BILAGA B KONSEKVENSBERÄKNINGAR. Detaljerad riskanalys Lokstallet 6 1 (23) Inkom till Stockholms stadsbyggnadskontor , Dnr

Transkript

1 1 (23) Detaljerad riskanalys Lokstallet 6 BILAGA B KONSEKVENSBERÄKNINGAR

2 2 (23) B.1 INLEDNING I denna bilaga beräknas konsekvenserna av de olycksrisker (skadescenarier) som bedömts kunna påverka risknivån för ny bebyggelse inom det aktuella planområdet. Beräkningarna beaktar följande olycksrisker, vilka alla förknippas med den angränsande järnvägen: Scenario 1. Explosion vid transport av massexplosivt ämne (klass 1.1.) Scenario 2. Utsläpp och antändning av brännbar gas (klass 2.1) o 2.1. Utsläpp med direkt antändning (jetflamma) o 2.2. Utsläpp med fördröjd antändning (gasmolnsexplosion) o 2.3. Långvarig brandpåverkan på oskyddad gastank (BLEVE) Scenario 3 Utsläpp av giftig gas (klass 2.3) Scenario 4. Utsläpp och antändning av brandfarlig vätska (klass 3) Scenario 5. Explosionsartat brandförlopp vid utsläpp av oxiderande ämne (klass 5.1) eller organiska peroxider (klass 5.2) Scenario 6. Urspårning i anslutning till byggnad Konsekvenserna för skadescenarierna beräknas alternativt bedöms med simuleringsprogram, handberäkningar samt litteraturstudier. I denna riskanalys används riskmåtten individrisk och samhällsrisk. För att kunna sammanställa individrisken krävs konsekvensberäkningar som redovisar det avstånd från riskkällan inom vilket personer kan omkomma till följd av respektive olycksrisk. För att kunna sammanställa samhällsrisknivån krävs beräkningar/bedömningar av antalet omkomna till följd av respektive olycksrisk. B.1.1 Förutsättningar För att kunna få en uppfattning om hur stora konsekvenserna blir kommer följande förutsättningar och antaganden gälla i beräkningarna. B Planerad bebyggelse En olycka antas inträffa där den ger som störst skada för planområdet, dvs. mitt för befintlig byggnad (se figur B.1). Eftersom ingen regelbunden genomfartstrafik förekommer på spåret närmast planområdet och inga uppgifter om trafik eller hastigheter erhållits avseende detta spår, har inga beräkningar avseende urspårning eller farligt godsolycka på detta spår genomförts. Genomfartstransporter kan förekomma på detta spår, men är inte frekvent förekommande. På det näst närmaste spåret förekommer enligt uppgift från Trafikverket /1/ ca /1/ Uppgifter från Trafikverket, Andreas Nilsson,

3 3 (23) 45 % av godstransporterna på banan. Som underlag till analysen antas dock att samtliga transporter med farligt gods trafikerar detta spår. Detta innebär en grov överskattning av skadepåverkan för olyckor med små konsekvensområden, men har mindre betydelse för olyckor med stora konsekvensområden. Figur B.1. Placering av olycka med farligt gods i förhållande till planområdet. Följande förutsättningar gäller för bebyggelsen inom planområdet: Avstånd mellan närmaste spår för regelbunden genomfartstrafik och närmsta byggnadsdel är som minst ca 8 meter till spårmitt Byggnaden inom planområdet omfattar idag ca m 2 kontorsyta och ca 250 personer arbetar i byggnaden. Den planerade utbyggnaden omfattar ytterligare ca m 2 varav merparten på taket på befintlig byggnad. Yta mellan järnväg och byggnad utgörs av otillgängliga ytor. Ytan väster om byggnaden planeras med en liten uteservering. Ytan öster om bygganden (mellan Lokstallet 6 och 7) utgör nedfart till garage. B Persontäthet När det gäller bebyggelse i omgivningen (se figur B.2) består den uppskattningsvis i huvudsak av bostadshus i fem till sex våningar. Byggnader uppskattas uppta ca 50 % av den totala markytan i omgivningen (kanalen och spårområdet borträknat). Det är ett antal faktorer som inverkar på beräkningarna av antalet omkomna, vilket i huvudsak omfattar hur stort antal personer som kan befinna sig inom skadeområdet för respektive olycksrisk. Följande förutsättningar och antaganden gäller för att bedöma antalet omkomna till följd av respektive olycksscenario: En förenkling jämfört med verkligheten görs när det gäller persontätheter inomhus och utomhus. Om beräkningarna ska spegla verkligheten bör bl.a. hänsyn tas till rusningstrafik, dagtid och nattetid. Det innebär att frekvens och konsekvens måste beräknas för

