Avstånd och brandteknisk avskiljning

Transkript

1 Avstånd och brandteknisk avskiljning vid hantering av brandfarlig gas och brandfarliga aerosolbehållare UTKAST

2 MSB:s kontaktpersoner: David Gårsjö, Diarienummer Remissutgåva ej giltig 2

3 3 Innehållsförteckning 1. Inledning Brand och explosion Gasmoln Deflagration Detonation Diffusionsförbränning Kärlsprängning och BLEVE Jetflammor Vindens inverkan Läckage Dimensionerande läckage Gasmoln Jetflamma, värmestrålning Jetflamma, konvektion Slutsatser angående läckage Bedömning av avstånd Byggnader Byggnad av obrännbart material Byggnad av brännbart material Läckage mot byggnad Fasader utan öppningar Svårutrymda verksamheter Verksamhetsklasser Angränsande lokaler Utrymningsvägar från svårutrymda verksamheter Material med hög brandbelastning Cisterner Avstånd mellan cistern och byggnad Avstånd mellan cistern och andra anläggningsdelar Cisterner i mark Tankfordonets slang Pump Förångare Lösa behållare Mindre totalvolym Större totalvolym Erfarenheter från brandprovningar Värmestrålning mot gasflaskor Gasolflaskor i plåtskåp eller dylikt... 27

4 Gasflaskor med totalvolym liter Gasflaskor med totalvolym över 250 liter Gasflaskor i publika verksamheter m.m Engångsbehållare Rörledningar Rörledningar ovan mark Rörledningar i mark Brandavskiljande mur Jetflamma mot mur Murens påverkan på spridning av gasmoln Mur som skydd mot brand i byggnad Trafik Sammanfattning Cisterner Lösa behållare... 35

5 5 1. Inledning Syftet med denna rapport är att utgöra ett underlag för vägledning kring hantering av brandfarliga gaser enligt lagen om brandfarliga och explosiva varor (LBE). Rapporten fokuserar på tekniska lösningar i form av godtagbara avstånd alternativt brandteknisk avskiljning. De tekniska lösningarna ska både beakta hur gashanteringen vid ett läckage eller en brand kan påverka sin omgivning, samt hur omgivningen kan påverka gashanteringen. Man kan välja att antingen följa de lösningar som rapporten tar fram eller genom beräkningar eller på annat sätt visa en annan lösning som uppfyller lagstiftningens krav. Den skyddsnivå som redovisas i denna skrift, med avseende på både avstånd och brandteknisk avskiljning, kan vara vägledande för sådana alternativa tekniska lösningar. Lagen om brandfarliga och explosiva varor Målet är att rapportens resultat visar hur en hantering av brandfarlig gas kan utformas för att uppfylla 10 i LBE: Byggnader och andra anläggningar där brandfarliga eller explosiva varor hanteras samt anordningar för hantering av sådana varor ska vara inrättade på ett betryggande sätt med hänsyn till brand- och explosionsrisken samt konsekvenserna av en brand eller en explosion. De ska också vara placerade så att motsvarande krav uppfylls i förhållande till omgivningen. Detta gäller också områden med sådana byggnader, anläggningar och anordningar. En utredning om risker är ett sätt man kan visa att kravet är uppfyllt. Genom att inrätta och placera anordningar för hantering av brandfarlig gas enligt denna rapport anses också vara ett sätt att uppfylla kravet. Observera att syftet med en utredning om risker inte enbart är att ta fram avstånd. Även andra åtgärder kan behövas för att förebygga risker med hantering av brandfarlig gas, t.ex. övervakningssystem, påkörningsskydd och materialval. Förutsättningar Dimensionering av avstånd eller andra åtgärder väljs mot följande bakgrund: Cisterner och hanteringsplats för lösa behållare utformas och placeras så att de skyddas mot farlig uppvärmning vid brand i närliggande byggnader eller annan verksamhet. Möjlighet att föra bort lösa behållare i skydd beaktas, vilket är beroende av behållarnas storlek och antal. Där risk finns för gasläckage beaktas utbredning av gasmoln eller jetflamma, beroende på vilken av dessa som ger det längsta avståndet, med avseende på påverkan på objekt i omgivningen.

6 6 Mindre behållare, som gasflaskor och engångsbehållare, accepteras i mindre mängd inomhus och nära byggnader eller annan verksamhet. Även enstaka behållare kan göra stor skada, men de måste samtidigt kunna användas som avsett. Möjlighet att föra bort lösa behållare beaktas även här. För att ta höjd för osäkerheter har en säkerhetsfaktor på 25 % applicerats på samtliga avstånd. Det är särskilt viktigt med tanke på att resultaten ska kunna användas på olika typer av hantering, där förutsättningar på plats kan variera. Alla avstånd har sedan avrundats till närmsta heltal, eller femtal för avstånd längre än 20 meter. Begränsningar De gaser som behandlas i denna rapport är vätgas, metan, gasol och acetylen, dock inte vid tryck högre än 10 bar (20 bar för acetylen). DME (dimetyleter) kan likställas med gasol, eftersom de har liknande egenskaper. Rapporten begränsar sig till att omfatta lösa behållare (gasflaskor, aerosolbehållare och liknande) och cisterner för lagring med tillhörande komponenter och rörledningar. LNG (flytande metan) behandlas inte. Exempel på avstånd för vissa anläggningar finns också i Energigas Sveriges anvisningar. Exempel på sådana anläggningar som inte tas upp i denna rapport är biogasanläggningar (se BGA 2017), anläggningar för flytande naturgas (se LNGA 2015) och tankstationer för metangasdrivna fordon (se TSA 2015). Även annan lagstiftning än LBE ställer krav på utredning om risker, t.ex. Sevesolagstiftningen. Då kan andra scenarion än de som är dimensionerande i denna rapport behöva redovisas, t.ex. rörbrott och dominoeffekter. Avstånden i denna rapport tar heller inte upp skyddsavstånd i samband med räddningstjänstinsats vid brand, t.ex. med avseende på risk för exploderande behållare. Gexconrapporten Som underlag används bland annat en rapport utförd av Gexcon på uppdrag av MSB: Modelling of consequences of several releases of gaseous, liquefied and liquid flammable substances [1]. Denna innehåller simuleringar och beräkningar av olika utsläpp av brandfarlig gas och vätska samt bränder i byggnader. Rapporten benämns Gexconrapporten i detta dokument. I Gexconrapporten finns simuleringar av jetflammor. Det är viktigt att poängtera att dessa endast visar värmestrålning och inte värmeöverföring genom konvektion. Detta kan vara avgörande nära flamman och för små utsläpp. I denna rapport har detta dock ingen betydelse.

7 7 2. Brand och explosion Det finns en rad olika scenarion som behöver beaktas för att kunna ta fram minsta avstånd för hanteringsplatser för brandfarlig gas. Det är rimligt att anta det längsta avståndet i något scenario som dimensionerande. Samtidigt måste man bedöma vilka scenarion som rimligen skulle kunna inträffa och vilka man kan bortse från på grund av att de är alltför osannolika. 2.1 Gasmoln Om ett läckage får fortgå utan att antändas vid läckagepunkten kan det bilda ett gasmoln som kan antändas om gasen når en tändkälla. Detta kan resultera i deflagration, detonation eller diffusionsförbränning [2]. Dessa förlopp beskrivs nedan. Utbredningen av ett gasmoln från ett utsläpp där gas tillförs kontinuerligt från en utsläppskälla och späds ut i molnets utkanter kan approximeras till den koncentration där blandningen av luft och gas utgör en antändbar blandning, dvs. vid den lägre explosionsgränsen (LEL). För att kompensera för osäkerheter som t.ex. objekt i omgivningen som kan påverka spridningen används halva LEL som dimensionerande värde. För att begränsa konsekvenserna av ett läckage är det viktigt att undvika att ett gasmoln sprider sig till utrymmen inomhus genom öppningar. Detta tas om hand genom att hålla tillräckliga avstånd till öppningar i byggnader. Vid hantering inomhus finns krav på ventilation samt zonklassning (enligt SRVFS 2004:7) som minskar riskerna för att ett gasläckage antänds Deflagration I ett moln som består av en blandning av gas och luft förbränns gasen i en reaktionszon som rör sig genom molnet från tändkällan. Om hastigheten hos denna reaktionszon är lägre än ljudhastigheten kallas detta för en deflagration, vilket är det mest troliga scenariot vid ett läckage utomhus. En deflagration kan innebära en tryckuppbyggnad, särskilt om det sker i ett begränsat utrymme t.ex. inomhus, eller på grund av objekt i omgivningen. Vid höga tryck kan detta leda till skador på byggnader. Utomhus är detta ovanligt och har endast observerats vid mycket stora utsläpp av brandfarliga gaser i storleksordningen flera ton [3]. Sådana stora utsläpp är inte dimensionerande i denna rapport, och tryckuppbyggnad vid antändning av ett gasmoln utomhus beaktas därför inte Detonation Är hastigheten hos reaktionszonen högre än ljudhastigheten kallas det för en detonation, vilket kan innebära betydligt mer allvarliga konsekvenser på grund av framför allt tryckverkan från explosionen. Detonationer vid antändning av

