BILAGA B KONSEKVENSBERÄKNINGAR Gästhamnen Kristinehamn Datum

Transkript

1 Dokumenttyp BILAGA B KONSEKVENSBERÄKNINGAR Gästhamnen Kristinehamn Datum Status Granskningshandling Handläggare Rosie Kvål Tel: E-post: rosie.kval@brandskyddslaget.se Internkontroll Erik Hall Midholm Uppdragsledare Rosie Kvål Uppdragsgivare Kristinehamns kommun Uppdragsnummer Stockholm Karlstad Falun Gävle Örebro Malmö Brandskyddslaget AB Box 9196 Långholmsgatan 7, 10 tr Stockholm Telefon/Fax Internet info@brandskyddslaget.se Organisationsnummer Innehar F-skattebevis

2 1 INLEDNING I denna bilaga beräknas konsekvenserna av de olycksrisker (skadescenarier) som bedömts kunna påverka risknivån för ny bebyggelse inom planområdet. Beräkningarna beaktar följande olycksrisker, vilka alla förknippas med det angränsande industrispåret: Olycka med farligt gods - Läckage av epiklorhydrin Tågbrand Urspårning Konsekvenserna för skadescenarierna beräknas alternativt bedöms med simuleringsprogram, handberäkningar samt litteraturstudier. I riskanalysen används riskmåttet individrisk. Risknivån avseende samhällsrisken har inte beräknats eftersom utformningen av det aktuella området inte är bestämd. Med hänsyn till detta består konsekvensberäkningarna endast av beräkning av skadeavstånd/-område samt en bedömning av hur stor sannolikheten är att omkomma inom respektive skadeområde. 1.1 FÖRUTSÄTTNINGAR Vid en olycka kan även områden utanför aktuellt område påverkas. Studerat område inklusive den närmaste omgivningen visas i figur B.1. Persontätheten inom studerat område är okänd. I omgivningen är persontätheten normalt relativt låg men kan vara hög vid vissa tidpunkter när antalet besökare till livsmedelsaffär och bygghandel är stort som exempelvis på kvällar och helger. Eftersom inga konsekvenser kommer att beräknas görs heller ingen uppskattning av antalet personer i området. Figur B. 1 utgör en översiktsbild som visar det studerade området efter planerad exploatering av programområdet. Figur B. 1. Idéskiss från programmet lagd ovanpå flygbild över området. Datum: Sida: av 1

3 OLYCKA MED FARLIGT GODS.1 LÄCKAGE AV EPIKLORHYDRIN (KLASS 6. GIFTIGT ÄMNE).1.1 Metodik För denna farligt godsklass utgörs skadescenarierna av att tanken skadas så allvarligt att giftig vätska läcker ut som sedan förångas. Beroende på utsläppstorleken antas olika stora läckage uppstå. Konsekvensberäkningar utförs för följande scenarier: Litet läckage (packningsläckage) Stort läckage (stort hål på tank) För ovanstående skadescenarier har utsläppssimuleringar gjorts med simuleringsprogrammet Spridning i luft för att avgöra storleken på de områden inom vilka personer kan förväntas omkomma. Utsläppssimuleringarna har utförts för järnvägsvagn (ca 30 ton ämne). I tabell B.1 redovisas den indata som anges i Spridning i luft med avseende på tankutformning, väder etc. Tabell B. 1. Indata till Spridning i luft för simulering av skadeområden vid läckage av epiklorhydrin. Faktor Litet läckage Järnvägsvagn Stort läckage Läckage Packning Stort hål på tank Läckagets area 0, cm 50,3 cm Lagringstryck 0,01 bar 0,01 bar Utsläppets källstyrka 0,015 kg/s 0,04 kg/s Utsläppets varaktighet min 0755 min Lastvikt Vind Väder Omgivning 30 ton 5 m/s på 10 meters höjd 10 C, vinter, barmark, dag och klart Många träd, häckar och enstaka hus (tätortsförhållanden).1. Bedömningskriterier Det finns ingen uppgift i Spridning i Luft om dödlighet när det gäller olika koncentrationer av epiklorhydrin. Nivågränsvärdet anges vara 0,5 ppm och korttidsvärdet (KTV) anges vara 1 ppm. I en olycksrapport från Trelleborgs rangerbangård anges att dödlig koncentration av epiklorhydrin uppnås vid 50 ppm /1/. I // anges gränsvärdena ERPG-3 till 100 ppm och IDHL till 75 ppm. Grovt antas därför att 50 % av personer utomhus som utsätts för 100 ppm eller mer omkommer samt 5 % av de som vistas inomhus. /1/ Rapport Kembefäl, olycka med epiklorhydrin Trelleborg , finns att hämta på rib.msb.se/filer/pdf\18597.pdf // Miljörapport 011 AstraZeneca Södertälje, AstraZeneca, 011 Datum: Sida: 3 av 1

