Fire safety engineering

Fire engineering. Ofwel een risico gerichte benadering van brandveiligheid, waarbij in afwijking van de standaard bouwregelgeving, uitgegaan wordt van brandscenario's op basis van natuurlijke brandontwikkeling. Wat betekent dat?

Een dergelijke aanpak kan afhankelijk van brand- en gebouwspecifieke kenmerken leiden tot andere temperatuurontwikkeling en rookverspreiding dan waar de standaard regelgeving vanuit gaat. Daarmee biedt fire engineering mogelijk andere oplossingen dan de standaard regelgeving zou bieden. En dat is interessant. Mogelijk kan daar namelijk geld mee bespaard worden (Nee, niet onveiliger, maar juist beter afgestemd op de specifieke object afhankelijke risico's) of kan in specifieke gevallen juist een betere brandveiligheid worden bereikt. Wij maken daarbij gebruik van internationaal geharmoniseerde rekenmodellen, voorschriften, bestaande studieresultaten en simulatie modellen, waaronder het vultijdenmodel en CFD's computational fluid dynamics en het gelijkwaardigheidsbeginsel zoals genoemd in Het Bouwbesluit.

Waarom fire engineering?

Fire engineering is een integrale risico gerichte benadering van brandveiligheid, waar rekenmodellen onderdeel van zijn. Aldus zijn rekenmodellen slechts een tool waarmee de benodigde maatregelen worden bepaald. Deze toepassing wordt mogelijk gemaakt als gelijkwaardige oplossing (Bouwbesluit artikel 1.3) voor de standaard bouwregelgeving. Hieronder worden de door ons gebruikte rekenmodellen kort behandeld.

Vultijdenmodel

Het vultijdenmodel, ontwikkeld door TNO "Centrum voor brandveiligheid", geeft een methode waarmee op eenvoudige wijze zowel de snelheid bepaald kan worden waarmee een grote ruimte in geval van brand door rook gevuld zal worden als wel de rookdichtheid en rooktemperatuur. Met deze gegevens kan worden vastgesteld hoe lang na het ontstaan van brand de vluchtwegen in de grote ruimte beschikbaar blijven.

De vultijd van de ruimte wordt bepaald aan de hand van een natuurlijk groeiende (t-square) brand. Voor branden in de ruimte zelf, als wel voor aangrenzende ruimten zoals atria en overdekte winkelcentra. Het model houdt rekening met afkoeling van rook aan wanden en plafond worden berekend en kan daardoor worden toegepast voor ruimtes tot maximale 15.000 m2 en een maximale hoogte van de grote ruimte tot 50 m. Het model kent een rekenmethode waarmee het effect van de afvoer van rook en warmte (RWA installatie) berekend kan worden, waardoor de methode uitstekend geschikt is voor het dimensioneren van RWA installaties.

Ozone

In de bouwregelgeving worden eisen gesteld aan brandwerendheid van constructies en weerstand tegen branddoorslag en overslag van tussen ruimten. De brandwerendheid wordt bepaald op grond van de standaard brandkromme. Een werkelijke brand, ook wel genoemd een natuurlijke brand, is echter een resultante van de mate waarin het vermogen bij brand vrij komt, waarbij beschikbaarheid van brandstof en zuurstof bepalend is voor het verloop van een brand.

Met deze methode, uitgaande van realistische brandscenario's, worden mogelijk andere resultaten bereikt dan met de standaard brandkromme mogelijk is. De methode, overigens geheel in overeenstemming met Europees geharmoniseerde normen (eurocode 1), kan daarom helpen bij het bepalen van de juiste brandwerende voorzieningen op constructies en brandscheidingen. Maatwerk aldus bij constructieve vraagstukken.

CFAST

CFAST is een internationaal en gevalideerd rekenmodel voor brandscenario ontwikkeling en rookverscheiding in gebouwen die bestaan uit verschillende gekoppelde zones (ruimten). Het model berekend de ruimtecondities als functie van de tijd, waardoor het mogelijk wordt om vast te stellen hoe lang een ruimte nog gebruikt kan worden om te verblijven, vluchten en/of te redden. Het model kan uitstekend ingezet worden om overlevingskansen van gebruikers te bepalen, en de effecten ven verschillende brandpreventieve maatregelen kunnen onderzocht worden teneinde te komen tot een optimale set van brandpreventieve maatregelen.

Computational Fluid dynamics

Computational Fluid Dynamics (CFD), ook wel bekend als digitaal windtunnelonderzoek is een complex rekenmodel waarmee de gevolgen van een specifiek risico of brandscenario op uiterst nauwkeurige wijze kan worden gesimuleerd. CFD's kennen een zeer breed toepassingsgebied, van het ontwerpen van nieuwe F1 raceauto's tot stromingsmodellen in technische installaties. Een CFD kan uitstekend gebruikt worden om rookverspreiding in een gebouw in beeld te brengen. Het modelleringsproces is vrij arbeidsintensief en de daaruit voortvloeiende kosten zijn relatief hoog. Hierdoor vindt een CFD zijn toepassing in het onderzoeken van specifieke knelpunten of zeer complexe gebouwstructuren waar andere rekenmodellen geen oplossing voor kunnen bieden.

Er kan bijvoorbeeld inzichtelijk gemaakt worden wat de vultijd van een rookcompartiment is, eventueel met daarin de bijdrage van een RWA installatie. Juist als een voorziening buiten zijn normale toepassingsgebied moet worden aangewend kan en CFD berekening uitkomst bieden.