4 4 (23) samtliga fall. Det innebär också ett stort antal antaganden. Vi väljer därför att studera fallet med full beläggning i befintliga byggnader. Även när det gäller områden utomhus räknar vi med ett medelvärde, dvs. ingen hänsyn tas till olika tider på dygnet eller olika veckodagar. Verksamhet i bebyggelse i omgivningen består i huvudsak av bostäder förutom inom kv Lokstallet 6 och 7 som är kontorsbyggnader. Persontätheten utomhus för samtliga ytor sätts till 50 personer/hektar /2/ (0,005 personer/m 2 ). Persontäthet inomhus sätts generellt till 1 person/40 m 2 (0,025 personer/m 2 ) i bostäder och 1 person/20 m 2 (0,05 personer/m 2 ) i kontor. I befintlig byggnad arbetar ca 250 personer idag, vilket ger en persontäthet på 0,03 personer/m 2. Detta värde används därför för kontorsbyggnaden inom planområdet. Figur B.2. Planområdet inklusive omgivningen. /2/ Antagande som ofta används i riskanalyser. Siffran för persontäthet utomhus kan vara underskattad för de tider då det är rusningstrafik. Övriga tider är det gissningsvis betydligt färre personer per hektar

5 5 (23) B.2 BERÄKNINGAR B.2.1 Klass 1. Explosiva ämnen Konsekvenserna av en explosion med massexplosiva ämnen är mycket beroende av mängden explosivämne som exploderar vid en och samma gång. Hur stora mängder explosivämne som transporteras per vagn kan varierar relativt mycket. I RID /3/ redovisas detaljerade regler för hur explosiva ämnen skall förpackas och hanteras vid järnvägstransporter. Vad som dock inte anges i detta regelverk är någon maximal transportmängd för denna farligt godsklass. Utifrån statistik från bl.a. transportörer /4/ bedöms dock 25 ton vara en rimlig maximal transportmängd per godsvagn. Huruvida en detonation till följd av en järnvägsolycka innebär att hela lasten exploderar är oklart, men bristen i statistiskt underlag (som lyckligtvis beror på att dessa olyckor är mycket ovanliga) medför svårigheter i att avgöra hur omfattande en explosion blir. Mycket konservativt studeras därför en massexplosion med 25 ton massexplosiva ämnen. B Bedömningskriterier Vid en explosion i det fria kan personer omkomma antingen direkt av explosionens tryckuppbyggnad eller p.g.a. att de befinner sig i en byggnad som rasar. En människa tål tryck relativt bra och riskerar i huvudsak att förolyckas p.g.a. kringflygande föremål eller att de trillar omkull av tryckvågen. Med avseende på tryck så går dock gränsen för dödliga skador vid /5/: 1 % omkomna 180 kpa 90 % omkomna 300 kpa 10 % omkomna 210 kpa 99 % omkomna 350 kpa 50 % omkomna 260 kpa En byggnad klarar tryck sämre än en människa och byggnader kan vid en omfattande explosion raseras inom ett mycket stort område till följd av att de bärande konstruktionerna slås ut. Risken för att byggnadsdelar eller hela byggnader rasar till följd av en explosion beror på huruvida explosionens maximala övertryck (P + ) och impulstäthet (I + ) överstiger en byggnadsdels karaktäristiska tryck (P C ) och impuls (I C ). För att byggnadsdelen ej ska rasa så ska följande ekvation uppfyllas /5/: Ekvation B.1. I / I P / P 1 C C /3/ RID-S Myndigheten för samhällsskydd och beredskaps föreskrifter om transport av farligt gods på järnväg, SRVFS 2011:2, MSB 2011 /4/ RID-transporter mars - maj 2005 utförda av Green Cargo, sträckan Karlberg-Årstabroarna, Green Cargo, 2005 /5/ Vådautsläpp av brandfarliga och giftiga gaser och vätskor metoder för bedömning av risker, FOA, september 1997

6 6 (23) I tabell B.1 anges karakteristiska tryck (P C ) respektive impulstäthet (I C ) för olika byggnadsdelar beroende på byggnadsstrategi och bärighet /5/. Tabell B.1. Karakteristiska tryck (P C ) respektive impuls (I C ) för olika byggnadsdelar. Byggnadsdel P C (kpa) I C (kpas) Bärande konstruktioner Stomme i platsgjuten betong - Bärande ytterväggar av 20 cm betong (och invändiga pelare) 200 2,5 - Bärande tvärväggar och utfackade längsgående ytterväggar 200 2,5 Stomme i monterad betong - Pelar/balk-stomme 200 3,1 - Bärande väggar i elementhus 200 3,1 Icke bärande konstruktioner - Lätta utfackningsväggar (plåtkassetter) i pelarhus 5 0,5 - Medeltunga utfackningsväggar (regelstomme & fasadtegelskal) 5 1,0 B Beräkning av infallande tryck, impulstäthet och varaktighet Konsekvensberäkningarna utgår från beräkningar av maximalt övertryck (P + ), impulstäthet (I + ) samt varaktighet (t + ) för de studerade explosionsscenarierna. Beräkningarna följer den metodik som anges i FOA:s kurskompendium Konsekvenser vid explosioner /6/. I figur B.3- B.4 redovisas beräkningar avseende tryck respektive impulstäthet som en funktion av avståndet från explosionen. Respektive explosionsscenario förutsätts inträffa på eller nära marken, vilket för en detonation av X kg motsvarar en detonation av 1,8 X kg i fri luft. För byggnader beaktas tryck och impulstäthet som har beräknats med avseende på ett vinkelrätt tryckinfall. Det reflekterande trycket innebär högre infallande tryck och impulstäthet. /6/ Konsekvenser vid explosioner kompendium framtaget i samband med FOAs kurs explosivämneskunskap, FOA, Rickard Forsén (Bearbetat av Stefan Olsson )