8 8 gasblandningar observeras främst inuti rör [3], eller möjligtvis tunnlar, och beaktas därför inte som en dimensionerande faktor i denna rapport Diffusionsförbränning Om en så stor volym gas läcker ut så att den inte hinner blandas med luft kan en diffusionsförbränning uppstå. Förbränningen i gasmolnets utkanter orsakar då att luft dras in mot ett eldklot vilket ökar förbränningen. Skadorna domineras av brand och värmestrålning. Detta förlopp anses så pass osannolikt att det inte beaktas. Troligtvis finns risken främst vid mycket stora läckage. 2.2 Kärlsprängning och BLEVE Vid värmepåverkan mot en behållare med brandfarlig gas finns en risk att behållaren förlorar sin tryckbärande förmåga och rämnar. Resultatet blir att all gas kommer ut och om den då antänds, vilket den troligtvis gör, leder till förödande effekter för omgivningen genom tryckskador, kaststycken och brand. Om behållaren innehåller kondenserad gas resulterar detta i en BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion), som innebär än mer allvarliga konsekvenser när den kondenserande gasen ögonblickligen förångas och antänds. Orsakerna till att en behållare rämnar på grund av värmepåverkan kan vara att värmen ökar det inre trycket till ett tryck som behållaren inte klarar av, att behållarmaterialet försvagas, eller (mest troligt) en kombination av dessa två. Observera att säkerhetsventiler inte skyddar mot övertryck om materialet försvagas tillräckligt mycket. De är heller inte alltid dimensionerade för brandpåverkan. Det kan innebära att de främst skyddar i brandens tidiga förlopp. Vätskefasen i en behållare med kondenserad gas har en kylande effekt, medan risken för kärlsprängning ökar markant om gasfasen brandpåverkas. Om en behållare med kondenserad gas blivit stumfylld (dvs. helt fylld med gas i vätskefas) ökar dock risken för att det inre trycket blir för högt. Behållarmaterialet blir mer känsligt om det redan påverkats av korrosion, mekanisk påverkan, påfrestning på grund av sättningar i marken eller liknande. Utgångspunkten i denna rapport är att en behållare som rämnar och leder till kärlsprängning inte ska anses vara ett dimensionerande scenario. I stället är reglerna utformade så att sådana allvarliga olyckor ska förebyggas i tillräckligt stor utsträckning. Till grund för denna slutsats ligger följande: De avstånd till omgivande objekt som denna rapport redovisar skyddar mot brand som kan värma upp behållarmaterialet så mycket så att behållaren riskerar att förlora sin tryckbärande förmåga. Marken under cisterner med kondenserad brandfarlig gas lutar, vilket förhindrar att kondenserad gas eller brandfarlig vätska (t.ex. från ett läckande fordon) ansamlas under dem.

9 9 Behållare har säkerhetsventil, smältsäkring eller är på annat sätt skyddade mot övertryck vid brand. Den sista strecksatsen innebär att cisterner med brandfarlig gas förutsätts ha säkerhetsventiler som är dimensionerade för brandpåverkan. 2.3 Jetflammor Ett läckage som antänds kan resultera i en jetflamma. Antändningen kan ske direkt i anslutning till läckaget eller efter att läckaget pågått en tid. Det senare fallet är mer sannolikt då risken är mindre att en tändkälla finns nära läckagepunkten. Det kan då innebära en antändning av ett gasmoln med en påföljande jetflamma. Jetflamman påverkar inte bara det den direkt träffar, utan också annat sin omgivning genom värmestrålning och konvektion. Rapporten utgår från antagandet att avståndet till en viss värmestrålning mot en punkt vid sidan av en jetflamma alltid är kortare än avståndet till samma värmestrålning bortom jetflamman i dess längdriktning. Detta antagande stämmer med Gexconrapportens simuleringar. För jetflammor dimensioneras avstånd därför efter värmestrålningen i läckagets riktning. 2.4 Vindens inverkan Med ökande vindhastighet ökar turbulensen och därmed också utspädningen av ett läckage av brandfarlig gas. Beräkningar med vindhastigheter på 2, 3 respektive 5 m/s bekräftar detta, då avståndet från en utsläppskälla till en koncentration motsvarande LEL minskade med högre vindhastighet [1]. Även en jetflammas längd visade sig vara kortare med ökad vindhastighet. I Gexconrapportens beräkningar används en vindhastighet på 3 m/s och stabilitetsklass D (neutral). Avstånden kan alltså bli längre vid lägre vindhastigheter. Medelvindhastighet är enligt SMHI 5 m/s. I Gexconrapporten finns en känslighetsanalys där vindens inverkan på olika gasläckage har analyserats. Denna visar något längre avstånd för gasmolns spridning vid 2 m/s och stabilitetsklass F (stabil), som mest ca 22 % längre. Eftersom detta rör sig om scenarion med liten sannolikhet bedöms detta fångas upp av säkerhetsfaktorn 25 % som nämns i kap 1. Beräkningar visar att temperaturen i cisternväggen på en gasolcistern som brandpåverkas (mot gasol i gasfas) blir högre vid en vindhastighet på 0 m/s, än vid både 5 och 10 m/s [4], även om vinden blåser från branden mot cisternen. Orsaken anges vara att vindens kylande effekt dominerar. 2.5 Läckage Läckage av gas som antänds kan leda till antändning av ett gasmoln, jetflamma eller antändning av ett gasmoln följt av jetflamma. I denna rapport har ett kontinuerligt utsläpp varit utgångspunkt, vilket också kan förväntas vid ett läckage av brandfarlig gas.

10 10 Arean hos det hål som ger upphov till ett läckage är dimensionerande för läckagets storlek (flöde) och därmed konsekvenserna av läckaget. Läckage generaliseras här i två olika typer: Mindre läckage: Orsak kan vara korrosion, otät packning, liten spricka eller liknande. Sådana läckage förväntas främst uppstå i diverse olika anordningar och anläggningsdelar som inte utsätts för några betydande påfrestningar. Mindre läckage approximeras till ett runt hål med arean 1 mm 2. Större läckage: Exempelvis spricka på slang, otät slanganslutning, anslutning som lossnat eller större skada i packning. Risk för denna typ av läckage finns vid mänskligt handhavande (t.ex. lastning/lossning), där slangar eller rörledningar utsätts för slitage eller vid olika typer av anslutningar. Det är svårt att hitta statistik på storlekar hos vanliga läckage. Enligt nordamerikansk statistik är 99 % av alla pågrävningsskador på nedgrävda rörledningar inte större än 100 mm 2 [5]. I tidigare allmänna råd till föreskrifter utgivna av sprängämnesinspektionen har dimensionerande läckage utgått från en spricka i en slang (DN 40) motsvarande ¼ av slangens omkrets. Med antagandet att sprickan är 1 mm bred blir arean för läckaget ca 30 mm 2. I MSB:s beräkningsprogram Spridning Luft [6] anges arean hos ett packningsläckage till 20 mm 2. I denna rapport har ett runt hål med arean 25 mm 2 valts som större läckage. En jämförelse kan göras med läckagestorlekar i standarden EN om explosiv atmosfär. Där varierar hålarean mellan 0,025 och 5 mm 2 vilket indikerar att ovanstående val ligger i en större eller närliggande storleksordning. Hanteringen avgör vilka av dessa läckage som kan vara aktuella och därmed avgörande för bedömningen av avstånd. Det är då endast det största läckaget som beaktas. Resultatet av denna rapport visar också att det i flera fall är brandpåverkan mot gashanteringen från ett objekt i omgivningen som blir dimensionerande snarare än ett gasläckage Dimensionerande läckage Som grund för ett läckage har propan i gasfas vid 10 bar 1 använts (den kondenserade gasens ångtryck vid 27 C). Detta får anses konservativt, och tar därmed höjd för osäkerheter. Gexconrapporten visar likvärdiga avstånd vid jämförelse mellan gasol i gasfas vid 10 bar och gasol i vätskefas. Resultaten för gasol i gasfas vid 10 bar kan också anses gälla även för vätgas 2, metan och DME med tryck upp till 10 bar, samt acetylen upp till 20 bar. Detta beror på att 1 Alla tryck i denna rapport avser övertryck. 2 Vätgas hanteras ibland vid trycket 12 bar. Resultaten för vätgas har god marginal och därmed kan avstånden gälla även för sådan hantering.

