Brandveiligheid van tunnels

Ö

PROJECTEN – STUDIES

Brandveiligheid van tunnels

De tragedies die in 1999 plaatsgre-

1

INLEIDING

De bouw van tunnels kent op Europees vlak en op wereldschaal al een tiental jaren een razendsnelle ontwikkeling. Zo telt men in Europa op dit ogenblik in totaal niet minder dan 15.000 km tunnel. De nood aan snelle verbindingen voor goederen- en personenvervoer, de toename van de wereldbevolking en de verstedelijking zijn factoren die de constructie van nieuwe tunnels bevorderen. In de toekomst zullen er enkel in Europa bovendien nog zo’n 2100 km extra tunnels aangelegd worden [7]. Daarnaast wordt tegenwoordig volop gewerkt aan de bouw van enkele zeer lange tunnels (van 30 tot 60 km) : de Sint-Gothardbasistunnel (afbeelding 1), de tunnel tussen Lyon en Turijn, de tunnel onder het kanaal van Gibraltar die Spanje met Marokko moet verbinden, de tunnel onder de Beringstraat tussen Rusland en Alaska, …

De recentste brand die in 2005 plaatsgreep in de tunnel van Fréjus en waarbij twee personen het leven verloren, heeft aangetoond dat de werkzaamheden op Europees niveau met het oog op de oplossing van dit probleem absoluut moeten verdergezet worden om nieuwe tragedies te vermijden (afbeelding 2). Sedert 2001 werden er verschillende Europese onderzoeksprogramma’s opgezet die toegespitst zijn op de problematiek van de brandveiligheid van tunnels. Het Europese FIT-netwerk (Fire in Tunnels), dat gecoördineerd werd door het WTCB onder het voorzitterschap van het CETU (Centre d’Etudes des Tunnels), is een ervan. Het project telde een dertigtal partners uit twaalf Europese landen en werd in maart 2005 afgesloten, na vier jaar van noestige arbeid. Dit artikel geeft een beknopt overzicht van de voornaamste resultaten ervan. De hoofdopzet van het netwerk lag in de verzameling, verbetering en verspreiding van de huidige kennis inzake de regels der kunst op het vlak van brandveiligheid in tunnels. Deze doelstelling werd gerealiseerd door : • de opstelling van zes online consulteerbare databanken (www.etnfit.net) over de volgende onderwerpen : onderzoeksprogramma’s in verband met het brandrisico in tunnels, gespecialiseerde proefstations en testcentra, rekenmethoden voor de simulatie van brand in tunnels, veiligheidsvoorzieningen, inventarisering en verslagen van branden in tunnels, renovatie van bestaande tunnels • de opstelling van een synthese en richtlijnen betreffende de drie belangrijkste werkpakketten van het netwerk : – mogelijke brandscenario’s (design fires in tunnels) – het brandveilige ontwerp van tunnels (fire safe design) – de te nemen maatregelen in geval van brand in tunnels (fire response management).

Bron : Associated Press - Frankrijk

pen tijdens de branden in de Franse Mont-Blanctunnel en de Oostenrijkse Tauerntunnel hebben vragen doen rijzen over de veiligheid van deze constructies. Door deze drama’s, die ‘bevestigd’ werden door enkele recente rampen met even tragische gevolgen (kabellift van Kaprun in 2000, Sint-Gothardtunnel in 2001, metro van Daegu in 2003, tunnel van Fréjus in 2005) groeide het besef dat er dringend nood was aan een harmonisering en een verbetering van de veiligheid in tunnels.

Afb. 2 De Italiaanse politie verspert de toegang tot de tunnel van Fréjus gedurende de brand.

2.1 ONDERZOEKSPROGRAMMA’S

IN VERBAND

MET HET BRANDRISICO IN TUNNELS

Er werd een databank opgesteld, gewijd aan enkele recentelijk afgesloten en lopende onderzoeken, om de doeltreffendheid van laatstgenoemde projecten te verbeteren. Deze databank bevat informatie omtrent de projecten zelf (beschrijving, doelstelling, tussentijdse resultaten, publicaties, …), evenals een lijst met de contactpersonen en de betrokken partners.

2.2 GESPECIALISEERD

PROEFSTATIONS EN

TESTCENTRA

Deze databank maakt een inventaris op van de proefstations die de ontwikkeling en de gevolgen van branden in tunnels onderzoeken (afbeelding 3, p. 2). Hierin worden onder meer de technische karakteristieken (capaciteit, uitrustingen, …) van de testcentra beschreven.

2.3 REKENMETHODEN

VOOR DE SIMULATIE

VAN BRAND IN TUNNELS

Het nut van deze databank ligt in de terbeschikkingstelling van samenvattingen met betrekking tot de beschikbare numerieke mo-

" Yves Martin, ir., adjunct-laboratorium2

Afb. 1 Constructie van de westelijke buis van de Sint-Gothardbasistunnel te Bodio (Zwitserland, 2003).

DE ONLINE CONSULTEERBARE DATABANKEN

Een eerste stap bij de verzameling van de bestaande informatie bestond in de opstelling van zes online consulteerbare databanken (www.etnfit.net), die we hierna even kort zullen voorstellen.

hoofd, laboratorium ‘Structuren, Schrijnwerk en Gevelelementen’, WTCB Johan Van Dessel, ir., laboratoriumhoofd, laboratorium ‘Duurzame ontwikkeling’, WTCB Guy Marlair, ir., Institut national de l’environnement industriel et des risques (INERIS), Frankrijk

WTCB-Dossiers – Katern nr. 4 – 3e trimester 2005 – pagina 1

Ö

PROJECTEN – STUDIES Afb. 3 De Engelsktunnel, proefstation voor het onderzoek van brand in tunnels.

dellen voor het onderzoek en de analyse van de gevolgen van branden in tunnels. De databank bevat een brede waaier van modellen : ventilatie, ontwikkeling van de brand, verspreiding van de rook, reactie van de constructie bij warmte, evacuatie, … (afbeeldingen 4 en 5).