7 7 (23) Figur B.3. Max övertryck som funktion av avståndet från explosion vid strykande respektive vinkelrätt infall. Figur B.4. Impulstäthet som funktion av avståndet från explosion vid strykande respektive vinkelrätt infall. Explosionens varaktighet t + beräknas grovt enligt följande ekvation och blir samma oavsett 2 I infallande vinkel /6/: t P B Bedömning av skadeområde Utifrån beräkningarna av övertryck, impulstäthet och varaktighet bedöms huruvida olika byggnadsdelar rasar eller ej, som funktion av avståndet, se tabell B.2. Bedömningen görs utifrån ekvationen som redovisas ovan. Byggnadsdelarna har delats upp på bärande

8 8 (23) byggnadsdelar och icke bärande lätta respektive medeltunga byggnadsdelar. De infallande tryck som redovisas i figur B.4 gäller för en punkt (byggnad eller människa) som är helt oskyddad mot riskkällan. Den första byggnaden reducerar med stor sannolikhet det infallande trycket mot bakomliggande byggnader relativt mycket. Det uppskattas grovt att den första byggnaden medför att trycket och impulstätheten mot nästföljande byggnad reduceras med ca 75 % i förhållande till vad som anges i figur B.3 respektive B.4. I tabell B.2 redovisas även skadeavståndet för oskyddade personer för de aktuella skadescenarierna. Skadeavstånden förutsätter att det inte finns några avskärmande objekt mellan person och explosionen. Då människor är relativt små bedöms inget reflekterande tryck uppstå vilket innebär att man vid bedömning av konsekvensområden studerar strykande tryck (180 ). Tabell B.2. Skadeavstånd för byggnadsras (helt eller delvis), samt oskyddade personer utomhus vid explosion. Konsekvens Konsekvensavstånd 25 ton Oskyddad byggnad utan framförliggande bebyggelse Hela byggnaden rasar, inkl. bärande konstruktioner m Icke bärande lätta ytterväggar samt vissa icke bärande lätta innerväggar rasar Icke bärande medeltunga ytterväggar samt vissa icke bärande medeltunga innerväggar rasar > 500 m m Byggnad som helt, eller delvis är skyddad av framförliggande bebyggelse Hela byggnaden rasar, inkl. bärande konstruktioner m Icke bärande lätta ytterväggar samt vissa icke bärande lätta innerväggar rasar Icke bärande medeltunga ytterväggar samt vissa icke bärande medeltunga innerväggar rasar m m Oskyddade personer utomhus 1 % omkomna 75 m 50 % omkomna 62 m 100 % omkomna 56 m I riskberäkningarna kommer det uppskattas grovt att ca 80 % av personer som vistas inom totalkollapsade byggnadsdelar omkommer. Inom byggnadsdelar som endast rasar lokalt antas ca 15 % omkomma. Ovanstående konsekvensavstånd innebär följande uppskattade skadeområden vid olycka i höjd med planområdet inomhus respektive utomhus: Inomhus Byggnaden inom planområdet förväntas helt raseras (ca resp m 2 ). Delar av den bakomvarande bostadsbebyggelsen, intilliggande kontorsbyggnad samt bebyggelse på andra sidan kanalen bedöms delvis raseras. När det gäller den bakomliggande bostadsbebyggelsen

9 9 (23) bedöms endast de närmaste byggnaderna påverkas, eftersom tryckvågen bedöms dämpas kraftigt av framförliggande bebyggelse. Totalt uppskattas ca m 2 bostäder samt m 2 kontor delvis raseras. Utomhus Påverkat område utomhus bedöms endast utgöras av yta mellan Lokstallet 6 och 7 samt delar av ytan mot parken. Totalt uppskattas det röra sig om ca 800 m % av de som befinner sig inom detta område antas dock omkomma. Inget publikt område utomhus utanför planområdet påverkas. Sammanställning skadeområden explosion: I tabell B.3 redovisas en sammanställning avseende skadeområden till följd av explosion. Tabell B.3. Skadeområden utanför spårområdet till följd av explosion Explosion Skadeområde (m 2 ) Antal omkomna Inomhus Byggnadsras 80 % Inom planområdet (bef.) (ny) Omgivningen (bef) 240 (ny) Delvis byggnadsras 15 % Utomhus (100%) B.2.2 Klass 2.1. Brännbara gaser För brännbara gaser kommer tre olika scenarier att studeras, som beror på typen av antändning: Jetflamma: omedelbar antändning av läckande gas under tryck Gasmolnsexplosion: fördröjd antändning av gas som hunnit spridas och därmed ej är under tryck BLEVE: Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion kan uppkomma om tank utan fungerande säkerhetsventil utsätts för en utbredd brand under en längre tid. B Indata För ovanstående skadescenarier har utsläppssimuleringar gjorts med simuleringsprogrammet Gasol för att avgöra storleken på de områden inom vilka personer kan förväntas omkomma. Utsläppssimuleringarna har utförts för järnvägsvagn (ca 40 ton gas). Det antas grovt att samtliga transporter innehåller tryckkondenserad gasol. I tabell B.4 redovisas den indata som anges i Gasol med avseende på tankutformning, väder etc.