11 11 avstånd för både gasmoln och jetflamma med propan ger längre avstånd än dessa i samtliga fall enligt Gexconrapportens resultat [1]. Däremot gäller detta inte vid högre tryck 3 eller för flytande metan (LNG). Det ovanstående gäller oavsett om läckaget antänds och bildar en jetflamma eller om det bildar ett gasmoln som inte antänds Gasmoln Enligt avsnitt 2.1 används halva LEL som gräns för spridning av gasmoln. För ett läckage med utsläppsarean 1 mm 2 (propan, 10 bar) ger detta ett avstånd på 2,5 meter, medan arean 25 mm 2 ger 12 meter. Det är dock viktigt att läckaget sker i det fria. Med säkerhetsfaktorn 25 % ger detta avstånden 3 meter respektive 15 meter. Figur 2.1 visar ett simulerat utsläpp av propan. Den blå (yttersta) gränsen visar halva LEL. Figur 2.1 Simulering av utsläpp av propan (10 bar, 1 mm 2 ) Jetflamma, värmestrålning Värden mellan kw/m 2 förekommer i litteraturen som maximalt tillåten infallande värmestrålning mot byggnader, vilket bygger på risk för antändning av trä. I Gexconrapporten används 12,5 kw/m 2 som gräns. Som grund för 3 Utsläpp vid 250 bar har simulerats för vätgas och metan i Gexconrapporten.

12 12 maximalt infallande värmestrålning mot byggnad av trä används därför 12,5 kw/m 2, men 15 kw/m 2 kan också anses vara ett acceptabelt värde för beräkningar av avstånd för sådana scenarion. För en jetflamma från ett läckage med utsläppsarean 1 mm 2 (propan, 10 bar) ger detta ett avstånd på 2,3 meter, utsläppsarea 25 mm 2 ger 14 meter [1]. Med säkerhetsfaktorn 25 % blir detta 3 meter respektive 18 meter Jetflamma, konvektion Vid beräkning av konvektion antas att 20 % av värmeutvecklingen avges som värmestrålning, och resten som konvektion 4. Som gränsvärde används temperaturen 280 C, då trä avger brännbara gaser. För en jetflamma från ett läckage med utsläppsarean 1 mm 2 (propan, 10 bar) ger detta ett avstånd på 2 meter, arean 25 mm 2 ger 10 meter [7]. Med säkerhetsfaktorn 25 % blir detta 3 meter respektive 13 meter. Beräkningsmetoden tar även höjd för stigande heta gaser som skulle kunna antända högre byggnader Slutsatser angående läckage Tabellen nedan visar resultaten av de tre olika scenarierna ovan. Detta ger att värmestrålningen blir dimensionerande för avstånd som baseras på gasläckage. Avstånd för mindre läckage blir 3 meter, avstånd för större läckage blir 18 meter. Propan, 10 bar Utsläppsarea 1 mm 2 Utsläppsarea 25 mm 2 Gasmoln 3 m 15 m Jetflamma, värmestrålning 3 m 18 m Jetflamma, konvektion 3 m 13 m Tabell 3.1 Jämförelse av utsläpp. Eftersom vätgas har högre förbränningsvärme än propan gjordes även kontrollberäkningar för vätgas vid 12 bar [7]. Avstånden för konvektion hamnade då på under 2 m vid utsläppsarean 1 mm 2 och ca 7 m vid arean 25 mm 2. Detta bekräftar att resultaten för propan även täcker in vätgas även med avseende på konvektion trots vätgasens högre förbränningsvärme. 4 I Vådautsläpp av brandfarliga och giftiga gaser och vätskor (FOA, 1997) anges 35 % vid beräkning av värmestrålning, vilket innebär att konvektionen utgör 65 %. Här beräknas i stället konvektionen, och det är därför konservativt att välja ett lägre värde för värmestrålningen, eftersom konvektionens bidrag då blir större (i detta fall 80 %).

13 13 3. Bedömning av avstånd I detta avsnitt behandlas avstånd, vilket till stora delar dimensioneras av maximalt tillåten infallande värmestrålning mot olika objekt. I vissa fall dimensioneras avstånden av läckage av gas enligt kap 2.5, medan det i andra är påverkan från omgivningen mot gashanteringen som blir dimensionerande. Där tiden varit avgörande har 30 minuter valts som gränsvärde. Inom denna tid antas att en räddningsinsats har påbörjats, vilket kan innebära brandsläckning, stängning av ventil för att stoppa läckage eller kylning av behållare med brandfarlig gas. Observera att en brand i en byggnad kan ha pågått längre än 30 minuter, men det kan ha gått en tid innan den nått den intensitet som använts som dimensionerande scenario. Här kan särskilt nämnas fullt utvecklad brand i byggnad eller brand genom flera fönster (särskilt om fönstren finns i olika brandceller). 3.1 Byggnader Med avseende på avstånd mellan hantering av brandfarlig gas och byggnader betraktas dels brand i byggnaden, dels påverkan på byggnaden från en jetflamma eller risk för att läckande gas tar sig in i byggnaden. Byggnader delas här upp i byggnader av obrännbart respektive brännbart material. Byggnader av brännbart material innebär t.ex. byggnader av trä. Med obrännbart material avses byggnader vars fasad i huvudsak består av material som betong eller tegel. Taket kan vara av plåt. En byggnad med fasad av plåt är mera tveksam, dels kan innerväggarna vara av brännbart material, dels kan brännbart material förvaras direkt innanför plåtväggen. Eftersom stålplåten skyddar dåligt mot värmestrålning har den således endast ett begränsat skydd vid brand. En sådan byggnad får därför betraktas som brännbar såvida inte en djupare analys visar annat Byggnad av obrännbart material Vid brand i byggnad av obrännbart material används brand ut genom fönster som dimensionerande scenario. Tiden från att en brand startar i ett rum till dess att rummet är övertänt och flammor kan slå ut genom fönster kan vara kort, det kan röra sig om några få minuter. Brand ur ett fönster från ett övertänt rum betraktas som en flamma med ungefär samma bredd som fönstret och dubbla dess höjd. I Gexconrapporten approximeras detta till en flamma med dimensionerna 1,5 x 3 m. Där har olika värden för värmestrålning från fönster uppskattats utifrån brand i olika typer av material. I litteraturen finns värdet 168 kw/m 2 som maxvärde värmestrålning från en rumsbrand [8]. Därför har det värde som ligger närmast av de som redovisas i Gexconrapporten valts (164 kw/m 2 ). Värmestrålning från flera fönster kan konservativt approximeras till multiplar av värmestrålningen från ett fönster [1]. Brand i en byggnad där eld slår ut ur

14 14 fönster har approximerats som en brand från 8 fönster. Detta får gälla även för byggnader som har fler än 8 fönster, med antagandet att byggnadens brandceller förhindrar eller fördröjer brandspridning inom byggnaden, eller att brandbekämpning har påbörjats som hindrar en större spridning. För att beräkna avstånd från fönster i sidled, t.ex. för gasflaskor som ställs upp invid en vägg, antas i denna rapport att den infallande värmestrålningen kan halveras. Detta för att den strålande ytan är mindre än vad den blir rakt framför fönstret. Detta värde dubblas sedan för att ta höjd för värmestrålning från brand ur andra fönster. Mer än så antas dock inte behövas då ytterligare fönster är så pass långt bort att de endast marginellt bidrar med värmestrålning. Sammantaget kan samma värmestrålning som för ett fönster användas för avstånd mellan fönster och gasflaskor som ställs vid en vägg. Om det däremot bara finns ett fönster så kan värmestrålningen halveras. Det innebär dock inte att avståndet kan halveras. Avstånd från fönster Infallande värmestrålning, 1 fönster Infallande värmestrålning, 8 fönster 2 m 29 kw/m kw/m 2 3 m 17 kw/m kw/m 2 4 m 11 kw/m 2 88 kw/m 2 5 m 7,9 kw/m 2 63 kw/m 2 10 m 2,2 kw/m 2 18 kw/m 2 15 m 1,0 kw/m 2 8,0 kw/m 2 20 m 0,58 kw/m 2 4,6 kw/m 2 25 m 0,37 kw/m 2 3,0 kw/m 2 Tabell 3.1 Värmestrålning vid olika avstånd från brand genom fönster 1 Dessa värden har sedan plottats i figur 3.1 och 3.2 nedan.