2.4 VEILIGHEIDSVOORZIENINGEN De technische uitrustingen zijn een belangrijke factor voor de brandveiligheid. Dankzij deze databank konden de verschillende categorieën van voorzieningen aangevuld worden : monitoring, detectie, blusapparatuur, ventilatie, verkeersborden en -tekens, communicatie, … De databank bevat eveneens informatie over het toepassingsgebied, de installatie-eisen en de adres- en andere gegevens van bepaalde fabrikanten.

2.5 INVENTARISERING

EN VERSLAGEN VAN

Deze databank bevat een vijftigtal gedetailleerde verslagen van branden in tunnels, waaronder het verloop van de brand in de metro van Daegu (Korea), waarop dieper ingegaan zal worden in § 6 van dit artikel (p. 6). Daarnaast werden meer dan 200 branden gerepertorieerd en aangevuld met een aantal beknopte gegevens die noodzakelijk zijn met het oog op hun inventarisering en eventuele statistische onderzoek met betrekking tot ongevallen in tunnels (datum, plaats, type, gevolgen, …).

2.6 RENOVATIE

VAN BESTAANDE TUNNELS

Deze databank heeft tot doel informatie te verzamelen omtrent de renovatie van tunnels in het licht van de verbetering van hun brandveiligheid. Ze geeft een overzicht van de belangrijkste informatie over de tunnels, evenals een beschrijving van de getroffen renovatiemaatregelen. Deze databanken werden in de loop van het project ontwikkeld en regelmatig aangevuld. Door registratie op de website www.etnfit.net konden niet minder dan 1300 personen er gebruik van maken. Via deze online toegang konden ze alle aanwezige gegevens consulteren en er eventueel nieuwe (door de netwerkleden gevalideerde) informatie aan toevoegen.

Afb. 4 CFD-model (TUNFIRE) gebruikt voor de reconstructie van de brand in de Mont-Blanctunnel [9].

DE BRANDSCENARIO’S

Een van de drie werkpakketten van het FITnetwerk was toegespitst op de brandscenario’s en op de opstelling van referentiescenario’s voor het in rekening brengen van de brandveiligheid bij het ontwerp en de dimensionering van tunnels. Er werd een synthesedocument van meer dan 200 bladzijden samengesteld door de leden van het netwerk, onder leiding van het STUVA (Studiengesellschaft für unterirdische Verkehrsanlagen). Aangezien de brandscenario’s voor elk van de infrastructuurtypes voor tunneltransport (wegentunnels, treintunnels, metrotunnels) verschillend zijn, werden er afzonderlijke referentiescenario’s uitgewerkt voor de drie types. Het is uiteraard onmogelijk alle werkzaamheden te bespreken in het kader van dit artikel. Hierna zullen we daarom enkel ingaan op een aantal precieze zaken. Voor meer informatie raden we de geïnteresseerde lezer aan het volledige syntheserapport te consulteren [5]. Een brandscenario bevat een kwalitatieve beschrijving van de evolutie van een brand in de tijd door de identificatie van de sleutelelementen waardoor deze gekarakteriseerd wordt. Het bepaalt doorgaans de brandhaard en het ontvlammingsproces, de ontwikkeling van de brand (aanvankelijk beperkt tot een brandende uitrusting of een brandend voertuig in de tunnel), de mogelijke verspreiding van het vuur naar andere objecten of voertuigen in de tunnel, de invloed van de onmiddellijke omgeving van de tunnel op de evolutie van de brand en tenslotte de fase waarin de intensiteit van het vuur afneemt en de brand gedoofd wordt (dankzij de tussenkomst van de brandweer of bij gebrek aan brandstof).

6

De brandscenario’s moeten alle informatie bevatten die nodig is voor het in rekening brengen van de diverse specifieke te behandelen veiligheidsaspecten van de tunnel. Deze worden hierna even kort belicht. De hoofdoorzaak van sterfgevallen in geval van brand, zowel in gebouwen als in tunnels, is de rookontwikkeling en het inademen van warme gassen, en dus niet zozeer het vuur zelf. Daarom moet er voldoende aandacht besteed worden aan de opsporing en de beperking van de verspreiding van (giftige) rook en warme gassen.

4

3.1 BRANDSCENARIO

Afb. 5 Vergelijking tussen de rekenwaarden (TUNFIRE) en de meetwaarden (proeven in de Memorialtunnel) [9]. 8

Hoogte (m)

3

BRANDEN IN TUNNELS

VOOR HET ONTWERP EN

DE BEOORDELING VAN DE VENTILATIE

Meetwaarden (ter hoogte van de brandhaard)

2

Rekenwaarden (TUNFIRE)

0 0

200

400

600

800

1000

Temperatuur (°C)

WTCB-Dossiers – Katern nr. 4 – 3e trimester 2005 – pagina 2

De ventilatie in tunnels wordt gedimensioneerd afhankelijk van het debiet van het te ventileren volume. Ze is gebaseerd op het debiet van de rookpluimen en op de plaatselijke temperatuur van de gassen. De omgevingsvoorwaarden, de eigenschappen van de mu-

Ö

PROJECTEN – STUDIES ren, de doeltreffendheid van de detectie- en ventilatiesystemen, ... kunnen een belangrijke invloed hebben op de brandkarakteristieken en worden in rekening gebracht in de brandscenario’s.