10 10 (23) Tabell B.4. Indata till Gasol för simulering av skadeområden vid jetflamma och gasmoln. Faktor Järnvägsvagn Lagringstemperatur 15 C Lagringstryck 7 bar övertryck vid 15 C Tankdiameter Tanklängd 2,5 m 19 m Tankfyllnadsgrad 80 % Tankens tomma vikt Designtryck Bristningstryck Luftryck Väder Omgivning kg 15 bar övertryck 4 x designtrycket 760 mmhg 15 C, 50 % relativ fuktighet, dag och klart Många träd, häckar och enstaka hus (tätortsförhållanden) Skadescenarierna jetflamma respektive gasmolnsexplosion har simulerats för följande utsläppsstorlekar /7/: Litet utsläpp: 0,09 kg/s Stort utsläpp: 11,7 kg/s Skadeområdena för jetflamma och gasmolnsexplosion beror utöver utsläppsstorleken, även på om läckaget utgörs av gasfas, vätskefas eller i gasfas nära vätskeytan. I beräkningarna antas det konservativt att utsläppet sker nära vätskeytan då detta leder till de största skadeområdena. Skadeområdena för gasmolnsexplosion är dessutom beroende av vindstyrkan, där skadeområdet blir större ju lägre vindstyrka. Även här antas det konservativt en relativt låg vindstyrka, ca 3 m/s. B Beräkningar och resultat I tabell B.5 redovisas de avstånd, inom vilka personer antas omkomma, för respektive scenario vid olika typer av utsläpp. För jetflamma och brinnande gasmoln blir inte skadeområdet cirkulärt runt olycksplatsen utan mer plymformat, varför dess bredder även presenteras. Det antas grovt att personer kan omkomma om de befinner sig inom avståndet för tredje gradens brännskada för respektive skadescenario. Vidare antas att av de som får 3:e gradens brännskador omkommer 50 %. Samtliga skadescenarier med brännbar gas innebär främst att personer utomhus kan förolyckas. Inomhus kan det dock personer omkomma till följd av brandspridning in i byggnaderna. 10 % av de personer som vistas inomhus antas omkomma inom skadeområdet för 3:e gradens brännskada. /7/ Farligt gods riskbedömning vid transport, Räddningsverket Karlstad, 1996

11 11 (23) Tabell B.5. Beräknade skadeområden vid olika skadescenarier med utsläpp och antändning av brännbar gas vid transport i järnvägstank. Kolumnen Tid utgör för jetflamma dess varaktighet om utsläppet inte stoppas medan tid för gasmolnsexplosion (som betecknas med +) utgör den tid från att utsläppet stoppats som gasmolnet fortfarande kan antändas. Skadescenario Gasmolnsvolym Skadeområde Tid Litet utsläpp (0,09 kg/s) jetflamma - 3,8 x 4 m Ca 110 h Litet utsläpp (0,09 kg/s) gasmolnsexplosion ~ 0,0 m 3 ~ 5 x 0 m + 46 s Stort utsläpp (11,7 kg/s) jetflamma - 39 x 34 m Ca 1 h Stort utsläpp (11,7 kg/s) gasmolnsexplosion 4836 m x 165 m + 46 s BLEVE - Radie 173 m 13 s B Bedömning skadeområde Inomhus En liten jetflamma eller en liten gasmolnsexplosion bedöms inte ge någon påverkan på omgivningen med hänsyn till de korta konsekvensområdena. En stor jetflamma bedöms kunna sprida sig in i bygganden inom planområdet. Efter reduktion av avstånd mellan spår och bebyggelse (8 meter) uppskattas skadeområdet till 39x26x5(våningar) m 2. Ingen påverkan utanför planområdet. En stor gasmolnsexplosion bedöms framför allt påverka de byggnader som vetter direkt mot järnvägen. För att höga tryck ska bildas krävs att antändningen av gasmolnet sker inneslutet. Detta bedöms inte kunna ske i detta fall då spårområdet är öppet. Skadeområdet drabbar också i störst utsträckning spårområdet samt byggnad inom planområdet. Inom planområdet innebär detta ett skadeområde på ca 8000 m 2 respektive m 2 med planerad bebyggelse. Skadeområdet för BLEVE bedöms drabba byggnad inom planområdet (8000 resp m 2 ), intilliggande kontorsfastighet ( m 2 ) samt bostadsbyggnader bakom planområdet samt på andra sidan kanalen ( m 2 ). Utomhus En liten jetflamma eller en liten gasmolnsexplosion bedöms inte ge någon påverkan på omgivningen med hänsyn till det korta skadeavståndet. Byggnaden inom planområdet skärmar av effekten av en stor jetflamma och ingen påverkan utomhus bedöms uppstå. Även vid en stor gasmolnsexplosion skyddar byggnaden inom planområdet omgivningarna till viss del. Totalt bedöms en yta utomhus på ca m 2. Skadeområdet för BLEVE utomhus bedöms motsvara det för stor gasmolnsexplosion. Sammanställning skadeområden brännbar gas: I tabell B.6 redovisas en sammanställning avseende skadeområden till följd av olyckor med brännbara gaser.