4 .1.3 Resultat Utifrån genomförda beräkningar och ovanstående antagande om dödlighet fås ett skadeområde vid ett litet läckage på ca 5x10 meter. Giftigt ämne kan spridas över ett större område på ca 30x100 meter. Spridningen i höjdled redovisas i figur B.. Figur B.. Spridning i höjdled. Litet läckage. Vid ett stort läckage fås ett skadeområde där dödliga skador kan uppstå på ca 10x15 meters avstånd (se figur B.3). Läckaget kan spridas över ett område på ca 40x10 meter. Figur B.3. Spridning i höjdled. Stort läckage. I tabell B. redovisas beräknade skadeavstånd som indata till riskberäkningarna. Konservativt har samtliga inom det maximala skadeområdet antagits omkomma, både inomhus och utomhus. Tabell B.. Beräknade skadeområden, för skadescenarier vid läckage av epiklorhydrin. Skadescenario Sannolikhet att omkomma Skadeavstånd (meter) Litet läckage 100 % inomhus % utomhus 100 Stort läckage 100 % inomhus % utomhus 10 Datum: Sida: 4 av 1

5 3 URSPÅRNING 3.1 METODIK I bilaga A redovisas beräkningar av urspårningsfrekvens samt sannolikheten för att en järnvägsvagn kolliderar med kringliggande bebyggelse med sådan kraft att byggnaden rasar. Skadefrekvensen reduceras som funktion av avståndet från industrispåret och är beroende av tågets hastighet vid urspårningstillfället. Konsekvensberäkningarna omfattar följande skadescenarier: Urspårning godståg (maximalt skadeavstånd 11,3 m vid 30 km/h) 3. BEDÖMNINGSKRITERIER Det antas mycket grovt att personer utomhus omkommer om de vistas inom det avstånd från industrispåret som den urspårade vagnen hamnar. Sannolikheten för att omkomma till följd av byggnadskollaps eller att av byggnadsdelar rasar bedöms däremot vara beroende av byggnadens våningsantal. Desto lägre våningsantal desto lägre sannolikhet att omkomma. För personer som vistas inomhus antas det grovt att 50 % omkommer av de som vistas i byggnader med fasad inom det avstånd från järnvägen som den urspårade vagnen hamnar. 3.3 RESULTAT Enligt genomförda beräkningar kan ett tåg som framförs i skyltad hastighet (30 km/tim) hamna 11,3 meter från spåret vid en urspårning. Skadeområdet uppskattas därför till 11,3 meter för personer utomhus. Genomförda beräkningar för sannolikhet att ett urspårat tåg ska kollidera med byggnad visar att detta endast kan ske inom ca 6 meter från spåret. Byggnader inom detta avstånd kan skadas. Omfattningen av skador beror på byggnadens konstruktion, tågets hastighet, träffvinkel m m. Hur stor andel som skadas av personer som vistas inne i en byggnad som körs på är osäkert. En mycket grov uppskattning är att 5 % av de som vistas i byggnaden skadas. Byggnader längre bort än 6 meter bedöms inte påverkas. I tabell B.3 redovisas beräknade skadeavstånd. Tabell B. 3. Beräknade skadeområden, för skadescenarier vid urspårning. Skadescenario Sannolikhet att omkomma Skadeavstånd (meter) Urspårning 5 % inomhus % utomhus 11,3 Datum: Sida: 5 av 1

