Brandposten nr 48

Transcription

Brandposten nr 48

# 48 2013
AKTUELLT från sp brandteknik
brandposten
Ledare/Björn Sundström
I detta nummer av Brandposten presenterar sig SINTEF NBL
AS, Norges Branntekniske Laboratorium. Det är med stor tillförsikt som jag ser fram emot det samarbete som nu växer
fram mellan NBL och SP Brandteknik. Avsikten är att SINTEF
och SP tillsammans ska äga och driva NBL, med SP som majoritetsägare. Vi investerar nu gemensamt i utrustning och personal på det norska brandlaboratoriet vilket skapar mervärde
och utvecklingsmöjligheter för våra kunder. Laboratoriet, som
finns i Trondheim, har stora experimentella resurser och en
stark verksamhet som delvis är unik. NBL har speciella resurser inom offshore som vi nu kombinerar med SPs kompetensplattform för lätta konstruktioner för offshore och sjöfart. Det
här har redan lett till en rad samarbetsprojekt och ett antal
norsk/svenska initiativ är på gång.
CPR, EUs byggproduktförordning, träder i kraft den 1 juli i
år. Den innebär att CE-märkning blir obligatorisk för de produkter där europeiska gemensamma dokument (harmoniserad
produktstandard) finns framme. Tillverkaren ska också deklarera produktens prestanda. I övrigt skärps regelverket, men
det blir lättnader för små och medelstora företag. EU-kommissionen tagit Tyskland till EU-domstolen eftersom man ställer tilläggskrav på byggprodukter som redan är CE-märkta.
Det här kan betraktas som ett handelshinder och ett företag
kan bli tvungen att göra extraprovningar för den tyska marknaden. Ett sådant specialfall med tilläggsprovning har avgjorts
av den administrativa domstolen i Gelsenkirchen som fann att
extraprovningen inte kunde krävas. De här fallen är av stor
betydelse och vi avvaktar med spänning de slutliga domsluten.
Hinner man ut ur en brinnande gasbuss? Det frågade sig haverikommissionen och SP gjorde storskaliga experiment med
de busstyper som var inblandande vid en brand i Helsingborg.
Svaret blev att man kanske hinner ut. I detta experiment uppstod ingen extra risk bara för att det var en gasbuss. Vikten av
att ha ett väl fungerande detektionssystem och ett släcksystem
i motorrummet demonstrerades återigen. När får vi det som
standard?
I det här numret redovisas också en del intressanta beräkningar som vi har gjort. Lokal brandbelastning på konstruk-
Från vänster Nina Reitan och Anne Steen Hansen (forskare på SINTEF
NBL) och Björn Sundström.
tioner, t.ex. pelare, kan ju vara utslagsgivande för om byggnaden kollapsar eller ej. Brandsimuleringar av tunnelbanevagnar
och batterier för el-drift är andra tekniker som kan vara mycket användbara.
Jag hälsar fyra nya medarbetare välkomna. SP Brandteknik
har fått sin första trainee, Peter Karlsson. Stefan van de Wetering kommer närmast från Holland och ett brandlaboratorium för konstruktionsprovning. Ola Willstrand och Richard
Johansson båda projektledare på sektionen för Branddynamik.
Vår verksamhet blir alltmer internationell och denna gång
innehåller Brandposten artiklar på tre språk. Jag hoppas att
det går bra. Den engelska utgåvan förblir dock enspråkig.
Björn Sundström
2 brandposten #48 2013
Sid
Innehållsförteckning
5
Ledare
2
The European Commission has taken Germany to the
European Court of Justice
4
SINTEF NBL AS
5
Statusrapport: Lättviktskonstruktioner till sjöss
6-7
“Skremmesenter” skal gi mer brannsikre plattformer
8-9
Extern detektering av brand på tåg i rörelse
Förbättrade rekommendationer för sprinkler på ro-ro
däck på fartyg
SINTEF NBL AS.
SP har blivit medlem i SWERIG
Test av sprinklervattens effekt mot spillbränder i tunnlar
12-13
Free-burn fire test with a palletized storage arrangement
using AutoStore® system HDPE bins
14-15
Varm og kald jetbrann
16
Antändningsprov av avfallsbalar
17
18-19
SmartBatt finished
20
SmartBatt simulations of fire performance
21
Nya krav med europeiska byggproduktförordningen
(CPR) från 1 juli
22
Offshore-problem gir bedre brannvern
23
Hög strålning från stora etanolbränder
24-25
Kommande utbildningar på Brandteknik
25
SP investigates thermal exposure to a steel column from
localized fires
26-27
Correlations between different scales of metro carriage
fire tests
28-29
SP Brandteknik satsar på Fire safety engineering
SP undersöker termisk påverkan på en
stålpelare från en lokal brand.
10-11
11
Brannsløkking i transformatorolje
26
9
30
Hinner alla ut vid brand i en gasbuss?
32-33
Byggevarer i plast og brann-sikkerhet
34
Brandskyddat trä – Bruksklasser, kontrollsystem och dokumenterade produkter
Vanntåke i store maskinrom
36-38
39
Framtidens skärgårdsfärjor är här
40-41
SGS Fimko valde SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut
som samarbetspartner inom kabelområde
42
Intressanta pågående projekt vid NBL
43
Scaling of internal wall temperatures in enclosure fires
Nyanställda på Brandteknik
44-45
45
Nya SP-rapporter
46-47
Brandposten är SP Brandtekniks kundtidning och utkommer med
två nummer per år på svenska och engelska.
40
Framtidens skärgårdsfärjor är här.
Ansvarig utgivare Björn Sundström, bjorn.sundstrom@sp.se
Redaktion Erika Hjelm, Magnus Arvidson och Ulf Mårtensson
Annonser Kaisa Kaukoranta, brandposten@sp.se
Adress SP Brandteknik, Box 857, 501 15 BORÅS, 010-516 50 00
Adressändringar brandposten@sp.se.
Tryck Responstryck, Borås 2013
Eftertryck Eftertryck av tidningens artiklar får göras om källan
anges tydligt. Tidningen finns även som PDF på www.sp.se. Sök på
Brandposten.
Omslagsbild Jetbrand
Foto: SINTEF NBL
brandposten #48 2013
3
The European Commission has
taken Germany to the European
Court of Justice
BJÖRN SUNDSTRÖM
bjorn.sundstrom@sp.se
010-516 50 86
The European Commission has taken Germany to the European Court of Justice for adding additional requirements to construction products under the CPD before they can be used in Germany. A court case on a similar kind has recently been decided by the administrative court in Gelsenkirchen. These cases are of principal importance for the implementation of the
CPR and the use of harmonized European standards.
The European Commission has brought action versus Germany concerning the implementation of the construction products directive. It
is claimed that Germany is demanding additional approvals according to the “Bauregelliste” instead of incorporating the required assessment methods and criteria within the framework of the harmonised European standards
Action brought on 27 February 2013 — European Commission v Federal Republic of Germany
(Case C-100/13)
Parties
Applicant: European Commission (represented by: G. Wilms and
G. Zavvos, acting as Agents)
Defendant: Federal Republic of Germany
Form of order sought
The European Commission claims that the Court should:
- declare that, in so far as the German authorities use the construction products lists to demand additional approvals for effective market access and the use of construction products, instead of incorporating the required assessment methods and
criteria within the framework of the harmonised European
standards, the defendant has failed to fulfil its obligations under
Council Directive 89/106/EEC of 21 December 1988 on the approximation of laws, regulations and administrative provisions
of the Member States relating to construction products, [1] and,
in particular, under Article 4(2) and Article 6(1) thereof;
- order the defendant to pay the costs.
Pleas in law and main arguments
The defendant has failed to fulfil its obligations under Articles 4
and 6 of Directive 89/106/EEC. The use of construction products
lists has the result that additional, prior approvals are demanded
for effective market access and the use of construction products.
Many cases do not concern possible requirements with regard to
new characteristics. Rather, requirements which were already established before harmonisation, and which could have and should
have been covered by incorporation of the required assessment
methods and criteria within the harmonised framework, are adhered to.
[1] OJ 1989 L 40, p. 12.
This action was taken on February 27 this year. It was published
in the official journal, OJ, 2013 04 20, p 29, see http://eur-lex.europa.
eu/RECH_reference_pub.do.
Gelsenkirchen Administrative Court
In Germany there is another court case on similar issues. Quoting a
press release at http://www.legal500.com/firms/10281/press_releases/22618;
“The Gelsenkirchen Administrative Court decided after years of
litigation, on 10 December 2012, that the mineral wool insulation
materials produced by the Rockwool Group which fall within the
scope of the DIN EN 13162 European standard do not require any
further approvals in national technical approval procedures of the
States (”Länder”) either in relation to the retail market or their use
in buildings (e.g. section21 Building Regulations for North RhineWestphalia (Bauordnung für das Land Nordrhein-Westfalen – BauO
NRW)).”
The judgement has no res judicata effect since it was appealed to the
Münster Higher Administrative Court who will have to make its
judgement first.
These two cases are of high principal interest and once decided
they may have an influence on the market for building products in
many European countries.
n
Gästskribent SINTEF NBL
SINTEF NBL AS
ARE WENDELBORG BRANDT
are.w.brandt@sintef.no
Tel +47 93207496
SINTEF NBL AS (Norges branntekniske laboratorium) kan se tilbake på en 79 år lang historie. Det hele startet i 1934 da
Norges Brandkasse og Norske Brandtarifforening bevilget 30.000 kroner hver for å opprette og drive et brannteknisk laboratorium. Det første laboratoriet hadde en grunnflate på 157 m2 og var utrustet med en vertikal prøveovn med en eksponeringsflate på 1x2 m, og en litt større horisontalovn. NTH (Norges Tekniske Høgskole) hadde fått sitt branntekniske laboratorium, det første instituttet ved høgskolen som var finansiert utenom statsbudsjettet. Den første tiden hadde laboratoriet
ikke egne ansatte, men ble drevet i samarbeid med Materialprøvningsanstalten ved NTH. Først i 1953 ble det opprettet 3
faste stillinger med en laboratorieingeniør og to laboranter.
ved brannpåvirkning. Det nye laboratoriet hadde da et areal på totalt
3.749 m², og kostnadene var på 55,5 millioner kroner totalt.
Fra og med 1. januar 2001 gikk NBL ut av SINTEF-stiftelsen og
ble eget aksjeselskap, heleid av SINTEF. Navnet på det nye selskapet
ble Norges branntekniske laboratorium as, og fra 1. januar 2005 ble
navnet gjort om til SINTEF
NBL as.
Vi står i dag foran en ny
spennende fase i historien
til brannlaboratoriet, hvor
SINTEF-stiftelsen selger aksjemajoriteten sin i SINTEF
NBL AS til SP. Dette vil føre
til et tettere samarbeid mellom SINTEF NBL AS og SP
Brandteknik. Aktiviteten i
de to laboratoriene utfyller
hverandre, og sammen kan
vi tilby et komplett tilbud
innen brannforskning. Vi
vil sammen utgjøre Europas
største og en av verdens største leverandører av brannforskning.
Fremtiden ser derfor lys ut
for SINTEF NBL AS, og behovet for bemanningsøkning
og videre utbygging av laboratorier og kontorer vil nok
komme snart. I denne utgaven av Brandposten vil dere
få et lite innblikk i noen av
de aktivitetene SINTEF NBL
har vært engasjert i den senere tiden. Vi ser frem til flere spennende
oppgaver i samarbeid med våre nye svenske samarbeidspartnere!
FOTO: ISTOCK
Etterspørselen etter brannprøvning og dokumentasjon av materialers branntekniske egenskaper økte utover i 1950-årene, og behovet
for mer plass var påtrengende. I 1960 sto det nye laboratoriet klart,
og da var arealet økt til 735 m2 og nye prøvningsovner ble installert.
Det nye laboratoriet bestod av kontorbygg og prøvningshall, og var
det største av sitt slag i Norden, og fullt på høyde med
de fleste brannlaboratoriene
i Europa. Det nye laboratoriet ble også fort i minste laget, og i 1970 hadde Brannlaboratoriet fått ytterligere
750 m2 å boltre seg på. I
1976 ble Materialprøvningsanstalten ved NTH nedlagt,
og året etter ble NBL en
egen avdeling i SINTEF-stiftelsen.
I 1984, 50 år etter etableringen, hadde NBL en stab
på 23 personer. Oljevirksomheten krevde forskning
og testing i en skala som laboratoriet ikke var egnet til,
og det ble satt i gang arbeid
med å prosjektere et nytt laboratorium ved Tiller bru,
omtrent 1 mil fra Trondheim
sentrum. Da hadde det nye
laboratoriet allerede ligget
på tegnebrettet et par år.
Det nye laboratoriet ble finansiert av forsikringsselskaper og oljeselskaper, og i tillegg bevilget staten totalt 20 millioner kroner. Utbyggingen ble delt i 3 byggetrinn. Store forsøkshall ble bygd
først. Nybygget hadde et totalt areal på 740 m², der forsøkshallens
grunnflate utgjør 590 m². Nybygget ble offisielt åpnet i mai 1987.
I 1988 startet arbeidet med andre byggetrinn som bestod av kontorer, lager, verksteder og hall for prøving av skorsteiner og ildsteder
(170 m²), og 12. juni 1990 ble denne delen offisielt innviet.
Da byggetrinn III stod ferdig i 1994, inkluderte det testhaller for
prøving av brannmotstand og for prøving av materialers egenskaper
Are Wendelborg Brandt
Konstituert administrerende direktør
SINTEF NBL
n
5
Statusrapport: Lättviktskonstruktioner
till sjöss
TOMMY HERTZBERG
tommy.hertzberg@sp.se
010-510 50 46
SP Brandtekniks engagemang i brandsäkra lättviktsmaterial för sjöfarten har bidragit till att flera mindre lättviktsfartyg
byggts och till att frågan om hur även större oceangående fartyg skall kunna byggas med plastkomposit nu diskuteras
inom the ”International Maritime Organisation”, IMO.
Bakgrund
År 2005 startade LÄSS-projektet vilket tydligt visade på stora ekonomiska och miljömässiga fördelar med att använda lättviktsmaterial
som aluminium eller FRP (”Fibre Reinfoced Polymer”) komposit vid
fartygskonstruktion. Projektet finansierades av VINNOVA och koordinerades av SP Brandteknik. Fortsättningsprojektet, LÄSS-k, studerade kompositkonstruktioner för kryssningsfartyg ihop med bl a det
tyska varvet Meyer-Werft.
SP Brandteknik har sedan under åren deltagit (och deltar ännu)
i EU-projekt (”BESST”, ”Fire Resist”), samverkat med andra EUprojekt (”SafeDor”, ”Delight Transport”) samt medverkat i internationella militärprojekt (”Convince”) som studerat användningen av
FRP-kompositer i fartyg.
I det svenska projektet ”TankLightModule” studerades lättviktsöverbyggnader på en tanker och i det dansk-svenska EkoÖ-färjeprojektet jämfördes en traditionell kustgående färja i stål med en kompositfärja. SP Brandteknik har också deltagit i ett antal kommersiella
projekt rörande lätta fartygskonstruktioner.
Genom projekten har vi fått en mycket bred kontaktyta mot företag, forskargrupper och myndigheter i Sverige och Europa. Vi har
organiserat fyra internationella lättviktskonferenser och leder sedan
några år ett svenskt lättviktsnätverk för sjöfart, S-LÄSS, med ett trettiotal deltagande organisationer.
Konkreta forskningsresultat
Resultat från forskningsprojekten har använts vid konstruktionen av
världens två första, fullt ut certifierade HSC (”High Speed Craft”) katamaraner i kolfiberkompost, Valö och Rivö (se bild 1). Bägge fartygen ägs av Styrsöbolaget/Veolia och trafikerar Göteborgs skärgård.
Med hjälp av dessa har rederiet kunnat halvera transporttider med
bara något förhöjd bränsleförbrukning, vilket är betydelsefullt för
samhällsutvecklingen på öarna.
Forskningsresultaten låg också till grund för CarboCat, ett underhållsfartyg i kolfiberkomposit för offshore som Kockums AB sjösatte
2010 (bild 2).
Den förste oktober 2010 infördes skärpta krav för SOLAS-klassade fartyg rörande tillåten mängd brännbart inredningsmaterial. Ett
fartyg som inte levde upp till kraven var Birger Jarl (bild 3) som trafikerar sträckan Stockholm-Åland. Att bygga om fartyget från 1953
ansågs allt för kostsamt och det fanns risk för nedläggning av rederiet. SP Brandteknik genomförde en brandriskbedömning enligt den
metod som utvecklats i kompositprojekten och tog fram en brandskyddslösning som klarade kraven till en betydligt lägre kostnad. I
augusti 2011 meddelade svenska Transportstyrelsen IMO att man
godkänt en alternativ konstruktion av Birger Jarl i enlighet med
SOLAS regelverk och i oktober var ombyggnaden av fartyget klar.
Bild 1 Valö, världens första HSC-klassade fartyg i kolfiberkomposit,
ägt av Styrsöbolaget i Sverige.
FOTO: KOCKUMS
FOTO: STYRSÖBOLAGET
IMOs Regel 17: en förutsättning
Det som möjliggjort forskningsprojekten och utvecklingen är den
funktionsbaserade regel som tillkom IMO’s regelverk SOLAS (Safety of Life at Sea) 2002: Regel 17: ”Alternative design and arrangements”. Tack vare regeln kan man bygga fartyg i annat än stål förutsatt att flaggstatens representant (Transportstyrelsen i Sverige)
godkänner konstruktionen. För detta krävs en dokumentation som
visar på en tillräcklig säkerhetsnivå.
SP Brandteknik har lagt stort fokus på metodutveckling för brandriskbedömning baserat på riskanalys och på IMO’s regelverk. Omfattande serier av experiment har genomförts för ändamålet men också
simuleringsverktyg har utnyttjats. På senare år har för SPs del också
tillkommit forskning kring ljud- vibrationsegenskaper för lättviktsmaterial, materialfogningsmetoder samt ekonomiska och ekologiska
livscykelanalyser för fartyg.
Bild 2 Kockums service/underhållsfartyg i kolfiberarmerad
komposit.
FOTO: ÅNEDINLINJEN
Bild 3 M/S Birger Jarl.
Stora fartyg i komposit
IMO (International Maritime Organisation) består av representanter för världens alla flaggstater och sorterar under FN. IMO ansvarar
för sjöfartens säkerhets- och miljöfrågor och varje år träffas grupper
inom IMO för att diskutera regelfrågor.
I januari 2013 träffades i London IMOs subkommitté ”brand” för
att bland annat diskutera användandet av FRP-kompositer. En överväldigande majoritet av delegaterna var positiva till materialet men
man önskade att det utvecklades riktlinjer (”guidelines”) som stöd
för bedömning av brandsäkerheten. En korrespondensgrupp tillsattes
därför som under ledning av den svenska Transportmyndighetens har
ett år på sig att ta fram förslag. Arbetet är ett viktigt steg mot ökad
acceptans av FRP-kompositer på SOLAS fartyg. SP Brandteknik deltar som expert i den svenska delegationen.
Mer lättvikt i framtiden
Drivkrafter för lättviktsfartyg är främst miljökrav och bränslekostnader men också andra faktorer (korrosionsbeständighet, stabilitet,
masskrafter, isolationsförmåga, livslängd) talar för ett ökat användande av lättviktsmaterial. Mindre fartyg i FRP-komposit (eller aluminium) som går i nationell trafik finns redan och ett flertal kommersiella projekt är igång eller på väg att starta. Ett kraftigt ökande
behov av servicefartyg för offshoresektorn samt en åldrande flotta för
kusttrafik inom Europa förväntas leda till en stor ökning av antalet
lättviktsfartyg. IMOs diskussioner och den svenskledda korrespondensgruppens arbete förväntas i sin tur leda till allt fler kompositkonstruktioner också för större fartyg.
SOLAS militära motsvarighet, det av NATO utgivna regelverket,
”Naval Ship Code”, skrivs i sina nyare versioner så att FRP-kompositer kan användas utan att en speciell brandriskbedömning görs.
Materialet används redan idag för både mindre och större militära
fartygskonstruktioner och intresset förefaller vara ökande. Just nu
produceras exempelvis två indiska korvetter med kompositöverbyggnader från Kockums Karlskrona.
Ett område som är under utveckling är användning av FRP-komposit för offshore konstruktioner. Även sådana brottas med stabilitetsproblem och svårigheter kopplade till höga konstruktionsvikter. Ett första projekt har genomförts av SP Brandteknik som påvisat
