Onderzoek Brandveiligheid Gasaansluitingen

Onderzoek Brandveiligheid Gasaansluitingen

ONDERZOEK BRANDVEILIGHEID GASAANSLUITINGEN

Juni 2002

Nederlands Instituut voor Brandweer en Rampenbestrijding Postbus 7010 6801 HA Arnhem Telefoon: 026 - 3552400 Fax: (026) 3515051 e-mail: [email protected]

2


INHOUD 1. 1.1 1.2 1.3 1.4

Inleiding Onderzoeksopdracht Onderzoeksopzet Leeswijzer Begrippenlijst

5 5 5 5 6

2. Brandveiligheid van koperen en kunststof aansluitleidingen 2.1 Nederlands gasleidingnet 2.2 Aansluitleidingen NUON 2.3 Literatuuronderzoek materiaaleigenschappen 2.3.1 Canadian Building Digest 219. Use of plastics as piping materials. 2.3.2 DRISCOPIPE Technical note 4 : Static electricity and polyethylene pipe. 2.3.3 DRISCOPIPE Technical note 11 : Burning characteristics of polyethylene. 2.4 Materiaaleigenschappen koper 2.5 Materiaaleigenschappen kunststof 2.6 Toetsing op verschil in brandveiligheid

7 7 7 9 9 9 9 10 10 11

3. Bijdrage van gasaansluitingen aan brandontwikkeling in woningen 3.1 Inleiding 3.2 Literatuuronderzoek gasongevallen 3.2.1 Natural gas explosion and fire in south Riding, Virginia. July 7, 1998. (NTSB) 3.2.2 Explosion and fire Waterloo, Iowa, 17 October 1994. (NTSB) 3.2.3 Brittle-like cracking in plastic pipe for gas service. (NTSB) 3.2.4 Asfaltfreesmachine raakt gasdistributieleiding op 12 juni 2001 in Leiden. (RvT) 3.2.5 Internetpagina U.S. Department of Transportation 3.3 Expertise GASTEC 3.3.1 Gasongevallen in Nederland 3.3.2 Hoofdpunten 3.4 Veldexpertise brandweer 3.5 Oorzaken en gevolgen woningbranden 3.6 Modellering 3.6.1 Maatwoningbrand 3.6.2 Extreme situaties 3.7 Toetsing gasaansluitingen op bijdrage aan brandontwikkeling

12 12 12 12 13 14 15 15 17 17 18 18 20 22 23 24 27

4. Kunststof aansluitleidingen in relatie tot (Europese) regelgeving 4.1 Bouwbesluit 4.2 NEN 2768 4.3 NEN-EN 1775 4.4 NEN-EN 12007-1 4.5 NEN-EN 12007-2 4.6 Toetsing kunststof aansluitleidingen op regelgeving

28 28 28 28 28 29 29

3


5. Samenvatting, conclusies en aanbevelingen 5.1 Samenvatting 5.1.1 Vergelijk materiaaleigenschappen 5.1.2 Analyse casuïstiek 5.1.3 Toetsing aan maatwoningbrand 5.2 Conclusies 5.3 Aanbevelingen

31 31 31 31 32 33 34

Literatuurlijst Bijlage A Legenda, behorende bij tekening gasaansluiting in PE uitvoering Bijlage B Tekening aansluiting in PEKO uitvoering Bijlage C Tekening aansluiting woongebouw

4


HOOFDSTUK 1 Inleiding 1.1 Onderzoeksopdracht In opdracht van het energiebedrijf Continuon heeft het Nibra onderzoek verricht naar de brandveiligheid van gasaansluitingen in woningen. Continuon kent twee veel gebruikte typen gasaansluitingen in woningen. Eén van de typen is geheel in kunststof, de andere kent een koperen deel in de kruipruimte en de meterkast. Primair doel van dit onderzoek is het geven van een vergelijk van de brandveiligheidsaspecten van beide typen aansluitingen. Continuon heeft daartoe drie vraagstellingen geformuleerd: 1. Beoordeel het verschil in brandveiligheid van beide aansluitingen. 2. Wat is er bekend over de bijdrage van gasaansluitingen aan brandontwikkeling in woningen. 3. Voldoet de kunststof aansluiting aan de Europese regelgeving, te weten de - NEN-EN 12007-1. Gasvoorzieningsystemen - Leidingen voor maximale druk tot en met 16 bar, Deel 1 Algemene functionele aanbevelingen, - NEN-EN 12007-2. Gasvoorzieningsystemen - Leidingen voor maximale druk tot en met 16 bar, Deel 2 Specifieke functionele aanbevelingen voor polyethyleen(MOP t/m 10 bar) en de - NEN-EN 1775. Gasvoorziening – Gasleidingen in gebouwen – Maximale werkdruk < 5 bar – Functionele aanbevelingen.

1.2 Onderzoeksopzet Het onderzoek is opgedeeld in een deel casuïstiek en een deel modellering. De casuïstiek is door literatuuronderzoek en veldonderzoek tot stand gekomen. Diverse buitenlandse rapportages met betrekking tot gasongevallen zijn geraadpleegd. Verder is studie gedaan naar de (Europese) regelgeving op gebied van gasleidingsystemen, welke in hoofdstuk 4 is opgenomen. Het veldonderzoek is vanuit meerdere gezichtpunten gedaan. Zo is gebruik gemaakt van ervaringsgegevens vanuit een onderzoek naar de oorzaken en gevolgen van woningbranden, dat in 2000 door het Nibra is uitgevoerd. Ook is veldexpertise vanuit gasinstallatietechnisch vakgebied in het onderzoek meegenomen. Hiervoor is contact opgenomen met GASTEC te Apeldoorn. Verder zijn diverse brandweerkorpsen gevraagd repressieve ervaringen in te brengen. De onderzoeksresultaten zijn tot slot in een interne klankbordgroep besproken en geëvalueerd.

1.3 Leeswijzer De rapportage is opgedeeld in vier delen. Het eerste deel, hoofdstuk 2, handelt over het verschil in brandveiligheid van kunststof en koperen gasaansluitingen en geeft daarmee antwoord op de eerste onderzoeksvraagstelling. Het tweede deel, hoofdstuk 3, heeft betrekking op de bijdrage van gasaansluitingen aan brandontwikkeling in woningen. Hoofdstuk 4 vormt het derde onderzoeksdeel en beschrijft de brandveiligheid van kunststof aansluitleidingen in relatie tot (Europese) regelgeving. Elk hoofdstuk is opgesplitst in een feitenbeschrijvend deel en wordt afgesloten met een toetsende analyse waarin antwoord wordt gegeven op de afzonderlijke onderzoeksvragen. Omdat de drie onderzoeksvragenstellingen aan elkaar zijn gerelateerd is er in verband met de duidelijkheid en volledigheid voor gekozen om bepaalde uitspraken in verschillende analyses op te nemen. Hierdoor kan het voorkomen dat verbanden zijn gelegd die pas in een volgend hoofdstuk onderbouwd worden. In het vierde deel van de rapportage, hoofdstuk 5, zijn de analyses van de eerdere delen samengevat in specifieke conclusies en aanbevelingen.

5


1.4 Begrippenlijst (Gas)aansluiting Hiermee worden de leidingen vanaf de hoofdleiding tot aan de gasmeter bedoeld. Bij eengezinswoningen is dit gelijk aan de aansluitleiding. Bij woongebouwen waarbij de meterkasten zich in de gang/hal van de woningen bevinden, in plaats van in een technische ruimte op de begane grond, behoren de stijgleidingen en de aftakkingen ook bij de gasaansluiting. Aansluitleiding Dit is de gasleiding vanaf de hoofdleiding tot aan de gasmeter. Deze bevindt zich grotendeels ondergronds en komt meestal via de gevel de woning binnen. De aansluitleiding komt uit in een (standaard) meterkast, vaak via de kruipruimte. Binneninstallatie Met binneninstallatie worden de leidingen in de woning bedoeld, die lopen van de gasmeter tot aan de installaties, zoals de CV-ketel. Gasstop Een gasstop is een beveiliging in de gasleiding. Op het moment dat er door bijvoorbeeld een breuk onbedoeld veel gas uitstroomt, sluit de gasstop de gasleiding af. Hierdoor zal de uitstroom van gas gestopt worden. De gasstop zal de gasleiding pas afsluiten wanneer de uitstroom groot is. Op het moment dat een leiding met bijvoorbeeld een spijker doorboord wordt, zal de beveiliging niet in werking treden. Smeulbrand Bij een smeulbrand worden brandbare stoffen zodanig verhit dat deze gaan gloeien en langzaam verbranden. Hierbij zijn geen vlammen zichtbaar. De verbranding van een sigaret is bijvoorbeeld een smeulbrand. In een ruimte met alleen PE producten kan de temperatuur een smeulbrand oplopen tot 334 °C. Dit is namelijk het vlampunt van PE. De temperatuur loopt bij een brand geleidelijk op en door de grote hitte gaan de materialen in de ruimte ontgassen. Deze brandbare gassen, soms zichtbaar als rook, verzamelen zich onder het plafond. De temperatuur vlak onder het plafond is dan ook altijd hoger dan de temperatuur op de grond. Soms is het temperatuursverschil enkele honderden graden. Vlammenbrand Dit is een brand waarbij vlammen zichtbaar zijn. Ook hierbij gaan materialen ontgassen en is de temperatuur vlak onder het plafond hoger dan de temperatuur op de grond. Flashover Met een flashover wordt het moment bedoeld waarop de brandruimte volledig bij de brand is betrokken. Een flashover ontstaat bij een temperatuur van 500-600 °C, vlak onder het plafond gemeten. De onder het plafond verzamelde gassen zullen bij deze temperatuur gaan ontbranden en de volledige ruimte in brand zetten. Dit is het moment dat de ruiten in de brandende ruimte zullen springen en er gesproken wordt van een uitslaande brand. Bij een (woning)brand kunnen meerdere flashovers plaatsvinden. Na een flashover loopt de temperatuur in de brandruimte in zeer korte tijd op tot 800-1000 °C. Maatwoningbrand Dit is een brand die het meeste voorkomt bij woningen. Deze brand begint als smeulbrand in een verblijfsruimte, zoals de woonkamer, keuken, slaapkamer etc.. Na 15 minuten zijn de eerste vlammen zichtbaar en gaat de smeulbrand over in een vlammenbrand. Binnen 5 minuten zal de ruimte waarin de brand is ontstaan volledig bij de brand betrokken zijn (flashover) en zich uitbreiden naar de aangrenzende ruimten, zoals de gang. Na enige tijd kan ook hier een flashover plaatsvinden. De temperatuur van een maatwoningbrand loopt op tot 800-1000 °C.

6


HOOFDSTUK 2 Brandveiligheid van koperen en kunststof aansluitleidingen 2.1 Nederlands gasleidingnet Het leidingnet in Nederland is opgedeeld in hoofdleidingen, aansluitleidingen en binneninstallaties. Het merendeel van de hoofdleidingen is uitgevoerd in kunststof. Van de kunststof hoofdleidingen is meer dan 80% in PVC, die gemodificeerd is met een weekmaker. De overige 20% is uitgevoerd in PE. In de hoofdleiding wordt het gas onder een druk van 100 mbar getransporteerd. De hoofdleidingen en de aansluitleidingen zijn in beheer van de distributiebedrijven. De aansluitleiding is, van de hoofdleiding tot aan de buitengevel, meestal in PE waarna deze overgaat in een koperen of stalen leiding. Een andere mogelijkheid is dat de aansluitleiding geheel in PE is uitgevoerd. De PE aansluitleiding wordt ondergronds beschermd door een dikwandige PVC mantelbuis. De keuze van bescherming voor bovengrondse leiding wordt door het energiebedrijf bepaald. Hier zijn geen wettelijke prestatie-eisen voor vastgelegd. Wel is in NEN-EN 12007-1 vastgelegd dat de installatiebedrijven richtlijnen moeten hebben om de bescherming van de leidingen te waarborgen. De gasmeter is van het energiebedrijf. De leidingen in de woningen zijn veelal in koper uitgevoerd en zijn in beheer van de woningeigenaren. Wanneer kunststof voor de binneninstallatie wordt toegepast, is de keuze van het materiaal de verantwoordelijkheid van de installateur. Er is geen wetgeving of keurmerk voor het leidingmateriaal. De montage en de verbindingen moeten wel voldoen aan de geldende normen. Kunststof binneninstallaties worden beveiligd met een gasstop, zodat bij een leidingbreuk de toevoer van gas wordt gestopt. Een dergelijke beveiliging is niet verplicht. Deze beveiliging wordt niet bij koperen en stalen leidingen toegepast. Ook is in de aansluitleiding, tussen de gasmeter en de distributieleiding, een dergelijke beveiliging niet aanwezig.