6 4 TÅGBRAND 4.1 METODIK Konsekvenserna av en tågbrand med avseende på påverkan på kringliggande bebyggelse m m är beroende av tågtyp och brandens omfattning. I bilaga A redovisas beräkningar för tre olika skadescenarier, varav två bedöms vara så omfattande att de innebär skadeområden som överskrider närområdet (stor respektive mycket stor brand). En brand i godståg kan innebära brandeffekter som når över 100 MW. Stor godsbrand respektive mycket stor godsbrand bedöms därför kunna jämföras med liten pölbrand (ca 100 MW) respektive medelstor pölbrand (ca 00 MW) i brännbar vätska. Beräkningarna av den infallande värmestrålning som analyserade området utsätts för i händelse av olycka med påföljande brand genomförs med handberäkningar: Brandeffekt (Q) Brandeffekten beräknas utifrån brandarean och ansätts till att 1 MW genereras per kvadratmeter brandarea /3/. Flamhöjd (H F ) Flamhöjden (m) kan beräknas som funktion av brandeffekten och 5 branddiametern (D) enligt följande ekvation /4/: H f 0.3Q / 1, 0D Ovanstående förhållande mellan brandeffekt och brandarea innebär att flamhöjden grovt kan uppskattas till H F = D /3/. Utfallande strålning (I 0 ) Den utfallande strålningen (kw/m ) är beroende av brandens diameter. Upp till en viss storlek ökar strålningen från flamman, men efter en viss nivå minskar effektiviteten i förbränningen med påföljd att rökutvecklingen tilltar och temperaturen i flamzonen sjunker. En del av värmestrålningen absorberas därmed i omgivande rök, vilket innebär att den utfallande strålningen sjunker med ökande värde på brandareans storlek. Den 0,0083 D utfallande strålningen kan beräknas med följande ekvation /5/: I Synfaktor (F) Synfaktorn ( ) anger hur stor andel av den utfallande strålningen som når en mottagande punkt eller yta (se Figur B. ). Vid beräkningen av synfaktorn antas att branden är rektangulär så att flammans diameter är lika stor i toppen som i botten. Detta är ett konservativt antagande då branden i själva verket normalt smalnar av väsentligt upptill. /3/ Brandskyddshandboken, Rapport 3134, Brandteknik, Lunds tekniska högskola, Lund, 005 /4/ Enclosure Fire Dynamics, Karlsson & Quintiere, 000 /5/ Radiation from large pool fires, Journal of Fire Protection Engineering, 1 (4), pp , Shokri & Beyler, 1989 Datum: Sida: 6 av 1

7 Synfaktorn F 1, mellan flamman och den mottagande punkten är en geometrisk konstruktion som beräknas enligt /6/: F1, FA 1, FB 1, FC 1, FD 1, där F A1,, F B1,, F C1, och F D1, beräknas enligt följande: F A1, A 1 cos 1 cos d 0 da 1 där 1 = = infallande vinkel (d.v.s. 0) och A 1 = L 1 x L enligt Figur B.. Figur B.. Synfaktor. Ovanstående ekvation kan omvandlas till följande ekvation för beräkning av respektive ytas (A, B, C och D) synfaktor /7/: 1 X 1 Y Y 1 X F A 1 tan tan där 1 X 1 X 1Y 1Y L d 1 X och L enligt Figur B.. d Y /6/ An Introduction to Fire Dynamics second edition, Drysdale, University of Edinburgh, UK 1999 /7/ Thermal Radiation Heat Transfer, 3rd ed., Seigel & Howell, USA 199 Datum: Sida: 7 av 1

8 Infallande strålning (I) Den från branden infallande värmestrålningen (kw/m ) som når omgivningen minskar med avståndet från branden och beräknas genom: I F I0 Med hjälp av ovanstående samband och förutsättningar har brandeffekten, brandens diameter och flamhöjden för de olika brandscenarierna (se tabell B.4). Tabell B. 4. Tabell med beräknade värden på effektutveckling, brandens diameter och flamhöjd samt utfallande värmestrålning. Scenario Brinnande yta AF (m ) Utvecklad effekt Q (kw) Brandens diameter Df (m) Flamhöjd Hf (m) Utfallande strålning I0 (kw/m ) Liten godsbrand ,3 11,3 46,8 Mycket stor godsbrand ,0 16,0 43,0 Beräkningarna av den infallande strålningen redovisas i tabell B.5. Strålningen har beräknats på halva flammans höjd. I strålningsberäkningarna används konservativt ett värde på den utfallande strålningen på 60 kw/m för samtliga brandscenarier. Tabell B. 5. Beräkning av strålning och synfaktor på halva flammans höjd för olika avstånd från branden. Avstånd (m) Liten godsbrand Mycket stor godsbrand F1, q F1, r q r 5 0,61 36, ,9 17, ,15 9,10 0 0,09 5,50 5 0,06 3, ,04, ,03 1,9 40 0,0 1, ,0 1, ,0 0,96 0,76 45,5 0,44 6,6 0,6 15,8 0,17 10,0 0,11 6,9 0,08 4,9 0,06 3,7 0,05,9 0,04,3 0,03 1,9 I Figur B. 3 redovisas den infallande strålningen som funktion av avståndet från branden. Datum: Sida: 8 av 1