goda möjligheter till viktminskning för traditionella plattformskonstruktioner till sjöss genom användande av FRP-kompositer.
Sammanfattningsvis: FRP-kompositer kommer knappast kunna ersätta allt stål i fartyg eller offshorekonstruktioner men väl att användas betydligt mycket mer än det gör idag. Stigande oljepriser, miljökrav och möjligheten till stabilitetsförbättring, ökad livslängd samt
minskade underhållskostnader, ger sammantaget mycket goda förutsättningar för ett ökat användande av kompositkonstruktioner till
sjöss.
För ytterligare information kontakta tommy.hertzberg@sp.se.
Se även
www.s-lass.com
www.sp.se/sv/centres/sjofart
www.eco-island.dk
n
7
“Skremmesenter” skal gi mer
brannsikre plattformer
SVEIN TØNSETH
svein.tonseth@sintef.no
Tel +47 93207496
Avdelingssjef Christian Sesseng og sjefforsker Ragnar Wighus inspiserer laboratorieutrustningen etter at en oljebrann er slokket.
FOTO: THOR NIELSEN, SINTEF
Jevnlig velter digre flammer og svart røyk ut av en stålkonstruksjon
på tomta til SINTEFs brannlaboratorium, en drøy mil sør for Trondheim sentrum.
Mellom bærende søyler som er ti meter høye, ligger et ståldekk
på 150 kvadratmeter. Her antenner forskerne oljebranner med jevne
mellomrom – i vitenskapens tjeneste.
Rundt denne lab-innretningen ønsker SINTEF å etablere et
forsknings-, kurs- og opplevelsessenter. Målgruppe: alle som har ansvar for brannsikkerheten på offshore-installasjoner og oljebaserte
prosessanlegg på land.
– Vart du skræmt no?
– Litt på spøk, men mest på alvor, omtaler vi det planlagte senteret
som et kombinert forsknings- og skremmesenter, sier sjefforsker Ragnar Wighus ved SINTEF NBL – Norges branntekniske laboratorium.
Gjennom kursvirksomhet i det planlagte senteret, skal brannlaboratoriet redusere tida fra forskningen gjøres til resultatene er kjent i
oljebransjen.
– I tillegg skal vi øke bevisstheten hos folk i denne bransjen om
hvilke enorme krefter som utløses ved oljebranner, sier Wighus.
FOTO: THOR NIELSEN, SINTEF
Ingen bør designe oljeplattformer uten å ha kjent varmen fra slike kjempebål på kroppen, mener norske brannforskere.
Tilsvarer 120 000 panelovner
Varmen som frigjøres under de største brannforsøkene i stålkonstruksjonen hos SINTEF, tilsvarer 120 000 panelovner som står på 1000
watt. Dette er de største brannene i verden som er antent i forskningssammenheng med påfølgende bruk av vannbaserte systemer for
brannbekjempelse.
– Varmen er representativ for branner i oljebaserte prosessanlegg,
enten de oppstår offshore eller på land. Hos oss kan alle med ansvar
for brannsikkerheten i slike anlegg oppleve infernoet på nært hold, og
samtidig stå i trygge omgivelser. Vi ser det som viktig å sikre at disse
fagfolkene har den nødvendige respekt for brannrisikoen de håndterer på skrivebordet, sier sjefforsker Wighus.
“Stay scared”
Amerikanerne bruker begrepet “stay scared” som et ideal-motto for
folk som jobber innen sikkerhetsfaget. Senterplanene er en frukt av
denne filosofien, ifølge Wighus.
– Men er det ikke slik at konstruksjonsregler og sikkerhetsforskrifter forutbestemmer de løsningene som blir valgt, uavhengig av om
planleggerne har stått nær slike kjempebål eller ikke?
– Enten vi snakker om passiv brannsikring, det vil si bruk av materialer til brannbeskyttelse, eller aktiv brannsikring, det vil blant annet
si bruk av slokkemetoder, går det an å innfri kravene med ulike løsninger.
– Beregning og analyse kan tilsynelatende gi resultater som innfrir disse kravene. Og på skrivebordet ser slike løsninger bra ut. For
eksempel skiller NORSOK S001, basisdokumentet for sikkerhet på
norske installasjoner, mellom branner med tre ulike lekkasjerater for
olje eller gass: mindre enn 0,1 kilo per sekund, mellom 0,1 og 2 kilo
per sekund, og større branner.
Brannforskerne ved SINTEF har antent 60 oljebranner i denne stålkonstruksjonen. Takket være vannpåføring, har den tålt påkjenningene. Fra
venstre: avdelingssjef Christian Sesseng, sjefforsker Ragnar Wighus og
konstituert adm. direktør Are Wendelborg Brandt.
– 0,1 kilo per sekund tilsvarer 4 000 panelovner på 1000 W. Den
som på nært hold har erfart en brann med en slik lekkasjerate, vil
forstå at dette er en alvorlig brann, selv om den er blant de minste
som regelverket tar hensyn til. Derfor tror vi det vil høyne brannsikkerheten offshore og i landbaserte oljeanlegg at de som utformer
brannbeskyttelsen får kjenne varmen fra brannforsøk på kroppen,
sier Wighus.
– Interessant vinkling
Fagleder Torleif Husebø i Petroleumstilsynet betegner ideen om et
skremmesenter som en “interessant vinkling”.
– Det er enorme energimengder vi snakker om. Det er klart det er
noe helt annet å se dette på nært hold, enn å sitte på et kontor og lese
om temperaturkurver.
– Deler du brannforskernes tro på at et slikt skremmesenter kan
gjøre oljeinstallasjoner mer brannsikre?
– Det kan nok bidra i så måte, dersom et slikt senter bringer kunnskap tydeligere fram. Uansett er det positivt at det skapes blest om
dette fagfeltet.
– Offentlig brannsatsing mangler
SINTEF NBL søker nå både om offentlig og privat økonomisk støtte til å etablere senteret. Bakteppet for planene er at norske myndigheter, ifølge Wighus, ikke har noen systematisk kunnskapssatsing på
brannsikkerhet.
– For eksempel finnes det ikke noe utdanningstilbud på masternivå
innenfor brannteknikk i Norge. Det bekymrer oss, sier Wighus.
trykk og antennes) og branner der den antente væsken har store deler
vann i seg.
Forskerne ønsker å kartlegge hvor mye varme og hvor mye røyk
slike branner vil avgi, dernest hvordan de kan bekjempes, og sist –
men ikke minst – hvordan mennesker og konstruksjoner kan beskyttes mot slike branner ved hjelp av aktive og passive tiltak.
Tre målgrupper
Brannforskerne understreker at det planlagte senteret ikke skal erstatte det arbeidet som gjøres innen sikkerhetsopplæring av offshorepersonell. Senteret vil rette seg inn mot fagfolk som fra sine kontorarbeidsplasser har ansvar for å beregne og opprettholde sikkerheten.
Målgruppa for den planlagte forskningsformidlings- og “skremmeaktiviteten” er tredelt og omfatter:
•
Brannbekjempelse og -beskyttelse
Ifølge sjefforskeren har brannforskningen til nå beskjeftiget seg med
to typer olje- og gassbranner: jetbranner (branner som skyldes gasslekkasjer fra rør og tanker med høyt trykk) og pool-branner (olje som
brenner fra en flate på et flatt underlag).
I det planlagte senteret ønsker SINTEF også å sette fokus på de
brannene som ligger mellom disse to klassiske typene. Dette vil omfatte spray-branner (olje som strømmer ut fra rør og tanker med høyt
•
•
Alle som driver med strukturell utforming av plattformer og/eller planlegger brannsikringstiltak for slike installasjoner
Alle som gjør risikovurderinger for plattformer og/eller oljebaserte prosessanlegg på land
Alle som fatter beslutninger vedrørende konstruksjoner og/eller
sikkerhetstiltak
Kontakt
Ragnar Wighus, SINTEF NBL ragnar.wighus@sintef.no.
n
Extern detektering av brand på
tåg i rörelse
SP Brandteknik har på uppdrag av Italienska Banverket (Rete Ferroviania Italiana, RFI) den utmanande uppgiften att utvärdera möjligheten att detektera en brand på tåg som är på väg att åka in i en tunnel. Om en brand detekteras ska tågen
kunna stanna före tunneln. SP Brandteknik samarbetar med FOI och Termisk systemteknik i Linköping. De huvudsakliga
detektionssystemen kommer troligen att vara IR kamera eller absorptionsmätningar.
Utifrån en riskanalys som RFI lät göra fann man en effektiv åtgärd
för att minska risken för en brand i en tunnel. Det gäller att från utsidan detektera en brand på eller i tåget. I Italien har arbetet redan satt
igång med att installera kontrollenheter (check points) några kilometer innan tunnlar för detektering av bland annat brand. Problemet är
dock att det inte är en enkel uppgift att detektera en brand utifrån på
ett tåg som passerar i 150 km/h. Därför blev SP kontaktade för att
öka kunskapen och möjligheten för att lyckas med detta.
Projektet utvärderar detektion av flamma eller brandgaser med IR
kamera. Eftersom det är dyrt att stoppa tåg utan anledning måste
falsklarm undvikas. Därmed ställs höga krav på systemet för detek-
RAÚL OCHETERENA
raul.ocheterena@sp.se
010-516 58 56
tion. Av denna anledning kan absorptions mätningar vara en säkrare metod att utvärdera i framtiden. Att mäta absorptionen vid specifika ljusvågor är en kraftfull teknik i förbränningsfysik för att mäta
koncentration av olika ämnen och föreningar i flammor och avgaser.
Trots att detta är en vanlig teknik inom förbränningsfysik så används
den sällan för detektion av brand. Spektralt upplösta absorptionsmätningar kan användas som en viktig metod för att skilja på avgaser
från en förbränningsmotor och brandgaser. Då kan till exempel falsklarm från dieselmotorer undvikas.
JONATAN GEHANDLER
jonatan.gehandler@sp.se
010-516 50 90
HAUKUR INGASON
haukur.ingason@sp.se
010-516 51 97
9
Förbättrade rekommendationer
för sprinkler på ro-ro däck på
fartyg
MAGNUS ARVIDSON
magnus.arvidson@sp.se
010-516 56 90
International Maritime Organsization (IMO) har reviderat sina rekommendationer för hur sprinklersystem på fartygs ro-ro
däck fartyg skall dimensioneras och installeras. Detta är ett direkt resultat av det svenska IMPRO-projektet och flera andra forskningsprojekt under årens lopp.
Fordonsutrymmen och ro-ro-lastutrymmen som inte kan tillslutas
samt utrymmen av så kallad ”särskild kategori” skall enligt kraven i
SOLAS kapitel II-2 förses med ett manuellt aktiverat vattenspraysystem. Med utrymmen av särskild kategori avses slutna fordonsutrymmen där även passagerare har tillträde. Detaljkraven för hur ett vattensprayssystem skall utformas och dimensioneras återfinns i IMO
Resolution A.123(V), publicerad år 1967. Några av de detaljkrav
som särskilt kan nämnas är att:
•
•
•
•
Systemet skall dimensioneras för en vattentäthet om minst
3,5 mm/min för däck med maximalt 2,5 m höjd och för minst
5 mm/min för däck med högre takhöjd.
Systemet skall delas in i sektioner där varje sektion, med vissa
undantag, skall täcka hela fartygets bredd.
Varje sektion skall vara minst 20 m lång och systemets pumpar skall ha en kapacitet tillräcklig för antingen hela däcket eller
minst två sektioner.
Sektionsventiler skall vara placerade utanför det skyddade utrymmet.
Nya rekommendationer i MSC.1/Circ. 1430 Med utgångspunkt från resultaten i IMPROprojektet diskuterades en revidering av IMO Resolution A.123 (V) i en särskild korrespondensgrupp och ett förslag skickades till IMO:s underkommitté
för brandskydd, IMO FP55 i juli 2011. Där formulerade ett dokument som så småningom godkändes vid
Maritime Safety Committee 2012 och publicerades som MSC.1/
Circ. 1430 i maj 2012.
Dokumentet innehåller rekommendationer som helt ersätter i
IMO Resolution A.123 (V). System som installerats enligt de tidigare kraven kommer att dock vara tillåtna så länge de är funktionsdugliga. Till skillnad från IMO Resolution A.123 (V) medger
FOTO: ISTOCK
Föråldrade och ifrågasatta rekommendationer
Under senare delen av 1990-talet och mitten 2000-talet genomförde SP Brandteknik flera forskningsprojekt där möjligheten att använda modern sprinklerteknik på roro däck illustrerades. Trots flera
ansträngningar gick det dock inte att få gehör vid IMO för en rad
förslag till förbättringsåtgärder. År 2006 publicerade det brittiska sjöfartsverket, Maritime and Coastguard Agency (MCA), en rapport
där man drog slutsatsen att dimensioneringen av vattenspraysystemen inte svarar mot de brandrisker och den brandbelastning
som finns på däcken i form av moderna personbilar, turistbussar
och tunga lastfordon. Rapporten konkluderade också att ett program med fullskaliga brandförsök bör genomföras för att öka förståelsen om bränder och brandförlopp på ro-ro däck. Tack vare
finansiering från VINNOVA, Stiftelsen Sveriges Sjömanshus och
Brandforsk öppnades år 2008 möjligheten för ett svenskt projekt
för att studera just detta. I projektet, som fick namnet IMPRO,
“Improved water-based fire suppression and drainage systems for
ro-ro vehicle decks”, genomfördes både små och storskaliga brandförsök. Se Brandposten nr 41, 2009.
Under senare år har även flera allvarliga bränder på roro däck på
fartyg inträffat, bland annat bränderna på UND Adriyatik år 2008,
Vincenzo Florio år 2009 samt Lisco Gloria och Commodore Clipper år 2010. Vid flera av bränderna har brandskadorna varit mycket omfattande och förståelsen för behovet av bättre sprinklersystem
har därmed ökat.
På biltransportfartyg skyddas ofta ro-ro däcken med koldioxidsystem. De nya kraven i MSC.1/Circ. 1430 kan innebära att sprinklersystem kan
komma att bli ett vanligare alternativ.
MSC.1/Circ. 1430 att både automatiska våtrörsystem, torrörsystem,
preaction system. Dessutom kvarstår möjligheten att använda gruppaktiveringssystem (deluge). Dimensioneringen av systemen baseras på
typ av system och takhöjden, se tabellerna 1 till 3.
Tabell 1 Minsta vattentäthet och verkningsyta för däck med fri höjd till
och med 2,5 m.
Tabell 3 Minsta vattentäthet och verkningsyta för däck med fri höjd
högre 6,5 m men lägre än 9,0 m.
Typ av system
Minsta vattentäthet
(mm/min)
Minsta verkningsyta (m2)
Våtrörsystem
20
280 m2
Torrörör eller preaction system
20
365 m2
15
2 × 20 m × B1
Typ av system
Minsta vattentäthet
(mm/min)
Minsta verkningsyta
(m2)
Deluge system
Våtrörsystem
6,5
280 m2
B = Det skyddade utrymmets bredd.
6,5
280 m2
Deluge system
5
2 × 20 m × B1
1) B = Det skyddade utrymmets bredd.
Tabell 2 Minsta vattentäthet och verkningsyta för däck med fri höjd
högre 2,5 m men lägre än 6,5 m.
Typ av system
Minsta vatten-täthet
(mm/min)
Minsta verkningsyta (m2)
Våtrörsystem
15
280 m2
15
365 m2
Deluge system
10
2 × 20 m × B1
Rekommendationerna i MSC.1/Circ. 1430 innebär ett stort steg mot
förbättrat brandskydd på roro däck på fartyg. Flera medlemsländer
i IMO har dock utryckt farhågor att alternativa sprinklersystem, till
exempel av typen vattendimma, kan brandprovas enligt en metod
som indirekt ställer betydligt lägre krav på systemens effektivitet än
de detaljkrav som ges i MSC.1/Circ. 1430. På sikt kan det därför bli
aktuellt att revidera kraven även i detta dokument.
n
1) B = Det skyddade utrymmets bredd.
SP har blivit medlem i SWERIG
Sverige har varit i framkant när det gäller att omstrukturera och omvandla de statliga järnvägarna till effektiva, företagsinriktade enheter som är utformade för att möta kundernas krav och konkurrensen med andra transportmedel.
Denna process har också bidragit till utvecklingen av starka marknadsorienterade svenska leverantörer av produkter och tjänster inom
järnvägssektorn. Sverige har sedan länge haft ett världsomspännande
rykte för en avancerad järnvägsteknik. Den svenska järnvägsbranschen är väl etablerad och erkänd på exportmarknaden. Industrin
utvecklar kontinuerligt tjänster, teknik och utrustning för järnvägen i
framtiden med fokus på områden som miljö, energisparande, trygghet och säkerhet.
Ledande svenska företag som täcker hela järnvägssektorn har
grundat SWERIG - Swedish Rail Industry Group. SWERIG är en organisation med det främsta syftet att initiera, samordna och administrera gemensamma marknadsaktiviteter för gruppen på utvalda exportmarknader.
Medlemsföretagen i SWERIG har en sammanlagd årlig export på
cirka 10 miljarder kronor
SP har nyligen blivit medlem i SWERIG och den 17 april var Björn
Sundström och Anna Bergstrand inbjudna till SWERIG för att presentera SP. Presentationen handlade om SPs kompetensplattformar,
EU-projekt, aktuella satsningar, SPs samlade kompetens inom tåg
samt kommande konferenser FIVE och ISTSS.
KERSTIN BORGERUD
kerstin.borgerud@sp.se
010-516 57 98
ANNA BERGSTRAND
anna.bergstrand@sp.se
010-516 58 54
11
Test av sprinklervattens effekt
mot spillbränder i tunnlar
GLENN APPEL
glenn.appel@sp.se
010-516 58 94
HAUKUR INGASON
010-516 51 97
FOTO: GLENN APPEL
SP Brandteknik har studerat vattenbegjutning av brinnande bränslespill på uppdrag av Trafikverket. Tekniken är tänkt att
användas i tunnlar med risk för stora bränslespill. Målet med försöken var att undersöka hur bränderna beter sig vid direkt vattenpåföring utan skuminblandning.
Effekten av två olika sprinklertyper på spillbränder undersöktes.
Det som skiljde dem var främst vattenmängden där den ena gav
10 mm/ min i vattentäthet medan den andra endast hälften, 5 mm/
min. Under försöken mättes brandeffekten samt vattnets kylande effekt med hjälp av fordonsattrappen vid SP Brandteknik (se Brandposten nr 47, sid 12-13). Fordonsattrappen var placerad ca 1,5 m från
poolbranden, inom räckhåll för vattenbegjutningen. En betongbalja
på 20 m2 användes för att efterlikna ytråheten hos asfalten i tunneln
samt för att kunna reglera lutningen av ”vägbanan”.
Syfte
Syftet med försöken var att studera frågor med relevans för brandsläckning av bränslebränder i tunnlar. En frågeställning som behövde belysas var om vattenbegjutning av bränslen med lägre densitet än
vatten skulle medföra en ökad brandspridning. Detta då brinnande
vätska kunde tänkas flyta med vattnet vidare mot brunnar etc. Även
risker med vattenbegjutning av vattenlösliga bränslen som E85 undersöktes. För att jämföra brandbekämpningssystemens egenskaper genomfördes släckförsök med brinnande träpallar.
Metod
Försöken genomfördes med ett kontinuerligt flöde av 22 l/min bensin
som bildade en brinnande bränsleyta på 6 m2 på den lutande betongbaljan. Flödet gjorde att poolarean hölls konstant på 6 m2 när nytt
bränsle påfördes, för E85 var flödeskravet 16 l/min för att komma
upp i samma area. Baljans stora area möjliggjorde observation huruvida vattendropparna från sprinklern skulle sprida ut bensinen eller
etanolen ytterligare och därmed öka brandarean och brandeffekten.
Resultat
Testerna visade att spillbränderna inte spred sig ytterligare på grund
av vattenpåföringen och därmed inte medförde några negativa konsekvenser, exempelvis i form av ökad brandeffekt. Däremot uppmättes lägre gastemperatur ovanför branden under försöket som följd av
kylningen. För bensinbränder hade vattenpåföringen marginell effekt
på den totala brandeffekten. Tre minuters påföring av 10 mm/min
medförde visserligen en svag minskning av den uppmätta konvektiva brandeffekten (ett temperaturbaserat mått på hur mycket energi
brandgaserna innehåller) men visuellt uppfattades ingen större effekt.
Den maximala ståltemperaturen hos fordonsattrappen påverkades
heller inte märkbart av vattenbegjutningen. Detta beror troligen på
att stor del av vattnet inte nådde fordonsattrappen utan förångades
på vägen.
Den största skillnaden mellan de olika systemen syntes främst vid
släckning av brinnande träpallar där 10 mm/min i stort sett släckte
branden medan 5 mm/min endast höll den under kontroll.
Skumpåföring visade sig inte oväntat ha en betydande inverkan
på en bensinbrand. Skummet påfördes i tre minuter och sänkte då
den uppmätta konvektiva brandeffekten med nästan 70 %. Branden
Figur 1
En bild från en fribrinnande bensinbrand.
Figur 2 Uppmätt konvektiv brandeffekt vid bensinförsök, märk väl att
de fribrinnande försöken avslutades tidigare än de vattenbegjutna.
FOTON: GLENN APPEL
Figur 3 och 4
Skillnaden mellan 10 mm/min (till vänster) och 5 mm/min (till höger) efter ca 8 minuters vattenbegjutning.
släcktes dock inte. Att notera är att skuminblandningen minskade
kastlängden med ca 30 % vilket gör tekniken oanvändbar för Trafikverkets tunnelinstallation. Endast ett test genomfördes med skuminblandning.
Eftersom etanol är vattenlösligt hade vattenbegjutningen något
högre inverkan på brandeffekten hos E85 än hos bensinbranden.