12 12 (23) Tabell B.6. Skadeområden utanför spårområdet till följd av olycka med brännbar gas Brännbar gas Skadeområde (m 2 ) Antal omkomna Inomhus Inom planområdet Omgivningen Liten jetflamma Liten gasmolnsexpl Stor jetflamma Stor gasmolnsexpl. BLEVE Utomhus (bef) (ny) (bef) (ny) 0 25 (bef) 30 (ny) (bef) 193 (ny) Liten jetflamma Liten gasmolnsexpl Stor jetflamma Stor gasmolnsexpl. Totalt BLEVE Totalt B.2.3 Klass 2.3. Giftig gas Den icke brännbara men giftiga gasen antas mycket konservativt bestå av klor, som är en av de giftigaste gaserna som transporteras i större mängd på järnväg i Sverige. Med simuleringsprogrammet Spridning i Luft 1.2 beräknas storleken på det område där koncentrationen klor antas vara dödlig (inomhus och utomhus). B Indata Utsläppssimuleringarna har utförts för järnvägsvagn rymmandes ca 65 ton klor. I tabell B.7 redovisas den indata som anges i Spridning i Luft 1.2 med avseende på tankutformning, omgivningsstruktur och väder etc. Tabell B.7. Indata till Spridning i Luft för simulering av skadeområden vid utsläpp av giftig gas. Faktor Kemikalie Emballage Järnvägsvagn Klor Järnvägsvagn (65 ton) Bebyggelse Tät skog/ stad ( = 1,0) Lagringstemperatur 15 C Väder 15 C, vår, dag och klart Följande, i Spridning i Luft 1.2 fördefinierade, utsläppsscenarier har simulerats: Litet utsläpp (packningsläckage): Stort utsläpp (stor punktering): 0,45 kg/s 112 kg/s Gasens spridning beror bland annat på vindstyrka, bebyggelse och tid på dygnet. Spridning i Luft genererar spridningskurvor och uppskattningar av hur stor andel av befolkningen inom

13 13 (23) området som förväntas omkomma. Denna andel avtar med avståndet både i längd med och vinkelrätt mot gasmolnets riktning. Skadeområdena för ett utsläpp av giftig gas blir större ju lägre vindstyrkan är. I simuleringarna antas därför vindstyrkan vara relativt låg, ca 3 m/s. B Beräkningar och resultat Vid simulering av gasutsläpp med Spridning i Luft 1.2 erhålls spridningskurvor samt uppskattningar på hur stor andel av befolkningen i området som förväntas omkomma beroende på avståndet till utsläppskällan. Andelen avtar med avståndet både i längd samt vinkelrätt mot utsläppets riktning. I tabell B.8 redovisas de erhållna skadeområdena vid utsläppssimulering för klor som erhålls efter 30 minuter från utsläppets start. Tabell B.8. Skadedrabbat område för olika scenarier vid farligt godsolycka med icke brännbar, men giftig gas i lasten. Procentsatserna avser andel som omkommer inom respektive skadeområde. Scenario Andel omkomna Skadeavstånd (L*Bmax) [m] Utomhus Inomhus Litet utsläpp 100 % 50 % 5 % 10 x 4 30 x x x 4 Stort utsläpp 100 % 50 % 5 % 250 x x x x x x 190 B Bedömning skadeområde Inomhus Ett litet utsläpp bedöms endast påverka byggnad inom planområdet i mycket begränsad omfattning. Inget läckage in i byggnaden uppskattas ske om inte enskilda fönster hålls öppna vilket inte bedöms vara så troligt på grund av det korta avståndet till järnvägen. Ett stort utsläpp med 100 % andel omkomna bedöms påverka aktuell byggnad med ett skadeområde på 800 m 2. Vid 50 % andel omkomna bedöms skadeområdet också begränsas till byggnaderna närmast järnvägen då dessa i mångt och mycket utgör en barriär mot bakomliggande byggnader. Dock antas även byggnader i omgivningen närmast planområdet påverkas. Inom planområdet innebär detta ett skadeområde på ca m 2 respektive m 2, för befintlig respektive ombyggd byggnad, samt ca m 2 i omgivningen (bostadsbyggnader närmast planområdet). För 5 % andel omkomna bedöms skadeområdet vara m 2 (bostäder). Utomhus Ett litet utsläpp bedöms endast påverka planområdet. Drabbade ytor utomhus blir dock försumbara eftersom den planerade byggnaden upptar en stor del av markytan närmast spåret. Vid ett stort utsläpp fås mycket stora skadeområden utomhus, dock görs ett antagande om att endast 10 % av den totala ytan utgör skadeområdet, detta med hänsyn till att spridningen av gaser försvåras på grund av att byggnaderna närmast järnvägen utgör en barriär. Detta motsvarar en yta på m 2 med 100 % omkomna, m 2 med 50 % andel omkomna och m 2 med 5 % andel omkomna.