Afb. 6 Referentiekrommen voor de beoordeling van de temperatuur : tijd nodig voor de bepaling van het draagvermogen van tunnels voor wegverkeer in geval van brand [5]. 1400

3.2 BRANDSCENARIO

VOOR DE EVACUATIE

De gastemperaturen, de concentratie aan giftige rook op manshoogte in de tunnel evenals de thermische straling zijn de basisparameters voor de analyse van de evacuatie van de gebruikers en de interventiediensten (deze laatste kunnen dankzij hun beschermingsuitrustingen en autonome zuurstofmaskers blootgesteld worden aan strengere voorwaarden). De tijd die nodig is voor de evacuatie wordt vergeleken met deze die overeenstemt met te hoge temperatuurvoorwaarden en concentraties aan giftige stoffen. Bij het brandscenario voor de evacuatie van de gebruikers wordt zowel rekening gehouden met de tijd die nodig is om het gevaar op te merken als met de eigenlijke evacuatieduur.

3.3 BRANDSCENARIO

VOOR DE THERMISCHE

IMPACT OP DE CONSTRUCTIE

De tunnel moet een zodanige brandweerstand hebben dat de constructie zowel tijdens als na de brand haar functies blijft vervullen. Zo moet ze onder meer de evacuatie en de bescherming van de gebruikers waarborgen, de tussenkomst van de interventiediensten mogelijk maken en hun veiligheid verzekeren, de aangrenzende gebouwen beschermen, schade vermijden die het draagvermogen van de tunnel in het gedrang zou kunnen brengen, blijvende vervormingen tegengaan die de goede werking van de tunnel zouden kunnen beletten, … Wat de tunnels voor wegverkeer betreft, gebruikt men voor de bepaling van het draagvermogen van de constructie bij warmte tegenwoordig verschillende krommen die de temperatuursstijging in de tijd weergeven : de ISO 834-kromme, de krommen uit Eurocode 1, de koolwaterstofkromme en andere nationale krommen (Rijkswaterstaat design curve) (afbeelding 6). Geen enkele ervan is echter unaniem aanvaard op internationaal niveau. Het warmtedebiet, met andere woorden de energie (warmte) die in dit kader door een brandbaar product afgegeven wordt in de tijd, vormt een van de sleutelelementen. Tabel 1 (p. 4) bevat aanbevelingen met betrekking tot het warmtedebiet dat door verschillende types voertuigen gegenereerd wordt. Hieruit blijkt duidelijk dat het zeer moeilijk is om algemeen aanvaardbare referentiewaarden op te stellen. Elk brandscenario bestaat uit een unieke opvolging van evenementen en is het resultaat

Temperatuur (°C)

1200 1000 800 600

ZTV-ING RWS (Rijkswaterstaat) HC (koolwaterstof) HC (vermeerderd) ISO 834

400 200 0 0

10 20

30

40

50

60

70

80

90 100 110 120 130 140

Tijd (min.)

van een geheel van specifieke omstandigheden die gekoppeld worden aan actieve en passieve brandbeschermingsmaatregelen. Voor het warmtedebiet houdt men in Duitsland bij het ontwerp van tunnels voor wegverkeer die mogen gebruikt worden voor het transport van gevaarlijke stoffen bijvoorbeeld rekening met het volgende scenario : ‘Een tank van 50 m3 benzine brandt volledig uit. De duur van de brand wordt geschat op 2 uur. Het warmtedebiet bedraagt 300 MW. De tussenkomst van de brandweer is mogelijk vanop een afstand van 10 tot 20 m van de brandhaard indien de ventilatiesnelheid verhoogd wordt tot 3 m/sec en indien gebruik gemaakt wordt van veiligheidsuitrustingen. De toepassing van waterkanonnen kan overwogen worden. De ventilatoren zijn beschadigd tot op een afstand van 300 tot 500 m van de brand. De binnenkant van de tunnel vertoont aanzienlijke schade over een grote afstand (afhankelijk van de ventilatiesnelheid)’.

4

HET BRANDVEILIGE ONTWERP VAN TUNNELS

De studie van het brandveilige ontwerp van tunnels omvatte de identificatie van de aanbevelingen die in verschillende Europese landen (en in de Verenigde Staten) van kracht zijn. Deze werden geanalyseerd en vergeleken om te komen tot een synthese en – indien mogelijk – geharmoniseerde gedragslijnen. Geen enkele veiligheidsmaatregel werd hierbij over het hoofd gezien : • constructieve veiligheidsmaatregelen (structural measures relevant to safety) : nooduitgangen en schuilgelegenheden voor de gebruikers, noodtoegangen voor de interventiediensten, drainage van ontvlambare vloeistoffen, … • veiligheidsvoorzieningen (safety equipment) : ventilatie, verkeersborden en -tekens, veiligheidsverlichting, communicatieen alarmsysteem, blusapparatuur, … • brandgedrag van de constructie en de uit-