Den uppmätta konvektiva brandeffekten visar att en ökad mängd
vatten med en större utspädning av E85 som följd också påverkar
brandgastemperaturen mera. Vad gäller den maximala ståltemperaturen var den låg vid båda E85-försöken med vattenbegjutning.
I denna skala var värmestrålningen från den fribrinnande etanolbranden betydligt lägre än den från bensinbranden. I större skala har
SP Brandteknik tidigare visat att etanol kan ge mycket högre strålning än bensin (se Brandposten nr 47, sid 10).
För att få en uppfattning om hur fort bensin brinner upp genomfördes en fribrinnande poolbrand utan kontinuerlig tillförsel av
brännbar vätska. Försöket visade att ett bensinspill med ca 2 mm
djup, utan tillförsel av bränsle efter antändning, brinner slut inom en
minut och uppvisar störst brandeffekt ca 15 sekunder efter antändning.
n
BIV släpper tre vägledningar
BIV, den svenska grenen av SFPE, presenterade i maj tre nya vägledningar på BIV-konferensen. Vägledningarna
ger stöd till branschen för kontroll av brandskydd i byggprocessen, komplexa byggnader och CFD-modellering.
Arbetet har skett ideellt inom föreningen och resultatet har god respons. Michael Strömgren på Brandteknik
har drivit frågorna från BIVs styrelse.
13
Free-burn fire test with a palletized
storage arrangement using AutoStore®
system HDPE bins
MAGNUS ARVIDSON
magnus.arvidson@sp.se
010-516 56 90
Additional free-burn fire test using a palletized storage arrangement
Palletized storage is a type of storage arrangement that consists of
products stored on pallets. Pallet loads are placed one on top of another with the bottom load located directly on the warehouse floor in
lanes or blocks. The pallets are stacked to a specific height based on a
number of criteria such as pallet condition, weight of the load, height
clearance and the capability of the warehouse forklifts.
This type of storage arrangement is quite common and recognized
in sprinkler installation standards. In order to explore the influence
of the storage arrangement on the initial fire growth rate, a freeburn
fire with a palletized storage arrangement of the HDPE bins used for
the AutoStore® system was conducted. The following parameters remained unchanged compared to the previous freeburn fire tests; 1)
the type of bins, e.g. HDPE, 2) the commodity inside the bins, 3) the
fire igniter and its position, e.g. at floor level up against the side of
one of the bins, 4) the storage height. The following parameters were
different, primarily due to the difference in storage philosophies: 1)
the bins were stored on wood pallets which allow regular horizontal flues, 2) the vertical flue spaces were 150 mm wide and 3) the arrangement was less stable.
The test setup comprised a 2 by 2 palletized arrangement with an
overall height of approximately 5.26 m, refer to figure 1. The overall
height is almost identical with the maximum storage height (5.28 m)
of the AutoStore® system. Two target stacks were positioned 1.2 m
and 2.4 m, respectively, to the right hand side of the main array.
Figure 1 The palletized arrangement used in the freeburn fire test.
PHOTO: MAGNUS ARVIDSON
In 2010, two large-scale fire tests with the AutoStore® system were
conducted, see Brandposten 42, 2010. The objective of the tests was
to determine the fire growth rate during the initial phase of a fire in
a representative section of the AutoStore® system. The first test was
conducted with antistatic treated polypropylene (denoted PPESD)
bins, the second test with high density polyethylene (denoted HDPE)
bins. The bins were filled with a commodity consisting of plastic cups
in cardboard cartons, e.g. the EUR Std Plastic commodity.
The test results showed that the initial fire growth rate was very
slow in both tests and the heat release rate did not accelerate until
after approximately 13 minutes. It was concluded that the slow initial fire growth rate would allow more time for proper fire detection
(preferably smoke detection) and manual intervention compared to
typical storage hazard fires. There are several possible explanations to
the slow initial fire growth rate, including the fact that the array is extraordinarily closed and air movement through the array is restricted.
It was observed that the fire growth rate was faster in the bins made
from HDPE once the fire had established. However, no signs of the
formation of pool fires were observed in any of the tests. The distinct
transition point between the rather slow fire growth and the fast increase in heat release rate is typical for exposed plastic commodities.
The initial fire growth rate of a fire inside the AutoStore® compact storage system has been proven to be surprisingly slow.
However, no direct comparison with other types, more common storage arrangements have until now not been investigated.
Figure 2 The first collapse at approximately 06:24 [min:sec].
These stacks measured approximately 3.0 m in height. Figure 1
shows the arrangement.
Figures 2 and 3 illustrate the fire development and figure 4 shows
the total heat release rate for the palletized arrangement as compared
to the two previous fire tests described above.
The primary difference can be observed at the incipient stage of the
fire. As an example, a heat release rate of 1 MW was reached after
04:45 [min:sec] for the palletized arrangement. The similar heat release rate was reached at approximately 12:45 [min:sec] in the
AutoStore® system tests. After this stage, the fire growth rates are
Figure 3The fire shortly before the manual fire fighting at 08:57 [min:sec].
fairly similar. It can therefore be concluded that a palletized storage
arrangement provides an initial fire growth rate significantly faster
than the storage arrangement represented by the AutoStore® system,
given that the type of bins, e.g. made from HDPE, the commodity
inside the bins, the fire igniter and its position as well as the storage
height is similar.
This verifies that the compactness of AutoStore® system, with narrow flue spaces and associated restriction of air movement through
the array is indeed the explanation for the slow fire development previously observed. It was also observed that palletized storage arrangement was significantly more unstable than the array of the
AutoStore®. Partly, this is explained by the fact that the bins used in
this particular test are not intended to be securely stackable, as they
are not individually nested together by the design of the bin. However, the stability is also influenced by softening and melting of the plastics of the bins.
n
Figure 4 The total heat release rate for the palletized arrangement versus the previous fire tests with the AutoStore® system. The
graphs are cut when the tests were terminated.
15
Varm og kald jetbrann
REIDAR STØLEN
reidar.stolen@sintef.no
Tel +47 73 59 51 82
Ved lekkasje og brann i hydrokarbonar under trykk, kan det oppstå ein jetbrann. Ein slik brann stiller utstyr og brannbeskyttelse på svært tøff prøve. For å vera klar for ein slik brann treng ein difor svært tøffe testar. Dette er oljeselskapa
svært opptatt av for å unngå katastrofebrannar som då oljeplattforma Piper Alpha brann i 1988. SINTEF NBL har vore med
sidan starten av utviklinga av den fyrste standardiserte jetbranntesten på 1990-talet, og har lang erfaring med å gjennomføre både standardiserte og tilpassa jetbranntestar.
Høg mekanisk impuls
Høg konveksjon
Overtrykk av uforbrent gass
Store temperaturgradientar
Svært høge temperaturar
Ei standard jetbrannkasse med
propanjeten inn frå venstre.
For å oppnå høgare temperaturar
blir prøvestykka omslutta i ein
større omn. Denne oppnådde
omkring 1400 °C.
kan nyttast i vurderinga av reell varmefluks i ein jetbranntest. For at
eit prøvestykke skal ha motteke ein varmefluks på 350 °C, må det ha
vore omslutta av flammer med temperatur på minst 1300 °C i store delar av testen. Figur 1 viser samanhengen mellom temperatur og
stråling frå ein svart lekam etter Stefan Boltzmanns likning. Dette er
høgare temperaturar enn me kan rekne med å oppnå i ein standard
test. Difor brukar me ein større testomn som gir meir omslutning
av prøvestykket, og dermed høgare temperaturar. Slik kan me skilje
mellom varme jetbrannar som oppnår 1300 – 1400 °C og standard
kalde jetbrannar som vanlegvis berre oppnår 1000 – 1200 °C.
Figur 1 Samanhengen mellom temperatur og stråling frå ein svart
lekam etter Stefan Boltzmanns likning.
n
FOTO: GLENN APPEL
Ein jetbrann omsluttar eit prøvestykke av eit røyr. Dysa og tennfakkelen
er vist i silhuett.
FOTO: SANDRA HODDØ STEINBAKK, SINTEF NBL
I ein standard jetbrann etter ISO 22899-1, skal prøvestykket bli
treft frå 1 m avstand med 0,3 kg/s propan frå ei dyse med opning
17,8 mm. Dette gir ein hastigheit på gassen på om lag 300 m/s i dyseopninga og 100 m/s ved prøvestykket. Den høge hastigheiten i brannen gir og svært høg konveksjonsrate og rask oppvarming. Den uforbrente gassen vil trenge inn i opningar og bidra til erosjon, eller gi
brann på ueksponert side. Temperaturen i flammane i ein standard
jetbrann kan variere frå 500 - 600 °C i treffpunktet der blandinga er
feit og propanen kjøler, og opp til omkring 1100 - 1200 °C i område
med høg turbulens og effektiv forbrenning. Dette kan føre til spenningar i materialet som blir testa, og gi ytterlegare mekaniske påkjenningar.
Som regel er målet med testane å vise at passiv brannbeskyttelse
kan halde temperaturen i stålet den skal beskytte under 400 °C, men
andre akseptkriterier med tid til integritetsbrot eller lekkasjerate blir
og brukt. Det er opp til kvart enkelt oljeselskap å definere akseptkriterium for sitt utstyr, og dette vil variere mellom ulike prosessområde. Det er ikkje uvanleg at akseptkriteriet stiller krav til at utstyr skal
vera testa mot jetbrann med 350 kW/m2. Standarden for jetbranntestar seier ikkje noko om verken måling eller krav til varmefluks, så
dette må vurderast i kvart enkelt tilfelle. Ved å tolke varmefluksen
som strålinga frå ein svart lekam, får me ein definert samanheng som
FOTO: REIDAR STØLEN, SINTEF NBL
•
•
•
•
•
Ein jetbrann er kjenneteikna av sonisk hastigheit på gassen som
brenn. Dette fører til ei rekkje utfordringar for materialet som skal
tåle brannen. I korte trekk kan ein oppsummere utfordringane som
følgjer:
Antändningsprov av avfallsbalar
GLENN APPEL
glenn.appel@sp.se
010-516 58 94
ANDERS LÖNNERMARK
anders.lonnermark@sp.se
010-516 56 91
MUHAMMAD ASIM
IBRAHIM
asim.ibrahim@lnu.se
SP Brandteknik genomförde antändningsförsök av avfallsbalar under våren 2013. Försöken genomfördes som en del i
doktoranden Mohammad Asim Ibrahims studier av brandrisker i avfallslager. Projektet drevs i samarbete med Linnéuniversitetet i Kalmar inom ramen för kompetensplattformen Fuel Storage Safety. Huvudsyftet med försöken var att detektera skillnader i antändning beroende på infallande strålning och hur mycket plast som använts vid balning.
Figur 1
Antändningsförsök med strålningspanel, bilden visar
avfallsbalen precis innan antändning.
FOTO: GLENN APPEL
Försöken
Allt avfall som balades klassades som verksamhetsavfall, dvs blandat avfall
som innehåller allt som industrier sorterar som brännbart. I försöken användes tre tjocklekar av plastlagret. Varje försök genomfördes med en bal
med olika mängd plast runt: endast nät och ingen plast, nät plus sex lager
plast samt nät plus tolv lager plast. Balarna utsattes för värmestrålning för
att se hur plasten påverkade antändningen. Flera scenarier simulerades under försöksserien. Det första scenariot simulerade en brand som uppstår
i närheten av balen. Med hjälp av en gasoldriven strålningspanel vid SP
Brandteknik kunde försöket genomföras med en kontinuerligt eskalerande
värmestrålning från 0 till 15 kW/m2 under ca 10 minuter. Ett annat scenario som simulerades var en akut påverkan av både 15 och 20 kW/m2, det
vill säga att balen direkt blev påverkad av den förutbestämda värmestrålningen utan att den eskalerade från noll. Repetitionstest genomfördes för
att kontrollera att försöken givit relevanta värden.
Försök gjordes även i syfte att simulera en gräsbrand. Tändkällan bestod av två mindre kuber gjorda av porösa träfiberskivor indränkta i heptan enligt en IMO-standard.
FOTO: GLENN APPEL
Avfall har fått en betydande roll i vårt samhälle då man vill återvinna och
återanvända material alternativt utvinna så mycket energi som möjligt genom vårt avfall. Ett problem med organiskt avfall är att det vid långvarig
lagring kan självantända.
Mohammad Asim Ibrahim har i flera år studerat hur balning påverkar
avfall. Hans doktorandstudier har främst fokuserat på hur hanteringen av
avfall ska ske för att undvika antändning. Han menar att kostnaderna för
följderna av självantändningar från 2000 - 2010 har uppgått till ca 50 miljoner kr och att balning skulle kunna minska denna kostnad.
Vid balning av avfall används ofta plast som skyddsmedium. Hur mycket plast som används och hur det skulle bidra till, alternativt skydda mot,
antändning, brandspridning och ökande brandbelastning vid en eventuell brand har aldrig utretts. I dessa försök användes en plast av polyetylen
med låg densitet.
Resultat
Det är främst innehållet i balen samt intensiteten av den infallande värmestrålningen som bestämmer balens antändningstid. Plasten smälter undan
relativt fort på den värmepåverkade ytan och verkar inte ha någon större
effekt på antändningen i de scenarier där hela balen blir påverkad av strålning. Däremot hjälper plasten till att sprida branden något vid en liten lokal antändning likt en gräsbrand. En annan parameter som spelade en stor
roll för antändningstiden var sammansättningen av balen. Vissa balar var
bättre packade medan andra var något mer porösa. Porositeten gjorde att
avfall ofta ramlade ur balen vid värmepåverkan. Avfall som hade blivit
uppvärmt föll ur balen och blottade nya, ouppvärmda ytor vilket fördröjde antändningen. Skillnaden mellan 15 och 20 kW/m2 var stor vad gäller antändningstid. Vid en påverkan av 20 kW/m2 antände balen betydligt
mycket snabbare än vid 15 kW/m2.
n
Figur 2 Antänd bal efter försök med strålningspanel.
17
Brannsløkking i transformatorolje
REIDAR STØLEN
reidar.stolen@sintef.no
Tel +47 73 59 51 82
SINTEF NBL har i samarbeid med Statkraft gjennomført ein testserie for å samanlikne ulike typar flammefilter til transformatorgruver. Testserien avdekka at det var stor skilnad på korleis dei ulike løysingane fungerte.
FOTO: CHRISTIAN SESSENG, SINTEF NBL
Elektriske transformatorar er som regel fylt med olje for kjøling og
elektrisk isolasjon mellom komponentane. I store transformatorar
kan det vera fleire titals tonn med olje. Feil i ein transformator kan
føre til kortslutning, lysboge, eksplosjon og brann. Ein slik brann kan
bli veldig kraftig og langvarig på grunn av at det er store mengder
olje og at transformatoren ofte står vanskeleg tilgjengeleg.
I Norge er det krav om at alle transformatorar med meir enn
1000 liter olje skal ha skal ha ei gruve under transformatoren som
skal samle opp og sløkke ein eventuell brann i olja. Den einaste preaksepterte løysinga er å bruke eit såkalla steinfilter av 30 cm vaska
elvestein som olja skal renne gjennom under transformatoren. I mange transformatoranlegg er det brukt andre løysingar med stålrister
som skal ha same effekt som steinfilteret. Ingen av desse løysingane
eller nokon av dei andre tilgjengelege løysingane er testa i realistisk
skala.
I samarbeid med Statkraft har SINTEF NBL vore med på å gjennomføre ein samanlikningstest av steinfilter og to andre tilgjengelege
løysingar. I tillegg vart det gjennomført ein test utan flammefilter der
olja vart tømt rett i containeren. Testane vart gjort med 400 liter mineralolje i var test. Olja vart forvarma til 150 °C, påtent og tømt over
i ein stålcontainer der dei ulike filterløysingane var montert.
Forsøksserien avdekka at dei tre ulike løysingane som vart testa
Det oppstod kraftig brann i transformatorolja då den vart tømt direkte
ut i testcontaineren utan flammefilter.
hadde kvar sine sterke og svake sider. Brannen vart sløkt før olja hadde brent opp i alle testane, utanom i testen med open gruve. Sløkketidene varierte stort, mellom få sekund og mange timar. Rapporten frå
testserien ligg ute tilgjengeleg på nettsidene til SINTEF NBL, eller den
kan lastast ned direkte frå denne peikaren: http://nbl.sintef.no/publication/lists/docs/NBL_A13104.pdf
Preakseptert løysing for sløkking av oljebrann i transformatorgruver
er eit 30 cm tjukt lag av vaska elvestein.
Resultat
Open gruve
+ Suverent best gjennomstraumingskapasitet
- Dersom olja framleis er varm nok etter at den når gruva vil det
oppstå ein kraftig brann.
Steinfilter
+ Minst varmepåkjenning til området ovanfor filteret.
- Testen var for liten til å gjere steinfilteret gjennomvarmt.
Dette er ein type stålrister som er laga av perforerte galvaniserte
stålplater og blir sett saman av 30 cm breie element.
Stålrister
+ Sløkkte 1 av 3 brannar veldig raskt. Dei 2 andre vart
kontrollert og ”fanga” under ristene.
- 2 av 3 testar gjekk til stabil underventilert brann under ristene
med store mengder røyk.
Flammefilter
+ Viste konsekvent oppførsel med jamt minkande brann i begge
testane.
- Slepp flammene opp, og vil gi meir brann omkring
transformatoren enn dei to andre løysingane.
n
Biletet viser eit flammefilter som er laga av finmaska stålnetting.
BIVs tillämpningsarbete
Den 30-31 maj höll BIV konferens i Stockholm på temat Tillämpning av byggregler. BIV har under våren producerat
tre tillämpningsstöd som kommer att presenteras på konferensen:
- Kontroll av brandskydd i byggprocessen
- CFD-modellering
- Brandskydd i komplexa byggnader (byggnadsklass Br0)
Arbetet har bedrivits av BIVs medlemmar med en bred representation av olika organisationer. SP Brandteknik har både deltagit i
grupperna och i det öppna remissförfarandet. Mer information om publikationerna finns på www.sfpe-biv.se.
19
SmartBatt finished
PETRA ANDERSSON
petra.andersson@sp.se
010-516 56 21
SmartBatt group gathered in SPs vibration hall.
FOTO: PER ARONSSON
The objective of SmartBatt was to develop an innovative, multifunctional, light and safe energy storage system for Electric vehicles. It
was decided to develop a system to be used in a VW golf sized car
and the goal was to save 15% weight compared to state of the art
system while maintaining safety performance especially in the case of
crash. This was accomplished by e.g. using the vehicles floor as the
top cover of the pack.
SP’s main role in the project was to assess several different safety performances such as Electromagnetic Compatibility (EMC), Environmental and Climatic durability, Electrical Safety and International Protection coding (IP). SP Fire technology’s main contribution
to the project was to evaluate Fire Resistance according to the new
amendment of R100. This was done both through experiment and
simulations (see separate article in this issue of Brandposten).
Tests were conducted partly on a dummy of the final product as
well as the final prototype. The test procedures developed and used
in the project will be useful for producers who wish to get an early
indication of their products performance. Tests can of course also be
performed for the final validation of a product.
FOTO: PER ARONSSON
The EU project Smartbatt is now finished. The final meeting was held at SP where all project partners had the opportunity
to gather around the battery pack and system developed within the project.
SmartBatt prototype.
n
SmartBatt simulations of fire
performance
JOHAN ANDERSSON
johan.andersson@sp.se
010-516 59 26