14 14 (23) Sammanställning skadeområden giftig gas: I tabell B.9 redovisas en sammanställning avseende skadeområden till följd av olyckor med giftiga gaser. Tabell B.9. Skadeområden utanför spårområdet till följd av olycka med giftig gas Giftig gas Inomhus Planområdet Skadeområde (m 2 ) Omgivningen Antal omkomna Litet utsläpp 100 % Litet utsläpp 50 % Litet utsläpp 5 % Stort utsläpp 100 % (bef) 24 (ny) Stort utsläpp 50 % (bef) (ny) (bostäder) 258 (bef) 288 (ny) Stort utsläpp 5 % (bostäder) 56 Utomhus Litet utsläpp 100 % Litet utsläpp 50 % Litet utsläpp 5 % Stort utsläpp 100 % Totalt Stort utsläpp 50 % Totalt Stort utsläpp 5 % Totalt B.2.4 Klass 3. Brandfarlig vätska För denna farligt godsklass utgörs skadescenarierna av att tanken skadas så allvarligt att vätska läcker ut och sedan antänds. Vid beräkning av konsekvensen av en farligt godsolycka med brandfarlig vätska antas tanken rymma bensin. Beroende på utsläppstorleken antas olika stora pölar med brandfarlig vätska bildas vilket leder till olika mängder värmestrålning. Konsekvensberäkningar utförs för följande pölbrandsscenarier: Liten pölbrand: 100 m 2 Stor pölbrand: 400 m 2 B 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.

15 15 (23) I tabell B.10 redovisas exempel på strålningsnivåer och vilka skador dessa kan medföra avseende personskada respektive brandspridning. Det uppskattas att ca 15 % av de som får 2:a gradens brännskador kan omkomma /8/. Tabell B.10. Effekter av olika strålningsnivåer /7, 9/ Konsekvens Strålningsintensitet [kw m -2 ] Ingen smärta vid långvarig bestrålning av bar hud < 1 2:a gradens brännskada vid bestrålning under 1 minut % sannolikhet % sannolikhet 7,5 Ingen smärta vid bestrålning av bar hud under 1 minut < 2,5-100 % sannolikhet % sannolikhet 17 Outhärdlig smärta vid bestrålning av bar hud under 2 sekunder 20 Antändning av lättantändliga material, t.ex. gardiner med sticklåga 10 vid långvarig bestrålning 20 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 han/hon reagerar. De strålningsnivåer och effekter som anges i tabell B.10 har i tabell B.11 omvandlats till en uppskattad andel omkomna beroende på strålningsnivå för personer som befinner sig utomhus. /8/ Vådautsläpp av brandfarliga och giftiga gaser och vätskor, andra reviderade och utökade upplagan, Försvarets Forskningsanstalt, september 1997 /9/ Brandskyddshandboken, Rapport 3134, Brandteknik, Lunds tekniska högskola, Lund, 2005

16 16 (23) Tabell B.11. Avstånd inom vilken strålningsnivån överstiger X kw/m2 vid pölbrand. Utomhus Strålningsnivå Andel omkomna 10 kw/m 2 1 % 40 kw/m 2 15 % 60 kw/m 2 50 % 80 kw/m % 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.10 så uppskattas den kritiska värmestrålningen vara 15 kw/m 2 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 10 % av de personer som befinner sig inomhus inom det område kring pölbranden där strålningsnivån överstiger 15 kw/m 2 omkommer. B Beräkningsmetodik Strålningsberäkningarna har genomförts med hjälp av handberäkningar. Beräkningarna av den värmestrålning som det analyserade området utsätts för i händelse av olycka med påföljande brand genomförs utifrån beräkning av följande faktorer: brandeffekt flamhöjd utfallande värmestrålning synfaktor infallande strålning på olika avstånd från branden Brandeffekten beräknas för att uppskatta hur mycket energi som avges från branden till omgivningen. Flammans höjd används för att beräkna den så kallade synfaktorn som anger hur mycket av den från branden emitterade strålningen som når olika punkter i omgivningen. Brandeffekt (Q) Brandeffekten beräknas utifrån pölarean och ansätts till att 1 MW genereras per kvadratmeter pölarea /10/. Flamhöjd (H F ) Flamhöjden (m) kan beräknas som funktion av brandeffekten och 5 pöldiametern (D) enligt följande ekvation /11/: H f 0.23 Q 2 / 1, 02D Ovanstående förhållande mellan brandeffekt och pölarea innebär att flamhöjden grovt kan uppskattas till H F = D /12/. /10/ Brandskyddshandboken, Rapport 3134, Brandteknik, Lunds tekniska högskola, Lund, 2005 /11/ Enclosure Fire Dynamics, Karlsson & Quintiere, 2000

17 17 (23) Utfallande strålning (I 0 ) Den utfallande strålningen (kw/m 2 ) är beroende av pölbrandens diameter. Upp till en viss pölstorlek 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 pölbrandens storlek. Den utfallande strålningen kan beräknas med följande ekvation /13/: 0,00823D I Synfaktor (F) Synfaktorn ( ) anger hur stor andel av den utfallande strålningen som når en mottagande punkt eller yta (se figur B.6). 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. Synfaktorn F 1,2 mellan flamman och den mottagande punkten är en geometrisk konstruktion som beräknas enligt /14/: Ekvation B.2. F1,2 FA 1,2 FB 1,2 FC1,2 FD1, 2 där F A1,2, F B1,2, F C1,2 och F D1,2 beräknas enligt följande: 1 cos1 cos 2 Ekvation B.3. FA 1,2 da 2 1 d A 0 där 1 = 2 = infallande vinkel (d.v.s. 0) A 1 L1 L2 enligt figur B.6. Figur B.5. Synfaktor. /12/ Brandskyddshandboken, Rapport 3134, Brandteknik, Lunds tekniska högskola, Lund, 2005 /13/ Radiation from large pool fires, Journal of Fire Protection Engineering, 1 (4), pp , Shokri & Beyler, 1989 /14/ An Introduction to Fire Dynamics second edition, Drysdale, University of Edinburgh, UK 1999