15 15 Figur 3.1 Värmestrålning på olika avstånd från brand ur 1 fönster Figur 3.2 Värmestrålning på olika avstånd från brand ur 8 fönster

16 Byggnad av brännbart material För en byggnad av brännbart material antas en fullt utvecklad brand i byggnaden som dimensionerande scenario för avstånd. En fullt utvecklad brand i en byggnad kan approximeras som en pölbrand [1]. Figuren nedan visar värmestrålning som funktion av avstånd från en pölbrand som motsvarar en fullt utvecklad brand i en byggnad med längd och bredd 10 meter samt höjden 6 meter. Detta får antas gälla även för ännu större byggnader, med motiveringen att en räddningsinsats med stor sannolikhet har inletts innan en brand i en sådan stor byggnad blivit fullt utvecklad i hela byggnaden. Figur 3.3 Värmestrålning som funktion av avstånd från fullt utvecklad brand i byggnad För en mindre byggnad kan i stället figuren nedan användas. Den visar värmestrålning som funktion av avstånd från en pölbrand som motsvarar en fullt utvecklad brand i en byggnad med längd och bredd 5 meter samt höjden 3 meter.

17 17 Figur 3.4 Värmestrålning som funktion av avstånd från fullt utvecklad brand i (mindre) byggnad Dessa båda diagram används för bedömning av avstånd i avsnitt 3.4 och Läckage mot byggnad I de fall ett läckage mot en byggnad blir dimensionerande för avståndet används resultaten i 2.5.2, vilket ger ett avstånd på 3 meter för mindre läckage och 18 meter för större läckage. Se dock nedan om fasader utan öppningar Fasader utan öppningar För fasader i obrännbart material som inte har några fönster eller andra öppningar antas här att det inte finns någon risk för värmestrålning mot gashanteringen. Då blir i stället gashanteringens påverkan mot fasaden dimensionerande. En explosion i det fria innebär en deflagration, som enligt avsnitt inte förväntas skada en byggnad. Detta innebär att avståndet antingen blir 3 meter eller 18 meter, beroende på läckagets storlek. Simuleringar har visat att väggar i tegel och betong som träffas direkt av en jetflamma inte ger någon temperaturökning på andra sidan väggen [9]. I simuleringarna användes bland annat tegel med tjocklek 11 cm, betong med tjocklek 15 cm och två betongelement med vardera tjocklek 6 cm med 5 cm stenull i mellan 5. En vanlig tjocklek hos tegelstenar i Sverige är 120 mm [10]. För ytterväggar i betong kan tjockleken variera. Eftersom simuleringarna inte ger någon temperaturökning alls så är det rimligt att anta att även tunnare väggar ger ett tillräckligt skydd. En vägg i betong med tjocklek 7 cm ger brandteknisk klass A 60 [11] (en äldre klass som kan sägas 5 I simuleringsprogrammet (Argus) finns endast vissa förvalda tjocklekar, därför har inga tunnare väggar kontrollerats.

18 18 motsvara EI 60). Detta antas vara tillräckligt för att inte orsaka en temperaturökning på andra sidan väggen som kan orsaka en brandspridning. Försök har också indikerat att en vägg i EI 90 (konstruktion i gips och trä) behövs för att stå emot en brand i brandfarlig vara i 60 minuter [12]. Bedömningen utifrån detta är att för en fasad i obrännbart material och brandteknisk klass EI 60 eller brännbart material i minst EI 90 som är helt utan dörrar, fönster och andra öppningar där gas kan komma in, behövs inget avstånd mellan väggen och en hantering av brandfarlig gas, oavsett typ av hantering. 3.2 Svårutrymda verksamheter Personer i omgivningen, oavsett om de har med hanteringen att göra eller inte, utgör i första hand inte någon grund till dimensionering av avstånd. Orsaken är att de vid en brand eller ett läckage antas kunna sätta sig i säkerhet. Däremot är det av stor vikt att möjligheten att utrymma lokaler inte förhindras vid en brand. Exempel där detta behov särskilt behöver beaktas är lokaler som rymmer ett stort antal personer eller där personer behöver hjälp att ta sig ut. Sådana lokaler benämns här svårutrymda verksamheter. Detta gäller endast verksamheter som inte har med hanteringen av den brandfarliga gasen att göra Verksamhetsklasser Som svårutrymda verksamheter väljs här lokaler tillhörande verksamhetsklass 2B, 2C, 4 eller 5 enligt Boverkets byggregler [13]. Verksamhetsklass 2 är samlingslokaler och andra lokaler där det vistas personer som inte kan förväntas ha god lokalkännedom, som har förutsättningar att själva sätta sig i säkerhet och som kan förväntas vara vakna. Med en samlingslokal avses varje lokal eller varje grupp av lokaler inom en brandcell som är avsedd för ett större antal personer. 2B är samlingslokaler för fler än 150 personer. Exempel är skolor, butiker, vårdcentraler, konferensanläggningar, hörsalar, biografer, aulor, restauranger, reseterminaler, sporthallar, varuhus, detaljhandelsanläggningar samt lokaler för teater, konserter, dans, studier och fritidsaktiviteter. 2C är samlingslokaler för fler än 150 personer där alkohol serveras i mer än begränsad omfattning Exempel på samlingslokaler som kan tillhöra verksamhetsklass 2C är diskotek, större pubar och nattklubbar. Verksamhetsklass 4 är utrymmen där personer har förutsättningar att sätta sig själv i säkerhet, men inte förväntas ha god lokalkännedom eller vara vakna. Exempel är hotell, vandrarhem, bed and breakfast, och andra typer av tillfälligt boende. Verksamhetsklass 5 (5A-5D) omfattar utrymmen där det förväntas vistas personer som har begränsade eller inga förutsättningar att sätta

19 19 sig själv i säkerhet. Exempel är förskola, särskilda boenden, sjukhus, fängelser och liknande Angränsande lokaler Om brandfarlig gas hanteras i en lokal där en annan verksamhet tillhörande någon av de verksamhetsklasser som nämns ovan finns i en angränsande lokal kan särskilda åtgärder behövas för att förebygga att en brand sprider sig till den svårutrymda verksamheten. Exempel på detta tas upp i avsnitt Utrymningsvägar från svårutrymda verksamheter De flesta lokaler har mer än en utrymningsväg, vilket innebär att om en av dem blockerats så finns en alternativ väg ut. De lokaler som bara har en utrymningsväg är små [14] och anses kunna utrymmas snabbt. För svårutrymda verksamheter finns dock särskilda behov att kunna använda samtliga utrymningsvägar. Den infallande strålningen får då inte överstiga 2,5 kw/m 3 mot utgångar från utrymningsvägar från sådana lokaler. Värdet kommer från Boverkets allmänna råd om analytisk dimensionering av byggnaders brandskydd (BFS 2013:12, kap 3.4). Scenariot som väljs här är värmestrålning från jetflamma. Utgångspunkten här är att endast större utsläpp beaktas, oavsett hanteringens art. Samma avstånd gäller därmed för all hantering (undantaget rörledningar). En uppskattning utifrån Gexconrapportens resultat ger 2,5 kw/m 2 på ca 20 meter från läckagepunkten (propan i gasfas vid 10 bar, hålarea 25 mm 2 ). Med säkerhetsfaktorn ger detta 25 meter som avstånd till utgångar från utrymningsvägar från lokaler tillhörande verksamhetsklass 2B, 2C, 4 eller 5 enligt Boverkets byggregler. Med brandteknisk avskiljning (minst EI 60) mellan gashanteringen och utgången behöver inte svårigheten att utrymma beaktas, utan byggnaden i fråga kan betraktas som andra byggnader med avseende på avstånd. Denna avskiljning kan utgöras av en byggnad som helt blockerar siktlinjen mellan gashanteringen och utgången. 3.3 Material med hög brandbelastning Med material med hög brandbelastning avses t.ex. lagring av brandfarlig vätska (mer än 600 liter) eller större upplag med däck, brädor eller liknande. En brand i sådant material approximeras som en pölbrand med brandfarlig vätska. Därmed används figur 3.3 och 3.4 i avsnitt för material med hög brandbelastning, där figur 3.4 kan användas om uppställningsplatsens yta eller invallningens yta inte överstiger 25 m 2. För brandfarlig vätska räknas avståndet till invallningen. Om invallning saknas kan en närmare analys av risken för att vätskan rinner mot gashanteringen behövas.

