AKOESTIEK EN BOUWFYSICA LAWAAIBEHEERSING MILIEUTECHNOLOGIE BRANDVEILIGHEID
Atria en brandveiligheid ir J.J. Mertens
Zoetermeer Mook Düsseldorf Parijs Londen www.peutz.nl
Aan de orde komen wat zijn kenmerken van een atrium q welke brandtechnische aandachtspunten heeft een atrium q hoe kunnen we deze beoordelen q welke voorzieningen moeten getroffen worden q en zijn er ook alternatieven mogelijk q
2
1
Atrium een ruimte die vaak q meerdere gebouwdelen verbindt q en waardoor gevlucht moet worden q die (grotendeels) glasoverkapt is q groot q hoog q met een verscheidenheid aan functies q en brandtechnische aandachtspunten q
3
Voorbeeld: kantoorgebouw
4
2
Aanpassing in ontwerp: toevoegen overkapping
plattegrond
doorsnede 5
Aandachtspunten brandveiligheid q
rookverspreiding rookcompartimenten niet onafhankelijk Ø vluchten via atrium Ø
q
temperatuur constructies Ø materialen Ø
q
branduitbreiding Ø
brandoverslag 6
3
Beoordelingsmethoden q
rookverspreiding vultijdberekening: eerste fase, vluchten Ø NEN 6093: volledig ontwikkelde brand, branduitbreiding, constructies Ø CFD: gehele verloop, afwijkende geometrie Ø
temperatuur: idem q branduitbreiding q
WBO: NEN 6068 Ø temperatuur: NEN 6093, CFD Ø
7
Randvoorwaarden: rookverspreiding q
niet-besloten ruimte in kader Bouwbesluit 2003 zichtlengte 100 m Ø straling 1 kW/m2 Ø temperatuur 45 °C Ø
eisen dus zeer streng: vaak geen optie q dan gelijkwaardige oplossing aangeven q
vultijd Ø RWA Ø
8
4
Randvoorwaarden: temperatuur q
bezwijken constructies Ø
eis Bouwbesluit 2003 o
vluchtroute mag niet geblokkeerd worden § geldt voor vloeren en trappen, niet het dak
o
interpretatie brandweer is vaak ruimer § vooral wegens repressie!
q
branduitbreiding door spontane ontbranding Ø
temperatuur rooklaag beperken tot maximaal 150 à 200 °C 9
Randvoorwaarden: brandoverslag q
geen vuurlast in atrium Ø
anders branduitbreiding via inrichting
brandoverslag beoordelen via berekeningen volgens NEN 6068 q model NEN 6068 geldig als uitslaande vlam en rooklaag elkaar niet beïnvloeden q
Ø
q
mogen elkaar dus niet raken
kwaliteit gevel Ø
brandvoortplantingsklasse 1 of 2 10
5
Brandoverslagberekening: NEN 6068 huidige norm kent beperkt toepassingsgebied, m.n. de geometrie q wordt momenteel door Peutz aangepast, groene versie verkrijgbaar q
Ø
gewijzigde norm kent breder toepassingsgebied, o.a. o o o
Ø
geometrie compartiment: ook niet-rechthoekig afmetingen brandcompartiment: tot 40 m diep raamafmetingen: hogere ramen
enkelzijdige ventilatie en meerzijdige ventilatie beter in verhouding
11
Brandoverslag: berekening q
in kader van de normaanpassing is rekenprogramma Pintegraal ontwikkeld rekent zowel met de huidige normversie als met de gewijzigde norm Ø rekent ook met balkons en hellende gevels Ø grafisch georiënteerd Ø
12
6
Uitwerking aandachtspunten q
welke rookvrije hoogte is vereist vluchten Ø rookverspreiding in gebouw Ø brandoverslag Ø
q
welke maximale temperatuur is toelaatbaar vluchten Ø constructies Ø branduitbreiding Ø
q
welke brand is maatgevend
13
Uitwerking: rookvrije hoogte q
vluchten door atrium onderzijde rooklaag tenminste 2,5 m boven hoogste vluchtniveau Ø temperatuur rooklaag maximaal ca. 200 °C Ø
q
vluchten binnen gebouw Ø
q
rookverspreiding tussen rookcompartimenten via atrium voorkomen
brandoverslag Ø
vlamlengte berekenen met NEN 6068 14
7
Vultijdberekening brand in atrium
Voorbeeldberekening atrium Brand atrium 16
600
14
8
300
6
Voorbeeldberekening atrium Brand kantoor
200
4
16
0
12 400
10 8
300
6
200
4
rookvrij [m] Rtemp [ºC]
0 0
Temperature [ºC] ==>
500
rookvrij [m] Rtemp [ºC]
100
2
600
14
Rookvrij
400
10
Temperature [ºC] ==>
Rookvrij
in kantoor
q
500
12
Temperature [ºC] ==>
q
2
4
6
8
10
12
14
16
Time [min] ==>
rookvrij [m] Rtemp [ºC] Voorbeeldberekening atrium Brand kantoor + RWA
100
2
16
0
0 0
2
4
6
8
10
12
14
600
14
500
16 12 Rookvrij
Time [min] ==>
400
10 8
300
6
200
4
q Ø
in kantoor,
RWA 250.000 m3/h
100
2 0
0 0
2
4