18 18 (23) Ekvation B.3 kan omvandlas till följande ekvation för beräkning av respektive ytas (A, B, C och D) synfaktor /15/: Ekvation B.4. L d 1 X och 1 X 1 Y Y 1 X F A 12 tan tan där 2 1 X 1 X 1Y 1Y L enligt figur B.6. d Y 2 Då en skyddande barriär placeras mellan branden och den mottagande arean minskar synfaktorn och därmed strålningen som når den mottagande arean (se figur B.7). Figur B.6. Synfaktor med barriär För synfaktorn gäller den så kallade additionssatsen vilket innebär att enstaka synfaktorer kan adderas eller subtraheras. Om barriären i figur B.7 projiceras på branden kan således synfaktorn F 1,2B mellan flamman och den mottagande arean beräknas som: Ekvation B.5. F 1,2B = F 1,2 - F barriär Ekvation B.5 kan omvandlas så att den istället utförs som ekvation B.4 där respektive synfaktor beräknas i enlighet med ekvation B.6 och där F C1,2 och F D1,2 beräknas utifrån att: X L d 1 C X D och Y C L C L2barr YD enligt figur B.6, d 2 då barriären placeras precis framför flamman, d.v.s. avståndet från flamma till mottagande punkt är detsamma som avståndet från barriär till mottagande punkt kan synfaktorn beräknas genom att subtrahera den av barriären täckande flamytan. /15/ Thermal Radiation Heat Transfer, 3rd ed., Seigel & Howell, USA 1992

19 19 (23) Om ytorna A, B, C och D är lika stora betyder det att den mest kritiska punkten på avståndet d från branden studeras. Genom att dela upp brandens totala area i olika stora ytor kan synfaktorn och då värmestrålningen bestämmas för en punkt på avståndet d från branden på X meters höjd. Synfaktorn mellan flamman och en punkt kan även tas fram med hjälp av tabellvärden. Infallande strålning (I) Den från branden infallande värmestrålningen (kw/m 2 ) som når omgivningen minskar med avståndet från branden och beräknas genom: I F I 0 B Beräkningar och resultat Med hjälp av ovanstående samband och förutsättningar har brandeffekten, brandens diameter och flamhöjden för de olika pölbrandscenarierna (se tabell B.12). Tabell B.12. Tabell med beräknade värden på effektutveckling, brandens diameter och flamhöjd. Scenario Brinnande yta A F (m 2 ) Utvecklad effekt Q (kw) Brandens diameter D f (m) Flamhöjd H f (m) Liten pölbrand ,3 16,8 Stor pölbrand ,6 26,3 Beräkningarna av den infallande strålningen redovisas i tabell B.13. Strålningen har beräknats på halva flammans höjd. I strålningsberäkningarna används konservativt ett värde på den utfallande strålningen på 60 kw/m 2 för samtliga brandscenarier. Tabell B.13. Beräkning av strålning och synfaktor på halva flammans höjd för olika avstånd från pölbranden förutsatt en 3 meter hög barriär mellan järnvägen och planområdet. Avstånd (m) 100 m m 2 F 1,2 q F r 1,2 q r 5 0,61 36,73 0,86 51,7 10 0,29 17,14 0,61 36,7 15 0,15 9,10 0,41 24,9 20 0,09 5,50 0,29 17,1 25 0,06 3,64 0,20 12,3 30 0,04 2,58 0,15 9,1 35 0,03 1,92 0,12 7,0 40 0,02 1,48 0,09 5,5 45 0,02 1,18 0,07 4,4 50 0,02 0,96 0,06 3,6 I figur B.8 redovisas den infallande strålningen som funktion av avståndet från pölbranden. I figuren beaktas även pölens radie, vilket ej beaktas i de avstånd som anges i tabell B.13 som utgår från flammans kant.

20 20 (23) Figur B.7. Infallande strålning som funktion av avståndet från pölbrand inkl. pölradie förutsatt en 3 meters barriär Utifrån ovanstående beräkningar och de kriterier som anges i avsnitt B redovisas skadeområdena för respektive brandscenario i tabell B.14 nedan. Tabell B.14. Sammanställning av skadeområden för kritiska strålningsnivåer vid pölbrand. Strålningsnivå 100 kvm 400 kvm Konsekvens 10 kw/m 2 20 m 40 m 1 % antas omkomna utomhus 60 kw/m m 12 m 50 % antas omkomma utomhus 80 kw/m 2 <1 m 1-2 m 100 % antas omkomma utomhus 15 kw/m 2 17 m 35 m 10 % antas omkomma inomhus B Bedömning skadeområde Inomhus En pölbrand bedöms kunna innebära en påverkan inomhus enbart i byggnad inom själva planområdet. Avståndet till övrig bebyggelse är för stort. Med reduktion för avstånd till bebyggelse (8 m) uppskattas skadeområdet till 850 m 2 (170 m 2 i 5 våningar) för en liten pöl samt m 2 (600 m 2 i 5 våningar) för en stor pöl. Utomhus En olycka har antagits ske mitt för byggnaden, mellan byggnad och järnväg finns inga ytor för vistelse. Avståndet från en tänkt olyckspunkt till allmänna ytor utomhus inom planområdet är som minst ca 40 meter. Inga personer bedöms därför drabbas utomhus vid en pölbrand.