20 Cisterner Med cisterner avses här trycksatta lagerbehållare av stål för brandfarlig gas med volym större än 1 m 3, stationär eller flyttbar. Värmestrålning mot cisterner enligt detta avsnitt gäller under förutsättning att en cistern till övervägande del är vitmålad (vilket ger emissionsfaktor 0,3 [4]). Vid ca 400 C har hållfastheten hos stål halverats, vilket används som ett maximal tillåten temperatur för gascisterner. Vid högre temperaturer blir risken för att kärlet rämnar kritisk. Beräkningar visar att en stålcylinder med diametern 1 m kan nå 400 C efter 30 minuter vid en strålning på 40 kw/m 2 [15]. Som maximal infallande värmestrålning mot en cistern med brandfarlig gas väljs därför värdet 40 kw/m 2. Detta förutsätter att behållaren är av stål. Valet 30 minuter ger en god marginal, eftersom det sannolikt tar tid innan en brand når det stadie som innebär att cisternen utsätts för 40 kw/m 2 på de avstånd som redovisas nedan. Det är också särskilt viktigt i detta fall, då ett brott på en cistern ger mycket allvarliga konsekvenser. Ovanstående resonemang utgår från att cisternen är försedd med säkerhetsventil som är dimensionerad för brandpåverkan. För en cistern som saknar sådan säkerhetsventil kan alltså längre avstånd behövas. Mindre cisterner värms upp snabbare än större [4] [15], vilket innebär att ett avstånd som är beräknat för en mindre cistern även kan gälla för större cisterner. Därmed kan samma avstånd gälla oavsett storlek på cisternen Avstånd mellan cistern och byggnad Figur 3.2 ger ett minsta avstånd på 8 meter mellan cistern och byggnad av obrännbart material för att komma under 40 kw/m 2, baserat på brand ut genom 8 fönster. Med säkerhetsfaktorn ger detta avståndet 10 meter. Enligt figur 3.3 blir avstånd mellan cistern och byggnad i brännbart material 16 meter med en maximal infallande strålning mot cisternen på 40 kw/m 2. Detta ger 20 meter med säkerhetsfaktor. För en mindre byggnad med en våning och arean max 25 m 2, t.ex. ett garage eller förråd i trä, blir avståndet i stället 8 meter (enligt figur 3.4), alltså 10 meter med säkerhetsfaktor. Cisternen antas kunna ge upphov till mindre läckage (som ger avståndet 3 m) på grund av läckage i flänsar och dylikt. Detta innebär att avstånden från brand i byggnad blir dimensionerande. För en fasad i obrännbart material som är utan fönster och andra öppningar blir dock mindre läckage dimensionerande, dvs 3 meter. Se även avsnitt om fasader utan öppningar Avstånd mellan cistern och andra anläggningsdelar Cisternen 6 behöver skyddas även från andra delar av gasanläggningen. För tankfordons slangar baseras avståndet på större läckage. I Gexconrapporten har avstånd till 4, 12,5 och 37,5 kw/m 2 beräknats. För att få fram ett avstånd 6 Detta kan även gälla för andra cisterner som innehåller gas som inte är brandfarlig.

21 21 för 40 kw/m 2 används figur 3.5 nedan där dessa värden plottats, vilket ger avståndet 11 meter för att nå under 40 kw/m 2, vilket ger 14 meter med säkerhetsfaktorn 25 %. Figur 3.5 Värmestrålning från jetflamma med propan 10 bar Avstånd mellan cistern och pump baseras på mindre läckage, dvs. 3 meter Cisterner i mark Cisterner i mark med täckningsdjup minst 0,6 m anses skyddade mot brandpåverkan. Något avstånd mot byggnad behövs därför inte. Däremot kan avstånd behövas för påfyllningsanslutningar enligt nedan Tankfordonets slang För tankfordonets slang anses ett större läckage vara dimensionerande. Därmed används 18 meter som avstånd till byggnader, oavsett byggnadens material. Det är tillräckligt om detta avstånd hålls till slangens båda anslutningspunkter, dvs. på fordonet respektive cisternens rörledning. Vid brand i byggnad förväntas slangen kunna kopplas bort och fordonet avlägsnas innan branden nått en kritisk nivå. Alternativt upptäcks branden innan föraren hunnit ansluta slangen till fyllningsanslutningen. Brandpåverkan mot slangen beaktas därför inte Pump Pumpar betraktas på samma sätt som rörledningar ovan mark (se avsnitt 3.6.1), med undantaget att de antas ha en ökad risk för läckage i t.ex. packningar på grund av att de innehåller rörliga delar. Mindre läckage används som dimensionerande, vilket ger ett avstånd på 3 meter till byggnader.

22 Förångare Förångare kan liksom pumpar betraktas som rörledningar enligt avsnitt 3.6, men eftersom de inte har rörliga delar som direkt berör den brandfarliga gasen behövs inget särskilt avstånd för dessa. 3.5 Lösa behållare Detta avsnitt behandlar gasol- och acetylenflaskor samt aerosolbehållare och andra engångsbehållare. Vid hantering av lösa behållare bedöms endast mindre läckage vara dimensionerande för avstånd. Det är dock bara i vissa fall som läckage blir avgörande för avståndsbedömningen. Lösa behållare delas här upp i två olika typer enligt följande: Gasflaskor Engångsbehållare Återfyllningsbara lösa behållare med en volym större än 1 liter. Aerosolbehållare och andra ej återfyllningsbara lösa behållare med en volym som inte överstiger 1 liter. I Arbetsmiljöverkets föreskrifter om användning och kontroll av trycksatta anordningar finns krav på en skylt med tilläggstexten Gasflaskor förs i säkerhet vid brandfara vid förvaring av gasflaskor 7. Utifrån detta antas att gasflaskor om möjligt förväntas föras i säkerhet vid brand av någon som arbetar inom verksamheten. I annat fall antas räddningstjänsten bedöma om de har möjlighet till detta vid en insats, med hänsyn till riskbilden. Resonemangen nedan bygger därmed till stora delar på möjligheten att föra gasflaskor i säkerhet vid brand. För att ta fram acceptabla avstånd eller placeringar av gasflaskor är utgångspunkten att motverka risken att de exploderar. I ett förvaringsutrymme för gasflaskor inomhus bedöms risken för antändning vara mycket liten. Dels finns krav på ventilation, dels ska inga tändkällor finnas där. Därmed behöver gasflaskorna i första hand skyddas mot brand som uppstår någon annan stans i byggnaden. Utomhus är det mer osäkert med avseende på tändkällor (t.ex. fordon, rökning eller liknande) Mindre totalvolym Traditionellt har 60 liter totalvolym använts som en slags frimängd för lösa behållare som får hanteras utan att behöva några avstånd, alltså även inomhus. I de regler som gällt sedan 90-talet ser det ut enligt följande: I A-byggnad 8 får högst 60 liter förvaras i varje brandcell. (4.3.1 SÄIFS 1998:7) 7 3 kap 1 AFS 2017:3. 8 En A-byggnad definieras som byggnad där människor bor samt byggnad i vilken vanligen vistas människor som saknar anledning att känna till förekommande hantering av brandfarliga gaser eller vätskor.

23 23 I publika lokaler ska flaskor större än 5 liter hanteras utomhus eller avskilt i EI 30. Gränsen 60 liter finns inte här, men om den totala volymen överstiger 250 liter ska den brandtekniska avskiljningen i stället vara EI 60. (SÄIFS :7) I villor och liknande bostäder får endast flaskor mindre än 30 liter hanteras, i flerbostadshus mindre än 5 liter. Här finns ingen exakt övre gräns, men ett förbud mot att hantera mer än vad man har behov av, vilket i vanliga fall anses vara en behållare man använder och en i reserv. Två gasolflaskor av typen P11 ligger på en total volym strax under 60 liter. (4.3.3 SÄIFS 1998:7) Dessutom finns krav på tillstånd för volymer större än 60 liter (gasol) vid icke yrkesmässig hantering. (4 MSBFS 2013:3, tidigare även i SÄIFS 1995:3) Oavsett hanteringsplats finns krav på avstånd. Exempel redovisas i allmänna råden till SÄIFS 1998:7, där en avståndstabell börjar med volymer över 60 liter. Detta tolkas som att inga avstånd behövs för volymer upp till 60 liter, som därmed kan placeras fritt med beaktande av allmänna hanteringskrav. (5.1 SÄIFS 1998:7 med tillhörande allmänna råd) På försäljningsställen begränsas den totala volymen hos behållare med brandfarlig gas fritt i butiken till 60 liter. (SÄIFS 1996:2, allmänna råd) En frimängd är fortsatt intressant att ha kvar, och att ta fram en alternativ begränsning till 60 liter har inte ansetts nödvändigt. 60 liter motsvarar t.ex. två stycken gasolbehållare med volym ca liter, vilket en person kan tänkas klara av att bära med sig. Det kan ge en fingervisning om att det är en mängd som går att föra i säkerhet vid brand, även om det förstås kan bli svårare med många mindre behållare, eller om behållarna är anslutna eller inlåsta. Det är dock viktigt att påpeka att både brandförsök och erfarenheter visar på allvarliga konsekvenser även för enstaka mindre behållare som t.ex. hårsprejburkar som exploderar när de utsätts för brand Större totalvolym I tabell 5.1 i allmänna råden till SÄIFS 1998:7 finns förutom 60 liter gränserna 1000 och 4000 liter. Förklaringen till 1000 liter har varit att det var den volym behållare som rymdes i ett typiskt gasolskåp som är vanligt på bensinstationer. Bakgrunden till gränsen 4000 liter är okänd. För större totalvolymer har resonemangen i denna rapport dock resulterat i andra gränser än 1000 respektive 4000 liter. Vid en förvaring av en tillräckligt stor mängd behållare behöver denna skyddas på samma sätt även om denna mängd skulle dubblas eller tiodubblas. Exempelvis behöver 1000 liter skyddas likväl som liter, även om konsekvenserna av brand eller explosion kan bli mycket värre i det senare