2.2 Aansluitleidingen NUON De hierna volgende twee situatieschetsen van de door NUON meest toegepaste aansluitingen vormen de onderlegger van het onderzoek. Het betreffen situatieschetsen die betrekking hebben op nieuwbouw en op sanering van bestaande aansluitingen, waarbij een standaardmeterkast is toegepast.

Situatie 1

hoofdleiding aansluitleiding buiten aansluitleiding binnen

: PVC/CPE : PE80 : PE80 in mantelbuis PVC/CPE

Situatie 2

hoofdleiding aansluitleiding buiten aansluitleiding binnen

: PVC/CPE : PE80 : PEKO

7


Situatie 1 : PE aansluitleiding In bijlage A is de bijbehorende legenda opgenomen.

Situatie 2 : PEKO aansluitleiding In bijlage B is een tekening van een gasaansluiting in PEKO uitvoering opgenomen. Overigens is een koperen aansluiting (zonder PE beschermbuis) wat betreft brandveiligheid vergelijkbaar met de aansluiting in PEKO uitvoering.

8


2.3 Literatuuronderzoek materiaaleigenschappen 2.3.1 Canadian Building Digest 219. Use of plastics as piping materials. Hierin staat omschreven dat kunststof, dat toegepast wordt voor leidingen, zich ontleedt bij een gebouwbrand. Door de hoge temperatuur bij brand komen brandbare stoffen (gassen) vrij, waardoor de brand zich gemakkelijk kan uitbreiden. Verder wordt gesteld dat bij het ontwerpen en installeren van kunststof leidingen rekening gehouden moet worden met deze materiaaleigenschap. Overigens komen bij de verbranding van hout en andere brandbare bouwmaterialen ook stoffen vrij die voor een verdere brandontwikkeling kunnen zorgen. Kunststof verschilt hierin niet van een ander brandbaar materiaal. Het materiaal koper is niet brandbaar en zal daarom geen bijdrage leveren aan de brandontwikkeling.

2.3.2 DRISCOPIPE Technical note 4 (1996): Static electricity and polyethylene pipe. In dit artikel wordt het potentiële gevaar van statische elektriciteit in relatie tot PE-leidingen uiteengezet. Kunststof leidingen kunnen uitstekend elektriciteit isoleren, waardoor onder bepaalde omstandigheden grote hoeveelheden statische lading ontwikkeld kunnen worden. Om elektrische lading op te wekken moet met een ander soort massief materiaal contact gemaakt worden, zoals wrijving met een stuk textiel. Twee identieke materialen kunnen geen elektrische lading opwekken. Ook de stroming van droog schoon gas kan geen (statische) energie opwekken. Maar wanneer het gas enigszins vervuild is, kan een hoge mate van elektrische lading opgewekt worden. Een specifiek situatie waarbij een hoge mate van lading geproduceerd wordt; bij een gebroken PE-leiding kunnen vuildeeltjes, in een ontsnappende gasuitstroom, die met hoge snelheid de leiding raken, een statische lading veroorzaken. Uit literatuuronderzoek en veldexperimenten is gebleken dat zowel het transport van vervuild gas als een leidingbreuk aanzienlijke voltages kunnen opwekken. Een lading van 1000 tot 3000 volt is nodig om een waarneembare vonk naar de grond doen springen. Deze vonk bevat voldoende energie om een mengsel van gas en lucht te kunnen ontsteken. In het artikel wordt geconcludeerd dat statische elektriciteit als potentieel risico gezien moet worden bij PE-leidingen in combinatie met ontvlambaar gas. Niet direct de statische elektriciteit is gevaarlijk bij een mengsel van lucht en gas, maar eerder de vonk die op het moment van ontlading geproduceerd wordt.1

2.3.3 DRISCOPIPE Technical note 11 (1996): Burning characteristics of polyethylene. Het artikel gaat in op het brandgedrag van polyethyleen. "Polyethyleen zal branden wanneer het aangestoken wordt door een externe hittebron. PE kan vergeleken worden met kaarzen (..)2 ze lijken chemisch gezien veel op elkaar, behalve dat kaarzen een lager moleculair gewicht hebben. (..) Ze geven niet meer gevaar qua brandsnelheid of verbrandingsproducten dan natuurlijke bouwmaterialen, zoals hout." - vlampunt PE = 334 °C - zelfontbrandingstemperatuur PE = 714 °C (berkenhout: 624°C, eikenhout: 685 °C)

1 2

GASTEC geeft aan dat ongevallen als gevolg van elektrische ontladingen niet vaak voorkomen Uit het citaat zijn niet-relevante tekstgedeelten weggelaten

9


2.4 Materiaaleigenschappen koper De meest relevante eigenschappen van koper zijn hieronder puntsgewijs opgesomd. Algemeen - Thermische expansiecoëfficiënt koper = 1,7 x 10-5 °C (staal = 1,2 x 10-5 °C). - Kruipeffecten zijn bij metalen niet van belang bij temperaturen lager dan 500°C. - trekkracht koper 220 Mpa. - smelttemperatuur koper 1083 °C. Nadelen - Metalen (en daarmee koperen) leidingen kunnen (van binnenuit) corroderen wanneer het gas vochtig is. Er zijn overigens geen ongevallen bekend met interne corrosie als oorzaak. - Metalen leidingen zijn gevoelig voor corrosie van buitenaf. - Galvanische en elektrolytische corrosie is een van de belangrijke oorzaken van ongevallen bij ondergrondse metalen leidingen. - In sommige gebieden bestaat de kans op grondverzakkingen. Wanneer de aansluitleiding in deze gebieden op de conventionele wijze via de gevel de woning binnenkomt, zal de leiding bij verzakking breken. Hier zal de aansluitleiding flexibel moeten zijn, of onder de fundering (niet via de gevel) de woning binnen moeten komen. In dergelijke gebieden kunnen koperen leidingen zonder expansiemaatregelen niet toegepast worden bij aansluitigen die via de gevel de woning binnenkomen. - Koperen leidingen worden met soldeerfittingen met elkaar verbonden. De soldeerverbinding zal bij een temperatuur van 600 °C smelten, waardoor gas kan ontsnappen en de brand vergroot of een explosie ontstaat. - De aansluiting van koper/staal op kunststof is een zwak punt. Voordelen - Koperen leidingen zijn gasdifuusdicht. - Koper is niet brandbaar.

2.5 Materiaaleigenschappen kunststof De meest relevante eigenschappen van kunststof zijn hieronder puntsgewijs opgesomd. Algemeen - Thermische expansiecoëfficiënt PVC = 5 – 6,3 x 10-5 °C. - Thermische expansiecoëfficiënt PE = 18 x 10-5 °C. - Brandbaarheid en brandgedrag is afhankelijk van bestanddelen zoals versterkingsmiddelen, type hars en brandvertragende additieven. Verder speelt de wanddikte van de leidingen een rol bij brandvoortplanting. - Mechanische eigenschappen zijn afhankelijk van temperatuur en graad van "druktoepassing" - Plastisch gemaakt PVC is doorgaans taai. - Trekkracht kunststof 23 – 62 Mpa. - Lage thermische geleiding. - Vanwege het expansiecoëfficiënt moeten kunststof leidingen op afstand van elkaar liggen. Nadelen - PE is minder slagvast en moet daarom altijd beschermd worden door een mantelbuis. - Smelttemperatuur PE ligt tussen 50 en 150 °C. - Smelttemperatuur PVC ligt tussen 100 en 140 °C. - Brandvertragende kunststoffen geven bij brand snel dichte rook. - Kruipeffecten van polymeren en plastics kunnen al bij kamertemperatuur optreden - Polyethyleen en niet-plastisch gemaakt PVC is bij lage temperaturen breekbaar en breekt met een scherpe breuk. 10


- PE leidingen zijn niet 100% gasdiffuusdicht. De materiaaldichtheid is 0,964 g/cm3. - PE produceert bij verbranding snel dichte rook. Rook is giftig en vermindert het zicht, waardoor een snelle en veilige ontvluchting belemmerd kan worden. - Weggewerkte kunststof leidingen kunnen moeilijk worden opgespoord, zoals dat bij koperen en stalen leidingen wel het geval is. (Geldt voor leidingen binnen de woning, voor aansluitleiding niet van toepassing.) Kans op doorboren bij doe-het-zelven is daardoor mogelijk groter. Voordelen - Geen elektriciteitsgeleiders, dus niet onderhevig aan galvanische en elektrolytische corrosie. - Kunststof leidingen zijn flexibel en over het algemeen taai, waardoor ze vrijwel zonder schadeeffecten externe schokken kunnen absorberen.

2.6 Toetsing op verschil in brandveiligheid Bij een woningbrand is de faalkans van de koperen aansluitleidingen nagenoeg gelijk aan de faalkans van de kunststof aansluitleidingen. Beide aansluitingen zullen bezwijken wanneer de brand zich heeft uitgebreid tot nabij de meterkast. Een onbeschermde kunststof leiding zal bij een temperatuur van meer dan 100 °C verweken en de soldering van een koperen aansluiting zal bij 600 °C bezwijken. De temperatuur van een woningbrand kan echter oplopen tot vele honderden graden Celsius3. Wanneer de PE-leiding is beschermd met een mantelbuis van PVC of staal heeft dit bij brand geen noemenswaardig positieve invloed op de PE-leiding. PVC is namelijk net als PE brandbaar. Staal is weliswaar evenals koper onbrandbaar, maar geleidt warmte waardoor de PE-leiding alsnog verweekt en bezwijkt. Wanneer de kunststof leiding volledig is omkleed met een brandwerend en warmte-isolerend materiaal, zal de kunststof aansluitleiding langere tijd bestand zijn tegen hoge temperaturen. En wat betreft brandveiligheid gelijk gesteld kunnen worden aan een koperen leiding. Wanneer een kunststof leiding brandt ontstaat snel dichte rook. Rook is schadelijk voor de mens aangezien rook giftig is. Bovendien wordt door rook het zicht vermindert waardoor een veilige ontvluchting belemmerd wordt. Wanneer echter de kunststofleiding verweekt zal een steekvlam of een explosie de meest bedreigende factor zijn in vergelijking tot de nadelige gevolgen van rook. De hoeveelheid rook is in relatie tot het volume van de woning namelijk klein en daardoor niet direct levensbedreigend. Een koperen leiding zal overigens geen rookdeeltjes produceren. Een vlam op een koperen leiding is bovendien minder gevaarlijk dan een vlam op een kunststof leiding. Omdat de koperen leiding bij brand intact blijft, is de kans op een explosie of een onvoorspelbare steekvlam klein zolang het gas direct verbrandt. Pas wanneer de vlam van de leiding wordt gehaald, bijvoorbeeld door een bluspoging, bestaat wel de kans op een explosie. Zowel kunststof als koperen leidingen zijn makkelijk te doorboren. De kans dat bij doe-het-zelven een weggewerkte leiding van de binneninstallatie per ongeluk doorboord wordt is daardoor groot. Wel bestaat bij koperen leidingen de mogelijkheid om voorafgaand aan de boorwerkzaamheden weggewerkte leidingen te detecteren. Omdat dit bij kunststof niet kan is de kans dat een kunststof leiding doorboord wordt mogelijk groter. Een gasleiding van koper is 100% diffuusdicht, maar een PE-leiding is niet volledig diffuusdicht. Omdat in de gasleiding een situatie van overdruk heerst, kan een zeer kleine hoeveelheid gas ontsnappen. Dit betekent dat de PE-leiding beschermd moet worden zodat geen explosief gas-zuurstof mengsel kan ontstaan. Wanneer de ruimte waarin de leiding zich bevindt voldoende wordt geventileerd is aan deze voorwaarde in ruime mate voldaan.4

3 4

gemiddeld 800 – 1000 °C de eis m.b.t. ventilatie is ook opgenomen in de regelgeving, zie hoofdstuk 4.2

11


HOOFDSTUK 3 Bijdrage van gasaansluitingen aan brandontwikkeling in woningen 3.1 Inleiding Om de bijdrage van gasaansluitingen aan de brandontwikkeling in woningen te kunnen vaststellen is het nodig om gegevens en ervaringen met betrekking tot gasongevallen en woningbranden te verzamelen en te analyseren. Hiervoor is onder andere gebruik gemaakt van gegevens over woningbranden uit een eerder onderzoek uitgevoerd door het Nibra. Naar aanleiding van dit eerdere onderzoek is de meest voorkomende woningbrand, de zogenaamde maatwoningbrand, bepaald. Verder is gekeken naar extreme ongevallen, die uit literatuurstudie naar voren zijn gekomen. Dit zijn ongevallen die zich weliswaar niet vaak voordoen maar wel grote gevolgen hebben en daarom niet onbelangrijk zijn. In de analyse zijn daarom naast de maatwoningbrand ook uitzonderlijke ongevalscenario’s vastgelegd, waarbij de bijdrage van gasaansluitingen aan de brandontwikkeling in woningen wordt beschreven.