rustingen (structure & equipment fire response) : brandweerstand van de tunnel en van de uitrustingen, brandreactie van de materialen, … Het is niet mogelijk om in het kader van dit artikel alle geanalyseerde veiligheidsmaatregelen te overlopen. Hiervoor verwijzen we de geïnteresseerde lezer naar het syntheserapport [5] dat opgesteld werd door het FIT-netwerk. Bij wijze van voorbeeld geven we hierna een overzicht van de aanbevelingen met betrekking tot de vluchtroutes voor de gebruikers (in het bijzonder inzake de aanbevolen afstand tussen de nooduitgangen) en betreffende de te gebruiken blusapparatuur. De nooduitgangen kunnen van drie types zijn : uitgang naar buiten toe, uitgang naar een aangrenzende buis (indien aanwezig) of uitgang naar een vluchtbuis. Er kunnen eveneens schuilgelegenheden voor de gebruikers voorzien worden in afwachting van de komst van de hulpdiensten (afbeelding 7). De analyse en de vergelijking van de nationale aanbevelingen tonen aan dat er grote verschillen bestaan op het vlak van de eisen inzake de vluchtroutes voor de gebruikers (type, afmetingen, …). Zo is de vereiste maximumafstand tussen de nooduitgangen van land tot land verschillend, af-

Afb. 7 Schuilgelegenheid die uitgeeft op een vluchtbuis in de gerenoveerde Mont-Blanctunnel.

WTCB-Dossiers – Katern nr. 4 – 3e trimester 2005 – pagina 3

Ö

PROJECTEN – STUDIES Tabel 1 Warmtedebiet dat bij de ontbranding van voertuigen gegenereerd wordt in tunnels voor wegverkeer [5]. TYPISCHE BRANDHAARDEN (BRAND IN TUNNELS)

WARMTEDEBIETEN, OVERZICHT VAN DE AANBEVOLEN OF GEMETEN WAARDEN (MW) DIVERSE PIARC

BRANDPROEVEN

AANBEVELINGEN

RABT (D) 1994

Voorstellen van CETU (F) 1996 en 1997

NFPA 502 (USA) 1998

EUREKA-ONDERZOEK

Runehamar- Represenproeven tatieve (Noorwegen) branden 2003 (Memorialtunnel)

SCHATTINGEN AAN DE HAND VAN ECHTE BRANDEN

Echte branden

Ingarsonrapport

5

1,5 - 2

–

–

–

–

5

–

–

–

–

–

–

–

–

–

5,6

2,5 - 9

–

–

3 - 10

–

5 - 10

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

8

–

–

–

–

–

–

Bestelwagen

–

15

–

15

–

–

–

–

–

–

Autobus

–

20

–

–

–

29 - 34

29 - 34

–

–

36

1 bus of 1 kleine vrachtwagen (ongevaarlijke vracht)

20

–

20 - 30

20

20

–

–

–

20

–

Vrachtwagen

–

–

–

30

–

100 - 130

128

–

–

150 - 600

100

100

50 - 100

200

100

–

20 - 100

–

–

120 - 300

Verlies van 400 l brandbare vloeistof

–

–

–

–

–

–

–

–

50

–

Verlies van 800 l brandbare vloeistof

–

–

–

–

–

–

–

–

100

–

Gemengde vracht, 2844 kg (hout, rubberbanden, plastic, …)

–

–

–

–

–

15 - 17

–

–

–

–

Verschillende ladingen voor vrachtwagens

–

–

–

–

–

–

–

71 - 223

–

–

Spoorvoertuigen

–

–

–

–

–

–

12 - 47

–

–

3 - 100

1987

1999

Personenwagen

5

–

–

2,5

Grote vierdeursauto

–

–

–

Monovolume (plastic)

–

2,5 - 8

1 - 2 personenwagen(s)

–

2 - 3 personenwagens

Tankwagen voor aardolieproducten (scenario met een lek)

hankelijk van de volgende parameters : het type en de lengte van de tunnel, het aantal buizen, het verkeerstype (een- of tweerichtingsverkeer), … (zie tabel 2). Ook voor de blusapparatuur in de tunnel werden eisen geformuleerd. De meest doeltreffende manier om de ontwikkeling van een hevige brand te vermijden, is de ogenblikkelijke bestrijding ervan. Hoewel voertuigen doorgaans uitgerust zijn met draagbare brandblusapparaten, kunnen deze onbruikbaar of ondoeltreffend zijn. De aanwezigheid van eerste-interventieblusapparatuur kan in tunnels dus erg nuttig zijn. Daarnaast kan men in tunnels, net zoals in gebouwen, ook sprinkler- of vernevelingssystemen voorzien. Als de aanwezige systemen ontoereikend zijn, zou men voor de interventiediensten tevens brandkranen ter beschikking moeten stellen.

Tabel 2 Overzicht van de eisen inzake de afstand tussen de nooduitgangen in tunnels voor wegverkeer [5]. LAND

EISEN MET BETREKKING TOT DE AFSTAND TUSSEN DE NOODUITGANGEN IN TUNNELS VOOR WEGVERKEER

Frankrijk

– tunnels binnen steden : ± 200 m, of minder indien het drukgebruikte tunnels betreft met meer dan drie rijstroken per buis – tunnels buiten steden van meer dan 500 m lang : ± 400 m

Duitsland

tunnels van meer dan 400 m lang : maximum 300 m

Oostenrijk

tunnels zonder ventilatie in geval van brand en tunnels met een helling in de lengterichting van meer dan 3 % : 250 m

Zwitserland

tunnels met twee buizen : 300 m voor voetgangers en 900 m voor voertuigen

Noorwegen

tunnels met twee buizen : 250 m

Nederland

indien de afstand tot de buitenlucht te lang is : de afstand tussen de nooduitgangen wordt bepaald door een risicoanalyse

Verenigd Koninkrijk

tunnels met twee buizen : 100 m (150 m maximum)

Europese Richtlijn (2004)