In the European project SmartBatt an innovative, multifunctional, light and safe energy storage system for electric vehicles was developed (see separate article on page 20). The main role of SP Fire Technology was to evaluate the fire resistance requirements according to the new amendment of UNECEs Reg 100. The fire resistance test consists essentially of
exposing a battery system or complete vehicle to a gasoline pool fire burning for two minutes. The battery must not explode during or after this exposure. This test is conducted on a complete product. It would however be useful to be able to
predict the performance in such a test for a product during the development. Computer simulations would make a valuable tool for this and modelling work was therefore conducted. The modelling work consists of estimating the heat transfer
coefficients from using the CFD software Fire Dynamics Simulator (FDS) validated model of a gasoline pool fire followed
by Finite-Element (FE) calculations of the temperatures in the battery.
The work was done in four consecutive steps
• FDS simulations to determine the effect of a fire on the battery
casing. This gives relevant values of the temperatures, flow field
and estimated heat transfer coefficients that are used as input
into FE calculations.
• The temperature field in the battery was computed using the
multiphysics FE software COMSOL in a simplified 2D model of
the battery and the battery pack.
• A refined geometrical model for the thermal calculations was
evaluated using ABAQUS, where the CAD files were imported.
• The numerically estimated temperatures were then compared to
those found in the fire test of the battery pack.
The Fire resistance test was simulated before the actual test and the
temperature measurements in the test was used to validate the simulations. The predictions gave a maximum temperature on mid lower
side of the battery pack less than 95˚C. During the test, the temperatures on the inside of the battery casing and on the battery were carefully monitored. In the test only one battery module was available
and the casing was filled with additional bricks to have similar thermal mass. The highest temperature measured on the battery was on
the mid lower side, slightly above 90˚C. See table below.
Temperature\
Investigation
Fire Resistance
Test
2D simulation
3D simulation
Max Temperature
[˚C]
93
94
105
Figure 1 The FDS simulation of the battery pack in the pool
fire after 2 minutes.
The system response to the fire was also estimated using the FE
software ABAQUS with real geometry imported from the CAD files.
The physical model was refined by using the time dependent heat
transfer coefficients. The maximum temperature on the outside of the
battery was determined in this refined simulation to be slightly above
the measured values. The results of the simulations are promising
since they might be helpful during product development in avoiding
time consuming testing.
Figure 2 A snapshot of the fire exposure during the test.
n
21
Nya krav med europeiska byggproduktförordningen (CPR) från
1 juli
MICHAEL STRÖMGREN
michael.stromgren@sp.se
010-516 58 92
Den nya byggproduktförordningen är en rättsakt som gäller direkt i
Europa. Förutom EU-länderna omfattas dessutom Norge, Schweiz,
Turkiet och Liechtenstein. Förändringen från direktiv till förordning
står över nationell lagstiftning som då blir obsolet och därför måste
anpassas. I Sverige görs det genom att plan- och bygglagen anpassas.
Med den nya förordningen blir det nu tydligt att CE-märkningen
för vissa produkter är obligatorisk. Det finns över 400 standarder för
olika byggprodukter som detta gäller för. Tillverkaren är själv skyldig
att ta reda på om dennes byggprodukter omfattas av en sådan standard. Dessutom finns det frivilliga vägar till CE-märkning. Då CEmärkningen accepteras i hela Europa ger den möjligheter till en större
marknad.
Helt nytt är att en prestandadeklaration ska upprättas för CEmärkta byggprodukter. Denna ska ge information om produktens
prestanda, avsedd användning, tillverkningskontroll med mera. Detta
är förstås en viktig information för kunder, men också för att kontroll
och tillsyn ska kunna bedrivas effektivt. Tillverkare är själva ansvariga för innehållet i prestandadeklarationen. Det som anges måste dock
stämma överens med och ha provats eller verifierats så som anges i
den relevanta standarden.
Som en hjälp för tillverkare så ska varje land upprätta en kontaktpunkt till vilken man kan vända sig för att få svar på vilka regler som
gäller för en specifik byggprodukt. I Sverige är Boverket kontaktpunkt och denna är nu öppen för frågor. Varje kontaktpunkt är skyldig att lämna svar inom 15 arbetsdagar. Därmed kan tillverkaren få
reda på vilka prestanda som är relevanta att bestämma och redovisa.
Det är dock många byggprodukter som inte måste CE-märkas
ännu. Här sker dock också förändringar eller förtydliganden. Ett viktigt besked från regeringen med den reviderade plan- och bygglagen
är att typgodkännande får finnas kvar inom det icke-CE märkta området. Tidigare förslag på att helt ta bort typgodkännandet har därför
lagts ner – även om det är troligt att typgodkännandet ändå försvinner på sikt.
CE-märkta byggprodukter omfattas av marknadskontroll och i
Sverige är tillsynsmyndigheten Boverket. För detta har tillsynsmyndigheten befogenheter att begära in produkter eller upplysningar
om dessa. Om märkningar eller informationen om prestanda inte
överensstämmer finns tillsynsverktyg såsom sanktioner eller krav på
att produkter kallas tillbaka. En nyhet i plan- och bygglagen är att
marknadskontroll även omfattar produkter inom det icke-CE-märkta området. Inom det icke-CE-märkta området gäller dessutom att
byggprodukterna måste uppfylla byggreglerna, givet dess avsedda
användning, för att få säljas. Marknadskontrollen inom det icke-
FOTO: MICHAEL STRÖMGREN
Den första juli börjar den nya europeiska byggproduktförordningen att gälla i Europa. Flera nyheter följer med detta som
innebär ökat ansvar vid tillverkning och försäljning av byggprodukter. Det innebär också att man som inköpare eller byggherre måste vara påläst om vad de nya märkningarna betyder. Några av de viktigaste nyheterna är att CE-märkning blir
obligatorisk för vissa produkter, tillverkare måste upprätta en prestandadeklaration, att varje land utser en nationell kontaktpunkt och att marknadskontrollen skärps.
Vissa byggprodukter måste från 1 juli CE-märkas och ha en prestandadeklaration som beskriver produktens egenskaper.
CE-märkta området är en nyhet där det fortfarande finns oklarheter
kring vad den innebär och hur den ska bedrivas. Det är dock lovvärt
och viktigt att marknadskontrollen nu ökar i omfattning.
Den 15-16 maj anordnade SP Brandteknik en utbildning i byggprodukter och CPR med inriktning på brandskyddsområdet. Datum
för nästa kurstillfälle är nu klart, 19-20 november, i Stockholm. Gå in
på www.sp.se/conf för mer information. Missa inte heller att SP Certifiering har en rådgivningslinje på 010-516 51 00.
n
Offshore-problem gir bedre
brannvern
SVEIN TØNSETH
svein.tonseth@sintef.no
Tel +47 93207496
Branntest knyttet til problemplattform i Nordsjøen har gitt SINTEF NBL en unik og egenutviklet laboratoriemodul som vil
bedre brannsikkerheten til havs. Kilde: sintef.no
Den nybygde forsøksovnen gjør det mulig å verifisere motstanden
mot varmeoverføring ovenfra og nedover for enhver dekk-konstruksjon på skip og plattformer. Foto: SINTEF NBL
På oppdrag for det kanadiske oljeselskapet Talisman har SINTEF
NBL – Norges branntekniske laboratorium nylig branntestet en tro
kopi av en seksjon fra dekket til den sterkt forsinkede Yme-plattformen i Nordsjøen.
Resultatene av testene er fortrolige, og de er Talismans eiendom.
Det SINTEFs brannforskere derimot kan fortelle offentligheten, er
at forsøkene gjorde det nødvendig å oppføre en gigantisk brannteknisk forsøksovn på tomta til SINTEFs brannlaboratorium – en spesialutviklet testrigg som får varig verdi for forsknings-Norge.
Optimale konstruksjoner
Brannforsker Christian Sesseng: – Den nybygde forsøksovnen gjør
det mulig å verifisere motstanden mot varmeoverføring ovenfra og
nedover for enhver dekk-konstruksjon på skip og plattformer. Dette
vil gjøre det mulig å sikre seg både mot underdimensjonering og kostnadsdrivende overdimensjonering av brannmotstanden.
Til nå har ikke-realistiske testscenarier vært det eneste tilbudet ved
verifisering av dekk-konstruksjoners brannmotstand nedover, ifølge
prosjektlederen ved SINTEF NBL.
Kontaktperson: Christian Sesseng, SINTEF-NBL.
FOTO: SINTEF NBL
Sikrere skip og plattformer
Testriggen er den første i sitt slag i verden i full skala, og åpner ifølge
prosjektleder Christian Sesseng for sikkerhetsgevinster både i maritim næring og oljeindustrien.
– Bruk av riggen vil øke brannsikkerheten både på framtidige skip
og oljeplattformer. Da forespørselen fra Talisman kom, kastet vi oss
rundt, snudde en standard testmetode bokstavelig talt på hodet og
klarte å bygge den unike fulllskala-riggen på ei lita uke, sier Sesseng,
brannforsker ved SINTEF NBL.
Brannmotstand nedover
Eksisterende, standardiserte branntester for oljebranner på offshore-konstruksjoner og ombord i skip, måler hvilke varmepåkjenninger
en brann på dekk vil påføre tilstøtende vegger og eventuelle tak.
Talismans testbehov på Yme-plattformen gikk motsatt vei: Selskapet ønsket å få testet dekkets brannmotstand når det gjelder varmeoverføring til etasjen under.
Den nybygde forsøksovnen gjør det mulig å verifisere motstanden mot varmeoverføring ovenfra og nedover for enhver dekk-konstruksjon på skip
og plattformer.
n
23
Hög strålning från stora etanolbränder
JOHAN SJÖSTRÖM
johan.sjostrom@sp.se
010-516 58 55
HENRY PERSSON
henry.persson@sp.se
010-516 581 98
Erfarenheten från mindre bränder på några kvadratmeter av vätskeformiga bränslen är att de som innehåller en hög andel
alkohol (exempelvis E85) strålar mindre och har därför mindre termisk påverkan på sin omgivning än oljebaserade bränslen såsom bensin. De storskaliga försök som SP genomfört i projektet ETANKFIRE visar dock att om brandens storlek motsvarar ytan på en bränslecistern så är förhållandet det omvända. Strålningen från etanolbränder är flera gånger högre än
för motsvarande bensinbränder.
Etanol har ett mycket lägre värmevärde än exempelvis bensin. Detta
innebär att vid fullständig förbränning av etanol friges mycket mindre energi (ca 27 MJ/kg) än vid fullständig förbränning av bensin (ca
44 MJ/kg). En naturlig följd av detta är att värmestrålningen från
poolbränder är lägre vid förbränning av etanol är vid förbränning
av bensin. Testresultat från poolbränder med arean 2 m2 av bränslen med varierande halt av etanol bekräftar detta. Strålningsintensiteten (effekt per ytenhet) är ungefär hälften så hög för en blandning
av 97 % etanol och 3 % bensin (s.k. E97) som för kommersiell bensin. Vid försök i den här skalan är förbränningseffektiviteten ungefär
80 %, d.v.s. ca 20 % av den teoretiskt möjliga effekten frigörs inte på
grund av ofullständig förbränning. En effekt av ofullständig förbränning är exempelvis sotbildning.
Figur 1
Strålningsintensitet från 2 m2 poolbränder av etanol/bensinblandningar för två olika avstånd till poolkanten.
FOTO: STEVEN BETTERIDGE
Brandstorleken förändrar beteendet
När storleken på branden växer förändras dock brandbeteendet. För
en brand med betydligt större area kommer inte diffusionen av syre
vara tillräckligt effektivt för att upprätthålla en förbränningseffektivitet på 80 %. Därmed blir förbränningen mindre fullständig och
mer rök och sot bildas i plymen. Denna rök blockerar oftast stora delar av flamman och strålningen från flamman når därför inte igenom
röken till omgivningen. För stora bränder av bensin eller olja är det
faktiskt oftast bara en zon på några meter, närmast bränsleytan, där
flamman syns och där strålningen emitteras effektivt. Längre upp bidrar röken till att blockera strålningen till omgivningen.
Förbränningen av etanol är dock mycket mer effektiv än för oljebaserade bränslen. En anledning till detta är att etanol inte behöver
lika mycket syre för att uppnå fullständig förbränning och att etanol
inte består av lika långa kolväten som bildar sotpartiklar. Förbränningseffektiviteten av etanolbranden minskar visserligen något när
arean av branden ökar men inte alls lika kraftigt som för bensin. Därmed kan strålningsintensiteten från en stor etanolbrand bli lika hög
eller högre än den från en bensinbrand.
SP genomförde förra året försök med etanolbränslen i en 254 m2
stor pool. Försöken visade mycket tydligt att rökproduktionen är
mindre än från bränder i oljebaserade bränslen.
Strålningsintensiteten mättes i alla riktningar och vid många avstånd för att få en fullständig bild över hur strålningen fördelar sig i
omgivningen. Mätresultaten jämfördes med motsvarande bränder av
bensin utvärderade med två olika etablerade simuleringsprogram. En
del experimentell data finns också tillgänglig för bensin att jämföra
med. Resultatet är slående. Nära branden strålar etanolbranden mellan 2-3 gånger så mycket som bensin och längre bort är strålningspåverkan ungefär dubbelt så hög.
För ännu större bränsleytor så förväntas skillnaden mellan bensin
och etanol öka ytterligare eftersom etanol ter sig mindre beroende av
Figur 2 Flamma från försöket med E97.
Figur 3 Relativ jämförelse av strålningsintensiteten från det 254 m2
försöket med etanol (E97) [blå]och beräknade värden för en
motsvarande bensinbrand [grön/röd linje]. Som jämförelse visas också några experimentella resultat från liknande bensinbränder [grå symboler].
bränsleytans area. Eftersom dagens cisterner för etanollagring ofta
har en betydligt större ta än de 250 m2 som användes vid försöken
är resultaten definitivt relevanta för säkerhetsbedömningar vid lagring av etanolbränslen. Idag baseras dessa riskbedömningar oftast på
riktvärden för bensin vilket enligt dessa resultat innebär en betydande
underskattning av riskerna vid etanollagring.
Eftersom lagringen är en viktig del av kedjan för att kunna utnyttja
biobaserade bränslen såsom etanol krävs en fördjupad förståelse för
hur riskerna i samband med lagring kan minskas. Då etanol är vattenlösligt är det tveksamt om en brand i en etanolcistern kan släckas
med samma metodik som vid oljebaserade bränder, dvs genom skumpåföring med storskaliga skumkanoner. Hittills har vi inte kunnat
hitta något exempel på en lyckad släckinsats mot en etanolcistern, istället har samtliga kända bränder slutat med en total förlust av både
etanolinnehållet och cisternen.
Därför arbetar SP vidare i projektet ETANKFIRE för att utvärdera olika typer av släckmetoder för denna typ av cisternbränder. Vill
du ansluta dig till projektet, och därigenom få del av data från försöken beskrivna ovan samt påverka projektets fortsatta utveckling, så
konstakta Henry Persson på SP, henry.persson@sp.se.
n
Kommande utbildningar på
Brandteknik
Utbildning i nya brandskyddsregler
De nya brandskyddsreglerna innebär stora förändringar som ställer höga krav på en rättssäker tillämpning av reglerna. Med den nya
plan- och bygglagen har kraven på kontroll i byggprocessen skärpts.
SP Brandteknik erbjuder nu en heldagsutbildning i de nya byggreglerna med fokus på nyheterna, rättssäker tillämpning och kontroll.
Utbildning i byggprodukter och Byggproduktförordningen
(CPR)
Den första juli 2013 börjar den europeiska byggproduktförordningen
(eng: Construction Products Regulation, CPR) att gälla med full kraft
i Sverige. Med de stora ändringarna i brandskyddsreglerna i BBR så
innebär detta den största utmaningen för byggsektorn på 20 år.
Utbildningstillfällen: Göteborg (18/9), Lund (24/9) och Stockholm
(2/10). Läs mer på http://www.sp.se/sv/training/Sidor/Nyabrandskyddsregler2013.aspx.
Utbildningstillfällen: Stockholm (19-20 november). Läs mer på http://
www.sp.se/sv/training/Sidor/Byggprodukter_byggproduktforordningen.aspx.
Harmoniserade kurser i testmetoderna för ”Reaction to
Fire” (R2F) Genom EGOLF (European Group of Organisations for Fire testing,
inspection and certification) håller vi kurser i provningsprocedurer
m.m. för de provningsmetoder som ingår i Euroklass-systemet för
byggmaterial. (EN 13501-1). Följande testmetoder ingår:
• Obrännbarhet EN ISO 1182
• Bestämning av värmevärde (kalorimetriskt värde) EN ISO 1716
• Byggprodukter utom golvbeläggningar utsatta för termisk påverkan av ett enskilt brinnande föremål (SBI) EN 13823
• Byggprodukters antändlighet vid direkt påverkan av en låga –
Del 2 Provning med enkel låga EN ISO 11925-2
• Bestämning av brandtekniskt beteende vid påverkan av värmestrålning EN ISO 9239-1
Utbildningar inom andra områden
SP erbjuder flera återkommande utbildningar inom olika ämnesområden. Vi har också möjlighet att erbjuda skräddarsydda utbildningar för just er organisation. Det ger oss möjlighet att anpassa innehåll
och form just utifrån era behov.
Utbildningstillfälle: Borås 7-11/10.
Kontaktperson: kaisa.kaukoranta@sp.se.
Nedan ges några exempel på möjliga utbildningar
• Produktspecifika utbildningar med genomgång av gällande regler och vilka klassning och provningsmetoder som är relevanta
för just ert produktsegment, exempelvis EGOLF:s utbildningar.
• Branddynamik
• Undermarksanläggningar – vilka särskilda risker måste beaktas i
tunnlar, gruvor eller andra anläggningar under mark?
• Det europeiska klassningssystemet – vad betyder de olika klasserna för reaction to fire, brandmotstånd m.m.? Vad innebär
provningsmetoderna för brandskyddet i praktiken och de verkliga förhållanden som produkterna kan utsättas för?
n
25
SP investigates thermal exposure
to a steel column from localized
fires
JOHAN SJÖSTRÖM
johan.sjostrom@sp.se
010-516 58 55
ULF WICKSTRÖM
ulf.wickstrom@sp.se
010-516 51 94
FOTO: ULF WICKSTRÖM
The fire resistance of building elements are often assessed in furnace tests in which the thermal environment is similar to
a flashover room fire. In large spaces, like terminals and atria a fire is not likely to develop into the flashover scenario. Instead, fires tend to be local, with large temperature gradients and localized exposure to the construction elements. SP has
investigated the thermal exposure of different localized fires to a six metres long steel column. The results show that predictions made from the Eurocode consequently overestimates the thermal impact and that the temperature distribution
around the circular column is highly asymmetric. In addition it was shown how the temperature distribution can be accurately calculated using input from plate thermometer (PT) measurements close to the column surface. All experimental
raw data can be downloaded from the SP website.
The experiments were carried out in the large fire hall of SP, 20 m by
20 and 20 m high. A 6 m tall circular unprotected steel column with
diameter 200 mm and a steel thickness of 10 mm was exposed to
circular pool fires with various burning areas. Along the column extensive measurements of steel temperature and temperatures of both
plate thermometers (PT) and small thermocouples were made. The
fires sources were two diesel fires (Ø = 1.1 m and 1.9 m) and one
heptane fire (Ø = 1.1 m). The heat release rate of the fires was estimated to 3.3 and 1.0 MW for the large and smaller diesel fire, respectively.
Asymmetric flames
Although no draught could be noticed prior to test the flames were
slightly tilted in one direction. This made the thermal exposure asymmetric and large temperature gradients could be noticed between different parts of the column periphery at the same height. This also resulted in a curvature of the column due to uneven thermal expansion.