3.2 Literatuuronderzoek gasongevallen Hierna volgen enkele voorbeelden van gasongevallen. Deze ongevallen zijn niet maatgevend voor de bepaling van de brandveiligheid van gasaansluitingen, maar geven een beeld van de potentiële effecten van ongevallen waarbij gasleidingen zijn betrokken.

3.2.1 National Transportation Safety Board (Washington D.C.) Pipeline accident report. Natural gas explosion and fire in south Riding, Virginia. July 7, 1998. Het rapport handelt over een ongeval waarbij oververhitting van een (defecte) elektriciteitskabel heeft geleid tot een lekkage in de PE-aansluitleiding, waarna een gasexplosie heeft plaatsgevonden. De oververhitting was ontstaan door corrosie in de elektriciteitskabel en te weinig (verticale) afstand tussen de gasleiding en de elektriciteitskabel. De aansluitleiding was niet voorzien van een gasstop. De woning en de (onbewoonde) buurwoning zijn door de explosie verwoest, 3 personen zijn omgekomen en 1 persoon was ernstig gewond.

Lek in ¾-inch polyethyleen aardgasaansluitleiding die de explosie en brand veroorzaakt heeft

12


Puinhopen na de explosie en brand in South Riding, Virgina.

In de periode voor het ongeval was een minimum afstand vereist tussen stalen aansluitleidingen en elektriciteitskabels, maar niet bij kunststof aansluitleidingen. Na het ongeval geldt dit ook voor kunststof aansluitleidingen. Hoewel het Amerikaanse netwerk aan ondergrondse leidingen en kabels mogelijk verschilt met de Nederlandse kan wel gesteld worden dat verhitting een nadelig effect heeft op PE-leidingen. In dit geval werd de leiding verhit door een overbelaste elektriciteitskabel, maar dit had ook een andere hittebron kunnen zijn.

3.2.2 National Transportation Safety Board (Washington DC) Pipeline accident brief. Explosion and fire Waterloo, Iowa, 17 October 1994. Op 17 oktober 1994 vindt een aardgasexplosie en brand plaats die een plaatselijk café met houtskeletbouw constructie vernietigt. Hierbij waren 6 doden en 7 gewonden te betreuren. In het naastgelegen gebouw valt als gevolg van de explosiedruk een muur om, waarbij 3 lichtgewonden vielen. Bij de repressieve inzet lopen twee brandweermannen lichte verwondingen op. De geëxplodeerde gasleiding was een 24 jaar oude aansluitleiding van polyethyleen (medium-density) met een diameter van ½ inch. De PE-leiding was gekeurd volgens de ASTM standaard D2513. De ondergrondse leiding was met een stalen T-stuk onder een hoek van 30º graden verbonden aan een stalen hoofdleiding. Het ongeval is hoogstwaarschijnlijk veroorzaakt door geïntensifieerde druk, primair opgewekt door grondverzakking ter plaatse van de aansluiting tussen een stalen hoofdleiding en een 1/2 –inch polyethyleenleiding die gevoelig was voor verbrossing.

13


De gescheurde PE-leiding, die bevestigd was aan de stalen T-verbinding (ongeval Waterloo, Iowa). Een deel van de gebroken aansluitleiding is aan de linkerzijde nog aanwezig.

3.2.3 National Transportation Safety Board, 1998, Washington D.C. Special investigation report. Brittle-like cracking in plastic pipe for gas service. Het rapport beschrijft een speciaal onderzoek naar kunststof transportleidingen voor aardgas, die in de VS veelal zijn uitgevoerd in polyethyleen. Deze PE-leidingen bleken gevoelig te zijn voor verbrossing, het zogenoemde “brittle-like cracking”. Het gaat in dit onderzoek om leidingen die in de V.S. zijn gelegd tot midden jaren '80. Het type PE dat tegenwoordig toegepast wordt is niet gevoelig voor verbrossing. Ook in het materiaal dat in Nederland wordt toegepast zullen geen brosse scheurtjes ontstaan.5 Toch levert het onderzoek interessante gegevens en is daarom in het rapport opgenomen. Aanleiding voor het Amerikaanse onderzoek zijn de met name de hierna volgende twee incidenten. 17-10-1994: explosie en brand in Waterloo, Iowa. 6 doden, 7 gewonden, verwoesting van een gebouw en overige materiele schade. November 1996: San Juan, Puerto Rico. Gasexplosie, 33 doden en 42 gewonden. Explosie veroorzaakt door ontbranding van propaangas dat onder druk uit een broos geworden kunststof leiding ontsnapte. Drukspanning t.p.v. een aansluiting aan een kunststof fitting had geleid tot het ontstaan van brosse scheurtjes (brittle-like cracking). Verder bleek bij navraag bij de 4 grootste energiebedrijven in de V.S. dat 3 van deze 4 bedrijven hebben aangegeven dat het broos worden van de leiding de op één na meest voorkomende faalwijze van kunststof leidingen was. "Omdat men verwachtte dat kunststof leidingen buigzaam zijn, dachten veel fabrikanten dat ze hun ontwerpen konden baseren op gelijkmatig verdeelde spanningen die voornamelijk opgewekt zijn door interne druk, zonder rekening te houden met puntspanningen. Ze dachten dat dergelijke spanningen gereduceerd zouden worden door gedecentraliseerde buigzaamheid of vervorming. (….)6 5

6

Bron: GASTEC, zie ook hoofdstuk 3.3 Uit het citaat zijn niet-relevante tekstgedeelten weggelaten

14


Ontwerpnormen werden vastgesteld op de aanname van dergelijk buig- en rekgedrag. Dit in tegenstelling tot gietijzeren leidingen, waarvan de broos wordende eigenschappen zijn erkend. (…) Dit heeft geresulteerd in ontwerpnormen waarin de kwalificatie en directe inbreng van externe belastingsfactoren zijn opgenomen ten behoeve van die decentrale spanningverhogingen" Uit statistische gegevens blijkt het falen van de polyethyleen leidingen vaak het gevolg van scheurvorming door graafwerkzaamheden (gesprongen leidingen).7 Scheruvorming door verbrossing komt niet voor. Wel blijft de aansluiting van kunststof op staal of koper een aandachtspunt. Met name door drukspanning ter plaatse van de aansluiting kan de PE-leiding bezwijken, ook zonder de eigenschap van “brittle-like cracking”.

3.2.4 Ongeval met gasdistributie-leiding. Asfaltfreesmachine raakt gasdistributieleiding op 12 juni 2001 in Leiden. Raad voor Transportveiligheid, Den Haag, 2002. Bij herstratingswerkzaamheden werd het oude asfalt met een freesmachine verwijderd. Hierbij ontstond een horizontale steekvlam onder de asfalsfreesmachine en raakt de machine in brand. De brandweer was snel ter plaatse en begon met blussen. Tijdens het blussen ontstond het vermoeden dat sprake kon zijn van een gasuitstroming onder de freesmachine. De gasleiding is vervolgens met zogenaamde blazen afgesloten, waarna de brandende freesmachine geblust kon worden. Directe oorzaak was het doorfrezen van de gasdistributieleiding ten gevolge van een zeer beperkte dekking (15 cm, inclusief asfalt), welke volgens de huidige eisen minimaal 65 cm. moet zijn. Verder was de diepteligging van de leiding niet bekend, terwijl de huidige eisen stellen dat sterk afwijkende dieptes op tekening moeten zijn vastgelegd. De Raad voor Transportveiligheid stelt dat de mogelijke gevolgen van een gasbrand bij dergelijke gasleidingen beperkt zijn, maar wanneer het gaslek tot een explosie leidt, de gevolgen aanzienlijk kunnen zijn. In dit geval was het uitstromende gas direct ontstoken en bleef branden, waardoor geen explosiegevaar aanwezig was. Omdat het effect van dit ongeval minimaal te noemen is, geeft het een beeld aan het feit dat een vlam op een gasaansluitleiding niet direct als gevaarlijk beschouwd hoeft te worden.

3.2.5 Internetpagina Office of Pipeline Safety, Research and Special Programs Administration, U.S. Department of Transportation, Washington D.C. (http://ops.dot.gov/stats) In de periode van 1986 tot en met 2001 zijn de gegevens van ongevallen met distributieleidingen voor aardgas geregistreerd.

7

Zie hoofdstuk 3.2.5

15


Jaar 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996* 1997 1998 1999 2000 2001 Totaal

ongevallen 142 163 201 177 109 162 103 121 141 97 110 102 137 119 154 121 2159

schade in $ 11.078.800 11.736.125 12.131.436 8.675.816 7.594.040 7.765.748 6.777.500 15.346.655 53.260.166 10.950.673 16.252.842 12.493.163 19.055.118 25.913.658 23.398.834 13.875.382 256.305.956

doden 29 11 23 20 6 14 7 16 21 16 47 9 17 19 22 5 282

gewonden 104 115 114 91 52 77 65 84 91 43 109 67 65 85 59 43 1264

* inclusief 33 doden en 42 gewonden die te betreuren waren in San Juan, Puerto Rico. Uit deze gegevens blijkt dat gemiddeld (excl. San Juan, Puerto Rico) 143,9 aardgasongevallen per jaar in de V.S. voorkomen, waarbij16,6 doden en 81,5 gewonden zijn te betreuren. De ongevalgegevens met distributieleidingen, die in 2001 zijn voorgekomen, zijn hieronder gespecificeerd.

Oorzaak Ongeluk door leidingbedrijf Constructiefout Corrosie, extern Corrosie, niet gespecificeerd Schade door druk- en trekkrachten Onbekend Anders Totaal 2001

ongevallen 6 4 2 3 78 1 27 121

schade in $ 112.865 186.000 180.000 160.000 11.050.267 50.000 2.136.250 13.875.382

doden 0 0 0 0 3 0 2 5

gewonden 4 2 3 1 28 0 5 43

In de V.S. wordt gas overigens niet als belangrijkste energievoorziening toegepast in woningen. Vandaar dat het aantal ongevallen per oppervlakte in schril contrast staat met de statistische gegevens van ongevallen die in Nederland hebben plaatsgevonden.8 De Amerikaanse gegevens zijn dan ook alleen relevant wat betreft de verhouding in oorzaken. De bevindingen wat betreft oorzaak kunnen in dit geval doorgetrokken worden naar de Nederlandse situatie. Uit de tabel blijkt dat ongevallen als gevolg van externe krachten, waaronder ongevallen door graafwerkzaamheden en dergelijke vallen, het meeste voor komen. Namelijk ruim 64% van alle ongevallen zijn ontstaan door druk- en trekkrachten. Corrosie komt niet vaak voor, namelijk slechts in 4% van de gevallen.