500 m maximum

WTCB-Dossiers – Katern nr. 4 – 3e trimester 2005 – pagina 4

Ö

PROJECTEN – STUDIES

Tabel 3 Eisen betreffende de eerste-interventieblusapparatuur : brandblusapparaten, gewapende brandslangen, … [5]. Land

Eisen betreffende de blusapparatuur in tunnels voor wegverkeer

Frankrijk

Er moeten twee draagbare brandblusapparaten met een capaciteit van (bij voorkeur) 6 kg voorzien worden in elke hulppost. Het gebruik van brandblusapparaten van het type AB ‘water en additieven’ (1) wordt aanbevolen

Zwitserland

Er moeten twee draagbare brandblusapparaten van 6 kg geplaatst worden bij elke noodtelefoon : • om de 150 m in tunnels met tweerichtingsverkeer (beurtelings aan elke kant) • om de 300 m in tunnels met eenrichtingsverkeer

Duitsland

In tunnels van meer dan 400 m lang moeten er twee draagbare brandblusapparaten van 6 kg geplaatst worden in elke hulppost (tussenafstand < 150 m)

Oostenrijk

In tunnels van meer dan 500 m lang moeten er hulpposten met veiligheidsvoorzieningen en blusapparatuur voorzien worden. Deze moeten zowel tegenover de noodtelefoons geplaatst worden als halverwege twee opeenvolgende noodtelefoons. Ze bevinden zich dus om de 250 m aan weerszijden van elke noodtelefoon. In elke hulppost met blusapparatuur en aan elke noodtelefoon moeten er twee draagbare brandblusapparaten (6 l en 9 l) voorhanden zijn

Noorwegen

Afhankelijk van de tunnelklasse moeten er om de 250, 125 of 62,5 m draagbare brandblusapparaten van minimum 6 kg van het type ABC (2) aanwezig zijn

Verenigd Koninkrijk

De hulpposten moeten voldoende groot zijn om er veiligheidsvoorzieningen, blusapparatuur en met de bedieningscentrale of het controlecentrum verbonden noodtelefoons te kunnen installeren. De afstand tussen de hulpposten bedraagt hoogstens 50 m, met noodtelefoons en gewapende brandslangen geplaatst op een interval van 100 m. In de tunnels worden normaalgesproken ook draagbare brandblusapparaten voorzien (afhankelijk van de tunnelklasse)

Nederland

In tunnels is het voorzien van blusapparatuur voor de gebruikers niet noodzakelijk, tenzij de economische waarde van de tunnel dit rechtvaardigt. In tunnels met een aanzienlijke economische waarde die uitgerust zijn met een mechanisch ventilatiesysteem is de aanwezigheid van gewapende brandslangen aanbevolen. De afstand tussen de brandslangen moet beperkt blijven tot maximum 60 m. In de hulpposten met de gewapende brandslangen moet eveneens een draagbaar brandblusapparaat beschikbaar zijn (afbeelding 8)

Europese Richtlijn [ ]

De hulpposten moeten uitgerust zijn met verschillende veiligheidsvoorzieningen en blusapparatuur, voornamelijk noodtelefoons en draagbare brandblusapparaten. Deze zijn evenwel niet bestemd om de gebruikers te beschermen tegen de gevolgen van de brand. De hulpposten bevinden zich in een wandkast tegen de zijmuur of – bij voorkeur – in een nis. Ze moeten minstens uitgerust zijn met een noodtelefoon en twee draagbare brandblusapparaten. Hulpposten moeten zowel voorhanden zijn nabij de tunnelportalen als in de tunnel zelf. In nieuwe tunnels bedraagt de maximale tussenafstand 150 m, in bestaande tunnels is dit 250 m

(1) Type AB : voor het blussen van vaste stof en vloeistofbranden. (2) Type ABC : draagbare poederblusapparaten.

Tabel 3 bevat de voorschriften die in de verschillende landen van toepassing zijn met betrekking tot de brandblusapparatuur in tunnels voor wegverkeer. In de regel worden tunnels steeds uitgerust met draagbare brandblusapparaten (en brandkranen). De vereiste afstand ertussen verschilt echter van land tot land. De Europese Richtlijn 2004/54/EG inzake minimumveiligheidseisen voor tunnels in het trans-Europese wegennet [3] beveelt in nieuwe tunnels een maximale afstand tussen de eerste-interventieblusapparatuur van 150 m aan. In bestaande tunnels mag deze afstand 250 m bedragen. Brandkranen zouden om de 250 m moeten voorzien worden (zie tabel 4, p. 6). Sprinkler- en vernevelingssystemen worden slechts zelden vermeld en worden in bepaalde teksten zelfs afgeraden. Ze kunnen immers leiden tot de destratificatie van de rook. Dit zou een strategisch interessant Europees onderzoeksprogramma kunnen vormen [8]. In de loop van het FIT-programma kon men een ge-

stadige toename merken van de aandacht voor de ontwikkeling en het kritische onderzoek van dergelijke systemen voor tunnels. De aanbevelingen betreffende de nooduitgangen en de blusapparatuur zijn slechts twee van de bij benadering 50 maatregelen die geanalyseerd werden in het werkpakket van het netwerk, gewijd aan het brandveilige ontwerp van tunnels. Het eindrapport bevat een samenvatting van de nationale eisen met betrekking tot elk van deze maatregelen. Het bevat tevens een vergelijking en een aantal richtlijnen.

