minimaal- weer te geven parameters in het kader van de risicoanalyse zijn:  brandsnelheid (B) van de opgeslagen stof  het ventilatievoud  bij beperkt ventilatievoud: omslagpunt (Aomslag) waarbij een oppervlaktebeperkte brand omslaat in een zuurstofbeperkte brand en bijbehorende brandsnelheid (B O2)  bij onbeperkt ventilatievoud: brandsnelheid oppervlaktebeperkte brand (B max)  brontermen van de toxische verbrandingsproducten (NO2, SO2, HCl en CO) en bronterm CO2 (te beschouwen als verdunning) bij de verschillende brandoppervlakken (indien van toepassing)  informatie met betrekking tot de toxiciteit van het mengsel (bepaling van de probitfunctie van het mengsel)  de manier waarop de vrijzetting werd gemodelleerd in het rekenpakket In Bijlage 2 wordt een voorbeeld gegeven van de weer te geven parameters. Hierbij is uitgegaan van een magazijn/compartiment met een volume (V) van 10000 m3 en ventilatievoud (F) van 4/hr en gebruik makend van de standaard brutostructuurformule.

1.4

Scenario intoxicatie door de emissie van toxisch onverbrand product

Het scenario emissie van toxisch onverbrand product komt enkel aan bod indien er een zekere hoeveelheid (zeer) toxische product aanwezig is in een magazijn/compartiment. De belangrijkste weer te geven parameters zijn dan:  stoffen in rekening gebracht en hun structuurformule en probitfunctie  hoeveelheid aanwezig per stof (aantal m2 opslag per magazijn/compartiment)  opslaghoogte  vorm van de stof (vloeistof, poeder of granulaat)  bronterm van het toxisch onverbrand product  de manier waarop de vrijzetting werd gemodelleerd in het rekenpakket


versie 1.0 – 01/06/2011

27/29

1.5 Scenario intoxicatie door de emissie van verbrandingsproducten samen met toxisch onverbrand product Indien zowel (toxische) verbrandingsproducten als toxisch onverbrand product kunnen vrijgezet worden tijdens een brandscenario dan wordt het gedeelte toxisch onverbrand product gemodelleerd als onderdeel van het rookgas. De belangrijkste weer te geven parameters zijn dan:  totale bronterm vrijzetting  informatie met betrekking tot de toxiciteit van het mengsel (inclusief toxisch onverbrand product)  al dan niet gebruik van opmenging in de lijwervel + emissiehoogte  effectafstanden behorend bij de verschillende brandoppervlakken  faalfrequentie en (vervolg)kans op een bepaald brandoppervlak  de manier waarop de vrijzetting werd gemodelleerd in het rekenpakket


versie 1.0 – 01/06/2011

28/29

Bijlage 2: Voorbeeld Samenstelling van de opgeslagen stoffen (Brutostructuurformule)

C Atoomgewicht

H

n NO2 (10%)= n SO2 (100%)= n HCl (100%)= n CO (5%)= n CO2 (95%)= Zuurstofbeperkte brand

Z0= V= F= mO2= BO2= Aomslag= m NO2 (Aomsl)= m SO2 (Aomsl)= m HCl (Aomsl)= m CO (Aomsl)= m CO2 (Aomsl)= m rookgas (Aomsl)=