8 GASTEC krijgt gemiddeld 60 meldingen per jaar van gasongevallen, waarvan 30 (50%) branden en explosies. Eén op de vier branden en explosies zijn distributie-ongevallen. Omgerekend vinden jaarlijks gemiddeld 7,5 ongevallen plaats in gesdistributieleidingen. Dat is 1 ongeval op 1533 km gasdistributieleiding in Nederland, tegenover 1 ongeval op 9944 km in de VS. Vanzelfsprekend kunnen op basis van deze beperkte gegevens geen conclusies getrokken worden over de relatieve veiligheid.

16


3.3 Expertise GASTEC Voor deskundigheid vanuit het gasinstallatietechnisch vakgebied heeft het Nibra contact opgenomen met dhr. H. van Orden en dhr. W. Zegeling, beide werkzaam bij GASTEC in Apeldoorn. GASTEC is kenniscentrum op gebied van gasinstallaties. Naast het testen, keuren en certificeren van gas gerelateerde producten, houdt het bedrijf zich bezig met de ontwikkeling van regelgeving en biedt ze consultancy op het gebied van veiligheid van gasinstallaties.

3.3.1 Gasongevallen in Nederland GASTEC registreert en analyseert al enkele jaren ongevallen met aardgas. Zowel de energiebedrijven, politie en brandweer zijn gevraagd gasongevallen via een meldingsformulier door te geven. Bij de registratie wordt onderscheid gemaakt tussen distributieongevallen (voor de gasmeter) en installatieongevallen (na de gasmeter). Jaarlijks komen ongeveer 60 meldingen binnen. Waarbij opgemerkt moet worden dat niet alle ongevallen bij GASTEC worden geregistreerd. Er blijkt bovendien de laatste jaren een afname in respons te zijn. Uit een rapport over de periode 1996-1997 blijkt dat 50% van de geregistreerde ongevallen (over een periode van 2 jaar) een vergiftiging betreffen, de andere helft (44) zijn branden en explosies. Hierbij was 33 maal sprake van een installatieongeval. 16 van de 33 installatieongevallen werden veroorzaakt door defecte gastoestellen. Hierbij zijn 5 lichtgewonden en 2 doden gevallen. De overige 17 ongevallen zijn ontstaan in de gasleiding, waarbij 9 maal sprake was van een breuk, 7 maal van een verkeerde installatie en 1 maal van werkzaamheden. Hierbij zijn 4 licht gewonden en 6 ernstig gewonden gevallen. Branden en explosies waarbij sprake was van brandstichting of zelfdoding zijn hierin niet meegenomen. In de periode 1996-1997 was 11 maal sprake van een explosie die met opzet veroorzaakt is. Hierbij waren 4 doden en 5 ernstig gewonden te betreuren. Distributieongevallen zijn 11 maal voorgekomen, waarvan 3 zijn ontstaan in de hoofdleiding, 1 in de gasmeteropstelling en 7 in de aansluitleiding. Dit zijn ongevallen die voor de gasmeter zijn ontstaan. De ongevallen t.p.v. de aansluitleiding zijn in 4 gevallen veroorzaakt door werkzaamheden, 2 door een breuk en 1 door een verkeerde installatie. Bij de ongevallen t.p.v. de hoofdleiding zijn 1 licht gewonde en 2 ernstig gewonden gevallen, bij de ongevallen t.p.v. de aansluitleiding zijn 2 ernstig gewonden gevallen.

aansluitleiding hoofdleiding

gasleiding in woning

verstikkingen

gastoestellen

17


Gasongevallen die veroorzaakt zijn in de aansluitleiding doen zich over het algemeen voor bij woningen waar koperen/stalen aansluitleidingen zijn toegepast. Dit heeft niet alleen haar oorzaak in het feit dat de meeste woningen zijn voorzien van koperen aansluitleidingen. De heren Van Orden en Zegeling geven aan dat met name problemen ontstaan bij de aansluiting van koper/staal op kunststof. Corrosie is veelal de oorzaak. Vocht, zoals schoonmaakmiddelen of condens, glijdt langs het verticale deel van de aansluitleiding vanuit de meterkast naar het horizontale deel in de kruipruimte, tot het niet verder kan. Dat is ter plaatse van de aansluiting tussen koper en kunststof. Deze vochtophoping resulteert in corrosie wat een verzwakking van de koperen leiding als gevolg heeft. Wanneer de aansluitleiding geheel uit kunststof bestaat, zal de vochtophoping wel plaatsvinden maar heeft geen nadelige gevolgen voor de sterkte van het materiaal. Kunststof zal immers niet corroderen. Problemen met verbrossing van kunststof leidingen hebben zich niet voorgedaan. Wel zijn uit het verleden een paar gevallen bekend van verbrossing in PVC-leidingen die zijn veroorzaakt door verlijming. Deze verbindingsmethode wordt nu niet meer toegepast en ook de bestaande verlijmde leidingen zijn grotendeels gesaneerd. Ook zijn enkele ongevallen bekend waarbij is gebleken dat de aansluitleiding of de gasmeter is gesaboteerd. Verder geeft GASTEC aan dat soms een extra beveiliging wordt ingebouwd wanneer kunststof leidingen toegepast zijn in de binneninstallatie in de woning. In deze situaties wordt namelijk een gasstop geplaatst in de binneninstallatie. Deze beveiliging is niet verplicht. De gasstop wordt na de gasmeter geplaatst en bevindt zich dus niet in de aansluitleiding.

3.3.2 Hoofdpunten In twee jaar tijd zijn 44 branden en explosies gemeld. Hierbij zijn 10 lichtgewonden, 8 ernstig gewonden en 2 doden gevallen. In twee jaar tijd zijn 7 ongevallen gemeld die zijn ontstaan in de aansluitleiding. Hierbij zijn 2 ernstig gewonden gevallen. In twee jaar tijd zijn 17 ongevallen gemeld die zijn ontstaan in de binneninstallatie van woningen. Hierbij zijn 4 licht gewonden en 6 ernstig gewonden gevallen. - Bij GASTEC zijn geen ongevallen bekend die veroorzaakt zijn in kunststof aansluitleidingen. Leidingbreuken ontstaan veelal t.p.v. de aansluiting tussen kunststof en koper/staal. - Verbrossing van PE-leidingen komt niet voor. - Kunststof binneninstallaties in woningen zijn voorzien van een gasstop. De aansluitleiding zelf is niet voorzien van een beveiliging. Ook koperen binneninstallaties in woningen zijn niet voorzien van een gasstop. - Toezicht op de kwaliteit bij brand van toegepast kunststof voor de binneninstallatie is niet aanwezig. - Na de oplevering van de woning is toezicht op de situatie na de gasmeter (binnenshuis) niet aanwezig.

3.4 Veldexpertise brandweer Aan 11 brandweerkorpsen is gevraagd naar ervaringen op gebied van gasongevallen in woningen. Hierbij zijn de volgende vragen gesteld: 1. Zijn de volgende situaties in uw gemeente voorgekomen? woningbrand / explosie ontstaan door een leidingbreuk - woningbrand / explosie ontstaan in de meterkast - brand ontstaan in de woning waarna een explosie is ontstaan als gevolg van het falen van het gasleidingnet (breuk, verweken kunststofleiding, smelten soldeerfitting, etc) - soortgelijke situaties (ook in gebouwen anders dan woningen)

18


2. Zo ja, kunt u dan een (liefst zo gedetailleerd mogelijke) beschrijving geven van de ongevallen (of van enkele kenmerkende ongevallen) waarbij met name de volgende aandachtspunten naar voren komen: - (mogelijke) oorzaak - ruimte en/of object van ontstaan - type brand bij ontdekken van de brand (smeulbrand /vlammenbrand) - ontwikkeling van de brand (aandachtspunten zoals uitbreiding naar andere ruimten, invloed van gasleidingnet/gasaansluiting, explosie, etc) - ontwikkeling in tijd (melding, start inzet, moment van uitbreiding als gevolg van gasaansluiting, brandmeester) - materiaal van gasaansluiting tussen distributienet en gasmeter / distributienet / leidingsysteem in de woning (kunststof / koper) - geschatte schade bedrag en/of omschrijving van de schade - aantal slachtoffers (met specificatie zoals verstikking, brandwonden, etc) 3. Zijn in ongevallen waar de brand mogelijk is ontstaan in de meterkast, vermoedens die wijzen op ondeskundige aanpassingen van de meterkast of het leidingnetwerk in de woning (m.a.w. is er mogelijk geknoeid met het gas- of elektriciteitsnet)? Zo ja, wat was de aangetroffen situatie? 4. Wat zijn de kenmerken van woningbranden waarbij de gasaansluiting (mogelijk) van invloed is geweest? 5. Verwacht u dat de toepassing van kunststof leidingen (i.p.v. koperen leidingen) van invloed zal zijn op de brandveiligheid van woningen? Zo ja/nee, waarom? 6. Zijn er overige ervaringen en/of opmerkingen op gebied van ongevallen met gasleidingen en/of woningbranden?

Uit de reacties van de brandweerkorpsen blijkt dat weinig gevallen bekend zijn van woningbranden waarbij gasleidingen een belangrijke rol hebben gespeeld. Ook explosies komen niet vaak voor. Enkele brandweerkorpsen geven aan dat wel regelmatig gaslekkages in hoofdleidingen als gevolg van graafwerkzaamheden voorkomen. Deze gaslekkages worden over het algemeen snel ontdekt en verholpen, waardoor deze gasongevallen niet leiden tot explosies of woningbranden.

Bij graafwerkzaamheden in de tuin van een woning is door een kleine graafmachine de gasleiding geraakt. Vermoedelijk is vonkvorming de oorzaak ervan dat de gasleiding vlam vatte. De brandweer heeft in samenwerking met het gasbedrijf het lek gedicht.

19


Verder is de standaardprocedure bij een woningbrand dat veelal meteen de gasleiding wordt afgesloten, waardoor de gasaansluiting geen bijdrage heeft aan verdere branduitbreiding. Ook een brandende aansluitleiding (vlam op leiding) in de meterkast wordt niet als bedreigend beschouwd, aangezien deze over het algemeen beheersbaar is. In deze situatie vermengt het gas zich niet met zuurstof, maar wordt direct verbrand. Zolang de vlam op de gasleiding blijft branden, is er geen explosiegevaar. Een explosie ontstaat namelijk wanneer een gas-zuurstof mengsel ontstoken wordt. Op het moment dat bij een meterkastbrand de kunststof aansluitleiding zelf gaat branden en/of bezwijkt, kan de aansluitleiding wel voor verdere branduitbreiding of een explosie zorgen. Bij koperen leidingen bestaat het gevaar dat bij hoge temperaturen, zoals deze bij een woningbrand voorkomt, de soldeerfittingen wegsmelten wat verdere branduitbreiding of een explosie tot gevolg kan hebben. Er zijn echter geen noemenswaardige ervaringen met woningbranden waarbij de gasaansluiting een significante bijdrage heeft geleverd aan de branduitbreiding. In het geval dat de gasaansluiting zal bezwijken, is de woningbrand al zodanig dat de woning als verloren beschouwd kan worden. Dat het afsluiten van de gasleiding niet altijd mogelijk is blijkt uit een ongevalrapportage van een woningbrand die uit het veldonderzoek naar voren is gekomen. De vlammenbrand was ontstaan in een prullenbak in de hal, en heeft geleidt tot de totale ontzetting van de woning. De brand in de prullenbak had zich via jassen aan de kapstok en schrootjesbetimmering uitgebreid naar de meterkast. De deur was weggebrand, waardoor ook de soldeerfitting van de koperen aansluitleiding is weggesmolten. De woning moest, na de brand, uiteindelijk worden afgebroken. In het algemeen kan gesteld worden dat als de woningbrand nabij de meterkast is ontstaan, afsluiting van het gas niet mogelijk is. Overigens zal uit hoofdstuk 4.5 blijken dat een woningbrand die ontstaat in de hal niet vaak voor komt.