9 Figur B. 3. Infallande strålning som funktion av avståndet från en brand i godståg. 4. BEDÖMNINGSKRITERIER Hur hög värmestrålning en person klarar utan att erhålla skador beror bl.a. på dess varaktighet. Detsamma gäller med avseende på hur hög strålning som krävs för att antända olika byggnadsmaterial. Ju längre strålningspåverkan, ju högre sannolikhet för skada. I tabell B.6 Datum: Sida: 9 av 1

10 Tabell B. 6 redovisas exempel på strålningsnivåer och vilka skador dessa kan medföra avseende personskada respektive brandspridning. Enligt /8/ är sannolikheten att omkomma vid :a gradens brännskador ca 15 %. Det uppskattas grovt att motsvarande för de som får a-3:e gradens brännskada är ca 50 %. Datum: Sida: 10 av 1

11 Tabell B. 6. Effekter av olika strålningsnivåer /3, 8/. Konsekvens Strålningsintensitet [kw m - ] Ingen smärta vid långvarig bestrålning av bar hud < 1 :a gradens brännskada vid bestrålning under 1 minut % sannolikhet % sannolikhet 7,5 Ingen smärta vid bestrålning av bar hud under 1 minut <,5 :a gradens brännskada vid bestrålning under 0 sekunder % sannolikhet % sannolikhet 17 Outhärdlig smärta vid bestrålning av bar hud under sekunder 0 Antändning av lättantändliga material, t.ex. gardiner med sticklåga 10 vid långvarig bestrålning 0 Antändning av obehandlat trä med sticklåga eller vid bestrålning under 5 minuter 15 vid långvarig bestrålning 30 En person som befinner sig utomhus och upptäcker en större brand försöker med stor sannolikhet sätta sig i säkerhet. Tiden för varseblivning samt beslut och reaktion innebär dock att personen kan utsättas för värmestrålning under en kortare stund innan hen reagerar. De strålningsnivåer och effekter som anges i tabell B.6 har i tabell B.7 omvandlats till en uppskattad andel omkomna beroende på strålningsnivå för personer som befinner sig utomhus. Tabell B. 7. Uppskattad sannolikhet för oskyddad person utomhus att omkomma som funktion av strålningsnivån vid brand. Strålningsnivå Andel omkomna 10 kw/m 1 % 60 kw/m 50 % 80 kw/m 100 % /8/ Vådautsläpp av brandfarliga och giftiga gaser och vätskor metoder för bedömning av risker, FOA, september 1997 Datum: Sida: 11 av 1

12 Sannolikheten för att personer som befinner sig inomhus omkommer bedöms utifrån den strålningsnivå som uppskattas vara kritisk med avseende på brandspridning in i byggnaden. Utifrån tabell B.6 så uppskattas den kritiska värmestrålningen vara 15 kw/m om inga byggnadstekniska åtgärder beaktas. Dock bedöms det inte vara troligt att samtliga personer som befinner sig i en utsatt byggnad omkommer till följd av att en utvändig brand sprids in i byggnaden. Mycket grovt uppskattas det att 5-10 % av de personer som befinner sig inomhus inom det område kring branden där strålningsnivån överstiger 15 kw/m omkommer. 4.3 RESULTAT I tabell B.8 redovisas skadeavstånden för respektive skadescenario. Tabell B. 8. Beräknade skadeområden, för skadescenarier vid tågbrand. Skadescenario Sannolikhet att omkomma Skadeavstånd (meter) 10 % inomhus 1 Stor tågbrand (100 MW) 100 % utomhus 1 50 % utomhus 1 % utomhus % inomhus 16 Mycket stor tågbrand (00 MW) 100 % utomhus 1 50 % utomhus 4 1 % utomhus 0 Datum: Sida: 1 av 1