5

TE NEMEN MAATREGELEN IN GEVAL VAN BRAND IN TUNNELS

Het derde werkpakket waarop het FIT-netwerk zijn aandacht toespitste had betrekking op de huidige praktijk op het vlak van brandbestrijding in tunnels. Alle actoren werden hierbij in aanmerking genomen : de operator (in geval van een metro- of spoorwegtunnel), de gebruikers, de bewakingsagenten (afbeelding 9, p. 6),

Afb. 8 Voorbeeld van een hulppost, die uitgerust is met een brandblusapparaat en een gewapende brandslang.

WTCB-Dossiers – Katern nr. 4 – 3e trimester 2005 – pagina 5

Ö

PROJECTEN – STUDIES Tabel 4 Eisen met betrekking tot de brandkranen en de watervoorziening in tunnels [5]. Land

Eisen met betrekking tot de brandkranen en de watervoorziening in tunnels

Frankrijk [1]

In tunnels buiten steden van minder dan 500 m lang is watervoorziening geen vereiste. In alle andere gevallen – tenzij er een akkoord gesloten werd met de plaatselijke overheden – moet er een waterleiding geïnstalleerd worden. Om de ± 200 m moet er blusapparatuur (van het brandkraantype) met een watervolume van 120 m3 onder een druk van 0,6 MPa voorzien worden. Het debiet van elke brandkraan moet 60 m3/h bedragen

Zwitserland [11]

Het voorzien van brandkranen en waterleidingen is niet verplicht, maar indien ze geïnstalleerd worden, moeten ze aan de volgende vereisten voldoen : • 20 l/sec • brandkranen om de 150 m • reservoir van 250 m3

Duitsland [6]

Tunnels met een lengte van 600 m of meer (of met een lengte van 400 m of meer indien het drukgebruikte tunnels betreft : > 4000 vrachtwagens per km/buis/dag) moeten uitgerust zijn met brandkranen. De waterleidingen moeten gedimensioneerd zijn voor 1200 l/min onder een druk van 6 tot 10 bar. De verbindingsstukken worden tegenover de hulpposten geplaatst met een maximale tussenafstand van 150 m. Voor tunnels van minder dan 400 m moet er een brandkraan aanwezig zijn aan de tunnelportalen

Oostenrijk [13]

Het is voor alle tunnelklassen aanbevolen – en voor bepaalde ervan verplicht – een reservoir van 80 m3 te voorzien dat binnen de 24 uur opnieuw gevuld kan worden, evenals brandkranen (met een capaciteit van 20 l per seconde gedurende 1 uur) die gevoed worden door een natte hoofdleiding of door een droge leiding in geval van tunnels met een lengte begrepen tussen 500 en 1000 m, aan elke hulppost met blusapparatuur en aan de tunnelportalen

Noorwegen [10]

De mogelijke oplossingen zijn : • gescheiden reservoirs (bij benadering 6 m3) verbonden door een leidingensysteem • een tankwagen met een voldoende grote capaciteit (bij benadering 6 m3) op het laagste punt van de tunnel . Indien men gemakkelijk toegang heeft tot het water onder druk (bv. tunnels in steden), kan een natte hoofdleiding een alternatief vormen

Verenigd Koninkrijk [12]

Brandkranen onder druk worden al dan niet voorzien afhankelijk van de tunnelklasse. In tunnels van klasse AA zijn doorgaans ook gewapende brandslangen aanwezig. In de klassen A, B en C kunnen ze in overweging genomen worden

Nederland [2]

Indien de tunnel een aanzienlijke economische waarde heeft, dient men de constructie van een permanente installatie ter verhoging van de waterdruk en van een waterreservoir in overweging te nemen. In de blusapparatuur moet een schuimvormende stof toegevoegd worden

Europese Richtlijn [3]

In de tunnels (*) moet er een watervoorziening aanwezig zijn. Er dienen brandkranen geplaatst te worden aan de portalen en in de tunnel zelf, op onderlinge afstanden van maximaal brandkranen 250 m. Indien watervoorziening ontbreekt, moet anderszins voor voldoende water gezorgd worden

(*) De Europese Richtlijn is van toepassing op alle trans-Europese tunnels (bestaande en nieuwe) van meer dan 500 m lang.

de interventiediensten, … De verslagen van de ongevallen in tunnels hebben aangetoond dat de tragedies vaak toe te schrijven zijn aan een opeenvolging van menselijke fouten gedurende de levenscyclus van de tunnel. Door een goede voorbereiding op en training in noodsituaties kan men ervoor zorgen dat de interventie zo doeltreffend mogelijk gebeurt en dat de technische kosten en het aantal dodelijke slachtoffers als gevolg van de ongevallen tot een minimum beperkt blijven. De sensibilisering betreft het geheel der interveniënten, met inbegrip van de gebruikers. Het rapport dat door het netwerk opgesteld werd, bevat een aantal richtlijnen voor het beheer van de interventies. Hierna vatten we kort de analyse van het verloop van de brand in de metro van Daegu samen, omdat het een duidelijk beeld schetst van de belangrijke rol die weggelegd is voor de verschillende actoren. Deze analyse illustreert het onaangepaste gedrag van de meeste gebruikers en het gebrek aan coördinatie tussen de handelingen van de operator en de interventiediensten.