3.5 Oorzaken en gevolgen woningbranden Jaarlijks vinden er zo'n 6000 branden in woningen plaats die gemeld worden aan de brandweer. Het aantal doden en gewonden dat hierbij valt te betreuren ligt op ongeveer 50 respectievelijk 500. Het Nibra heeft in de periode van 1 april 2000 tot en met 30 september 2000 onderzoek gedaan naar de oorzaken en gevolgen van woningbranden. Hierbij zijn 17 gemeenten betrokken geweest, die gezamenlijk 15% van het aantal woningen en inwoners van Nederland vertegenwoordigen. Bovendien zijn de onderzochte gemeenten qua ligging en omvang zo divers mogelijk gekozen. De invoergegevens zijn afkomstig van zowel de betrokken brandweerkorpsen als van Stichting Salvage, zodat bij bijna elke gerapporteerde woningbrand een cross-check uitgevoerd kon worden. Stichting Salvage is een organisatie die werkt in opdracht van de verzekeraars in Nederland. Deze organisatie inventariseert de schade na een woningbrand en regelt de eerste opvang van de bewoners. Zaken zoals beperking van verdere schade, schoonmaak en overnachtingen worden door Stichting Salvage georganiseerd. Uit het onderzoek is onder andere gebleken dat 80% van de woningbranden plaatsvinden in de woonwijken, 16% in binnenstedelijk gebied en 4% in de verspreide bebouwing. Bijna de helft van de onderzochte branden waren in eengezinswoningen en bijna een kwart in portiekwoningen. 14% van de branden zijn ontstaan in vooroorlogse woningen, die ruim een vijfde van de woningvoorraad vertegenwoordigen. Bijna 4 op de 10 woningen zijn jonger dan 25 jaar en hier heeft 20% van de woningbranden plaatsgevonden.

20


BRANDOORZAKEN falende apparatuur 15%

onbekend 13%

gebouw gerelateerd 11%

menselijk handelen 61%

De meeste branden ontstaan als gevolg van menselijk handelen, waarbij onachtzaam koken de belangrijkste oorzaak is (32%). Klussen (doe-het-zelven) is bij 3% van de woningbranden als oorzaak aan te merken. Hieronder vallen ook de ongevallen met gasleidingen (na de gasmeter, binnen de woning) waarbij bijvoorbeeld een gasleiding is doorboord bij het klussen of de soldeerfitting gesmolten als gevolg van laswerkzaamheden etc.. Andere categorieën van de cluster 'menselijk handelen' zijn spelen met vuur, onvoorzichtigheid met apparatuur, onvoorzichtigheid met kaarsen, gevolgen van roken en brandstichting. Een klein deel van de woningbranden, namelijk 11 %, zijn gebouw gerelateerd. Dit zijn ongevallen die niet direct hun oorzaak hebben in menselijk handelen, maar veroorzaakt zijn door ondeugdelijke installaties of verkeerde constructies. Hierbij valt te denken aan een rookafvoer die door een houtconstructie loopt en niet voldoende brandwerend is afgewerkt. Bijna tweederde van deze woningbranden zijn ontstaan als gevolg van falende installaties, zoals sluiting in het elektriciteitsnet en oververhitting van CV-installaties.

21


RUIMTE VAN ONTSTAAN

badkamer 3% slaapkamer 13%

onbekend 5% zolder buiten 7% 4%

berging/garage 3% kelder 1% kast 1%

hal/gang 4%

w oonkamer 19%

keuken 40%

Bijna driekwart van de woningbranden ontstaan in verblijfsruimten, zoals keuken, slaapkamer en woonkamer. Slechts 4% ontstaat in de hal of gang, waarbij het merendeel is ontstaan door brandstichting. 1% van de branden is ontstaan in een inloopkast of meterkast. Branden die ontstaan zijn in de hal, gang of meterkast zijn de risicobranden met betrekking tot de aansluitleiding. Deze branden komen echter niet vaak voor, namelijk in totaal slechts 5%. Hoewel branden als gevolg van klussen niet veel voorkomen zijn hierbij in de onderzoeksperiode 7 gewonden gevallen. Als gevolg van gebouw gerelateerde branden zijn 5 gewonden gevallen, waarbij 2 als gevolg van een meterkastbrand en 1 als gevolg van een oververhitte CV-ketel. In totaal waren in het onderzoeksgebied 93 gewonden te betreuren. Dit betekent dat bij totaal 14% van de woningbranden bijna 13% van de gewonden zijn gevallen.

3.6 Modellering Zowel uit de gegevens van GASTEC, het veldonderzoek bij de brandweer en uit het onderzoek naar oorzaken en gevolgen van woningbranden blijkt dat een woningbrand die ontstaan is ter plaatse van de gasaansluitleiding niet vaak voorkomt. Ook de Amerikaanse statistieken bevestigen dit beeld. Uit de gegevens van GASTEC kan geconcludeerd worden dat gemiddeld 24 ongevallen met gasleidingen (7 x aansluitleiding voor de gasmeter en 17 x na de gasmeter in twee jaar) worden gemeld op 6000 woningbranden per jaar. Verder ontstaan volgens het onderzoek van het Nibra naar de oorzaken en gevolgen van woningbranden slechts 5% van de woningbranden nabij of in de meterkast. Ook uitbreiding vanuit de verblijfsruimten via de hal naar de meterkast is niet veelvoorkomend, tenzij de woningbrand in een zo ver gevorderd stadium is dat de gehele woning, ook zonder invloed van de gasaansluiting, zal uitbranden. Gaslekkages in hoofdleidingen komen wel regelmatig voor, maar leiden doorgaans niet tot explosies of woningbranden.

22


Verder worden de meeste gasongevallen veroorzaakt door falende gastoestellen. Ook komen ongevallen veroorzaakt in de binneninstallatie van de woning vaker voor dan ongevallen ter plaatse van de aansluitleiding. Bij een ongeval als gevolg van het klussen zal namelijk niet de aansluitleiding in de meterkast, maar de gasleiding in de woning doorboord worden. Maar ook het feit dat de meeste woningbranden in de keuken ontstaan, waardoor over het algemeen gasleidingen lopen, geeft aanleiding tot een opmerking die niet binnen het onderzoeksgebied ligt. De veronderstelling is namelijk dat de bijdrage van kunststof binnenleidingen aan de brandontwikkeling groter zal zijn dan de bijdrage van de aansluitleiding in het bijzonder. PE-leidingen zullen namelijk bij een temperatuur van 50 – 150 ºC verweken en bij de woningbrand betrokken worden. Het effect is echter niet zorgwekkend aangezien het volume van het brandbare kunststof materiaal in verhouding tot de overige toegepaste bouwmaterialen minimaal is. Bovendien is a.g.v. de ingebouwde beveiliging (gasstop) in de binneninstallatie9 geen substantiële bijdrage tot brandvoortplanting te verwachten van de gasaansluiting. De aansluitleiding zelf is overigens niet voorzien van een beveiliging. Aangezien de binneninstallatie van de woning niet in het verantwoordelijkheidsdomein van NUON ligt, wordt in deze rapportage echter niet expliciet ingegaan op de binneninstallatie van de woning.

3.6.1 Maatwoningbrand Uit het onderzoek naar de oorzaken en gevolgen van woningbranden en uit overige ervaringsexpertise heeft het Nibra de 'maatwoningbrand' bepaald. Dit is een brand die ontstaat in een ruimte die grenst aan de hal. De maatwoningbrand begint als een smeulbrand waarbij na 15 minuten de eerste vlammen zichtbaar zijn. Binnen 5 minuten nadat vlammen zijn ontstaan is de brand levensbedreigend, waarbij de vrijkomende giftige stoffen (rook) de meest bedreigende factor is. Vlak nadat de eerste vlammen ontdekt zijn zal de brand bij de meldkamer van de brandweer gemeld worden, waarna de brandweer binnen een kwartier ter plaatse is. Na aankomst heeft de brandweer een half uur de tijd om de eventueel nog achtergebleven bewoners te redden en de brand onder controle te krijgen danwel te blussen.

MAATWONINGBRAND t=0 t = 15 min. t = 20 min. t = 30 min. t = 60 min.

Smeulbrand in ruimte grenzend aan hal Vlammenbrand Levensbedreigend Brandweer ingezet Brandmeester

Deze gegevens zijn ook in overeenstemming met de wetgeving. Hierin wordt namelijk bepaald dat men binnen 30 minuten na het ontstaan van de brand zelfstandig op veilige wijze moet kunnen vluchten en dat een gebouw zodanig moet zijn gecompartimenteerd dat de brand binnen een uur niet uitbreidt tot een onbeheersbare omvang. In de praktijk betekent dit dat elke woning als brandcompartiment moet zijn uitgevoerd met een brandwerendheid van 60 minuten. Dat wil zeggen dat de brandweer een woningbrand binnen een uur na het ontstaan onder controle kan hebben en in het ergste geval alleen de woning waarin de brand is ontstaan uitbrandt. De temperatuur van een maatwoningbrand varieert van 800 tot 1000 °C.

9

Bron: GASTEC

23


Uitgangspunt voor het ongevalscenario is dat de brand ontstaat in de woonkamer of de keuken. Binnen een kwartier gaat de smeulbrand over in een vlammenbrand en wordt door de bewoners ontdekt. De smeulbrand heeft echter al een behoorlijke temperatuur wanneer de eerste vlammen zichtbaar zijn en kan door de bewoners niet geblust worden. Bij de verbranding komen hete gassen vrij, vaak zichtbaar in de vorm van rook. Deze hete gassen verzamelen zich in onder het plafond en zullen de andere (nog niet brandende) materialen10 verhitten, zodat ook deze gaan ontgassen. De temperatuur zal geleidelijk oplopen, waarbij de temperatuur gemeten onder het plafond hoger is dan gemeten op de grond. De brand zal zich dan via de keukenkastjes, het meubilair of de wandbekleding uitbreiden, waarbij de materialen soms spontaan gaan branden zonder dat deze door de vlammen zijn aangestoken. Dit is het moment dat een flashover plaatsvindt. Een flashover is het moment van een explosieve ontbranding waarbij alle brandbare materialen in de ruimte bij de brand zijn betrokken. Dit is ook het moment dat de ruiten van de woning springen en er sprake is van een volledig ontwikkelde en uitslaande brand. Een flashover ontstaat wanneer de hete gaslaag onder het plafond een temperatuur van 500-600 °C heeft bereikt. De temperatuur op de grond zal lager zijn, maar zeker hoger zijn dan 100 °C.

De periode van het ontstaan van de brand tot het moment van de flashover wordt de preflashover genoemd. De tijdsduur van deze periode is afhankelijk van de hoeveelheid en brandbaarheid van de aanwezige materialen. Bij een maatwoningbrand duurt deze periode 15 tot 20 minuten na het ontstaan van de brand. Na de flashover in de ontstaansruimte zal de maatwoningbrand zich uitbreiden naar de naastgelegen ruimten, zoals de gang. Pas wanneer de brand zich heeft uitgebreid tot nabij de meterkast zal de gasaansluitleiding bezwijken. Ongeacht of deze is uitgevoerd in PE of in koper. Op dat moment is de schade aan de woning inmiddels zodanig dat de woning als verloren beschouwd kan worden. De aansluitleiding levert dan geen significante bijdrage aan de branduitbreiding. Ook bestaat op dat moment in het algemeen geen overlevingskans meer voor de nog aanwezige bewoners. De materiaalkeuze voor de aansluitleiding heeft daarmee geen invloed op de uiteindelijke schade of aantal overlevenden.

10

Kunststoffen, hout, textiel etc. zoals bijvoorbeeld toegepast in meubilair, vloerbedekking, gordijnen en wandbekleding.

24


Deze conclusie is van toepassing op de aansluitleiding in een standaardmeterkast die zich bevindt in de hal van een eengezinswoning. Ook is de conclusie van toepassing op de aansluitleidingen in een woongebouw waarbij de meterkasten niet in de woning zelf, maar allemaal op de begane grond zijn gesitueerd. In bijlage C is een tekening van een dergelijk woongebouw opgenomen. De stijgleidingen met aftakkingen, die zijn aangebracht van de gasmeters tot aan de woningen, zijn momenteel altijd in metaal uitgevoerd. Wanneer deze echter in kunststof worden uitgevoerd, bestaat bij een woningbrand11 de mogelijkheid op branduitbreiding via de gasaanluitingen (stijgleiding met aftakkingen). Deze kunststofleidingen zullen dan ook hittereducerend bekleed moet worden, of voorzien zijn van een gasstop. Deze stijgleidingen met aftakkingen in deze woongebouwen zijn onderdeel van de binneninstallatie en vallen niet onder de verantwoordelijkheid van het energiebedrijf. Echter bij woongebouwen waar de meterkasten zich in de woning zelf bevinden, vallen de stijgleidingen met aftakkingen wel onder de verantwoordelijkheid van het energiebedrijf. Daarom is een maatwoningbrand in een dergelijk woongebouw als extreme situatie in het onderzoek meegenomen.