The PTs and the small thermocouples displayed almost the same
temperatures at most positions. Some of these are shown in figure 2.
The similarity is probably a consequence of a large engulfing flame
and high gas velocities. For the large diesel fire the temperature at 1.2
m above the fuel surface varied between 900-1000 °C in the position
of highest thermal impact, i.e. the position in which the flames tilted.
As noticed, the temperatures in the plume stabilized in about a
minute. Due to its thermal inertia the temperature of the steel rose
much slower as can be seen in figure 3, where temperature evolution
Figure 1 A photo from the large (Ø = 1.9 m) diesel fire. Note the asymmetric flame.
Figure 2 PT and small thermocouple temperatures during the large
(Ø = 1.9 m) diesel fire.
at different heights along the column are shown. Equilibrium temperatures are almost reached 15 minutes after ignition. In addition,
temperatures on the less exposed side are shown at 2 and 4 meters
height. The difference between the sides of high and low exposure
Figure 3 Steel temperatures at every metre along the highly exposed
side of the column for the large diesel fire (solid lines). The
dotted lines represent temperatures on the opposite side of
the column for the heights of 2 and 4 metres.
reaches 250 °C at the most. After long time, the temperature difference between the cold and hot side decreased. It was evident that heat
was transferred within the column, from the hot region to the colder region and that this heat transfer was a substantial contribution to
evening out the temperatures.
Using PT measurement to calculate steel temperatures
The PT temperatures were used to first calculate the Adiabatic Surface Temperatures (AST) of the fire in all positions. Thereafter, a 2D
finite element model (FEM) was created in order to calculate the thermal distribution over the column. The internal heat transfer was also
considered in the model. However, thermal conduction within the
steel cannot account for the total thermal transport experienced in
the tests. Thus, also internal surface-to-surface radiation was considered. The results show a very good comparison between the experimental values and the simulated ones at 2 and 4 metres.
Comparison to Eurocode predictions
The thermal impact to the column can be predicted according to the
technical rules specified in EN 1991-1-2 Annex C, “Localised Fires”.
However, the Heskestad plume equation used in this chapter overestimates the plume temperatures compared to the measured results.
This leads to an overestimation of the temperatures for the exposed
steel structure of several hundred degrees at times.
Figure 4 Steel temperatures from experiment (dotted) and those from
FEM calculations using PT measurements as input (solid lines). The black and blue lines represent the direction of high
and low thermal impact, respectively.
Spreadsheet data of steel temperatures, fuel mass loss as well as PT
and small thermocouple temperatures for all three fires can be downloaded from the SP website http://www.sp.se/en/index/services/localized_fire/sidor/default.aspx. The analysis is published in a report
available online Thermal exposure to a steel column exposed to localized fires SP report 2012:04 and will appear in Journal of Structural Fire Engineering.
This study was financed by Brandforsk – The Swedish Fire Research Board under grant 302-111.
Figure 5 Steel temperatures from experiment (left) and Eurocode predictions (right).
n
27
Correlations between different
scales of metro carriage fire tests
YING ZHEN LI
yingzhen.li@sp.se
010-516 58 29
HAUKUR INGASON
010-516 51 97
ANDERS LÖNNERMARK
anders.lonnermark@sp.se
010-516 56 91
PHOTO: ANDERS LÖNNERMARK
PHOTO: MICHAEL MAGNUSSON
Full scale fire tests are the best way to obtain valuable information about the realistic carriage fires, however, the huge
cost and the resulting limited number of the tests make a parametric study impossible. Instead, model scale tests can be
used to study parametric dependencies in greater detail. An analysis of the correlations between four series of metro carriage fire tests in different scales was carried out. The critical fire spread corresponding to a full scale heat release rate of
around 2 MW was the key for fire propagation to a fully developed fire. When the critical heat release rate was reached the
fire spread steadily until the whole carriage became involved. The maximum heat release rate depends on both ventilation
openings and the types and configurations of the fuels inside the carriage. A simple model was proposed which correlated
all the tests data very well.
(3) 1/3 section of full scale carriage.
(4) full scale.
PHOTO: ROLF ROHLÉN
(2) 1:3 model scale.
PHOTO: TARMO KARJALAINEN
(1) 1:10 model scale.
Figure 1 Four series of metro carriage fire tests.
Test Series
Four series of metro carriage fire tests in different scales were carried
out. These carriage fire tests include 1:10 model scale tests, 1:3 model scale tests, 1/3 carriage section tests consisting of a 1/3 section of a
carriage in a fire laboratory, and full scale tunnel tests of a complete
carriage.
Critical fire spread
The initial fire spread to the neighbouring targets is considered as
the key parameter to determine progress to a fully developed carriage fire. The mechanism of the critical fire spread was very similar
in all the tests. The main mode of this critical fire spread is the radiation heat transfer from the ceiling flame and also the vertical flame
in the vicinity of the ignition location. The critical fire spread strongly depends on the combustible material in the vicinity of the ignition
source, such as luggage and combustible wall linings. Only when the
initial heat release rate reached a certain level, could fire spread to the
neighbouring targets occur. A minimum heat release rate for this critical fire spread is estimated to be around 2 MW at full scale for the
carriage investigated in this study. To reach this critical fire size, combustible wall linings and luggage are necessary, otherwise the fire cannot spread in the carriage.
(a) Test 2
(b) Test 3
Figure 2 Local flashover time vs. distance from the initial fire source in the full scale tests.
Mechanism of fire development
The mechanisms of further fire development (beyond the ignition
source) are very similar in all the tests. After the critical fire spread,
a local flashover occurred and the whole section became involved in
the combustion. A local flashover is defined as a critical hot gas temperature of 600 ºC beneath the ceiling or on the floor. Thereafter,
the fire spread continously along the carriage until finally the whole
carriage became involved. At this stage, the radiation from the ceiling flame and the smoke layer to the lower targets is considered to
be the main mode of the fire spread in a carriage. The fire travelled
along the carriage at an approximately constant speed, see Figure 2
where the full scale test data were plotted. The average fire spread
rate along the carriage (slope in Figure 2) was around 1.5 m/min and
1.8 m/ min in full scale tests 2 and 3 respectively. As a comparison,
the corresponding full-scale fire spread rate was 1.8 m/min (scaled
up) in the 1:3 model scale test with 6 doors open, which correlates
well with the full scale tests data.
Maximum heat release rate
A fully developed carriage fire could be either fuel controlled or ventilation controlled. A simple equation has been proposed to estimate
the maximum heat release rate in a fully developed carriage fire, taking both the ventilation openings and the types and configurations of
the fuels into account.
The equation is able to correlate all the tests data in different scales
very well. Generally for a fully developed carriage fire, the openings
available roughly determine the level of the maximum heat release
rate. The maximum heat release rate in these tests can be estimated
based on consumption of the oxygen flowing in through the openings
multiplied by a correction factor, which depends on the types and
configurations of the fuels inside the carriage. The correction factor
is proportional to the heat of combustion and the fraction of the fuel
surfaces exposed to the fire, and inversely proportional to the heat of
pyrolysis. The correction factor was found to be around 1.26 in full
scale tests, 1.3 to 1.7 in 1:10 model scale tests and 0.67 to 0.8 in 1:3
model scale tests, which correlate very well with the proposed equation.
Other influencing factors
The influence of the tunnel and longitudinal flows on the fire development in a carriage is estimated to be limited. In other words, the
heat release rate curve obtained from a carriage fire in the open and
in the tunnel should be similar. The fire grows more rapidly for a car-
riage with more openings, and the travelling time of the fire inside
the carriage is shorter. This also indicates the importance of the initial openings and the breakage of the openings during a carriage fire.
Normal luggage mainly consisting of plastics is highly combustible,
and plays a much more important role in the process of the initial fire
spread stage, compared to the fully developed stage. The ignition location has a insignificant influence on the fire, but indeed a fire with
ignition sources located in the middle of a carriage could reach its
maximum heat release rate slightly earlier. However, it can be expected that the critical heat release rate required for the initial fire spread
needs to be slightly higher due to more entrainment of the fire plume
compared to an initial fire at one end of the carriage.
Gas temperatures and concentrations
Good agreement has been found in different scales of maximum gas
temperature, gas concentration and extinction coefficient. In all the
tests with fully developed fires, the maximum gas temperatures inside
the carriages were around 1000 ºC and the temperature difference
between different heights disappears. When the carriage was fully involved in the combustion, the temperature inside was quite uniform
and ranged from 600 ºC to 1000 ºC in most of the tests. The gas concentrations in these fully developed carriage fires show high similarity
between different scales. The minimum measured O2 concentration is
around zero for all tests. The CO concentration was around 9 % in
all the tests and all CO2 concentrations ranged from 8 % to 22.5 %,
regardless of location and test series. Both maximum gas temperature
and gas concentration indicate the intensity of combustion inside the
carriage, and the results prove the similarity in the fire behaviour between different scales of fully developed carriage fires.
Visibility
Further, there is good agreement for the maximum extinction coefficient between different scales. This indicates that maximum local
mass burning rate and mass flow rate scales relatively well. In short,
the local fire behavior scales well. In contrast, the heat fluxes from the
large flames out of the first door were overestimated in model scales
since the results show that the scaling of this heat flux in 1:3 model scale represents zeroth order of the length scale, rather than square
root. For smaller flames from the windows with less sooty smoke,
better results could be obtained. More detailed infomation can be
found in SP Report 2013:13.
n
29
SP Brandteknik satsar på Fire
safety engineering
MICHAEL STRÖMGREN
michael.stromgren@sp.se
010-516 58 92
Ökade kunskaper om brandrisker och förändrade samhällsbehov har lett till ett paradigmskifte kring brandskydd i många
länder. Målorienterade regler möjliggör analytisk dimensionering av brandskydd, eng. fire safety engineering, där de specifika brandriskerna hanteras för det enskilda objektet. Till detta krävs också nya verktyg för att säkerställa kvalitén så
att vi verkligen når målet; ett brandsäkert samhälle.
SP Brandteknik har en viktig roll inom området fire safety engineering både genom utveckling av funktionsbaserade regler, avancerade beräkningar och modellering kopplat till verifierande experiment
samt oberoende tredjepartsgranskningar och ad-hoc provning för
bränder som avviker från standardsituationen. Med en bred erfarenhet för många varierande objektstyper och forskningsprojekt kan
vi erbjuda dessa tjänster för allt från byggnader, tunnlar och undermarksanläggningar, fartyg eller inom fordons- och transportområdet.
FOTO: MICHAEL STRÖMGREN
Funktionsbaserade regler
Inom flera områden är vi involverade i utvecklingen av nästa generation funktionsbaserade regler och standarder. Funktionsbaserade reg-
ler är kraftfulla och ändamålsmässiga system som möjliggör att man
fokuserar på målet med brandskyddet. Det är dock viktigt att systemet kompletteras med mätbara prestandanivåer och verifieringsmetoder. Ofta kan detta uppnås genom att ge både tumregler för de enkla
fallen samt ge avancerade dimensioneringsalternativ och metoder för
att hantera de komplexa fallen.
Oberoende tredjepartsgranskning
Kvalitet och att säkerställa att slutmålet nås är särskilt viktigt när fire
safety engineering tillämpas. Erfarenheter av funktionsbaserade system visar att kontroll och tillsyn behövs eftersom frihetsgraderna är
större och att eventuella brister kan orsaka stora konsekvenser. Til�lämpning av fire safety engineering används ofta för att skräddarsy
brandskyddet mot ett specifikt mål, t.ex. att uppfylla reglerna eller att
uppfylla ett särskilt syfte som ökat egendomsskydd. Det är då centralt att säkerställa att resultaten är valida och att osäkerheter har
hanterats på ett relevant sätt. Som en oberoende ackrediterad organisation kan SP Brandteknik erbjuda tredjepartgranskningar av brandteknisk dimensionering, brandskyddskoncept eller specifika brandskyddslösningar.
Modellvalidering och verifiering
Komplexa lösningar kräver särskild verifiering och på SP Brandteknik har vi hög kompetens inom beräkningar, CFD-modellering och
analys av bärförmåga vid brand, t.ex. beräkningar med finita-elementmetoden. Med våra stora försöksanläggningar och hög provningskompetens kan vi också utföra kompletterade test för att verifiera dimensionering eller för att validera modeller. Till exempel finns
det många situationer där modellerna inte är giltiga – ett kompletterande försök i liten eller stor skala kan då validera modellen för den
specifika dimensioneringssituationen.
Specialanpassad provning
När vi analyserar brandrisker utifrån nya perspektiv och med de senaste forskningsrönen så uppstår nya dimensioneringssituationer. Fire
safety engineering används för att analysera grundproblemen och för
att identifiera riskerna i en specifik situation. Därför kan brandklasser och prestandanivåer inom förenklad dimensionering behöva kompletteras. Med fire safety engineering kan den dimensionerande branden vara mindre påfrestande för brandcellen än vad standardbranden
är, eller så är scenarierna värre p.g.a. de nya riskerna som uppstår vid
alternativa lösningar. Med vår långa erfarenhet av forskning och avancerad experimentell provning kan SP Brandteknik erbjuda specialanpassade försök för att efterlikna den faktiska dimensionerande
brandsituationen.
Modern arkitektur och nya lösningar kräver avancerad brandteknisk
verifiering.
n
SAFETY FIRST.
P-mark SPCR 183 is a new standard for fire suppression systems in bus engine
compartments. A landmark for the safe escape. Now what’s your excuse?
www.sp.se/safebus
www.sp.se
31
Hinner alla ut vid brand i en
gasbuss?
MARIA HJOHLMAN
maria.hjohlman@sp.se
010-516 51 99
JONAS BRANDT
jonas.brandt@sp.se
010-516 56 50
FOTO: JARI ANTINLOUMA
Den 14 februari 2012 inträffade en omfattande bussbrand i två biogasbussar vid hållplats Ättekulla i Helsingborg. Brandförloppet var mycket hastigt och båda bussarna var övertända när räddningstjänsten anlände. Lyckligtvis skadades ingen
person vid olyckan, men brandförloppet var så pass hastigt att Statens Haverikommission såg behov av att utreda olyckan. SP Brandteknik ingick i gruppen som utförde utredningen.
Brandförsök med gasbuss.
Branden startade när en Volvo-buss med låg hastighet körde in i en
stillastående MAN-buss. Hastigheten vid kollisionen var låg men tillräcklig för att orsaka ett gasoch oljeläckage i motorrummet på den
påkörda bussen. Den brandtekniska undersökningen visade att gasläckaget antändes av gnistbildning från en skadad men spänningssatt
lampa.
Brandförsök på gasbussar
Vid olyckan fanns endast ett fåtal passagerare på den ena bussen.
Tillsammans med chaufförerna hann de ut i god tid, men det visade
sig att chauffören i den bakre bussen hade haft vissa problem med att
öppna dörrarna. Denna omständighet tillsammans med det slående
snabba brandförloppet gjorde att Haverikommissionen såg en anledning att titta närmare på utrymningsförhållandena. Som ett led i utredningen genomförde SP brandförsök med gasbussar hösten 2012
på Södra Älvsborgs Räddnigstjänstförbunds övningsfält Guttasjön.
Avsikten med brandförsöken var inte att skapa en exakt rekonstruktion av själva olyckstillfället. Huvudsyftet var att mäta temperaturer och gaskoncentrationer i passagerarutrymmet, alltså sådana
parametrar som kan försvåra eller förhindra en utrymning. Brandförsöken utfördes i en buss åt gången och efterliknade brandförloppet i
den påkörda bussen genom att låta branden starta i ett simulerat gasoch oljeläckage i bussens motorrum. Av säkerhetsskäl var bussens
gastankar på taket tomma.
Tidpunkten när en utrymning bör vara avklarad var alltså av intresse. Boverkets rekommendationer för godtagbara nivåer för utrymningssäkerhet vid brand i byggnader användes som riktvärden.
Vid olyckan var det motorrum där branden startade försett med ett
automatiskt släcksystem med vattendimma. Olycksutredningen visade att släcksystemet inte var komplett utan att ett av munstyckena
saknades. Eftersom många bussar idag är försedda med släcksystem i
motorrummet kördes brandförsök i två så gott som identiska bussar,
med såväl som utan släcksystem.
Utrymningsförsök med äldre passagerare
För att få en uppfattning om hur lång utrymningstiden kan vara för
en stadsbuss genomfördes, vid ett senare tillfälle, två utrymningsförsök på SP.
Utrymningsförsöken efterliknade dels ett fall då alla dörrar kan användas som utrymningsväg och dels ett där busschauffören inte får
upp dem eller flera är blockerade av exempelvis barnvagnar eller på
grund av branden. Under försöken deltog 74 passagerare i åldern 5993 år. Flera använde gånghjälpmedel, bland annat förekom två rul�latorer.
Det var uppenbart att chaufförens agerande är mycket viktigt vid
utrymningen och att utrymningstiderna till stor del beror på antalet
dörrar som är tillgängliga. Tiderna beror också i hög grad på antalet passagerare och rörligheten hos passagerarna. När utrymningen
skedde genom tre dörrar var utrymningen avslutad efter 1:25 (min:s)
medan då enbart framdörren var öppen pågick utrymningen till 2:46.
Tillgänglig tid för utrymning kan vara för kort
Försöken visade att en brand som orsakas av gas och oljeläckage i ett
bussmotorrum kan, från att ha varit en begränsad lokal brand, utvecklas snabbt och kritiska förhållanden för passagerare kan uppstå
hastigt. Hur hastigt beror naturligtvis på många faktorer, exempelvis huruvida motorn är igång eller inte, om bussen är i rörelse, material och ventilationsförhållanden i motorrummet och inte minst