24 24 fallet. Målet är att förebygga ett scenario som går så långt att denna skillnad blir relevant. För att ta fram en gräns för större totalvolym och därmed en gräns för när skyddsnivån behöver skärpas har utgångspunkten varit möjlighet att föra behållare i säkerhet vid brand innan branden hunnit sprida sig så att behållarna riskerar att explodera. Valet har fallit på 250 liter på följande grund: Lösa behållare som inte kan flyttas utan truck eller annan maskin är maxiflaskor med gasol (430 liter), flaskpaket med gasol (6 st P45- flaskor, totalt ca 635 liter) och flaskpaket med acetylen (8 st A-37- flaskor, totalt 296 liter). 250 liter utesluter samtliga av dessa. 250 liter motsvarar två st gasolflaskor av typen P45 (108 liter styck), som med viss möda bör kunna släpas i säkerhet vid brand. En full flaska väger ca 84 kg. 250 liter motsvarar också 8 st gasolflaskor av typen P11 (ca 26 liter och 22,5 kg), vilket också bör kunna bäras i säkerhet. Tillståndsföreskrifterna (MSBFS 2013:3) har en tillståndgräns på 250 liter för brandfarlig gas inomhus i yrkesmässiga icke publika verksamheter. Vid hantering av större mängder än 250 liter beaktas därför inte möjligheten att föra dem i säkerhet vid brand, vilket innebär att en högre skyddsnivå behövs. Figur 3.6 Gasolflaskor typ P45 (t.v.) och P11 (t.h.) För mindre behållare som engångsbehållare kan det bli svårare att föra bort ett stort antal utan att behöva springa många gånger, men när man kommer upp i större volymer är chansen stor att de är förpackade i kartonger eller kartongtråg med t.ex. 6, 12 eller ännu fler behållare i vardera. En lastpall rymmer uppskattningsvis behållare med total volym på liter beroende på behållarstorlekar. En gräns på 250 liter innebär då att det endast kan röra sig

25 25 om en drygt till hälften full lastpall, men inte flera pallar. Med en palldragare skulle hela pallen kunna dras i säkerhet, alternativt behöver ett stort antal kartonger bäras bort, uppskattningsvis runt kartonger, vilket kan bli problematiskt. Engångsbehållare behandlas därför särskilt i avsnitt Erfarenheter från brandprovningar MSB har genom två olika studier låtit utföra brandprovningar. I den ena har brandprovningar av gasflaskor med och utan tryckavlastning (dvs. säkerhetsventil eller smältsäkring) utförts [16], i den andra engångsbehållare och gasolflaskor [17]. Resultaten av den förstnämnda studien sammanfattas i tabellen nedan. Den sistnämnda ger liknande förlopp för gasolflaskor. Där observerades en jetflamma från en smältsäkring med en längd på ca 7 meter. Gasolflaska Kompositflaska med säkerhetsventil, helspunnen (dvs. tillverkad i ett stycke) Kompositflaska med säkerhetsventil och smältsäkring, tillverkad i två delar Aluminiumflaska med säkerhetsventil och smältsäkring Stålflaska med säkerhetsventil Observationer Gasolen strömmar ut genom skalet tills gasolen brunnit upp i ett relativt lugnt förlopp. Smältsäkringen öppnade efter ca en minut och bildade en mindre jetflamma som brann i ca tre minuter. Säkerhetsventilen öppnade stötvis efter ca 1,5 minuter tills smältsäkringen öppnade efter dryga 2 minuter. Jetflamman var då mycket kraftig. Efter 7 minuter var flaskan tom. Säkerhetsventilen öppnade stötvis efter ca 1,5 minuter tills flaskan var tom efter ca 5 minuter. Jetflamman var kraftig. Samtliga flaskor ovan provades även utan säkerhetsventiler eller smältsäkringar. Den helspunna kompositflaskan hade ett liknande förlopp som ovan. Övriga flaskor resulterade i kraftiga explosioner efter bara några minuter, där delar av flaskan slungades bort meter från platsen. Detta visar hur viktig avlastningen är. Här antas att gasolflaskorna har säkerhetsventil, vilket är praxis i Sverige. Det är också praxis i Sverige att byta ut dessa vid återkommande kontroll, dvs. vid ett intervall på 5, 10 eller 15 år. Utifrån erfarenheterna från brandprovningarna kan man konstatera att en säkerhetsventil eller smältsäkring som öppnar på en gasolflaska som utsätts för brand kan förväntas tömma flaskan utan att den exploderar. Detta beror på att förångningen av den kondenserade gasolen kyler flaskan.

26 26 I samtliga provningar stod flaskorna på ett bål, vilket innebar en kraftig brandpåverkan underifrån. I de scenarion som diskuteras i denna rapport kommer värmestrålningen från en brand i närheten dvs. främst från sidan eller uppifrån. En punktuppvärmning, särskilt på ovansidan där gasolen är i gasfas, innebär en ökad risk att behållaren brister. Det är dock rimligt att anta att en brand några meter från flaskan innebär en jämn uppvärmning och därmed ingen punktuppvärmning Värmestrålning mot gasflaskor En stålflaska (P6, 14 liter) till hälften fylld med kondenserad gasol har fått vara dimensionerande för ett scenario där säkerhetsventilen öppnar efter brandpåverkan i 30 minuter. En tömd gasolflaska, dvs. utan kondenserad gasol, skulle värmas upp fortare, men skulle samtidigt inte ge så allvarliga konsekvenser på grund av den lilla mängden gas som då finns kvar i behållaren. En helt fylld flaska skulle ge värre konsekvenser om den skulle brista än en till hälften fylld, men den större mängden vätska innebär att den också värms upp långsammare. Därav har valet fallit på just en till hälften fylld gasolflaska. En säkerhetsventil öppnar vid 26 bar, vilket innebär att gasolen har en temperatur på ca 70 C. En ren metallyta har en emissionsfaktor på 0,4-0,7 vid höga temperaturer [18]. Eftersom sådana gasolflaskor vanligtvis är ljusgrå absorberas mindre strålning än om de hade varit mörkare, vilket gör det rimligt att välja en faktor i det lägre spannet. Här antas därför emissionsfaktorn 0,5. Temperaturen 70 C nås då efter 30 minuter vid en infallande värmestrålning på 8 kw/m 2 [23]. En flaska med acetylen riskerar att explodera redan vid 65 C [19]. Sådana flaskor är av stål. För en flaska på 20 liter har denna temperatur överskridits vid en mottagen värmestrålning på 11 kw/m 2 (efter 32 minuter) [23]. En flaska med vätgas saknar säkerhetsventil och riskerar att explodera vid 350 C (riktvärde) [20]. En vätgasflaska på 10 liter når denna temperatur efter 30 minuter vid ca 22 kw/m 2 [23]. För att ta fram avstånd som täcker in alla gasflaskor (dvs. gasol-, acetylen- och vätgasflaskor) används därmed värdet 8 kw/m 2, vilket ger en god marginal för acetylen och vätgas, där också konsekvenserna riskerar att bli värre. Vid fullskaleförsök med Skyddsbeklädnad 90, som har varit ett vanligt förekommande larmställ hos räddningstjänsterna, kunde stillastående brandpersonal uppehålla sig mellan 3 till 7 minuter vid en strålningsnivå på ca 7 kw/m 2 innan de retirerade på grund av smärta [21], dvs. en jämförbar nivå med gränsen i stycket ovan. Det innebär att det kan vara svårt att föra bort sådana gasflaskor, men inte omöjligt om det sker innan branden eskalerar eller sprider sig till utrymmen nära gasflaskorna. Räddningstjänstpersonal iförda skyddsutrustning har större möjlighet att föra flaskorna i skydd vid en brand ur ett närliggande fönster, efter beaktande av rådande omständigheter och riskbild. Räddningstjänsten kan även ha möjlighet att kyla flaskorna för att förhindra att säkerhetsventiler öppnar på grund av värmen.