3.6.2 Extreme situaties Behalve de maatwoningbrand is ook gekeken naar extreme situaties (kleine kans, groot effect). 1 2 3

lek in hoofd- of aansluitleiding a.g.v. graafwerkzaamheden brand in meterkast a.g.v. werkzaamheden (doe-het-zelven) maatwoningbrand in woongebouw met meterkast in de hal van iedere woning (stijgleiding met aftakkingen)

De eerste 2 scenario's hebben hun oorzaak in werkzaamheden. Bij werkzaamheden is de omgeving alert en wordt het ongeval vrijwel direct opgemerkt. Er kan snel gereageerd worden waardoor de gevolgen over het algemeen beperkt blijven. Het eerste scenario komt in vergelijking met het tweede vaker voor, maar de kans op desastreuze gevolgen is klein. Dit wordt door enkele brandweerkorpsen aangegeven, maar blijkt ook uit literatuuronderzoek. Een woningbrand of explosie met lekkage in de leiding door graafwerkzaamheden als de primaire oorzaak komen nagenoeg niet voor. Ook woningbranden als gevolg van het doe-het-zelven komen weinig voor. Maar bij dit scenario zijn de gevolgen vaak wel enorm. Er kan namelijk een explosie ontstaan of een steekvlam. Ter illustratie volgt hierna een krantenbericht van een dergelijk ongeval.

Bij een gasbrand aan de Beukenlaan heeft een 23-jarige man gistermiddag ernstige brandwonden aan handen,armen en gezicht opgelopen. Hij is met de ambulance naar het ziekenhuis gebracht. Het ongeluk gebeurde omstreeks half twee. Samen met een collega was het slachtoffer ondergronds met het verbinden van telefoonkabels bezig. Daarvoor gebruikte hij een brander. De hitte daarvan was blijkbaar zo intens, dat een vlakbij de kabels gelegen gasleiding doorbrandde. Plotseling ontstond een steekvlam, waardoor de kabelwerker werd getroffen en zijn kleding in brand raakte. De man kon op eigen kracht uit het gat komen en een woning binnenrennen. Daar werd hij direct onder de douche gezet. Nadat hem door het ambulancepersoneel eerste hulp was verleend, werd de man naar het ziekenhuis gebracht. Door de gasbrand schoten de vlammen metershoog de lucht in. De brandweer kon niet anders doen dan de cai-kast vlakbij de brandhaard nat te houden. Personeel van het energiebedrijf maakte aan het vuur een eind door de gasleiding af te sluiten. Door de schade aan de telefoonkabel was enige tijd geen telefoonverkeer mogelijk. Tijdens de inzet van brandweer, politie en het energiebedrijf is het verkeer omgeleid. Een collega van het slachtoffer, die op enkele meters afstand bezig was met het leggen van een kabel, was hevig geschrokken van het ongeluk. "Ik hoorde een knal en toen zag ik mijn collega brandend aan komen rennen. Hij ging meteen hier het huis binnen en dat is z'n redding geweest, anders had het er heel wat beroerder voor hem uitgezien." Bron: Het Utrechts Nieuwsblad 4-9-1998

11

Dit zijn alle voorkomende woningbranden en hoeft niet per definitie een maatwoningbrand te zijn.

25


Wanneer de woningbrand is ontstaan in de gang of in de meterkast12 bestaat wel een verschil in brandveiligheid tussen beide aansluitingen. Het verschil in brandveiligheid zit in het tijdsmoment dat de aansluitleiding bezwijkt. Omdat een (onbeschermde) PE-leiding bij ongeveer 100 ºC bezwijkt en een koperen aansluitleiding bij ongeveer 600 ºC bezwijkt, zal bij een PE-leiding op een eerder moment het vrijkomende gas een bijdrage kunnen leveren aan de branduitbreiding. Dit moment van bijdrage is nog voor het moment dat een flashover in de gang plaatsvindt. Een flashover ontstaat namelijk bij een temperatuur van 500-600 ºC, gemeten bij het plafond. Op de grond zal de temperatuur dan zeker meer dan 100 ºC zijn. Een PE-leiding levert bij een dergelijke (extreme) woningbrand wel een significante bijdrage aan de brandontwikkeling. Het verschil in brandveiligheid ten opzichte van een koperen aansluitleiding kan opgeheven worden door de PE-leiding hittereducerend te beschermen zodat de PE-leiding in tijd gemeten even lang bestand is tegen de hoge temperaturen als een koperen aansluitleiding. Een praktische uitwerking zou in de materiaalkeuze van de mantelbuis gezocht kunnen worden. Het materiaal moet bijvoorbeeld voor bepaalde tijd onbrandbaar zijn en isolerende eigenschappen hebben, zodat de kunststof leiding niet of pas op een later moment zal verweken. Ongevallen als gevolg van (illegale) aanpassingen van de aansluitleiding zijn te vergelijken met brandstichting, waartegen geen enkele brandpreventieve maatregel bestand is, maar wel in ontstaan beperkt kunnen worden. Ook opslag van brandbare stoffen in de meterkast leidt tot een verhoogde kans op een gasongeval. Bewoners zijn zich vaak niet bewust van deze risico’s. Mogelijk is het daarom verstandig de huis-aan-huis meteropnames uit te blijven voeren zodat onveilige situaties gesignaleerd en opgeheven kunnen worden. Het derde extreme scenario betreft een maatwoningbrand in een woongebouw. Geraadpleegde experts geven aan dat de PE gasleidingen bij een maatwoningbrand in een eengezinswoning13 inderdaad geen significante bijdrage aan brandontwikkeling leveren, maar dat bij woongebouwen14 wel een risico bestaat wat betreft branduitbreiding. Hoewel het onderzoek zich met name richt op de aansluitleiding in een standaardmeterkast, verdient de situatie met gasaansluitingen die verlengd zijn stijgleidingen en aftakleidingen wat brandveiligheid betreft extra aandacht wanneer deze in PE zijn uitgevoerd. Daarom zijn deze ook in het onderzoek meegenomen. Wanneer de stijgleiding met aftakking namelijk in PE worden uitgevoerd zal deze bij een woningbrand bezwijken, waarbij de brand tot op, onder of achter de doorvoering naar de standleiding zal uitbreiden. Het bezwijken van de PE-leiding leidt in dat geval tot het falen van de (vereiste) brandwerende scheiding tussen de brandende woning en de buurwoningen. Ter plaatse van de doorvoering ontstaat namelijk een opening, waardoor de brand zich via de gasaansluitingen zal uitbreiden. In bijlage C is een tekening van een gasaansluiting in een woongebouw opgenomen. Overigens zijn de stijgleidingen met aftakkingen in de huidige situaties niet in PE uitgevoerd, maar in koper en is geen sprake van een onveilige situatie. Ook wanneer het laatste deel van de aansluitleiding, boven de vloerdoorvoering tot aan de overgangskoppeling15 naar de koperen stijgleiding, in PE is uitgevoerd is geen sprake van een significante bijdrage aan de brandvoortplanting. Voor dit deel, dat hooguit 20 cm bedraagt, gelden dezelfde opmerkingen als voor de aansluitleiding in een eengezinswoning bij een maatwoningbrand.16 Hierbij maakt het niet uit of de aansluitleiding met stijgleiding zich in een schacht bevinden of dat de leidingen vanuit de portiek vrij toegankelijk zijn. Een tweede reden om bij portiekflats geen PE stijgleidingen toe te passen is de veiligheid van ontvluchting. Een portiekflat heeft slechts één vluchtroute, die bedreigd wordt door de brand in een van de portiekwoningen. Wanneer de falende PE-leiding branduitbreiding veroorzaakt naar buurwoningen, betekent dit dat langs meerdere brandende woningen gevlucht moet worden, wat de veiligheid niet ten goede komt. Mede omdat bijna een kwart van de woningbranden ontstaan in portiekwoningen moet dan ook extra aandacht besteed worden aan de brandveiligheid van de stijgleiding met aftakkingen. 12 Dit komt in slechts 5% van de woningbranden voor. Hier is dan ook geen sprake van een maatwoningbrand, maar van een extreme situatie wat betreft de brandveiligheid van gasleidingen. 13 46 % van de woningbranden vinden plaats in eengezinswoningen 14 ruim 35 % van de woningbranden ontstaan in woongebouwen, namelijk voor 24 % in portiekflats en voor 11 % in galerijflats 15 t.p.v. nr. 2 in de tekening in bijlage C 16 zie hoofdstuk 3.6.1

26


Momenteel zijn alle stijgleidingen met aftakking in metaal uitgevoerd en is het risico van branduitbreiding via de gasaansluitingen niet aanwezig. Wanneer de stijgleidingen met aftakkingen echter in PE worden uitgevoerd, is een brandwerende bekleding of een knelmanchet noodzakelijk, zodat branduitbreiding naar naastgelegen woningen niet zal plaatsvinden.

3.7 Toetsing gasaansluitingen op bijdrage aan brandontwikkeling Uit de modellering van de maatwoningbrand kan geconcludeerd worden dat de aansluitleiding geen significante bijdrage levert aan de branduitbreiding. Ongeacht of deze is uitgevoerd in PE of in koper. Pas wanneer de brand zich heeft uitgebreid naar de gang tot nabij de meterkast zal de gasaansluitleiding namelijk bezwijken. Op dat moment is de schade aan de woning inmiddels zodanig dat de woning als verloren beschouwd kan worden. Ook bestaat op dat moment geen overlevingskans meer voor de nog aanwezige bewoners. De materiaalkeuze voor de aansluitleiding heeft daarmee geen belangrijke invloed op de uiteindelijke schade of aantal overlevenden. Bij een maatwoningbrand in een woongebouw waarbij de meterkasten zich in de woning bevinden, is wel een potentieel risico aanwezig. Bij dergelijke situaties dient een PE-leiding voor bepaalde tijd beschermd te zijn tegen hitte. Dit kan met behulp van een beschermkoker van geperst steenwol of bijvoorbeeld van gipsvezelcement.

27


HOOFDSTUK 4 Kunststof aansluitleidingen in relatie tot (Europese) regelgeving 4.1 Bouwbesluit De aansluitleiding komt bij woningen vrijwel altijd ondergronds, minimaal 40 cm. onder het maaiveld, via een opening in de gevel de woning binnen. Het Bouwbesluit stelt dat de aansluitmogelijkheid voor aansluiting op het gasdistributienet zich in een meterruimte moet bevinden. De meterruimte mag niet rechtstreeks toegankelijk zijn vanuit een verblijfsruimte, toiletruimte of badruimte. En wanneer de meterruimte alleen vanuit de woning bereikbaar is, mag deze niet meer dan 3 m. van de toegang van de woning gesitueerd zijn. Praktisch gezien betekent dit dat de plaats van de meterruimte zich beperkt tot de hal of de gang van de woning. Ook bij de invoering van het Bouwbesluit fase 2, naar verwachting van kracht per 1 januari 2003, blijft het bovenstaande bestaan.

4.2 NEN 2768 In het Bouwbesluit is omschreven dat de indeling van de meterruimte moet voldoen aan NEN 2768. Hierin staat o.a. omschreven dat de meterruimte met een deur met een slot afsluitbaar moet zijn en de ruimte moet worden geventileerd. Aan de deur van de meterruimte worden geen brand- of rookwerende eigenschappen opgelegd. Bij een meterkast op de begane grond moeten de dienstleidingen via sparingen in de vloer de meterruimte inkomen. Doorvoeringen mogen uitsluitend wanneer mantelbuizen toegepast worden, verder moet de doorvoer gasbelemmerend afgedicht zijn.