konstruktionen hos skiljevägg mellan motorrummet och passagerarutrymmet.
I vårt exempel med en stadsbuss med avstängd motor, så uppnåddes höga halter av CO vid en av dörrarna redan efter 3:13 (min:s).
Utrymningen av passagerare pågick till 1:28 då alla dörrarna var tillgängliga som utrymningsväg. I detta fall måste alltså chauffören bli
uppmärksam på branden och fatta beslut om evakuering inom 1:45
från antändning. Då är det värt att notera att brandförloppet vid
olyckan var ännu snabbare än i försöken, att döma av de filmer och
fotografier som togs vid olyckan.
Vid själva olyckan upptäcktes branden snabbt i och med att det
började brinna i samband med kollisionen. Detta är långt ifrån alltid
fallet utan många bränder uppstår under färd och då kan det ta lång
tid innan branden upptäcks. Brandförsöket utan detektions- och
släcksystem visar att det är tveksamt om en chaufför hade uppmärksammat röken de första 2 minuterna. Därför kan ett väl fungerande
detektionssystem med larm till chauffören vara avgörande för en säker utrymning.
Gastankarna påverkade inte förhållandet för utrymning
Under försöket mättes temperaturen vid gastankarnas säkerhetsventiler. Det visade sig att de skulle löst ut först efter 10 minuter och 43
sekunder. Vid den tidpunkten har sedan flera minuter kritiska nivåer
vad gäller temperaturer och gaskoncentrationer överskridits. Gastankarna utgjorde alltså ingen risk för förhållandet inne i bussen under
den tid som utrymningen måste avklaras.
Däremot kan ökningen i brandeffekt och strålningsnivåer, som tillskottet av den utsläppta gasen ger, påverka förhållanden för evakuering av personer och för räddningstjänstens arbete i området omkring
bussen. Detta gäller i synnerhet om bussen befinner sig nära byggnader eller under ett tak, exempelvis i en bussterminal under tak.
Detektions- och släcksystem gör skillnad men måste
vara rätt dimensionerade
Vid försöket hade släcksystemet ingen synbar effekt på flammorna vid aktiveringstidpunkten. Anledningen var vattendimmunstyckenas placering. Vid denna installation var två dysor placerade i närheten av gasläckaget, men lågt placerade och riktade
framåt i motorrummet. Hade dessa varit placerade vid motorrumstaket och riktade nedåt är det inte omöjligt att branden hade
kunnat släckas. Det är alltså viktigt att säkerställa att de områden av motorrummet där brand kan uppstå täcks in av dysornas
träffbild.
Trots att släcksystemet inte släckte branden vid försöket hade
det en god dämpande effekt på brandutvecklingen. Kritiska förhållanden i passagerarutrymmet fördröjdes därmed ca 10 minuter
jämfört med försöket utan släcksystem, 10 minuter som kan vara
avgörande vid en utrymning. Även om en del av tidsskillnaden
kan bero på små variationer i försöken, såsom vindförhållande
mm, så är skillnaden signifikant. Den stora mängden släckmedel
(13 liter släckvätska) vätte motorrummet och därmed fördröjdes
brandspridningen.
Detektionsslangens placering är avgörande för hur snabbt branden detekteras. Då detektionsslangen var placerad så den omslöts
av flammorna detekterades branden efter 9 sekunder, men placerad längre från branden skedde detektion inte förrän efter 3 minuter. Försöken visar på vikten av att göra en noggrann riskanalys
och att tillämpa en kvalificerad dimensioneringsteknik vid installationen av detektions- och släcksystem i motorrum på bussar.
Utredningen presenteras i en slutrapport från Haverikommissionen som kan laddas ner från deras hemsida. Rapporten avslutas med fyra rekommendationer från Haverikommissionen till berörda myndigheter. Rekommendationerna återfinns i faktarutan
nedan.
SVENSKA HAVERIKOMMISSIONENS
REKOMMENDATIONER:
Myndigheten för samhällsskydd och beredskap
rekommenderas att vidta de åtgärder som behövs
för att:
Det inom räddningstjänsten utvecklas rutiner m.m. som säkerställer att personal utbildas i och får tillgång till material för effektiva insatser vid bränder i bussar i allmänhet och i bussar
med biogas i synnerhet (RO 2013:01 R1).
FOTO: JARI ANTINLOUMA
Transportstyrelsen rekommenderas att vidta de
åtgärder som behövs för att:
Ett regelverk med bestämmelser om och krav på fasta släcksystem för motorrum i bussar kommer till stånd (RO 2013:01
R2).
Föra in bestämmelser om kontroll av släcksystems funktion i samband med den ordinarie fordonsbesiktningen (RO
2013:01 R3).
Yrkesförarutbildningen för bussförare utökas och anpassas med övningar inom brandsäkerhet och utrymning (RO
2013:01 R4).
Ur Svenska Haverikommissionens slutrapport RO 2013:01)
Utrymningsförsök med en stadsbuss. Flera resenärer tog tacksamt
emot hjälp av medpassagerarna.
n
33
Byggevarer i plast og brannsikkerhet
NINA REITAN
ninakristine.reitan@sintef.no
+47 73 59 10 85
Konklusjoner fra forprosjektet
Vi opplevde at det er forskjellige holdninger til brannsikkerhet ved
bruk av byggevarer i plast, og ulik grad av kunnskap om temaet
blant ulike aktører. Hvis forståelsen for det europeiske systemet for
dokumentasjon av byggevarer og kravene til dokumentasjon i byggeregler er for dårlig, kan dette medføre mangelfull eller feil dokumentasjon i byggeprosjekter.
Manglende kunnskap om produktene kan også være en årsak til
skepsisen mot slike produkter. Plastprodukter omtales ofte svært generelt, men er ikke en ensartet gruppe materialer. Samme type plastmateriale kan ha svært varierende brannegenskaper, avhengig av utforming, densitet og tilsetningsstoffer. Derfor er det ikke mulig å gi en
generell konklusjon angående brannsikkerheten ved bruk av byggevarer i plast.
Dagens norske byggeregler er i prinsippet materialnøytrale, og
det er brannegenskapene som skal være avgjørende for hvordan og
hvor produktene kan anvendes. Imidlertid skaper skillet i regelverket
mellom brennbar og ubrennbar isolasjon problemer for enkelte anvendelser av plastisolasjon, som ved isolasjon av tak, og ved fasadesystemer med plastisolasjon.
Hovedfokus i videre arbeid
I enkelte branner har man observert at sandwich-paneler med brennbart kjernemateriale har bidratt til brannforløpet ved at brannen har
spredt seg i hulrom bak kledningen. Ved branner der sandwich-paneler har vært involvert, er imidlertid kledningen enten skadet eller kjernematerialet eksponert på grunn av byggearbeider. Vi ønsker å studere om skader på kledningen har betydelig effekt på de branntekniske
egenskapene til slike paneler.
Brann i låvebygning.
Brann i gartneri i Lier, Norge i 2011. Bygningene besto av store mengder
plastmaterialer.
Driftsbygninger i landbruket er bygningstyper vi ønsker å undersøke spesielt. Dette omfatter blant annet bygninger for husdyrbruk og
gartnerier. I Norge er elektriske installasjoner og apparater en hyppig årsak til brann i landbruket. Dette, i kombinasjon med at bruken
av plastmaterialer i driftsbygninger ser ut til å øke, gjør at vi ønsker
å kartlegge omfanget av byggevarer i plast i landbruket, samt om anvendelsen er i tråd med byggereglene.
Det bør videre arbeides for å øke kunnskapen om byggevarer i
plast og brannsikker anvendelse av slike produkter blant de ulike aktørene i bransjen.
Interessert i prosjektet?
Ta gjerne kontakt med oss hvis du er interessert i temaet.
Kontakt: NinaKristine.Reitan@sintef.no
n
FOTO: THOR KR. ADOLFSEN, NORSK BRANNVERNFORENING
Prosjektet ”Plast i bygg”
Sintef NBL jobber med et prosjekt som omhandler brannsikkerhet
ved bruk av byggevarer i plast. Prosjektet vil pågå ut 2013 og er en
videreføring av et forprosjekt fra 2012. Oppdragsgivere er DSB (Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap) og DiBK (Direktoratet for byggkvalitet).
I forprosjektet studerte vi bruk av byggevarer i plast i forhold til
branntekniske ytelser angitt i de norske byggereglene (TEK 10 med
veiledning). Rapporten fra forprosjektet beskriver utviklingen av det
byggtekniske regelverket og forskningsaktiviteter innenfor plast og
brann i Norge og Norden, og gir en oversikt over aktuelle plastmaterialer og deres branntekniske egenskaper. Vi innhentet også informasjon om hvilke erfaringer ulike aktører (forsikringsselskaper, brannvesen, politi, prosjekterende og leverandører av plastprodukter) har
med temaet.
Rapporten fra forprosjektet kan lastes ned her: http://nbl.sintef.no/
publication/lists/docs/NBL_A12138.pdf
FOTO: THOR KR. ADOLFSEN, NORSK BRANNVERNFORENING
Plast er i dag utbredt som bygningsmateriale, og nye produkter og anvendelser blir stadig utviklet og markedsført. Samtidig er det en skepsis til bruken av plast i enkelte bygg- og brannfaglige miljøer. Noe av skepsisen kan skyldes manglende
kunnskap eller manglende tilgjengelig informasjon, og noe kan skyldes enkelte dårlige erfaringer med brann i plastmaterialer. Det finnes også eksempler på at plastmaterialer brukes feil i forhold til hvordan de branntekniske egenskapene
er dokumentert. SINTEF NBL ønsker å bidra til å skape et grunnlag for at byggevarer i plast kan brukes på en brannsikker
måte.
MAIN THEME: .
HOTTER THAN FIRE
What heat loads and structural responses are obtained in a real fire scenario and in a jet fire test? TRONDHEIM, 24 – 26 SEPT 2013
3rd EDUCATIONAL COURSE ON OIL AND GAS FIRE
Frontline knowledge on experience and calculation tools
24 – 26 September, Trondheim, Norway Time and location The course will be held at Rica Nidelven Hotel in Trondheim, 24 ‐ 26 Sept 2013. Hotel web page: http://ricanidelven.no Hotel location: see map Dinner We have the pleasure of inviting you to a dinner on Wednesday evening, 25 Sept (the second day of the course). Participation fee For participant 1 and 2 from same company: Full three days, incl. dinner: .......... NOK 18.000 Days 2 and 3 only, incl. dinner: ..... NOK 15.000 Discounts Early registration discount; registration before 3 June: ........... NOK 1.000 Group discount; participation fee for participant 3 and on from the same company: Full three days, incl. dinner: .......... NOK 13.000 Days 2 and 3 only, incl. dinner: .... NOK 11.000 Registration Last date for registration is 23 Aug. Deposit charged at registration: ..... NOK 4.000 Invoice for the remaining amount will be sent by e‐mail in August. Cancellation Fee for cancellation after 23 Aug: .. NOK 4.000 Cancellation after 6 Sept will be charged in full. Hotel booking For accomodation at Rica Nidelven Hotel, e‐mail: rica.nidelven.hotel@rica.no within 23 Aug. Refer to booking code "sintef240913". Single room per person, incl. breakfast: ................................ NOK 1.150 Double room per room, incl. breakfast: ................................ NOK 1.405 Contact If you have any questions, please contact Nina Reitan by phone (+47) 73 59 10 85 or e‐mail: ninakristine.reitan@sintef.no. Welcome to the annual EDUCATIONAL COURSE ON OIL AND GAS FIRE in Trondheim. This year's main theme "Hotter than fire" will focus on how different fires can generate very different heat loads, and the consequences for structural responses in real fires and in jet fire testing. The topic is highly relevant with respect to fire safety on‐ and offshore, dimensional accidental loads, and the use of passive fire protection. The course includes a demonstration of a large‐scale fire test at SINTEF NBLs test site. REGISTER NOW ONLINE: www.deltager.no/FireCourse2013 Choose to participate all three days or only Day 2 and 3, dependent on your skills. Lectures will be given by representatives from SINTEF NBL (the Norwegian Fire Research Laboratory), ComputIT, Scandpower, and invited speakers from the oil industry. Program DAY 1 – Basic theory Day 1 gives you the basic knowledge to follow Day 2 and 3 of the course. You will be introduced to fire theory and analysis, including combustion theory, smoke production, response to fire, and calculation of heat loads and structural response. Program DAY 2 and 3 – Advanced "Hotter than fire" is the theme of Day 2 and 3. You will be introduced to advanced approaches to calculate heat loads from fires and structural response. The concept of quantitative risk analysis, fire modeling with special focus on the CFD tool "Kameleon FireEx KFX®", and fire testing related to the main theme will be discussed. brandposten #48 2013
35
Brandskyddat trä – Bruksklasser,
kontrollsystem och dokumenterade produkter
BIRGIT ÖSTMAN
birgit.ostman@sp.se
010-516 62 24
LAZAROS TSANTARIDIS
lazaros.tsantaridis@sp.se
010-516 62 21
Brandskyddande behandling kan förbättra träprodukters brandegenskaper och de kan uppfylla ytskiktsklass B, som är
den högsta möjliga brandklassen för brännbara byggprodukter. Synligt trä kan därmed användas i större utsträckning i
byggnader, både som ytskikt på innerväggar och innertak och som ytterbeklädnad, t ex i fasader. Men brandegenskapernas långtidsbeständighet måste verifieras, särskilt vid utomhusanvändning. Dessutom behövs kontrollsystem för att säkerställa den praktiska användningen på byggarbetsplatser.
Brandskyddat trä
Träs brännbarhet kan påverkas på kemisk väg med s.k. brandskyddsmedel. Dessa påverkar egenskaper som antändningstid, flamspridning samt värme- och rökutveckling. Brandskyddsmedel har betydelse främst för det tidiga brandförloppet, dvs för tiden fram till
övertändning av t.ex. ett rum. Tiden till övertändning kan förlängas och i vissa fall kan övertändning helt förhindras. För den fullt utvecklade branden har brandskyddsmedel mindre betydelse. Trä kan
inte göras obrännbart. Vid en tillräckligt kraftig brand brinner även
brandskyddat trä.
Det är relativt lätt att uppnå hög brandklass för trämaterial med
brandskyddsmedel. Svårigheten är att samtidigt bibehålla träets övriga goda egenskaper. Det behövs generellt sett stora tillsatsmängder
för att uppnå tillräckligt brandskydd, vilket bidrar till att övriga egenskaper kan påverkas. Viktigast är långtidsbeständigheten.
Brandegenskapernas långtidsbeständighet
Det finns två fall som påverkar långtidsbeständigheten:
• Risk för hög fuktkvot och utfällning av brandskyddskemikalier på
produktytan, även vid inomhusbruk.
• Risk för försämrade brandegenskaper på grund av att brandskyddskemikalier lakas ur. Denna risk är störst vid utomhusanvändning och utgör den största utmaningen för att utveckla nya
brandskyddade träprodukter för utomhusbruk.
En ny europeisk teknisk specifikation CEN/TS 15912, med bruksklasser för brandegenskapernas beständighet (DRF) har utvecklats
för att ge potentiella användare vägledning för att hitta lämpliga
brandskyddade träprodukter och uppmuntra tillverkare att leverera
konkurrenskraftiga produkter, se tabell 1.
Brandskyddade träprodukter med dokumenterade egenskaper
Det finns många olika typer av brandskyddat trä på marknaden.
Egenskaperna kan variera starkt mellan olika fabrikat. De kan grovt
indelas i två kategorier:
• Industriellt tillverkade produkter, som kan vara impregnerade eller ytbehandlade
• Produkter som appliceras genom ytbehandling på byggarbetsplatser.
Fyra typer av förbättrat brandskydd kan uppnås för träprodukter:
• Högre ytskiktsklass, t ex klass B-s1,d0.
• Beklädnad med brandteknisk klass K210/B-s1,d0 .
• Flervåningsfasader efter provning enligt SP Fire 105.
• Ökat brandmotstånd, t ex REI 30 (främst genom ytbehandling
med svällande färger).
Brandskyddade träprodukter med dokumenterade egenskaper presenteras på hemsidan www.brandskyddattra.info som uppdateras regelbundet. Där presenteras träprodukter med både brand- och bruksklass, se tabell 2. Våren 2013 finns endast tre produkter registrerade,
varav en med fullständig dokumentation.
För utomhusanvändning (Bruksklass EXT) behövs normalt skyddande målning, som fungerar tillsammans med den brandskyddsbehandlade träprodukten. För att produkter ska kunna redovisas på
hemsidan krävs provningsdokumentation för
• Brandklass (enligt EN, IMO och/eller SP Fire 105)
• Bruksklass (enligt CEN/TS 15912 eller NT Fire 054), som inkluderar provning av
• Fukttålighet
• Utomhusbeständighet
Tabell 1 Industriellt tillverkade produkter enligt www.brandskyddattra.info. Exempel med en fiktiv produkt xx.
Klassificering
Certifiering
Brandskyddade träprodukter
Kontakt Mer
info
Brandklass
t ex
europeisk
Bruksklass
t ex
CEN/TS
15912
T ex CEmärkning
Produkttjocklek
mm
Produktnamn
Brandskydd
genom
impregnering /
ytbehandling *
Målningssystem (för
utomhusbruk)
Tillverkare
Leverantör
B-s1,d0
DRF INT
CE
min 12
mm
xx
Impregnering
Se pdf
pdf med
fullständig info
* Mängden aktiv substans är viktig i båda fallen.
Därutöver är information om CE-märkning, miljö, användning m.m.
önskvärd, se tabell 2.
Kontrollsystem för praktisk användning i byggnader
Kontrollsystemen för dessa produkter definieras i produktstandarder
i de fall CE-märkning är möjlig, alternativt i tillhörande handlingar
för typgodkännande, t.ex. från Sitac, men ofta saknas sådana system.
Branschföreningen NBT Nordiskt Brandskyddat Trä har därför utvecklat kontrollsystem för brandskyddade träprodukters brandegenskaper. NBT föreslår att:
• Industriellt tillverkade produkter ska ha ett kontrollsystem som visar att den använda produkten överensstämmer med den uppnådda brandklassen. Lämpligt kontrollsystem är CE-märkning, där
brandskyddsbehandlade produkter ska uppfylla de högsta kraven
på överensstämmelse, som inkluderar övervakad tillverkningskontroll.
• Brandskydd som appliceras genom ytbehandling på byggarbetsplats ska uppfylla samma krav som industriellt tillverkade produkter. Men kontrollsystemen blir annorlunda och underlaget för ytbehandlingen är mycket viktigt. Brandskydd genom ytbehandling
används för närvarande främst inomhus. Kontrollsystemet ska säkerställa att rätt mängd brandskyddsbehandling påförts så att avsedd brandklass uppnås.
Princip att mäta skikttjocklek hos brandskyddsfärg som applicerats på
byggarbetsplats.
NBT föreslår följande kontroller:
• Brandskyddsfärger (filmbildande). Kontroll och mätning utförs på
plats, brandskyddsfärgens tjocklek bestäms genom att borra ett litet hål i färgskiktet.
Tabell 2 Bruksklasser för långtidsbeständighet hos brandskyddat trä enligt CEN/TS 15912 (mer detaljer i standarden).
DRF klass
Brandkrav
Funktionskrav för olika slutanvändning av brandskyddat trä
Avsedd
användning
Brandklass, initiellt
Fuktegenskaper b)
Brandklass efter väderexponering
ST
Kort tid
Relevant brandklass
-
-
INT 1
Inomhus, torrt
- Fuktkvot < 20 %
- Minimalt synligt salt och
ingen ökning på ytan
- Ingen vätskebildning
-
- Fuktkvot < 28 %
- Minimalt synligt salt och
ingen ökning på ytan
- Ingen vätskebildning
-
-”-
INT 2
Inomhus, fuktigt
-”-
EXT
Utomhus
-”-
a)
b)
c)
d) e) f)
-”-
a)
Bibehållen brandklass c, d, e, f) efter:
- Accelererad åldring
- Naturlig åldring
- Annan dokumenterad åldringsmetod
Ska uppfyllas av material producerat enligt samma tillverkningsprocess och med samma retention som för uppnådd brandklass.
För INT 1 vid (70 ± 5) % RH och (25 ± 2) °C och för INT 2 vid ( 90 ± 5) % RH och (27 ± 2) °C.
Kriterier för brandegenskaper efter väderexponering, enligt provning i konkalorimetern ISO 5660:
Produkter med brandklass B: (Rate of Heat Release) RHR30s ave ≤ 150 kW/m2 under 600 s provning och (Total Heat Release)
THR600s ≤ 20 % ökning jämfört med provning före väderexponering.
Produkter med brandklass C: (Rate of Heat Release) RHR30s ave ≤ 220 kW/m2 under 600 s provning och (Total Heat Release)
THR600s ≤ 20 % ökning jämfört med provning före väderexponering.
DRF klass EXT är giltig endast för den typ av ytbehandling som provats.
37
FOTON: SP TRÄ
Provning av väderbeständighet för Bruksklass EXT. t.v. Accelererad åldring; t. h. Naturlig utomhusexponering
• Brandskyddsvätskor (icke-filmbildande). Kontrollen utförs genom
provtagning på plats med efterföljande provning i laboratorium.
Två alternativa metoder kan användas:
• Brandprovning i liten skala, t.ex. enligt ISO 5660 (konkalorimetern).
• Mätning av aktiv substans. Prov av ett ytskikt analyseras kemiskt med avseende på aktiva substanser för brandskydd och
förutsätter att producenten anger mängd aktiv substans för
att uppnå angiven brandklass.
Lämpligt kontrollsystem är t.ex. enligt ETAG 028, som väntas publiceras i juni 2013. För brandmotstånd kan t.ex. ETAG 018-2 tillämpas på byggelement av trä.
Ny vägledning för brandprovning av träprodukters ytegenskaper
Träprodukter har förutsägbara och välkända brandegenskaper och
produkter som är tjockare än ca 10 mm uppfyller normalt klass D,
men densitet, skarvar, underlag, luftspalt bakom träprodukten och ytprofiler kan påverka klassificeringen. Klassificeringen som grupp enligt CWFT (Classification Without Further Testing) kan inte tillämpas
för brandskyddade träprodukter.
En europeisk vägledning har utarbetats för hur brandskyddade
träprodukter kan grupperas och provas på ett strategiskt sätt för att
inkludera så många produkter, t ex träslag, som möjligt. Vägledningen har publicerats i form av ett ”position paper” av de institut som
är notifierade till EU-kommissionen för byggproduktdirektivet. En
huvudprincip är att en produkt provas fullständigt, övriga varianter, t.ex. träslag, provas genom enkelprov. Om dessa överensstämmer
kan fler träslag inkluderas i klassificeringen. I annat fall krävs fullständig brandprovning.
Föreningen Nordiskt Brandskyddat Trä
Den ideella föreningen NBT – Nordiskt Brandskyddat Trä bildades i
mars 2011. Den ersätter intressentföreningen Brandskyddat trä som
var verksam 2008 - 2010. NBTs ändamål är bl.a. att
• Sprida information och kunskap om brandskyddat trä till marknadens aktörer och allmänheten i de nordiska länderna.
• Verka för harmonisering av användning och information om
brandskyddat trä i de nordiska länderna.
• Tillhandahålla en neutral plattform för informations- och kunskapsutbyte.
• Verka för att produkter, processer, leverantörer och användning av
brandskyddat trä kvalitetssäkras.
Föreningens medlemmar är producenter, leverantörer och återförsäljare samt användare (arkitekter, byggare, brandkonsulter m.fl.).
Medlemskap kan erhållas av fysisk och juridisk person som stödjer
föreningens ändamål och etiska regler. Föreningens sekretariat upprätthålls av SP Trä.
Föreningen ansvarar för hemsidan www.brandskyddattra.info. Där
finns information om brandskyddat trä, egenskaper, användningsområden, byggnadstekniska brandkrav samt godkända produkter på
marknaden.
Syftet är att öka kunskapen om brandskyddat trä så att bl.a. arkitekter och konstruktörer kan hitta och välja produkter som uppfyller
önskade krav.
Föreningen ansvarar också för att utveckla nya kvalitetssystem
med både brandklasser och nya bruksklasser för brandskyddets beständighet, särskilt vid användning utomhus samt för kontrollsystem
på byggarbetsplatser.
Mer att läsa
1. www.brandskyddattra.info. Information om brandskyddade
träprodukter från den ideella föreningen NBT Nordiskt Brandskyddat Trä, bl a produkter med dokumenterade egenskaper.
2. Ove Säberg: Coating drill – en generell metod för skikttjockleksmätning. Ytforum nr 5, 2001.
3. CEN/TS 15912. Durability of reaction to fire performance Classes of fire-retardant treated wood-based products in interior
and exterior end use applications. Europeisk teknisk specification, 2012. Kan beställas på www.sis.se.
4. Position paper. NB-CPD/12/530. Reaction to fire testing and
classification of untreated and fire retardant treated wood products. Group of Notified Bodies for the Construction Products
Directive, 2012. Finns på http://ec.europa.eu/enterprise/newapproach/nando/index.cfm?fuseaction=cpd.positionpapers. Dokumentet finns även på www.brandskyddattra.info.
5. ETAG 028. Fire retardant products. European Technical Approval Guideline., 2013. www.eota.be
6. ETAG 018-2. Fire protective products Part 2: Reactive coatings
for fire protection of steel elements. www.eota.be
7. Brandsäkra trähus 3 – Nordisk-baltisk kunskapsöversikt och
vägledning. SP Rapport 2012:18. Kan beställas på www.sp.se/
BST3.
8. Brandskyddat trä _ Bruksklasser, kontrollsystem och dokumenterade produkter. SP Kontenta. SP Info 2012:62.
n
Vanntåke i store maskinrom
RAGNAR WIGHUS
ragnar.wighus@sintef.no
+47 73 59 10 73
FOTO: KRISTIAN HOX, SINTEF NBL
Vanntåke har fått sterkt innpass til beskyttelse av maskinrom på passasjerskip, og har nesten totalt overtatt som brannbekjempelsesanlegg etter at IMO har standardisert slike anlegg. Vanntåkeanlegg dokumenteres ved fullskala brannforsøk
med de aktuelle produsentenes anlegg. I praksis viser det seg at ved takhøyde over ca 10 m er det behov for flere nivå med
vanntåkedyser for å bekjempe brann i lavt nivå. IMO-standarden som fastsetter branntestene krever at alle dysene plasseres ved taknivå, og gir ingen åpning for å ekstrapolere resultater fra brannforsøkene til større takhøyde.
Antennelse av poolbrann ved testing av vanntåkesystem i henhold til IMO 1165.
Vanlige handelsskip har store maskinrom med takhøyde over 10 m.
Derfor er det fremdeles vanlig å installere CO2-anlegg i maskinrom
på vanlige handelsskip, siden ingen alternative brannbekjempelsesanlegg er godkjent for slike rom. Hittil har flere vanntåkeprodusenter
dokumentert at det er mulig å bekjempe branner i maskinrom med
høyde opp til ca 10 m, og med volum over 3 000 m3. Et forskningsprosjekt initiert av IWMA (International Water Mist Association),
førte til at IMO endret regelverket. Dermed er skalering opp til dobbelt volum av det som er testet er akseptabelt, men det ble ikke gitt
mulighet for en økning av takhøyden.
Dersom det blir vist gjennom tester at vanntåkesystemer har tilstrekkelig evne til å bekjempe branner i større maskinrom, kan slike
anlegg utfordre og erstatte CO2-anlegg. I praksis vil dette føre til at
brannbekjempelse kan starte umiddelbart etter deteksjon av branntilløp. I dag forsinkes dette med ca 10-15 minutter, fordi en ikke
kan løse ut gassanlegget på grunn av fare for livet til de som oppholder seg i maskinrommet. En må vente med utløsning av CO2-anlegg til maskinrommet er evakuert, og all lufttilførsel er stanset og
luker er lukket. Hvert minutt en brann pågår i et maskinrom økes
skadene på utstyr og kabler, noen har antydet at skadene øker med
100 000 NOK per minutt.
Vanntåkeanlegg kan utløses med en gang branntilløp detekteres, og
vil raskt kjøle ned maskinrommet etter utløsning. De fleste branner
vil slokkes i løpet av 10-15 minutter. I tillegg har vanntåkesystemer
vist seg å være populære blant maskinister og mannskap, fordi de i
tillegg til å kunne benyttes uten helsefare, er lette å teste regelmessig.
Vanntåkeanleggene på passasjerskip testes gjerne hver uke, og benyttes også til rengjøring av maskinrommet samtidig. Kostnadene ved etterfylling av vannreservoar er bagatellmessige, i motsetning til erstatning av CO2-flasker ved utløsning.
SINTEF NBL arbeider for tiden med å sette i gang prosjekter som
kan bane vei for bruk av vannntåkeanlegg i store maskinrom, og vi
har muligheter til å utnytte den store forsøkshallen vår til dette. Forsøkshallen er over 20 m høy, og har et samlet volum på ca
14 000 m3.
n
39
Framtidens skärgårdsfärjor är här
FRANZ EVEGREN
franz.evegren@sp.se
010-516 50 88
SP Brandteknik har i ett svenskt-danskt konsortium arbetat fram en detaljerad lösning för att kunna bygga miljövänliga
och brandsäkra skärgårdsfärjor i fiberarmerad plastkomposit.
Efterfrågan från myndigheter, samhället och kunder av hållbara lösningar blir allt större. Fartyg är kanske det mest miljövänliga transportmedlet men det finns fortfarande mycket som kan göras inom
fartygsindustrin för att minimera påverkan på miljön. En lättviktskonstruktion kan ge stora ekologiska och ekonomiska vinster då
fartygsvikten är starkt kopplad till bränsleförbrukningen. SP Brandteknik har forskat mycket på området och har bland annat visat att
användning av fiberarmerad plastkomposit kan ge minskad strukturell vikt med upp till 60 %, vilket leder till ungefär samma minskning
i bränsleförbrukning.
Ett problem när det gäller användandet av komposit på fartyg är
att brännbara material i konstruktionen i allmänhet inte är tillåtet enligt brandföreskrifter. Vad som vanligen förekommer är dock en öppning för alternativa brandskyddslösningar. I olika regelverk refereras
då till att följa den regel för alternativa brandskyddslösningar som
finns i regelverket för handelsfartyg i internationell fart, Regel 17 i
SOLAS. Här uttrycks en likvärdighetsprincip som säger att alternativa designlösningar godtas om de ger en grad av säkerhet som inte
är mindre än den som uppnås med de föreskrivna detaljkraven (motsvarande ”analytisk dimensionering” i svenska regler för byggnader).
Metoden har lyckosamt demonstrerats i projektet ”Eko-Ö-färja” rörande en passagerarfärja för skärgårdstrafik där fiberarmerad plastkomposit använts i design av hela fartygskonstruktionen.
Eko-Ö-färja
Det var efter ett kick off-möte för EU-projektet MARKIS 2010 med
rubriken ”Light Weight Marine Structures” som en industrigrupp
med verksamhet på norra Jylland började diskutera med SP Brandteknik om deplacerande (långsamtgående) skärgårdsfärjor med minskad miljöpåverkan. Detta ledde till ett svenskt-danskt konsortium
med målet att öppna upp för byggande av denna typ av lättviktsfärja
i de svenska och danska regionerna.
Projektet fick namnet ”Øko-Ø-færge” och en projektgrupp bildades bestående av representanter från universitet, varv, forskningsinstitut och konsultbyråer inom skeppsdesign och livscykelanalyser.
En projektplan utarbetades och ett tillämpningsobjekt designades
med samma kapacitet som en representativ skärgårdsfärja vald i den
danska skärgården (10 knop, 200 passagerare och 6 bilar). För EkoÖ-färjan kunde totalvikten minskas till en tredjedel tack vare användandet av komposit och de följdeffekter en minskad strukturvikt får
på övriga delar, t.ex. motor. Livscykelanalyser visade på motsvarande minskning i miljöpåverkan och på en återbetalningstid på 5 år vid
8 timmars drift/dygn. En väsentlig del av projektet innebar att även
göra en fullständig brandskyddsbedömning av Eko-Ö-färjan enligt
Regel 17 i SOLAS, vilken utfördes av SP Brandteknik. Syftet var att
ta Eko-Ö-färjan byggd i kompositmaterial genom alla regelverk och
över eventuella barriärer för att få ett principiellt godkännande från
myndigheter.
FOTO: NIELS KYHN HJØRNET
Eko-Ö-färjan, ett deplacerande passagerarfartyg designat för att ersätta en representativ skärgårdsfärja.
Framtidens skärgårdsfärjor
Den fullständiga rapporten, som inkluderar den kvantitativa analysen, sammanställs för tillfället och kommer i dagarna att skickas in
för granskning till de svenska och danska myndigheterna. Sammandrag av de godkända preliminära och fullständiga rapporterna kommer därefter att publiceras på projektets hemsida, www.eco-island.
dk.
Genom brandriskbedömningen visas både på möjligheterna till att
nå godkännande av en färja gjord i komposit och exempel på hur
detta kan uppnås genom olika utformningar av brandskyddet. I Dan-
FOTO: GLENN APPEL
Bedömning av brandskydd
En regel 17-bedömning kan beskrivas som en deterministisk riskbedömning bestående av två delar, en kvalitativ preliminär analys och
en kvantitativ analys. I den första delen definieras omfattningen av
den alternativa lösningen och avvikelserna mot detaljkrav. Brandfaror identifieras och utifrån dessa utvecklas brandscenarier och alternativa skyddslösningar. Detta dokumenterades för Eko-Ö-färjan i en
preliminär analysrapport som visade att de viktigaste områdena att
hantera vid användning av komposit är potential för brandtillväxt,
produktion av giftig rök, ökad brandbelastning samt förlust av bärförmåga vid brand. Detta gäller i synnerhet utvändiga ytor, vars
brandegenskaper inte hanteras i nuvarande regelverk då ytorna förutsätts vara obrännbara. Den preliminära analysrapporten skickades
hösten 2012 in för principiellt godkännande till de svenska och danska myndigheterna.
Med godkännande från Danmark (och avvaktande positivt svar
från Sverige) påbörjades den kvantitativa analysen. I metoden som
föreskrivs skall beräkning av risk baserad på de utvecklade brandscenarierna visa om den alternativa utformningen av brandskyddet presterar bättre än en normativ lösning. Påverkan på flertalet aspekter av
brandskyddet föranledde dock en mer sofistikerad analys än vad som
normalt krävs, en så kallad probabilistisk riskanalys, där hela fördelningen av scenarier inkluderas. Brandrisken kunde kvantifieras tack
vare den stora erfarenhet SP Brandteknik innehar från brandförsök
med kompositer och olika skyddsåtgärder i stor och liten skala. Detta
kombinerades med bland annat brand- och utrymningssimuleringar.
Ett 20-tal alternativa utformningar av brandskyddet kvantifierades
och presenterades i så kallade F-N-diagram. Efter att MonteCarlo simuleringar genomförts och analyser gjorts avseende osäkerheter och
känsliga parametrar kunde tillräckligt säkra utformningar av brandskyddet identifieras.
Fullskaliga brandspridningsförsök för utvändiga kompositytor, baserat
på SP FIRE 105 (utfört i EU-projektet BESST, finansierat inom FP7).
mark har detta lett till att nya och betydligt mer miljövänliga färjor i
kompositmaterial nu projekteras i kommunerna Thy och Morsø. Så
att framtidens skärgårdsfärjor är här är kanske inte riktigt sant. Men
de finns i Danmark och förhoppningsvis får vi snart se liknande resultat av projektet även i Sverige!
n
Call for papers
Fires In Vehicles - FIVE 2014
1 - 2 October 2014 in Berlin, Germany
Authors are invited to submit a manuscript for presentation at FIVE 2014. Manuscripts and posters will be reviewed on the basis of an
extended abstract of not more than 2 pages. Acceptance for presentation and publication will be based on scientific quality and significance. The manuscripts accepted for presentation at the symposium will be published as Proceedings of the Symposium. Manuscript abstracts should be submitted to the Secretariat by email (five@sp.se) by 1st December 2013. The language of the symposium is English.
For more information www.firesinvehicles.com.
41
Gästskribent SGS Fimko
SGS Fimko valde SP Sveriges Tekniska
Forskningsinstitut som samarbetspartner inom kabelområdet
HARRI TUURI
harri.tuuri@sgs.com
+358 40 350 64 34
SIXTEN LÖKFORS
sixten.lokfors@sgs.com
+358 9 696 3289
SGS Fimko grundlades redan år 1928 och då för att trygga säkerheten av importerade och i Finland tillverkade el-produkter. Från den tiden har verksamheten globaliserats. I dagens läge utger SGS Fimko certifikat och samtidigt rätten att använda FI-märket årligen för över 2000 produkter. Dessa produkter är tillverkade för marknaden runtom i världen, speciellt
för konsumenter i Finland och i övriga Europa.
FOTO: SGS FIMKO
FOTO: SGS FIMKO
Kabeltestning
Kablar utgör en märkbar del då det gäller en trygg och säker
användnig av el-produkter. Här uppe i Norden utsätts i synnerhet kablar
för utebruk för hårda omständigheter såsom fukt och kyla samt även
UV-strålning. Allt detta ställer stora krav på kablarnas mantel och
även på isoleringen.
Därför testar SGS Fimko t.ex. installationskablar gentemot dessa
miljöförhållanden i enlighet med nationella bestämmelser, bland annat i mera krävande kyla än vad som gäller för sydligare Europa.
EG:s byggproduktdirektiv (89/106/EEG) kommer troligen att utöka mängden av brännbarhetstester inom kabeltestningen. De gemensamma brandklasserna inom Europa kommer att klargöra situationen vid val av kablar för olika utrymmen. T.ex. halogenfrihet
och obetydlig rökbildning kommer mer och mer att bli krav inom
kabel-standarderna.
För att säkerställa provningskvaliteten inom kabelprodukterna,
kan vi vid vissa provningar anlita en underleverantör. Här förutsätter
vi att dessa laboratorier är antingen ackrediterade eller att de på annat sätt kan bekräfta tillämpning av standarden ISO 17025. Därför
var det lätt att välja SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut/Brandteknik som samarbetspartner, på grund av deras ackreditering och breda kännedom av provningsstandarder inom kabelområdet samt långa erfarenhet.
Zwick apparat för draghållfasthet och töjning.
SGS Fimko beviljar även HAR-märket för kabeltillverkare i Finland, vid vars certifiering vi vid behov även anlitar SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut:s tjänster. HAR är ett harmoniserat certifieringssystem inom Europa för kabeltestning.
Xelex apparat för böjprovning.
n
Släckvattenmängder
Projektet ”Slokkevannsmengder” är en evaluering av släckvattenförsörjningen i Norge, och ska undersöka om behovet av tillgång
till släckvatten under en släckningsinsats vid brand överskrider vattenledningsnätets leveranskapacitet. Både brandkårens släckningsinsats och vattenförbrukning från automatiska släckningssystem ska
tas med i utvärderingen. Projektet, som är under arbete, är uppdelat i
två faser, och en delrapport har levererats till uppdragsgivarna Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap (DSB) och Direktoratet
for byggkvalitet (DiBK). Några detaljer som står centralt i projektet
är preaccepterade lösningar i vägledningar till norska förordningar
om brandförebyggande respektive tekniska krav till byggnader. Där
anges minimum vattenkapacitet för olika typer av bebyggelse (20 l/
sek i glesbygd där spridningsfaran är liten och 50 l/sek i annan bebyggelse).
Den första fasen av projektet har haft mest fokus på brandkårens
insats och har handlat om att kartlägga problemställningen. Resultaten från detta arbete visar bland annat att där brandkåren har kännedom om vattenbrist löser den det med olika åtgärder, som tekniska
åtgärder (t ex inköp av tankbil) eller organisatoriska åtgärder (ökat
samarbete mellan myndigheter och kommuner).
Målet med nästa fas är därför att belysa frågan ”Vad är tillräcklig
vattenmängd?” Detta ska i huvudsak lösas med teoretiska beräkningar med utgångspunkt i ett mindre antal teoretiska exempelbyggnader
i olika riskklasser. Rapporten beräknas att vara avslutad under hösten 2013.
Kontaktperson: Karolina Storesund, forskare SINTEF NBL
Kartlegging av røykvarslere i boliger
SINTEF NBL er i oppstartsfasen av et prosjekt for de norske myndighetsorganene Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap (DSB)
og Direktoratet for byggkvalitet (DiBK) om bruk av røykvarslere i
norske hjem. Til tross for at kravet om røykvarslere i boliger har eksistert i godt over 20 år, vet man ikke så mye om i hvilken grad dette
kravet blir etterlevd, og hvordan folk har fulgt opp ulike anbefalinger
om for eksempel antall røykvarslere, plassering, teknologi og strømkilde.
Vi ønsker derfor å gjennomføre en kartlegging av røykvarslere
i boliger i Trondheim, Bergen, Stavanger og Oslo. I vår er det blitt
gjennomført en tilsvarende kartlegging i et borettslag i Tromsø i en
masteroppgave, og dette inngår som et pilotprosjekt i vår undersøkelse. Kartleggingen skal gjennomføres som en dør-til-dør-aksjon til et
utvalg boliger. I dette arbeidet vil vi kartlegge en rekke tekniske parametere knyttet til røykvarslere, samt relevant informasjon knyttet til
beboerne. Prosjektet skal ferdigstilles innen 1. juni 2014.
Kontaktperson: Christian Sesseng forsker SINTEF NBL.
Förstudie om dödsbränder i Norge - Vem omkommer och
varför?
Projektet är en förstudie på uppdrag för Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap (DSB) som har som syfte att utarbeta en projektplan för ett huvudprojekt om kartläggning av dödsbränder i Norge.
FOTO: KAROLINA STORESUND