6

VERLOOP VAN DE BRAND IN DE METRO VAN DAEGU (KOREA, 2003)

De brand in de metro van Daegu (Korea) op 18 februari 2003 vormt – althans wat het aantal dodelijke slachtoffers betreft – de grootste ramp die plaatsgreep gedurende de activiteitenperiode van het FIT-netwerk. Deze tragedie toont aan dat branden in tunnels, ondanks het feit dat de belangrijkste recente rampen optraden in Europa, een wereldwijd probleem zijn. Door de gezamenlijke actie van de verschillende partners van het netwerk kon redelijk snel na de brand een eerste balans opgemaakt worden van de ramp, die trouwens deel uitmaakt van de 50 verslagen van branden in tunnels die opgenomen zijn in de hiervoor vermelde databank. Ongeveer 1 jaar na de tragedie werd in Daegu eveneens een conferentie georganiseerd die volledig gewijd was aan de wetenschappelijke en technische aspecten van brandveiligheid [4]. Deze vormde een weerspiegeling van verschillende grootschalige stu-

WTCB-Dossiers – Katern nr. 4 – 3e trimester 2005 – pagina 6

Afb. 9 Bedieningscentrale/controlecentrum van de Elbetunnel in Duitsland. dies en onderzoeken die gevoerd werden naar aanleiding van deze ramp en waaruit men een aantal belangrijke lessen dient te trekken. De brand in de metro van Daegu ontstond op een tijdstip van matige drukte in het station van Junganglo (met drie ondergrondse niveaus) op lijn 1, die in 1998 in werking trad. Het vuur brak uit nadat een individu (een psy-

Ö

PROJECTEN – STUDIES chopaat) een reservoir met 4 liter brandbare vloeistof in voertuig nr. 1 van metrostel 1079 (bestaande uit zes wagons) had geworpen. Dit gebeurde op het ogenblik dat de metro stilstond op het perron, omstreeks 9u53. Een snelle opeenvolging van een aantal ongelukkige evenementen bracht een ware catastrofe teweeg : • een snelle en ongecontroleerde verspreiding van het vuur in het brandende voertuig en de aanpalende wagons, ondanks verschillende bluspogingen door de bestuurder en een van de passagiers met behulp van brandblusapparaten • de aankomst en stilstand (definitief als gevolg van een onderbreking in de stroomtoevoer) van een ander metrostel (1080) op het spoor ernaast, zo’n 4 minuten na het uitbreken van de brand in metro 1079. Dit tweede metrostel telde eveneens 6 wagons, die zeer snel vuur vatten (wagons 4 tot 6).

Tabel 5 Opiniepeiling omtrent de mogelijk oorzaken van de ramp in de metro van Daegu, uitgevoerd bij 124 overlevenden (slechts een antwoord mogelijk).

De balans van de ramp is erg zwaar en onderstreept dat het aantal slachtoffers bij ondergrondse treinrampen erg hoog kan oplopen : • 192 personen verloren het leven. 140 ervan konden niet ontsnappen uit de wagons van de brandende metrostellen. 52 anderen raakten bevangen door de giftige rook tijdens hun vlucht naar buiten • 148 personen raakten gewond • de brand, die in totaal bijna 3 uur en 45 minuten duurde, legde de twee metrostellen volledig in de as en verwoestte een totale kantooroppervlakte (verspreid over de drie ondergrondse niveaus) van zo’n 21.000 m2 • de materiële schade werd beraamd op zo’n 7 38 miljoen. De totale kostprijs van de herstellingen zou meer dan 10 keer hoger liggen.

•

Op het piekmoment van het crisisbeheer werden er 1046 personen gemobiliseerd voor de reddingsoperaties (906 op de plaats van de ramp en 140 in de verschillende hospitalen). Verder waren er 125 ambulances nodig. Ondanks deze cijfers, die de omvang van het crisisbeheer aantonen, blijkt uit de eerste publiek gemaakte studies dat men op alle niveaus van het brandveiligheidsbeheer tijdens het verloop van deze ramp de vinger kan leggen op een groot aantal gebreken : zowel op het vlak van de technische maatregelen (brandbestrijdingsmiddelen, rookafvoer, …) als op organisatorisch vlak (veiligheidsbeheer, communicatie, ontwerp en beheer van de noodsituatieplannen, vorming van het personeel, …). Tot deze gebreken kan men onder meer de volgende aspecten rekenen [3] : • de ongeschiktheid van de materialen voor de bekleding en de uitrusting van de metrostellen met het oog op hun brandreactie (ondanks de recentheid ervan) (afbeelding 10) • de slechte werking van het ventilatiesysteem • de automatische vergrendeling van de deuren van de metrostellen wanneer de hoofd-

WAARSCHIJNLIJKE OORZAAK

•

• •

ANTWOORD

Gebrekkige communicatie tussen de bestuurder van het metrostel en de operator van de bedieningscentrale/het controlecentrum

24 %

Falen van het veiligheidsbeheersysteem

23 %

Gebrekkige kennis van de gebruikers betreffende de veiligheidsaspecten

17 %

Brandbaarheid van het bekledingsmateriaal van de metrostellen

14 %

Ontoereikend beheersplan in geval van noodsituaties

9%

Problemen met de syndicaten van het personeel

6%

sleutel verwijderd wordt door de bestuurder slecht bestudeerde noodprocedures (waardoor metro 1080 uit het vorige station kon vertrekken en halt kon houden in het station waar de brand woedde) weinig overdachte prioriteiten op het vlak van de te nemen acties en de communicatie (onder meer tussen de bestuurder van het metrostel en de operator van de bedieningscentrale/het controlecentrum) een slecht gedefinieerde besturingslogica en rolverdeling de gebrekkige kennis van het publiek met betrekking tot de veiligheid en in het bijzonder met betrekking tot de plaats van de nooduitgangen.