4.3 NEN-EN 1775 Voor de het systeem aan gasleidingen zijn in de NEN-EN 1775 (feb 1998) voorschriften vastgelegd. Het gaat hier om functionele voorschriften. Er staat o.a. dat de binneninstallatie zodanig moet zijn dat deze bij brand niet mag leiden tot explosies of een belangrijke bijdrage levert aan de uitbreiding van brand. Specifieke meetbare prestatie-eisen zijn niet omschreven. Wel is in een noot omschreven dat de brandveiligheid verkregen kan worden door bijvoorbeeld een afsluitconstructie17 te installeren, hittebestand materiaal toe te passen, de aansluiting te compartimenteren of door de aansluiting brandwerend te bekleden. Testprocedures zijn niet vastgelegd, wel worden in de bijlage twee voorbeelden van testprocedures omschreven. In het aanvullingsblad A1(juli 2000) is vastgelegd dat in vloeren of wanden weggewerkte leidingen bij bepaalde typen gebouwen op tekening moeten staan en wijzigingen bijgehouden moeten worden. Dit voorschrift geldt niet voor woningen, tenzij gelegen in gebouwen hoger dan 50 m.. Wel is opgemerkt dat het voorschrift optioneel is voor woonfuncties die zich bevinden in gebouwen met meerdere gebruiksfuncties.

4.4 NEN-EN 12007-1 Bij bovengrondse leidingen moet rekening gehouden worden met factoren die van invloed zijn op het leidingnetwerk. Voorbeelden van dergelijke factoren zijn afbreekbaarheid door UV-straling, thermische expansie, drukkrachten door grondlast, beschadiging door werkzaamheden of corrosie. Verder is omschreven dat de installatiebedrijven richtlijnen moeten hebben om de bescherming van de leidingen te waarborgen. Voor aansluitleidingen is omschreven dat rekening gehouden moet worden met (grond)verzakkingen.

17

Zoals een gasstop

28


4.5 NEN-EN 12007-2 Materialen en componenten van polyethyleen (PE) moeten voldoen aan prEN 1555-1 t/m 5. Wanneer voor PE-verbindingen de samensmelttechniek wordt toegepast, moet electrofusiemethode gebruikt worden of de methode waarbij de uiteinden van pijpleidingen tegen elkaar aangedrukt worden. Bij verbindingen tussen PE en ander materiaal moet de knelverbinding (mechanical joints) toegepast worden. De knelverbinding kan ook toegepast worden bij PE-PE verbindingen. Draadverbindingen mogen bij PE niet toegepast worden. De verbindingen moeten volgens ISO-standaarden en door bekwaam personeel uitgevoerd worden. In vrij toegankelijke ruimten moeten aansluitleidingen beschermd worden tegen externe beschadigingen. Bovengronds toegepast PE moet beschermd worden tegen mechanische beschadiging.

4.6 Toets kunststof aansluitleidingen op regelgeving Met de bestaande regelgeving kan niet worden onderzocht of de door NUON toegepaste aansluitingen voldoende brandveilig zijn. De NEN-EN normen geven wel functionele eisen, maar geen meetbare prestatie-eisen. Verder zijn er in de bijlage als voorbeeld twee testmethodes opgenomen, waarmee aangetoond kan worden of een leidingsysteem voldoende brandveilig is. Qua uitvoering verschillen beide testen nogal. Met de eerste test kan worden onderzocht of de gasaansluiting bij een bepaalde druk onder een temperatuur van 821 K (648 °C) en gedurende 30 minuten voldoende gasdiffuusdicht is. Gezien de smelttemperatuur van de soldeerfitting bij de koperen aansluiting is de verwachting dat deze aansluiting de test net niet zal doorstaan. De PE-aansluiting met PVC mantelbuis zou zeker niet voldoen. Overigens is onduidelijk wat de status van deze testen is. Hierbij zij opgemerkt dat de NEN-EN norm niet specifiek van toepassing is op woningen en woongebouwen, maar ook op bijvoorbeeld industriegebouwen en daarmee een breed toepassingsgebied heeft. Verder is de wetgeving in het algemeen niet gebaseerd op extreme situaties; minimale risico’s worden geaccepteerd. Als denkbare extreme situatie18 is brand in de meterkast als gevolg van doe-het-zelven bepaald. Slechts 1% van de woningbranden ontstaan in een kast, waaronder de meterkast19, bovendien hebben slechts 3% van de branden doe-het-zelven als oorzaak. Hoewel statistisch gezien niet toegestaan, maar in dit geval toepasbaar, kan gesteld worden dat in 0,03%20 van de woningbranden een significante bijdrage van de aansluiting aan brandontwikkeling te verwachten is. Mede gezien de resultaten van de toetsing op bijdrage aan brandontwikkeling met behulp de maatwoningbrand21 zijn de twee testmethodes als niet relevant aan te merken. Bij woongebouwen kan gesteld worden dat de PE-leiding niet onbeschermd toegepast mag worden.22 Zoals dit ook in een noot in NEN-EN 1775 is omschreven. Bescherming middels PVC- of stalen mantelbuizen levert geen noemenswaardige beveiliging tegen hoge temperaturen. Daarom moet een mantelbuis toegepast worden die voor bepaalde tijd onbrandbaar is en warmte-isolerende eigenschappen heeft.23 Hiervoor kunnen bijvoorbeeld beschermkokers van geperst steenwol of gipsvezelcement toegepast worden.

18

Risicobrand wat betreft de brandveiligheid van gasaansluitingen, waarbij de aansluiting een significante bijdrage levert aan de branduitbreiding Deze 1% omvat branden in meterkasten, inloopkasten, trapkasten etc. Een echte meterkastbrand komt dus minder van in 1% van de gevallen voor 20 3% van 1% 21 Zie hoofdstuk 3.6 en 3.7 22 Zie voor argumentatie hoofdstuk 3.6.1 23 Zie ook hoofdstuk 3.6.1 19

29


Koper is van zichzelf, bij een maatwoningbrand, niet brandbaar en blijft bij hoge temperaturen intact. De zwakke plek bij koperen aansluitleidingen zijn de soldeerverbindingen, die bij 600 ºC wel smelten. Een mogelijkheid van bescherming is om in de aansluitleiding een gasstop aan te brengen.24 Deze wordt overigens standaard aangebracht bij kunststof gasleidingsystemen binnen de woning. In deze situatie is de gasstop na de gasmeter geplaatst en heeft deze derhalve geen beperkende invloed wanneer de aansluitleiding bezwijkt. Beter is het in dit geval om de gasstop te installeren ter plaatse van de gevel of vloer, daar waar de leiding de woning binnenkomt. Het toepassen van brandwerende meterkastdeuren is geen optie, gezien het feit dat de aankomende nieuwe regelgeving (Bouwbesluit fase 2, invoering per 1 jan 2003) de brandwerendheidseisen binnen de woning heeft vervangen door de verplichte toepassing van rookmelders. Daarnaast is het niet mogelijk gezien de eis van ventilatie van de meterkast, waardoor het brandwerend afsluiten technisch wel uitvoerbaar is, maar gezien het lage brandrisico een te zware eis is. In de regelgeving is vastgelegd dat een lek in de distributieleiding niet mag leiden tot een gasuitstroom in de woning. Hiervoor is gesteld dat doorvoeringen gasdicht moeten zijn. In tegenstelling tot koperen leidingen zijn PE-leidingen niet volledig gasdiffuusdicht. Omdat in de gasleiding een situatie van overdruk heerst, kan een zeer kleine hoeveelheid gas ontsnappen. Dit betekent dat de PE-leiding beschermd moet worden zodat geen explosief gas-zuurstof mengsel kan ontstaan. Wanneer de ruimte waarin de leiding zich bevindt voldoende wordt geventileerd is aan deze voorwaarde in ruime mate voldaan.

24

Kan ook bij PE aansluitingen toegepast worden

30


HOOFDSTUK 5 Samenvatting, conclusies en aanbevelingen 5.1 Samenvatting In opdracht van het energiebedrijf Continuon heeft het Nibra onderzoek verricht naar het verschil in brandveiligheid tussen koperen en PE-gasaansluitingen in woningen. Met gasaansluiting wordt hier gedoeld op de aansluitleiding tussen de gasdistributieleiding en de gasmeter in de woning. De centrale onderzoeksvraag is of de PE-gasaansluiting een gelijke brandveiligheid heeft ingeval van een woningbrand als de koperen aansluiting en of zij derhalve voldoet aan de Europese regelgeving terzake. Op voorhand moet overigens bedacht worden dat het hier onderzochte verschil in brandveiligheid bij woningbrand ‘slechts’ een van de relevante aspecten is die het uiteindelijke vergelijk in veiligheid bepalen. Kwetsbaarheid voor corrosie en breuk bijvoorbeeld bepaalt de kans op het vrijkomen van gas in andere situaties dan bij brand, en daarmee een kans op het ontstaan van gasexplosies (zoals een aantal van de besproken casussen in dit rapport laten zien). Om de centrale vraag te kunnen beantwoorden is een drietal parallelle sporen gevolgd: Het eerste spoor is dat een vergelijk van materiaaleigenschappen Het tweede spoor is dat van analyse van de beschikbare casuïstiek Het derde spoor is dat van toetsing aan het model van de standaard woningbrand: de maatwoningbrand.

5.1.1 Vergelijk materiaaleigenschappen Het meest relevante verschil voor de brandveiligheid in materiaaleigenschap is het verschil in de temperatuur waarbij de aansluitleiding zal bezwijken: Bij de koperen aansluitingleiding zal het soldering bij ongeveer 600 ºC bezwijken en derhalve het gas kunnen vrijkomen en aan de brand deelnemen. Bij de PE aansluitleiding zal het PE vanaf 100 ºC gaan verweken waardoor de kans bestaat dat het gas vrijkomt en aan de brand gaat deelnemen. Overigens dient een PE aansluitleiding volgens de regelgeving beschermd te zijn tegen mechanische beschadigingen. Vaak wordt hiervoor een mantelbuis toegepast. Een brandwerende uitvoering hiervan kan het verschil in bezwijktemperatuur (grotendeels) opheffen. Op basis van het verschil in bezwijkingstemperatuur lijkt de koperen leiding theoretisch brandveiliger dan een onbeschermde PE-leiding. De relevantie in de praktijk blijkt uit gevolgde sporen casuïstiek en modellering.

5.1.2 Analyse casuïstiek Om een hoeveelheid data te vinden op basis waarvan verantwoorde conclusies kunnen worden getrokken is a) literatuuronderzoek verricht, b) de expertise van GASTEC in het onderzoek betrokken en c) zijn de 10 grootste brandweerkorpsen van Nederland bevraagd.

31


Het resultaat is dat er geen casuïstiek beschikbaar is op basis waarvan zou kunnen worden geconcludeerd dat het bezwijken van aardgasaansluitingen ten gevolge van een woningbrand een rol van enige betekenis heeft gespeeld met betrekking tot het aantal slachtoffers of de omvang van de schade. Wanneer een brand zich zodanig ontwikkeld heeft dat de gasaansluiting erbij betrokken wordt, geeft dit volgens de ervaring van de geraadpleegde (brandweer)experts geen merkbare brandversnelling of explosie.