27 27 Enligt avsnitt (om byggnad i obrännbart material) ger detta avstånden 5 meter för ett fönster och 16 meter för 8 fönster. Med säkerhetsfaktorn 25 % ger detta 6 meter respektive 20 meter. Enligt avsnitt (om byggnad i brännbart material) underskrids samma värden vid 35 meter för en fullt utvecklad brand i byggnad och vid 16 meter för en mindre byggnad. Med säkerhetsfaktor ger detta 45 meter respektive 20 meter. Strålningskälla Byggnad i obrännbart material, 1 fönster Byggnad i obrännbart material, 8 fönster Byggnad i brännbart material Mindre byggnad i brännbart material Avstånd gasflaskor 6 meter 20 meter 45 meter 20 meter Tabell 3.2 Avstånd mellan byggnad och lösa behållare Gasolflaskor i plåtskåp eller dylikt En säkerhetsventil eller smältsäkring som släpper ut gas som antänds innebär en risk för punktuppvärmning. Flamman kan träffa en vägg som kan styra flamman mot flaskan, eller vara riktad mot andra flaskor. Detsamma gäller för en slang som smälter av på grund av brandpåverkan. Det förutsätter att utsläppet antänds, vilket det inte förväntas göra om flaskorna står i ett plåtskåp, container eller liknande. Om de står i det fria finns däremot risk att glödande partiklar eller flammor från branden antänder gasen. Om flaskorna står i ett plåtskåp kommer detta inte att skydda avsevärt mot värmestrålning, eftersom plåten har god värmeledningsförmåga och snabbt värms upp. Även om detta kan ge en viss fördröjning innan gasflaskorna påverkas så beaktas inte detta skydd här. Ett utsläpp fyller snabbt skåpet och innebär att det blir överkarburerat. Gasen kan fortfarande antändas vid ventilationsöppningar, men där får den inte samma spridning eftersom den då trycks ut genom en större area än säkerhetsventilens utlopp. Det innebär en något mindre risk att den antänds. Om den ändå antänds så brinner den då utanför skåpet i stället för direkt vid flaskorna, vilket minskar risken för punktuppvärmning. Sammantaget behöver inte värmestrålning vara styrande för placering av gasolflaskor i plåtskåp, container eller liknande eftersom man kan acceptera att säkerhetsventil eller smältsäkring öppnar. Ett visst avstånd behövs ändå till öppningar och till byggnader i brännbart material. Avståndet behöver också vara tillräckligt för att undvika en punktuppvärmning. Förvaring i plåtskåp eller liknande ger alltså en klar fördel. Samtidigt ska spridning från små läckage in genom öppningar undvikas. Avståndet för små läckage är 3 meter,

28 28 vilket bedöms tillräckligt även för att få en jämn uppvärmning och därmed undvika punktuppvärmning Gasflaskor med totalvolym liter Det tar tid innan en brand i en byggnad är fullt utvecklad, och det är rimligt att anta flaskor med en totalvolym på högst 250 liter kan föras i säkerhet innan dess. Brand genom fönster eller andra öppningar i byggnaden kan ske tidigare, därför blir närheten till fönster styrande för placeringen av sådana volymer, oavsett byggnadens material. Enligt tabell 3.2 ger detta ett avstånd på 20 meter till byggnad. För en mindre byggnad med bottenarea max 25 m 2 är 10 meter tillräckligt, med antagandet att en sådan byggnad inte har fler än 2 fönster. Figur 3.1 ger 4 kw/m 2 för ett fönster (och därmed det dubbla för två) vid 8,5 m, vilket med säkerhetsfaktorn 25 % ger 10 meter. 6 meter är tillräckligt till fönster och liknande öppningar om gasflaskorna placeras invid en vägg. Traditionellt har 3 meter varit accepterat för volymer över 60 liter. Utifrån detta kan 3 meter fortsatt accepteras till dörrar (minst EI 30), ventilationsluftsintag och brandklassade ej öppningsbara fönster, vilket bedöms vara med god marginal eftersom de inte förväntas ge samma påverkan genom värmestrålning som vanliga fönster. Detta tar också höjd för mindre läckage. För gasolflaskor som står i ett plåtskåp eller liknande är 3 meter tillräckligt även för vanliga fönster (enligt 3.5.5). Om gasflaskorna förvaras i ett skåp eller liknande som är brandtekniskt avskilt i minst EI 30 skyddas flaskorna mot värmestrålning. Dessutom bedöms risken för punktuppvärmning som liten även vid avstånd kortare än 3 meter. Då bedöms 1 meter vara tillräckligt som avstånd till öppningar, på grund av ventilationsöppningarnas större area. I jämförelse med zonklassning ut genom ventilationsöppningar bildas en zon på 0,5 meter [22]. 1 meter antas därför ge en god marginal. Gasflaskorna kan också stå inuti en byggnad i ett särskilt utrymme i brandteknisk klass minst EI 60 (EI 30 om obrännbart) eller brandavskiljande skåp (minst 30 minuter) som är ventilerat direkt till det fria. 1 meter gäller då som avstånd mellan ventilationsöppningar och andra öppningar i byggnaden, på samma sätt som i stycket ovan. Detta under förutsättning att de förvaras på bottenplan, främst för att de då är lättare att föra i säkerhet innan en brand sprider sig till utrymmet, men också för att de heta brandgaserna vid brand stiger uppåt. I annat fall är det rimligt med brandteknisk avskiljning minst EI 60 (oavsett material) respektive skåp brandavskilt i minst 60 minuter Gasflaskor med totalvolym över 250 liter Vid totalvolym över 250 liter behöver behållarna även skyddas i det förlängda brandförloppet, eftersom man inte kan räkna med att det går att föra dem i säkerhet alls inom rimlig tid. Det är därför olämpligt att placera dem direkt vid en byggnad av brännbart material, eftersom branden i byggnaden annars kan förväntas spridas för nära gasflaskorna. Då behövs ett avstånd till sådana byggnader enligt tabell 3.2 ovan.

29 29 Det innebär ett avstånd på 20 meter från en byggnad i obrännbart material. Om de står direkt mot vägg i minst EI 60 och i obrännbart material är bedömningen att det är tillräckligt med ett avstånd på 6 meter till fönster och liknande öppningar, samt 3 meter till dörrar (minst EI 30), ventilationsluftsintag och brandklassade ej öppningsbara fönster (i enlighet med 3.5.6, andra stycket). Även i detta fall är 3 meter tillräckligt till vanliga fönster för gasolflaskor som står i ett plåtskåp eller liknande (enligt 3.5.5). För en byggnad i brännbart material eller material med stor brandbelastning blir avståndet 45 meter, eller 20 för en mindre byggnad eller mängd (enligt avsnitt 3.1.2). Om behållarna skyddas genom att placeras i ett särskilt utrymme i markplan brandteknisk avskilt i minst EI 60, i obrännbart material och med öppningar endast till det fria bedöms detta ge ett så pass gott skydd mot brand i byggnad att inga avstånd behövs. Alternativt kan de placeras i brandavskiljande skåp (minst 60 minuter) utomhus. För att motverka risken för att ett gasläckage sprids från ventilationsöppningar in i byggnaden är det då lämpligt med ett avstånd på minst 1 meter mellan ventilationsöppningar i förvaringsutrymmet/skåpet och öppningar i byggnaden. Gasflaskor med totalvolym över 250 liter bedöms dock inte kunna placeras inuti en byggnad utan att med riskutredning med redovisning av åtgärder visa att förvaringen är tillräckligt säker Gasflaskor i publika verksamheter m.m. För vissa mer utsatta verksamheter är det ändå rimligt att styra hanteringen av mindre mängder ( 60 liter) i någon mån. Detta gäller verksamheter där flertalet personer som inte känner till hanteringen kan finnas i verksamheten, eller där svårutrymda verksamheter finns i angränsande lokaler. Här avses hantering i verksamhet dit allmänheten har tillträde, enligt definitionen av publika verksamheter i MSBFS 2013:3 om tillstånd till hantering av brandfarliga gaser och vätskor. Hit hör restauranger, skolor, teatrar, utställningar, försäljningsställen och vårdinrättningar. Här avses också hantering som angränsar till annan verksamhet i lokaler tillhörande verksamhetsklass 2B, 2C, 4 eller 5 (enligt avsnitt 3.2.1). För mindre lösa behållare (max 5 liter) kan frimängden om 60 liter gälla även för dessa verksamheter. Här finns också en begränsning för saluföring, då behållare större än 5 liter måste hanteras oåtkomliga för andra än personalen 9. Sammantaget innebär detta att behållare större än 5 liter hanteras på samma sätt som volymer liter (dvs. enligt avsnitt 3.5.6) i publika verksamheter och verksamheter som angränsar till svårutrymda verksamheter (enligt avsnitt 3.2.2), även om den totala volymen är under 60 liter. 9 Enligt förslag till nya föreskrifter om brandfarlig gas och aerosolbehållare med brandfarligt innehåll som beräknas träda i kraft 1 jan 2018.