Het is echter moeilijk uit te maken in welke mate deze verschillende factoren hebben bijgedragen tot het verloop en de uiteindelijke gevolgen van deze ramp (afbeelding 11). Tabel 5 geeft een overzicht van de resultaten van een opiniepeiling die hieromtrent uitgevoerd werd bij de personen die het drama overleefden. Op het menselijke vlak, tenslotte, heeft dit incident aangetoond dat de instinctieve reacties

Afb. 10 Omvang van de schade aan de metrostellen en het metrostation.

Afb. 11 Invloed en verstorend effect van het brandscenario aan het oppervlak. van de gebruikers in noodsituaties niet altijd aangepast zijn aan de omstandigheden en dat hun vorming een prioriteit zou moeten worden (afbeelding 12, p. 8). Uit interviews met overlevenden is immers gebleken dat enkel 7 % van hen besliste het voertuig te verlaten nadat ze zich ervan bewust werden dat er brand was ontstaan. Deze ramp deed eveneens vragen rijzen over de veiligheid van de tunnelgebruikers, hoewel het kwaadwillige opzet dat aan de basis lag van deze tragedie klaarblijkelijk niet gesteund was op terrorisme.

7

BESLUIT

Om de werkzaamheden die uitgevoerd werden in het kader van het FIT-project beter te valoriseren, zullen de drie syntheserapporten (brandscenario’s, brandveilig ontwerp, te treffen maatregelen) weldra beschikbaar worden via het Internet (www.etnfit.net) en in gedrukte

WTCB-Dossiers – Katern nr. 4 – 3e trimester 2005 – pagina 7

Ö

PROJECTEN – STUDIES Afb. 12 Afwachtende houding van de passagiers van een wagon van metro 1080 (de deuren zijn vergrendeld).

vorm [5]. Deze rapporten hebben zowel betrekking op tunnels voor wegverkeer als op tunnels voor trein- en metroverkeer. De voortzetting van de activiteiten die ingeluid werden door het Europese FIT-netwerk begint zich ook duidelijker af te tekenen. Verschillende partners van het consortium hebben hun werkzaamheden namelijk bijna uitsluitend toegespitst op de thematiek van brand in tunnels. De partners van het netwerk hebben dan ook de wens om de geleverde arbeid [14], die als succesvol kan bestempeld worden, een permanent karakter te geven. ■

t

i

NORMEN-ANTENNE ‘BRANDPREVENTIE’

Contact Yves Martin en Johan Van Dessel • tel. : 02/655.77.11 • fax : 02/653.07.29 • e-mail : [email protected] • website : www.normen.be

LITERATUURLIJST

1.

... Annexe à la Circulaire interministérielle n° 2000-63 relative à la sécurité dans les tunnels du réseau routier national. Instruction technique relative aux dispositions de sécurité dans les nouveaux tunnels routiers (conception et exploitation). Frankrijk, Bijlage 2, 25 augustus 2000.

2.

Centre for Tunnel Safety Safety Guidlines Part C/Basic measures for Safety in Tunnels (Veiligheidsrichtlijnen Deel C/Basismaatregelen). Main Report and Appendixes. Utrecht, Centre for Tunnel Safety, 2004.

3.

Commissie van de Europese Gemeenschappen Richtlijn 2004/54/EG van het Europees Parlement en de Raad van 29 april 2004 inzake minimumveiligheidseisen in het transEuropese wegennet. Brussel, Commissie van de Europese Gemeenschappen, 2004.

4.

Eung-Sik Kim et al. Proceedings of the 6 th Asia-Oceania Symposium of Fire Science and Technology. Daegu (Korea), 17 tot 20 maart 2004.

5.

European Thematic Network on Fire in Tunnels General reports of the European Thematic Network Fire in Tunnels (FIT). Brussel, 2005.

6.

Forschungsgesellschaft für Strassen- und Verkehrswesen RABT Guidelines for equipment and operation of road tunnels (Richtlinien für die Ausstattung und den Betrieb von Strassentunneln). Keulen, Forschungsgesellschaft für Strassen- und Verkehrswesen, 2002.

7.

Haack A. Tunnels : challenge of today and tomorrow in 1st International symposium on safe and reliable tunnels. Praag, 4 tot 6 februari 2004.

8.

Kert C. Les moyens nécessaires à mettre en œuvre pour améliorer la sécurité des tunnels routiers et ferroviaires français. Frankrijk, Office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et technologiques, 2000.

9.

Kumar S. Recent achievements in modelling the transport of smoke and toxic gases in tunnel fires in 1st International symposium on safe and reliable tunnels. Praag, 4 tot 6 februari 2004.

10. Public Roads Administration Norwegian design guide. Roads tunnels. Oslo, Directorate of Public Roads, 2002. 11. Swiss Federal Roads Office Guidelines for the Design of Road Tunnels (Richtlinien für die Projektierung von Strassentunnel). Bern, ASTRA, 1995. 12. The Highway Agency Design manual for roads and bridges, Volume 2 : Highway structure design (substructures and special structures) materials, Section 2 : Special structures, Part 9, BD 78/99 : Design of road tunnels. Londen, The Highway Agency, 1999. 13. Transportation and Road Research Association Guidelines and Regulations for Road Construction (Richtlinien und Vorschriften für den Strassenbau) : Betriebs- und Sicherheitseinrichtungen, Bauliche Anlagen (Operational and safety measures, Structure). Keulen, Transportation and Road Research Association, 2002. 14. Marlair G. en Martin Y. Programma européen FIT. Bilan de fonctionnement d’un réseau thématique sur le risque incendie en tunnel in Préventique/ Sécurité, n° 81. Frankrijk, 2002.

WTCB-Dossiers – Katern nr. 4 – 3e trimester 2005 – pagina 8