21 21 (23) Sammanställning skadeområden brandfarlig vätska: I tabell B.15 redovisas en sammanställning avseende skadeområden till följd av olyckor med brännbar vätska. Tabell B.15. Skadeområden utanför spårområdet till följd av olycka med brandfarlig vätska Brandfarlig vätska Inomhus Inom planområdet Skadeområde (m 2 ) Omgivningen Antal omkomna Liten pölbrand (bef) 3 (ny) Stor pölbrand (bef) 9 (ny) Utomhus Liten pölbrand 1% Liten pölbrand 50% Liten pölbrand 100% Stor pölbrand 1% Stor pölbrand 50% Stor pölbrand 100% B.2.5 Klass 5. Oxiderande ämnen och organiska peroxider En olycka med utsläpp av oxiderande ämnen eller organiska peroxider ska normalt inte leda till något följdscenario som innebär allvarliga personskador. Det finns dock ämnen inom denna farligt godsklass som, om de kommer i kontakt med brännbart, organiskt material (t ex bensin, motorolja etc.), kan leda till självantändning och kraftiga explosionsförlopp. Explosionen kan då liknas vid en explosion av massexplosiva ämnen. Det antas mycket konservativt att den explosiva blandningen som kan produceras vid ett utsläpp på järnväg motsvarar en explosiv blandning med 25 ton trotyl. Konsekvensberäkningarna för detta skadescenario motsvarar alltså det scenario som redovisas i avsnitt B.2.2 Klass 1. Explosiva ämnen. Resultatet redovisas i tabell B.16 (lika tabell B.2.) Skadeavstånd för byggnadsras (helt eller delvis), samt oskyddade personer utomhus vid explosion.

22 22 (23) Tabell B.16. Skadeavstånd för byggnadsras (helt eller delvis), samt oskyddade personer utomhus vid explosion. Konsekvens Konsekvensavstånd 25 ton Oskyddad byggnad utan framförliggande bebyggelse Hela byggnaden rasar, inkl. bärande konstruktioner m Icke bärande lätta ytterväggar samt vissa icke bärande lätta innerväggar rasar Icke bärande medeltunga ytterväggar samt vissa icke bärande medeltunga innerväggar rasar > 500 m m Byggnad som helt, eller delvis är skyddad av framförliggande bebyggelse Hela byggnaden rasar, inkl. bärande konstruktioner m Icke bärande lätta ytterväggar samt vissa icke bärande lätta innerväggar rasar Icke bärande medeltunga ytterväggar samt vissa icke bärande medeltunga innerväggar rasar m m Oskyddade personer utomhus 1 % omkomna 75 m 50 % omkomna 62 m 100 % omkomna 56 m B Bedömning av skadeområde Se B bedömning av skadeområden för explosioner. B.2.6 Urspårning I bilaga A redovisas beräkningar av frekvenser för urspårning som innebär att en järnvägsvagn kolliderar med kringliggande bebyggelse med sådan kraft att byggnaden eller delar av bygganden rasar. För pelarras är avståndet från spåret 11 meter. Frekvensen för urspårning har beräknats för trafiken på näst närmaste spår eftersom det där förekommer genomfartstrafik. Trafik förekommer även på det närmaste spåret även om trafikflödet bedöms vara lägre på detta spår. Konsekvenser för en olycka har dock beräknats från närmaste spår. Det kortaste avståndet mellan byggnad och spår är ca 3 meter. Det antas mycket grovt att personer utomhus omkommer om de vistas inom det avstånd från järnvägsspåret som den urspårade vagnen hamnar. 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. B Bedömning av skadeområde Inomhus En urspårningsolycka bedöms i huvudsak enbart påverka byggnad inom planområdet. Eftersom en urspårad vagn kan gå långt längs med spåret, enligt frekvensberäkningarna så långt som 61 meter vid en hastighet på 70 km/h. Detta förutsätter dock att urspårningsvinkeln

23 23 (23) inte är för stor eftersom vagnen då kan välta och på så sätt bromsas upp. En urspårad vagn kan enligt beräkningar orsaka pelarras på 11 meters avstånd från spåret. Med hänsyn till att byggnad inom planområdet ligger 3 meter från spår uppskattas skadeområdet för urspårning till ca m 2. Utomhus Inga områden utomhus bedöms drabbas vid en urspårning. Sammanställning skadeområden vid urspårning i anslutning till bebyggelse: I tabell B.17 redovisas en sammanställning avseende skadeområden till följd av olyckor som leder till urspårning. Tabell B.17. Skadeområden utanför spårområdet till följd av urspårningsolycka Brandfarlig vätska Inomhus Inom planområdet Skadeområde (m 2 ) Omgivningen Antal omkomna Urspårning (bef) 38 (ny) Utomhus Urspårning 0 0 0