6
8
10
12
14
16
Time [min] ==>
15
Alternatief: CFD
zonder RWA
met RWA
16
8
Conclusies vultijdberekening rookvrije hoogte opmerkingen 2,5 m 10 m brand in atrium > 15 min. 6 min. brand in kantoor ca. 5 min. ca. 1 min. idem met RWA ca. 5 min. ca. 1 min. start RWA na 6 min. eerdere detectie beter
brand in kantoor is maatgevend q op grotere hoogte snel rookverspreiding q beschikbare ontruimingstijd 5 min q
voldoende voor aanwezigen in atrium Ø maar onvoldoende voor gebouw Ø
o
ontruimingstijd gesteld op 15 minuten vanaf detectie 17
Branduitbreiding: brandoverslagberekening q
berekening voor een der vleugels afmetingen compartiment 30 * 15 m Ø 40 % glas in de gevel Ø te openen delen Ø
vlamlengte ca. 3 m q boven niveau brand dus ca. 5 m rookvrije hoogte benodigd q
18
9
Branduitbreiding en constructie: berekening ontwikkelde brand buiten toepassingsgebied vultijdmodel q RWA-berekening volgens NEN 6093 q
stationaire situatie (ontwikkelde brand) Ø bepaling vereiste toe- en afvoervoorzieningen Ø uitgangspunten vuurlast etc. wel op basis vultijdmodel bepaald Ø
q
toepassingsgebied beperkt tot relatief eenvoudige geometrie Ø
anders CFD-berekening nodig
19
Resultaten NEN 6093 2,5 m
q
vereiste oppervlakte
13
42
78
afzuigdebiet temperatuur rooklaag
1 715
1,5 262
2 175
176 m
2 3
2,8 milj. m /h 120 °C
om temperatuur rooklaag te beperken is ca. 7 m rookvrije hoogte nodig Ø
q
rookvrije hoogte 5m 7 m 10 m
uit oogpunt van brandoverslag 5 m
bij brand op verdieping hoge temperaturen in rooklaag Ø
brand op laag 3: rooklaag t.p.v. laag 4 o
ca. 700 °C (excl. afkoeling aan dak) 20
10
Conclusies NEN 6093 bij volledig ontwikkelde brand op bgg zeer groot rookdebiet af te voeren q mechanische RWA daardoor niet reëel q bovenste bouwlagen problematisch v.w.b. temperatuur bij brand op hoger niveau q voor natuurlijke RWA toevoer in twee gevels vereist q
in voorbeeld maar één buitengevel Ø windtunnelonderzoek: kan één gevel? Ø
21
Windtunnel q
onderdruk gevel minder groot dan onderdruk dak?
q
zo ja is toevoer via openingen in één gevel in principe mogelijk 22
11
Principe-advies voor beschouwd atrium mechanische RWA niet realistisch q onderzoeken of toevoer via één gevel mogelijk is q houd rekening met gebruiksbeperkingen in atrium (beperking vuurlast) q bovenste bouwlaag brandwerend uitvoeren (glas B30, zelfsluitend) q automatische branddetectie en koppelen aan ontruimingsalarminstallatie q
23
Alternatieven q
geen atrium Ø
q
oei
installaties Ø
toepassen van sprinklers o o o
Ø
q
geen gebruiksbeperkingen in atrium geen brandcompartimentering vereist rookcompartimentering nog wel
kosten/baten afweging zinvol
bouwkundig 24
12
Alternatieven q
toevoegen ‘achteruitgang’ geen vluchten door atrium Ø nog wel vanuit atrium Ø branduitbreiding blijft probleem Ø
o
q
hoge temperaturen in rooklaag
alle gevels 30 min. brandwerend uitvoeren geen rook naar atrium Ø geen problemen in atrium Ø maar wel financieel Ø
25
Alternatieven q
dak ‘optillen’ dan ook bij brand op hogere bouwlaag een buffer te vormen Ø beperking brandwerende voorzieningen gevels Ø
26
13
Alternatieven q
afmetingen brandcompartimenten verkleinen Ø
leidt tot beperkte brand met kleinere rookproductie
27
Wat leert dit alles ons . . . . een atrium kan leiden tot een aantal (soms forse) brandtechnische problemen q afhankelijk geometrie aanliggende compartimenten met RWA oplosbaar q
dan nog wel gebruiksbeperkingen Ø en brandwerende voorzieningen bovenin Ø
anders meer ingrijpende (en kostbare) bouwkundige voorzieningen nodig q of brandomvang mbv installaties beperken q
28
14
. . . dus wordt het ontwerptraject stel in een vroeg ontwerpstadium de uitgangspunten vast (ook gebruik) q onderzoek welke voorzieningen bij deze uitgangspunten nodig zijn q onderzoek welke alternatieven er zijn q bepaal de optimale combinatie q
bouwkundig, architectonisch, gebruik, financieel Ø en natuurlijk veiligheid Ø
q
en bespreek deze tijdig met de brandweer 29
15