5.1.3 Toetsing aan maatwoningbrand Op basis van de bekende ontwikkeling van (woning)branden die een basis vormt voor de landelijke brandpreventieregelgeving en de resultaten van het Nibra-onderzoek naar oorzaken van woningbranden is de maatwoningbrand beschreven. De maatwoningbrand beschrijft de ‘gemiddelde’ woningbrand. Brandpreventieve maatregelen en andere aspecten van de brandveiligheid kunnen aan de maatwoningbrand getoetst worden om hun effect te beoordelen. Bij gebruik van gemiddelden moet altijd aandacht worden besteed aan het optreden van uitersten en het effect daarvan. Hoewel uitersten een (zeer) kleine kans op voorkomen hebben, zou het effect zodanig kunnen zijn dat maatregelen gedimensioneerd moeten worden op de uitersten in plaats van op het gemiddelde. De voor deze rapportage relevante aspecten van de maatwoningbrand zijn: de ruimte van ontstaan van de brand is een ruimte die grenst aan de verkeersruimte (de hal) waarin de meterkast gelegen is de maatwoningbrand zal na ongeveer 15 minuten smeulen in het vlammenstadium komen de hal zal binnen enkele minuten daarna bij de brand betrokken raken de temperaturen in de hal zullen in die tijd tot vele honderden graden oplopen er zal een steile verticale temperatuursgradiënt zichtbaar zijn: temperaturen tegen het plafond kunnen honderden graden hoger zijn dan op de vloer de temperatuur in de geventileerde meterkast zal met hoogstens enkele minuten vertraging gelijkelijk oplopen met die in de hal. De regelgeving (tweede fase Bouwbesluit) gaat uit van alarmering van de inwonenden in het eerste kwartier en een repressieve inzet van de brandweer binnen een kwartier daarna. Op grond van dit model kan worden gesteld dat tegen de tijd dat de temperatuur in de meterkast op gasaansluitingsniveau de 100°C overstijgt a) de inwonenden beoogt ontvlucht zijn en de brandweer is gearriveerd b) de omstandigheden in de verkeersruimte zodanig zijn dat ontvluchting via deze ruimte niet meer mogelijk is De toetsing aan de maatwoningbrand geeft derhalve als resultaat dat in het geval van een brand die zich conform de maatwoningbrand ontwikkelt, er geen negatieve invloed op het slachtofferbeeld is te verwachten. Ondanks het feit dat bezwijkingstemperatuur van de PE-gasaansluiting in vergelijk met de koperen gasaansluiting lager ligt.

32


Uit literatuuronderzoek en in overleg de met experts zijn drie situaties genoemd waarbij het resultaat kan afwijken van die van de toetsing aan de maatwoningbrand: 1. Lek in hoofd- of aansluitleiding a.g.v. graafwerkzaamheden Dergelijke gasongevallen komen het meeste voor. Ze leiden echter zelden tot een explosie of een woningbrand. 2. Brand in meterkast a.g.v. werkzaamheden (doe-het-zelven) Hoewel de effecten vaak desastreus zijn, komen dergelijke ongevallen zelden voor. 3

Maatwoningbrand in woongebouw met meterkast in de hal van iedere woning 25 Met name in portiekflats kan, bij toepassing van PE aftakleidingen en stijgeleidingen, een maatwoningbrand leiden tot branduitbreiding naar de buurwoningen. De brand zal dan vanuit de woning via de PE aftakleiding en PE stijgleidng uitbreiden naar een ander deel van het woongebouw. Behalve dat hierdoor de brand(schade) zich uitbreidt, leidt het ook tot een verslechtering in veiligheid van de enige vluchtroute. Wanneer echter de aftakleiding tussen de stijgleiding en de gasmeter in metaal is uitgevoerd, of is voorzien van een brandwerende mantelbuis of een gasstop, is de kans op significante branduitbreiding bij een maatwoningbrand niet aanwezig. Het materiaalgebruik van de stijgleiding geeft bij een maatwoningbrand geen verschil in brandveiligheid. In de situatie dat een brand ontstaat in het trappenhuis (nabij de PE stijgeleiding) is wel een potentieel risico in relatie tot de stijgeleiding te verwachten. De kans dat een brand in het trappenhuis ontstaat is echter zeer klein.

De extreme scenario’s die in dit rapport beschouwd zijn, geven geen aanleiding om de brandveiligheid van gasaansluitingen op deze uitersten te dimensioneren in plaats van op de maatwoningbrand.

5.2 Conclusies Over de te verwachten bijdrage aan de schade van de woningbrand kan kortweg gesteld worden dat op het moment dat er, nadat de ruimte van ontstaan volledig bij de brand is betrokken, vlamdoorslag plaatsvindt naar de verkeersruimte, de woning verzekeringstechnisch feitelijk is afgeschreven. De invloed van het al dan niet bezwijken van de gasaansluiting speelt daarvoor geen rol. Conclusie 1 De conclusie van dit rapport met betrekking tot de centrale onderzoeksvraag is derhalve dat er geen redenen zichtbaar zijn geworden om de brandveiligheid van de PE-aansluitleiding in de praktijk als onveiliger te beoordelen dan die van de koperen aansluitleiding. Uitzonderlijke gevallen zijn woongebouwen26 waarbij de meterkast zich in de hal van de woning bevindt. Hier is een verschil in brandveiligheid tussen beide aansluitingen aanwezig, die echter op simpele wijze opgeheven kan worden. Conclusie 2 Bij woongebouwen waarbij de meterkast zich in de hal van de woning bevindt, moet een PE aftakleiding zijn voorzien van een brandwerende mantelbuis. Een andere mogelijkheid is om ter plaatse van de doorvoering naar de stijgleiding een gasstop aan te brengen.

25 26

Stijgleiding met aftakkingen naar de woning. Beide zijn onderdeel van de aansluitleiding. Zoals bijvoorbeeld portiekflats.

33


Een beschouwing van de relevante Europese regelgeving ter zake leert dat in deze regelgeving waar het de brandveiligheid betreft geen van testmethode voorziene eisen zijn opgenomen. De algemene eis is er een van voldoende brandveiligheid. Conclusie 3 Daar waar de koperen aansluitleiding bij een maatwoningbrand voldoet aan de Europese regelgeving voldoet op grond van de eerste conclusie ook de PE-aansluitleiding. Algemener kan worden gesteld dat beide typen aansluitleiding gezien de huidige uitvoeringseisen van de meterkast geen te verwachten invloed hebben op het slachtofferbeeld of de schadeomvang en daarmee voldoende brandveilig zijn.

5.3 Aanbevelingen Daar waar de centrale conclusie is dat de brandveiligheid van PE-aansluitleidingen voldoende is met betrekking tot de maatwoningbrand, passen slechts aanbevelingen die minimale of geen kosten met zich meebrengen. Optimalisatie van een van de schakels in de brandontwikkelingsketen is immers slechts zinvol als deze schakel een zwakke is. Hierbij zij opgemerkt dat het verschil in brandveiligheid van de aansluitingen slechts maatgevend is bij extreme situaties. Bij een brand die is ontstaan in of nabij de meterkast zal een PE-aansluitleiding namelijk eerder bezwijken. Deze branden vormen 5% van de woningbranden. Bij maatwoningbranden is het verschil in moment van bezwijken niet maatgevend. De volgende twee aanbevelingen beogen de brandveiligheid van PE-aansluitleidingen te optimaliseren op een zo kostenneutraal mogelijke basis. Aanbeveling 1 De regelgeving onderkend dat PE slechter bestand is tegen mechanische belasting dan koper. Een PE-aansluitleiding moet daarom altijd beschermd worden. Dit geschiedt meestal middels een mantelbuis. Wanneer deze mantelbuis brandwerend wordt uitgevoerd kan een gelijke bezwijktemperatuur worden verkregen als die van een koperen aansluitleiding. Er is dan zelfs theoretisch geen verschil meer tussen de brandveiligheid van PE-aansluitleidingen en koperen aansluitleidingen. Aanbeveling 2 Hoewel niet verplicht, wordt bij het gebruik van kunststof binneninstallaties in woningen soms een gasstop na de gasmeter toegepast. Deze klep treedt in werking als er (door leidingbreuk) een te grote gasuitstroom plaatsvindt. Wanneer deze klep nabij de doorvoering voor de gasmeter zou worden geplaatst, beschermt zij ook de bovengrondse (PE-)aansluit-leiding tegen het bezwijken bij brand. Zoals eerder aangehaald is het onderzochte verschil in brandveiligheid bij woningbrand ‘slechts’ een van de relevante aspecten die het uiteindelijke vergelijk in veiligheid bepalen. Wat betreft de beperking van het ontstaan van onveilige situaties volgen hierna nog enkele aandachtspunten. In sommige gebieden bestaat de kans op grondverzakkingen. Wanneer de aansluitleiding in deze gebieden op de conventionele wijze via de gevel de woning binnenkomt, zal de leiding bij verzakking breken. Hier zal de aansluitleiding flexibel moeten zijn, of onder de fundering (niet via de gevel) de woning binnen moeten komen. Voor de eerste optie kunnen koperen leidingen niet toegepast worden. Advies is om in gebieden waar kans is op grondverzakkingen PE aansluitleidingen toe te passen. Koperen leidingen zijn gevoelig voor corrosie en de problemen doen zich met name voor ter plaatse van de aansluiting van koper/staal op kunststof. PE-leidingen zijn niet corrosiegevoelig. Advies is dan ook om de aansluitleiding niet in koper of in een ander corrosiegevoelig materiaal uit te voeren. PEleidingen kunnen ondergronds toegepast worden en in ruimtes die voldoende geventileerd zijn.

34


LITERATUURLIJST Blaga, A.. National Research Council Canada, 1981 Canadian Building Digest 219. Use of plastics as piping materials. Blaga, A.. National Research Council Canada, 1973 Canadian Building Digest 157. Properties and behaviour of plastics. Blaga, A.. National Research Council Canada, 1974 Canadian Building Digest 158. Thermoplastics. Blaga, A.. National Research Council Canada, 1971 Canadian Building Digest 220. Thermoplastic Pipe. Bouwbesluit DRISCOPIPE, 1996. Technical note 11: Burning characteristics of polyethylene. DRISCOPIPE, 1996 Technical note 4: Static electricity and polyethylene pipe. GASTEC N.V., 1994, Apeldoorn Gas en woningbouw. Kobes, M. – Elias, I.C. – Hagen, R.R.. Nibra, 2000, Arnhem. Nibra publicatiereeks, nr. 10 “Onderzoek naar oorzaken en gevolgen van woningbranden”. Ministerie van Binnenlandse Zaken, Directie Brandweer en Rampenbestrijding, 1994, Den Haag. Brandbeveiligingsconcept Woningen en Woongebouwen National Transportation Safety Board, 1998, Washington D.C. Pipeline accident report. National gas explosion and fire in south Riding, Virginia. July 7, 1998. National Transportation Safety Board, 1994, Washington DC. Pipeline accident brief. Explosion and fire Waterloo, Iowa, 17 October 1994. National Transportation Safety Board, 1998, Washington D.C. Special investigation report. Brittle-like cracking in plastic pipe for gas service. Nibra, 2001, Arnhem. Jaarboek Onderzoek 2000. Onderzoek naar brandweer en rampenbestrijding. NNI, 1998, Delft. NEN-EN 1775. Gasvoorziening – Gasleidingen in gebouwen – Maximale werkdruk < 5 bar – Functionele aanbevelingen. NNI, 2000, Delft. NEN-EN 1775 / A1. Gasvoorziening – Gasleidingen in gebouwen – Maximale werkdruk < 5 bar – Functionele aanbevelingen.

35


NNI, 2000, Delft. NEN-EN 12007-1. Gasvoorzieningssystemen – Leidingen voor maximale druk t/m 16 bar – Deel 1: Algemene functionele aanbevelingen. NNI, 2000, Delft. NEN-EN 12007-2. Gasvoorzieningssystemen – Leidingen voor maximale druk t/m 16 bar – Deel 2: Specifieke functionele aanbevelingen voor polyethyleen (MOP t/m 10 bar). NNI, 1998, Delft. NEN 2768. Meterkasten en bijbehorende bouwkundige voorzieningen voor leidingaanleg in woningen. NUON, 1999 Aansluitleidingen en gasmeteropstellingen. Gasmeters G4 en G6. N 4831. Orden, van H. – Salomons, H.. GASTEC N.V., 1998, Apeldoorn. Gasongevallen 1996-1997. Registratie en analyse van ongevallen met aardgas in de periode 1996-1997. Raad voor Transportveiligheid, 2002, Den Haag. Ongeval met gasdistributieleiding. Asfaltfreesmachine raakt gasdistributieleiding op 12 juni 2001 in Leiden. http://ops.dot.gov/stats Office of Pipeline Safety, Research and Special Programs Administration, U.S. Department of Transportation, Washington D.C. http://press.web.cern.ch/CERN/SafetyGuide/Part3/35.1.12.html Safety Guide for Experiments at CERN 1995, part 3 – advice, Gas and Liquids used in Particle Detectors.

36


BIJLAGE A Legenda behorende bij tekening gasaansluiting in PE uitvoering



BIJLAGE B Tekening gasaansluiting in PEKO uitvoering


BIJLAGE C Tekening gasaansluiting woongebouw



Onderzoek Brandveiligheid Gasaansluitingen

Recommend Documents