Intressanta pågående projekt vid
NBL
SINTEF NBL observerar när Østre Toten brannvesen övar på släckningsteknik med One Seven skumsläckningssystem.
Antalet omkomna i Norge under 2012 var historiskt lågt, men
början av 2013 har varit dyster med tanke på dödsbrandstatistiken.
Flera studier har utförts på detta tema i Norge, och vi har en ganska
tydlig bild av vilka grupper i samhället som är speciellt representerade i anknytning till dödsbränder. Men, som det också påpekas i NOU
(Norges offentlige utredninger) nr 2012:4 Trygg hjemme – Brannsikkerhet for utsatte grupper, är kunskapen om riskfaktorer, relaterade
till personkännetecken med utgångspunkt i norska data och studier,
begränsad.
Målsättningen med huvudprojektet är att uppdatera kunskapen
om dödsbränder i Norge och att så detaljerat som möjligt svara på
vem det är som omkommer i bränder i Norge, vad orsaken till dödsbränder är, samt hur dödsbränder bäst kan förebyggas.
Förstudien skall med hänsyn till befintlig kunskap ge rekommendationer till vidare arbete samt ge förslag till forskningsmetoder för detta arbete.
En kartläggning av tidigare studier pågår. Syftet med denna kartläggning är dels att sammanfatta kunskapsstatus men också att ställa
upp arbetshypoteser och granska forskningsmetoder. Norska studier
är då en självklarhet, men vi är också intresserade av det arbete som
är gjort i Sverige på samma tema. Speciellt ser vi på nyare studier som
använder statistik och olika register på ett nytt sätt, och i förbindelse med det planerar vi ett besök hos Brandskyddsföreningen i Stockholm tillsammans med våra uppdragsgivare DSB.
Vi önskar också att vidareutveckla vår kontakt och vårt samarbete med norska brandkårer. De har i flera av våra projekt bidragit med
viktig information, så också till detta projekt.
Nästa uppgift i projektet är att skaffa en översikt över olika databaser, register och andra källor, som kan ge information om personerna som omkommer i brand, vilka möjligheter som finns med dessa
informationskällor och vilka begränsningar de har.
Kontaktperson: Karolina Storesund, forskare SINTEF NBL
n
43
Scaling of internal wall temperatures
in enclosure fires
YING ZHEN LI
yingzhen.li@sp.se
010-516 58 29
TOMMY HERTZBERG
tommy.hertzberg@sp.se
010-510 50 46
GLENN APPEL
glenn.appel@sp.se
010-516 58 94
MICHAEL FÖRSTH
michael.forsth@sp.se
010-516 52 33
MICHAEL RAHM
michael.rahm@sp.se
010-516 55 09
Physical scaling is an efficient and cost-effective modelling tool to be used in fire safety engineering. Scaling of internal
wall temperatures were studied in room fire tests in three different scales: full scale (1:1), medium scale (1:2) and small
scale (1:3.5). The fire sources were either placed at the center or in the corner of the enclosures. The tests show that the
proposed scaling method is able to scale the internal wall temperatures (temperatures inside the walls), incident heat fluxes and gas velocities very well, especially in medium scale.
Introduction
Due to the complexity of fire phenomenon, full scale tests are still
the main and the most credible tool for investigating fire related issues. Full scale tests, however, are very costly, and the cost normally
increases with scale. Model scale tests are therefore a tempting alternative to the full scale tests. Mathematic scaling laws are also applicable, however, different phenomenon might scale differently, i.e. it
might not be possible to scale all parameters correctly at the same
time and a thorough understanding of the physics involved in a specific fire scenario is therefore essential to successful scaling experiments.
SP Fire Technology has carried out extensive model scale fire tests
in the past decade to investigate fire characteristics, smoke control
and fire suppression in enclosures, especially in tunnel fires.
The tests have shown that there is good agreement between model
scale and large scale test results on many focused issues.
Despite much work on the scaling of fires, the credibility of scaling
of the internal wall temperatures in the enclosures has not been explored. The internal wall temperatures have attracted our special attention partly due to their relation to fire resistance of load-bearing
wall structures. Further, the scaling of internal wall temperatures influences heat fluxes, which will have a major impact on e.g. enclosure
gas temperatures.
Therefore, the scaling of internal wall temperatures needs to be
investigated carefully in order to be able to trust experimental data
from scaled enclosure fires.
(1) Full scale
(2) 1:2 model scale
Figure 1 Three different scales of enclosure fire tests.
Test series
Two series of room fire tests were carried out in three different scales:
full scale (1:1), medium scale (1:2) and small scale (1:3.5), in accordance with the appropriate scaling theory. The fire sources were either
placed at the center or in the corner of the enclosures. The main focus
of these tests was the scaling of internal wall temperatures.
Results
Internal wall temperatures
The scaling of internal wall temperatures for smaller fires works very
well. For larger fires, the internal wall surface temperatures are scaled
relatively well, slightly better, however, in medium scale compared to
small scale. Figure 2 shows an example of the temperatures inside the
walls in different scales of enclosure fires. The x axis corresponds to
full scale time and y corresponds to the internal wall temperatures T
at different depth below the wall surface (10 % corresponds to 10 %
of wall thickness below the surface). Clearly, it shows a high similarity between different scales.
Incident heat flux
The incident heat flues are scaled very well, especially from large to
medium scale.
Gas temperatures
The measured upper layer gas temperatures correlate well in different scales, especially in medium scale tests where a perfect match can
be found. In small scales, the upper layer gas temperatures are slightly
lower. The vertical temperature distribution at the center of the room
(3) 1:3.5 model scale
(1) 1:1 full scale
(2) 1:2 model scale
(3) 1:3.5 model scale
Figure 2 Internal wall temperatures in different scales (center fires).
is scaled well for both corner fires and center fires.
Gas velocity
The gas velocities and gas concentrations are scaled very well for
both center fires and corner fires. However, for large fires, some species concentrations were slightly overestimated (O2,CO2).
Conclusion
In summary, the scaling technique has been shown to be a very promising concept for obtaining relevant enclosure fire data in downscaled fire scenarios, thus keeping both experimental cost and manageability at a more practical level. It was shown in the experiments
at SP that it is possible to model internal wall temperatures, incident
heat fluxes and gas velocities very well, especially in medium scale
(1:2). Further details can be found in SP Report 2013:12.
n
Nyanställda på SP Brandteknik
Stefan van de Wetering
Stefan has been working at SP as a project manager in the Fire Resistance Section since January
2013. He has a degree in Building Engineering
from Eindhoven University of Technology, the
Netherlands. He previously worked at a company
of Consulting Engineers where he was responsible
for all daily operations at the Fire Resistance Testing Laboratory.
His free time is mostly spent on all kinds of sports activities such
as squash, tennis, table tennis, frisbee golf (frolf) and hiking. Besides
that he also likes to relax and read lots of books and play board
games with his wife Brenda and others.
Peter Karlsson
Peter är den första Traineen på Brandteknik
och är anställd från februari 2013. Han tog
2012 sin civilingenjörsexamen i Teknisk Fysik
vid Lunds Tekniska Högskola.
Peter är generellt mycket sportintresserad
och har ett extra stort intresse för fotboll. Han
gillar att ha en aktiv fritid, där han spelar fotboll, försöker hinna med att löpträna en del och, när tillfälle ges,
vandra och spendera tid i naturen.
Ola Willstrand
Ola är anställd som projektledare på sektionen
för Branddynamik sedan april 2013. Han är nyexaminerad civilingenjör i teknisk fysik med inriktning fotonik från Lund. Examensarbetet
gjorde han på SP Mätteknik. Ola har ett stort
sportintresse och mest tid ägnas åt orientering. I
övrigt gillar han att resa och att umgås med familj och vänner.
Richard Johansson
Richard är anställd som projektledare på sektionen
för branddynamik sedan juni 2013. Richard kommer från en tjänst som gymnasielärare i teknik, matematik och fysik, men har tidigare även arbetat på
Casino Cosmopol. På fritiden tycker han om att
vara med sin sambo och sin dotter Alva som föddes
i mars. Ett annat nyfunnet intresse är att spela gitarr.
45
Nya SP-rapporter
SP Rapport 2012:04
Thermal exposure to a steel column
from localized fires
Johan Sjöström, Alexandra Byström, David Lange och Ulf Wickström
Väldigt lite data över termisk påverkan från lokala bränder på fullskaliga byggnadselement finns tillgänglig
i litteraturen. I ett projekt finansierat av Brandforsk har SP undersökt
temperaturfördelning från tre olika
bränder på en sex meter lång stålpelare som utsattes för tre olika lokala bränder. Bränderna var tre olika poolbränder som brann rakt
under pelaren. Rapporten undersöker hur temperaturfördelningen
förutses med hjälp av dimensioneringsreglerna i Eurokod samt hur
den kan modelleras med mer förfinade metoder. Resultaten visare att
Eurokods beräkningsregler konsekvent överskattar den termiska påverkan samt att stor asymmetri i påverkan på pelaren är ett rimligt
antagande. Dessutom visas ytterligare ett exempel på hur termisk påverkan på stålkonstruktioner kan beräknas med indata från plattermoelement omräknat till adiabatisk yttemperatur (AST). Data, som
inkluderar ståltemperaturfördelning, temperaturer från plattermoelement, små termoelement samt bränsleförbrukningen, går att ladda
ner i sin helhet från SPs hemsida: http://www.sp.se/en/index/services/
localized_fire/sidor/default.aspx.
SP Rapport 2012:49
Use of small-scale methods for
assessment of risk for self-heating
of biomass pellets
Anders Lönnermark, Per
Blomqvist, Henry Persson,
Michael Rahm, Ida Larsson
SP Rapport 2012:50
Medium-scale reference tests and
calculations of spontaneous ignition in wood pellets – the LUBA
project
Ida Larsson, Per Blomqvist,
Anders Lönnermark, Henry Persson
Användningen av biomassapellets ökar globalt som ett led i att reducera användningen av fossila bränslen, främst genom att ersätta
användningen av kol Detta medför att stora anläggningar för inomhuslagring behövs längs transportkedjan för denna typ av bränslen.
Ökade produktionsvolymer, transport, hantering och lagring av pellets leder till ökade risker. Ett antal brandtillbud på grund av självantändning i träpellets har rapporterats. Ökade ansträngningar för
säkerhets- och kvalitetssäkring är därför viktigt. Syftet med det rapporterade arbete är att tillhandahålla metoder för att uppskatta risker för självuppvärmning av pellets som lagras i stora kvantiteter.
Arbetet utgör delar av ett danskt forskningsprojekt: LUBA – Large
Scale Utilization of Biopellets for Energy Applications, finansierat av
ForskEL, DONG Energy och Vattenfall i Danmark. SP ansvarade i
projektet för självuppvärmningsförsök i olika skalor. Beskrivning av
genomförande av och resultat från dessa olika försök presenteras i
två olika rapporter. I den första rapporten (SP rapport 2012:49) presenteras de småskaliga metoderna (mikrokalorimeter, crossing point
och TPS). I den andra rapporten (SP rapport 2012:50) jämförs självuppvärmningsförsök i mellanskala med de småskaliga försöken. Två
typer av pellets, en ”reaktiv” och en ”mindre reaktiv” jämfördes. Kinetiska parametrar från småskaleförsöken användes som indata till
Frank-Kamenetskii beräkningar och jämförs med försöksresultaten
från mediumskala. Resultaten visar tydligt att resultaten i mellanskala kan förutsägas med hjälp av resultat från små screeningmetoder
som isotermisk kalorimetri (mikrokalorimeter) eller crossing point.
De småskaliga testmetoderna visar samma indikationer som mellanskala när man jämför reaktiva och mindre aktiva pelletstyper.
SP Rapport 2012:66
Fire risks associated with batteries
Francine Amon, Petra Ajndersson,
Ingvar Karlson och Eskil Sahlin
Baserat på litteraturstudier och andra erfarenheter görs en genomgång
av vilka olika brandrisker som finns
med batterier av olika slag när de
inte är i användning , dvs när de lagras, sitter i utrustning som inte är
igång eller laddas eller samlas in/lagras för återvinning. Flera olika fall
av ”onormal” (abuse conditions)
användning såsom väta, mekanisk
påverkan och extrema temperaturer (frost) diskuteras. Speciellt diskuteras situationer som batterierna kan hamna i när de hamnar i
återvinningsprocesserna för batterier, elektronisk utrustning eller andra återvinningskedjor. Studien har genomförts tillsammans med SP
Kemi, Material och Ytor och SP Elektronik vilket ger en bred genomlysning av brandriskerna med batterier.
SP rapport 2013:12
Scaling of internal wall temperatures
in enclosure fires
Ying Zhen Li, Tommy Hertzberg
The scaling of enclosure fires including internal wall temperatures and
heat fluxes were thoroughly analyzed and a method for scaling of internal wall temperatures was proposed.
Two series of enclosure fires were
carried out in three different scales.
The main purpose of this work was
to verify the credibility of scaling of
the temperatures inside the walls.
The scaling of incident heat flux, gas temperature, gas velocity and
concentration was also analyzed. Further, calculation of the upper
layer gas temperature in enclosure fires was investigated. Read more
on page 44.
SP rapport 2013:13
Correlations between different scales
of metro carriage fire tests
Ying Zhen Li, Haukur Ingason, Anders Lönnermark
An analysis of four series of metro
carriage fire tests in different scales
was carried out. The aim of this
work was to identify the correlations
between the tests and to improve our
understanding of the fire development in these metro carriages. A critical fire spread was found to be the
key for fire propagation to a fully developed fire. After the critical fire spread the fire spread steadily until
the whole carriage became involved. The maximum heat release rate
depends on both the ventilation openings available and the type and
configuration of the fuels inside the carriage.
SP rapport 2013:15
Investigation of fire emissions from
Li-ion batteries
Petra Andersson, Per Blomqvist, Anders Lorén and Fredrik Larsson
Rapporten beskriver brandtester
som har gjorts på den typ av elektrolyt som finns i Litium-jon batterier.
Elektrolyten blandades till baserat
på litteraturdata och injicerades i en
propanflamma. Olika blandningsförhållanden mellan elektrolyt och propan undersöktes. Gaser från branden samlades in och analyserades
med hjälp av en FTIR. Projektet inleddes med att FTIR instrumentet
kalibrerades upp för att kvantitativt kunna mäta HF, POF3 och PF5.
Försöken visade att det var möjligt att använda FTIR för att mäta
dessa ämnen i en brandgas. Dock visade det sig i ett tidigt skede av
projektet att PF5 är så pass reaktiv att den inte finns tillräckligt länge
i en fuktig atmosfär för att kunna detekteras. Däremot visade det sig
att POF3 producerades i samtliga försök. POF3 är en gas som potentiellt är mycket giftig, eventuellt giftigare än HF. Influensen av vatten
som sprutades in i flammorna med avseende på emitterade gaser undersöktes. Det gick dock inte att påvisa någon effekt från vattnet på
vilka gaser som emitteras.
Projektet avslutades med att battericeller som kan finnas i elhybrider eldades och gaserna analyserades. I dessa försök mättes HF men
ingen POF3. Detta berodde dock sannolikt på att vi hamnade under
detektionsgränsen för POF3 i dessa försök. Försöken visade på skillnader i mängden producerad HF beroende på laddning, så kallad
SOC nivå, med lägre produktion vid 100 % SOC.
Samtliga resultat extrapoleras och jämfördes med rapporterade
emissionsdata från mätningar gjord på en helbilsbrand. Extrapolationen gav värden i samma storleksordning som de storskaliga bränderna.
Finansiär: Brandforsk projektnummer 402-111 samt FFI-programmet.
SP Rapport 2013:28
FLOT - Förprojekt Lättviktskonstruktioner Offshore Topsid
Johan Edvardsson, Lasse Kjellerup,
Malika Piku Amen, Kerstin Hindrum, och Tommy Hertzberg
Syftet med studien har varit att undersöka möjligheterna till att införa
lättviktskonstruktioner, bl.a. genom
användande av kompositmaterial, i
topside-strukturen på offshoreplattformar avsedda för utvinning av olja
och gas.
Användande av kompositmaterial
är en möjlig lösning för att reducera konstruktionsvikt. De används
i dagsläget i flera applikationer såsom räckverk och plattformar, rörsystem, explosionsskyddande inkapslingar och tryckkärl. Hittills har
kompositmaterial inte använts som strukturella material i någon
större omfattning även om det gjorts flera studier som visat på stor
potential inom området.
Kunskap om regelverken är en avgörande faktor för möjligheten
av att kunna använda kompositmaterial vid offshorekonstruktioner.
Särskilt har regelverket för norsk sockel studerats under projektet då
dessa betraktas som ledande ur ett flertal perspektiv. Regelverken är
komplexa och medför en balansgång mellan maritima regelverk och
petroleumregelverk med emellanåt vag gränsdragning. Att bygga upp
en kunskap, teoretiskt såväl som praktiskt tillämpbar, är därför en
nyckelfaktor för att kunna agera inom offshore.
Regelverket för norsk sockel öppnar upp möjligheter att använda
kompositmaterial som strukturella material i applikationer såsom
bostadsmoduler och helikopterplattor genom att tillämpa en funktionsbaserad design: Denna designmetod påminner i mycket om användandet av IMO:s regelverk SOLAS regel 17 för fartyg.
I det rapporterade projektet har också arbetats fram sex förslag på
fortsatta tekniska utvecklingsprojekt. Projektförslagen är baserade på
de problemställningar som industrin ser som utmaningar i dagsläget.
Samtliga rapporter kan laddas ner från
www.sp.se (fliken publikationer)
För att söka i databasen, fyll i rapportnummer i rutan och tryck på
pilen till höger i ovanstående bild (inte enter).
47
Avsändare
SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut
Brandteknik
Box 857
501 15 BORÅS
Nästa nummer
December 2013
PYROBEL
BRANDSKYDDSGLAS
Brett produktsortiment av typgodkända brandskyddsglas
• Godkända för användning i de ledande brandklassade proﬁlsystemen
• Kort leveranstid från våra lokala representanter
•
AGC Flat Glass Svenska AB - Tel. +46 8 7684080 - Fax +46 8 7684081 - sales.svenska@eu.agc-group.com - www.YourGlass.com

Brandposten nr 48

Transcription

Similar documents

sintef 120-0245

Vedlegg

Aduro 13

Anne Steen

Tilleggsregler kan du laste ned her.

Monteringsveiledning Vision Line 36 HS/VS

Nyhetsbrev 2, 2012 - Nätverket Anabaptist

BRUK AV SMERTEVURDERINGSVERKTØY til barn og ungdom.pdf

NR 3 / 201 3 - Stålbyggnadsinstitutet

Bakgrunn

Pilgrimens sju nyckelord är

Tilleggsregler

Presentasjon 23 januar 2015: Multiple hypoteser eller multiple

LANSERINGEN AV `UTENFORSKAPET`

Vapenbilden 60:2004

Brazed Plate Heat Exchanger / Loddet pladevarmeveksler

Panasonic NE9GKE

Saga och Sed - Kungl. Gustav Adolfs Akademien för svensk folkkultur

studia anthroponymica scandinavica

Nr. 1 2006

Hantverkare emellan s. 175-279 - Hantverkslaboratoriet

Användning av antibakteriella Antiparasitära medel till häst, medel till hund och katt