Oppervlaktebeperkte brand

B= Bmax (20 m2)= Bmax (50 m2)= Bmax (100 m2)= Bmax (300m2)= Bmax (900m2)=

Bronterm m NO2 = m SO2= m HCl= m CO= m CO2= m rookgas=

N

S

F

Br

Na

Al

P

Zn

Mg

K

c 15,9994

d 35,453

e 14,0067

f 32,066

g 18,9984

h 79,904

22,99

26,9815

30,97

65,38

24,3

39,098

3,9

8,5

1,06

0,46

1,17

0,51

0

0

0

0

1,35

0

0

0

46,8429 8,56715 16,95936 16,30838 16,38784 16,35366 163,2288 kg/kmol

0

0

0

0

41,8095

0

0

0

0,03 kg/kg 0,20 kg/kg 0,10 kg/kg 0,03 kg/kg 1,00 kg/kg 5,91 (mol/mol) 10000 m3 4 aantal/hr 0,14 kmol/s 3,84 kg/s 153,45 m2 0,13 kg/s 0,77 kg/s 0,39 kg/s 0,13 kg/s 3,83 kg/s 5,25 kg/s 0,025 kg/m2*s 0,5 kg/s 1,25 kg/s 2,5 kg/s 7,5 kg/s 22,5 kg/s

Benodigde hoeveelheid zuurstof voor de verbranding van 1 mol van de opgeslagen stoffen Volume van de ruimte; dit betreft het totaal volume van het compartiment (incl. de ruimte die door de aanwezige producten wordt ingenomen) Ventilatievoud van de ruimte; dit is het aantal luchtverversingen per uur Beschikbare hoeveelheid zuurstof Brandsnelheid zuurstofbeperkte brand Grootte van het brandoppervlak bij omslagpunt oppervlaktebeperkte brand naar zuurstofbeperkte brand Bronterm van NO2 bij omslagpunt Bronterm van SO2 bij omslagpunt Bronterm van HCl bij omslagpunt Bronterm van CO bij omslagpunt Bronterm van CO2 bij omslagpunt Som van brontermen van NO2, SO2, HCl, CO en CO2 bij omslagpunt

Brandsnelheid oppervlaktebeperkte brand bij 20 m2 en bij brandsnelheid van de opgeslagen stoffen 0,025 kg/m2*s Brandsnelheid oppervlaktebeperkte brand bij 50 m2 en bij brandsnelheid van de opgeslagen stoffen 0,025 kg/m2*s Brandsnelheid oppervlakte beperkte brand bij 100 m2 en bij brandsnelheid van de opgeslagen stoffen 0,025 kg/m2*s Brandsnelheid oppervlaktebeperkte brand bij 300 m2 en bij brandsnelheid van de opgeslagen stoffen 0,025 kg/m2*s Brandsnelheid oppervlaktebeperkte brand bij 900 m2 en bij brandsnelheid van de opgeslagen stoffen 0,025 kg/m2*s

Brandoppervlak 20 m2 50 m2 100 m2 300 m2 900 m2 0,02 0,04 0,08 0,25 0,74 kg/s 0,10 0,25 0,50 1,50 4,50 kg/s 0,05 0,13 0,26 0,77 2,31 kg/s 0,02 0,04 0,08 0,25 0,75 kg/s 0,50 1,25 2,50 7,49 22,47 kg/s 0,68 1,71 3,42 10,26 30,78 kg/s

Tijd tot pluimstijging

t=

Toxiciteit

Probitfunctie mengsel NO2, SO2, HCl en CO (mg/m3) a= -12,97 b= 1 n= 2 LC01= 455 mg/m3


Cl

b 1,0079

(Standaard BSF) Molecule M

O

a 12,011

1800 s

versie 1.0 – 01/05/2011

Bronterm van NO2 Bronterm van SO2 Bronterm van HCl Bronterm van CO Bronterm van CO2 Som van brontermen van NO2, SO2, HCl, CO en CO2

Percentage NO2 van rookgas= Percentage SO2 van rookgas= Percentage HCl van rookgas= Percentage CO van rookgas= Percentage CO2 van rookgas= Percentage toxische componenten van rookgas=

2,41 % 14,62 % 7,52 % 2,45 % 73,01 % 26,99 %

Tijd tot pluimstijging

Uit Richtlijn Probitfuncties

Probitfunctie mengsel NO2, SO2, HCl en CO met verdunning CO2 waarbij toxische componenten (NO2, SO2, HCl en CO)= 27 % en verdunning (CO2)= 73 % a'= -15,59 Uit Mengprobit Methodiek b= 1 n= 2 LC01= 1684 mg/m3

29/29

2011

Recommend Documents