30 Engångsbehållare Att engångsbehållare med brandfarlig gas läcker är osannolikt och har därför inte valts som dimensionerande. Här fokuseras resonemanget i stället på brandpåverkan mot behållarna. En engångsbehållare kan motstå runt 5 kw/m 2 (beroende på storlek) i 30 minuter innan den exploderar [23], med antagandet att engångsbehållare riskerar att explodera när de värmts upp till 150 C. Här har en emissionsfaktor på 0,7 använts eftersom engångsbehållare har blanka metalliska ytor som reflekterar en stor del av strålningen [18]. Avsnitt 3.1 ger avstånd enligt tabellen nedan (med säkerhetsfaktor 25 %). Strålningskälla Byggnad i obrännbart material, 1 fönster Byggnad i obrännbart material, 8 fönster Byggnad i brännbart material Mindre byggnad i brännbart material Avstånd engångsbehållare 9 meter 25 meter 55 meter 25 meter Tabell 3.3 Avstånd mellan brand i byggnad och engångsbehållare Eftersom dessa avstånd i många fall blir orimligt långa kan det i stället vara bättre att skydda behållare mot brand genom brandteknisk avskiljning eller brandavskiljande skåp. Här antas ett särskilt utrymme avskilt i brandteknisk klass EI 60, eller EI 30 om väggarna är i obrännbart material, ge ett tillräckligt skydd. Ett brandavskiljande skåp klassat för skydd mot brand i 30 minuter är ett alternativ. Ett sådant utrymme eller skåp accepteras även inomhus. För större mängder än 250 liter behövs andra åtgärder. Exempel kan vara förvaring i container eller liknande fristående förråd i obrännbart material som brandisoleras i brandteknisk klass EI 60. EI 30 kan vara tillräckligt för en container som kan flyttas vid en nödsituation. Ett förvaringsutrymme i en byggnad som tidigare accepterats av MSB är ett särskilt utrymme brandtekniskt avskilt i EI 120 och placerat på bottenplan med vägg och utgång direkt till det fria. Ett alternativ är att skydda engångsbehållarna med sprinkler. Exempel på hur sådana system kan utformas för lagerutrymmen finns i NFPA 30B Code for the Manufacture and Storage of Aerosol Products och FM Globals Property Loss Prevention Data Sheets Rörledningar I begreppet rörledningar ingår här även rörsammanfogningar, ventiler och annan armatur Rörledningar ovan mark En rörledning ovan mark som träffas av värmestrålning från en brand kommer till viss del att fördela värmen genom rörledningssystemet och dess innehåll.

31 31 Tryckökningen som detta medför kommer också att fortplantas i systemet och kan även tas upp av en större behållare eller avlastas via säkerhetsventil. Läckage från ledningar förekommer. Riskerna kring detta är viktiga att beakta, t.ex. genom påkörningsskydd och återkommande täthetskontroller, men behöver inte förebyggas genom avstånd till byggnader. Det är också en förutsättning för att kunna använda gasen att gasledningar kan dras nära och även inuti byggnader. Sammantaget är bedömningen att det inte behövs några avstånd mellan byggnader och ledningar ovan mark Rörledningar i mark För avstånd mellan rörledningar i mark och byggnad är risken för pågrävning avgörande. Sådana avstånd finns sedan tidigare framtagna med utgångspunkt från att sannolikheten från grävaktiviteter avtar med avståndet från en byggnad. För naturgasledningar med tryck över 4 bar finns krav gällande avstånd i 4 kap. 2 i MSBFS 2009:7 om ledningssystem för naturgas. För ledningar med tryck upp till 4 bar finns exempel på avstånd i Energigasnormerna, EGN Utifrån detta är bedömningen att några andra avstånd inte behöver tas fram för rörledningar i mark. 3.7 Brandavskiljande mur Ett sätt att avskilja vid hantering utomhus är med hjälp av en brandavskiljande mur Jetflamma mot mur För jetflammans påverkan mot mur kan samma resonemang som i avsnitt användas, dvs. att brandteknisk avskiljning EI 60 är tillräckligt för obrännbart material Murens påverkan på spridning av gasmoln Utförda simuleringar visar en murs effekt på spridning av ett vätgasmoln [24]. Muren var då 2,4 x 2,4 meter och placerad ca 1,2 meter från utsläppskällan. Utsläppskällan är placerad ca 1,2 meter ovan mark. Tryck och utsläppsarea varierades enligt följande: 1,8 bar, utsläppsarea 64 mm 2 21 bar, utsläppsarea 8,5 mm 2 52 bar, utsläppsarea 1,5 mm bar, utsläppsarea 1,1 mm bar, utsläppsarea 7,9 mm 2 Reducering av avstånd till en viss koncentration (4, 6 eller 8 %) minskade vid dessa försök med mellan 54 och 85 %. Ju högre tryck desto mindre reducering.

32 32 Utifrån detta kan man dra slutsatsen att en reducering av avstånd med 50 % är ett konservativt antagande för vätgas, vilket också bör kunna gälla för andra gaser Mur som skydd mot brand i byggnad Många avstånd i rapporten är dimensionerade efter en brand i en byggnad som påverkar en cistern eller lösa behållare med brandfarlig gas. En skyddande mur kommer sannolikt att skydda mycket effektivt mot ett sådant scenario, under förutsättning att den är tillräckligt hög. Här antas att värmestrålningen avtar vid en höjd motsvarande 1,5 gånger byggnadens höjd vid en fullt utvecklad brand i byggnaden. Utgångspunkterna är att muren är i obrännbart material, t.ex. betong eller tegel, i brandteknisk klass minst EI 60 (enligt ovan), och så bred att den skymmer siktlinjen mellan behållare och byggnad. så hög att den skymmer siktlinjen mellan överkanten på behållare med brandfarlig gas och 1,5 gånger byggnadens höjd. Ovanstående kan också gälla material med stor brandbelastning enligt avsnitt 3.3. Höjden räknas då till 1,5 gånger materialets eller cisternens högsta punkt. Eftersom samtliga avstånd baseras antingen på en brand i en byggnad som påverkar behållare med brandfarlig gas eller ett läckage av brandfarlig gas kan man applicera en halvering av avstånd på 50 % utifrån avsnitt Detta antas även täcka in osäkerheter gällande halveringen av avstånd som bygger på värmestrålning från byggnad.

33 Trafik I Trafikverkets skrift Krav för vägar och gators utformning (2015:086) finns följande tabell: Figur 3.8 Tabell 2 ur Krav för vägar och gators utformning Till tabellen hör följande text: Avstånd mellan en väg och en järnväg (vägbanekant och spårmitt) ska som minst uppgå till mått enligt Tabell 2. Är skyddsavståndet mindre än 15 m och vägen är belägen högre än järnvägen ska skyddsavståndet ökas med minst 1,5 gånger höjdskillnaden. Måtten kan minskas om särskilda skyddsåtgärder vidtas, exempelvis räcke med tillräcklig kapacitet. Efter avstämning med Trafikverket [25] har tabellens sista rad bedömts lämplig att använda för avstånd mellan en anordning för brandfarlig gas och trafikerad väg. Syftet är att ett fordon som kör av vägen inte ska skada gasanordningen. Detta utesluter inte att kortare avstånd kan tillåtas genom beräkningar eller, enligt texten ovan, särskilda skyddsåtgärder. Observera att avståndet kan behöva justeras om vägen är belägen högre än anordningarna för brandfarlig gas.