BF-44/12 2012-09-05
Projektbeskrivning Fallstudie av konstruktionsbränder Bakgrund Flera händelser på senare år har skapat uppmärksamhet kring problemet med brand i konstruktioner som leder till omfattande skador. Det finns dock ingen överblick över fenomenet konstruktionsbränder eftersom den statistik som finns bygger på synsättet att bränder börjar i ett startföremål och därifrån sprider sig vidare i startrummet och i startbrandcellen [1]. Konstruktionsbränder faller utanför denna beskrivning, men exempel visar att de kan ge mycket stora skador: Bränder i skolor har i flera fall de senaste åren orsakat stora skador när branden tagit sig upp på krypvinden [2]. Ett exempel är branden på Killebäcksskolan i Södra Sandby 2009 [3]. Den startade utanför byggnaden och spreds till vinden via takfoten, där branden kunde få fäste i takkonstruktionen. Bränder i skolor har studerats utförligt i ett pågående delprojekt [2] inom Brandforsks särskilda satsning mot anlagd brand [4]. Flera av åtgärderna som har presenterats i projektet [2] riktar sig mot bränder i konstruktioner. Även byggnader med exempelvis brännbar isolering i väggar är känsliga för bränder i konstruktionen, oavsett om det rör sig om tilläggsisolerade äldre byggnader eller nyproduktion och oavsett om det rör sig om bostadshus eller industribyggnader. Branden kan då snabbt sprida sig från en brandcell till flera andra i stort sett samtidigt. Vid den omfattande branden i ett flerbostadshus i Mjölby tidigare i år gav en brännbar väggisolering brandspridning till vinden och taket, även om den främsta brandspridningsvägen till ovanliggande lägenhet var via balkongen [5, 6]. Bränder kan dessutom starta i själva konstruktionen, exempelvis i anslutning till elinstallationer eller skorstenar. Ett exempel är den omfattande branden på Potatisåkern i Malmö 2007 som startade som en glödbrand på vinden vid en skorsten och som slutade med en storskada [7]. Exemplen ovan är dessutom intressanta då de fortsatte att växa långt efter räddningstjänsten kommit till platsen. Räddningstjänsten hade alltså inte metoder att hantera dem. Bränder i konstruktioner kan givetvis förekomma i alla typer av byggnader. Begreppet konstruktionsbränder är inte tydligt definierat men i här används begreppet för bränder i väggar, golv, krypvindar, takkonstruktioner och bjälklag, alltså i utrymmen där det är svårt eller omöjligt för människor att befinna sig och observera branden. På detta sätt skiljer sig konstruktionsbränder radikalt från rumsbränder. Det finns mycket forskning om hur olika föremål brinner, t.ex. hur stor effektutvecklingen blir och vilka förbränningsprodukter som kan förekomma [8, 9] och om hur en brand utvecklas i rum med någorlunda god tillgång på syre [10]. Konstruktionsbränder är annorlunda, eftersom branden är avskärmad, volymen är mindre och syretillgången är begränsad. En rumsbrand brinner vanligen med flammor medan en konstruktionsbrand glöder. De
modeller som finns för att beskriva och förutsäga rumsbränders utveckling kan därför inte användas på bränder i konstruktioner. Därför är det viktigt att studera konstruktionsbränder, och det bör göras strukturerat med en vetenskaplig metod för att utreda vilka faktorer som gör att konstruktionsbränder startar och varför en del av dem ger stora skador. En strukturerad studie av verkliga konstruktionsbränder kan identifiera åtgärder som kan förhindra eller begränsa konsekvenserna av framtida bränder i konstruktioner. Syfte och mål Projektet avser att undersöka ett antal verkliga konstruktionsbränder i olika typer av byggnader med hjälp av en metod som är utvecklad vid LTH. Målet är att tydligare kunna beskriva hur dessa bränder startar och utvecklas för att på så sätt öka kunskapen om denna typ av bränder och vilka faktorer som bidrar till att de ger så stora skador. I projektet kommer även ett antal åtgärder att identifieras för hur konstruktionsbränder i t.ex. flerbostadshus, villor och allmänna byggnader kan undvikas. Metod En fallstudiemetod som utvecklats inom projektet Varför blir små bränder stora? [11] och som presenterats i Fire Technology [12] kommer att användas. Metoden innebär ett systematiskt sätt att kombinera analys av statistik och fallstudier för att identifiera relevanta problem och sedan skapa kunskap om väsentliga faktorer som leder till en viss skada eller händelse. Metoden består av två delar och sex steg enligt Figur 1. Figur 1: De sex olika stegen i den framtagna metodiken, översatt från [12]. Steg 1 Definiera problem I det första steget definieras problemet genom att en forskningsfråga som relaterar till projektets syfte och mål formuleras. Hur frågan kan specificeras beror på vilket underlag som finns för den fortsatta analysen. Steg 2 Studie av statistik Syftet med steg 2 är att specificera frågan med stöd av statistik på ett nationellt eller lokalt plan för att på så sätt kunna optimera den kommande fallstudien. I Sverige kan statistik hämtas från MSB:s databas, IDA [Fel! Hittar inte referenskälla.]. När det gäller konstruktionsbränder är statistiken bristfällig eftersom MSB:s databas är baserad på
den insatsrapport som används av svenska räddningstjänster och denna kan enbart beskriva omfattningen av rumsbränder. Därför måste detta steg modifieras om det ska kunna användas på konstruktionsbränder. I brist på statistik kommer ett antal olika aktörer att intervjuas. Intervjuerna ger en möjlighet att ringa in problemet så att rätt fall sedan analyseras i själva fallstudien. Steg 3 Slutsats I det tredje steget används informationen från steg 2 till att specificera den ställda forskningsfrågan. Med en tydlig och specifik fråga kan ett bra urval av fall göras i steg 4. Steg 1 till 3 kan upprepas till dess att en tillfredställande forskningsfråga erhållits. Det är viktigt att frågan formuleras på ett sätt så att det behandlar ett väsentligt samhällsproblem. Steg 4 val av fall I det fjärde steget väljs fall inom ramen för den specificerade frågan för vidare analys i fallstudien. Som underlag till fallstudien kan t.ex. brandutredningar användas vilket innebär att fallstudien blir en metaanalys. Totalt kommer mellan 40 och 50 olika bränder studeras. Steg 5 Analys av händelser Analysen av händelser sker systematiskt med t.ex. befintliga olycksutredningsmetoder. Hur många händelser som bör studeras beror på hur avgränsad den specificerade frågan är. Generellt ges en bättre grundad slutsats, ju fler händelser som ingår i en fallstudie [13]. I Johansson, van Hees & Särdqvist [12] strukturerades varje studerad händelse upp i ett felträd. De gemensamma delarna för varje byggnadstyp strukturerades sedan upp i ett nytt felträd som omfattar de gemensamma delarna från de studerade händelserna. Steg 6 Slutsats Resultaten från analysen av de enskilda händelserna kombineras i det sjätte steget för att hitta gemensamma nämnare. Om slutsatserna inte är tillräckligt underbyggda kan steg 4 och 5 upprepas. Ytterligare händelser kan stärka eller komplettera slutsatserna och denna iteration upprepas tills slutsatserna är tillräckligt robusta. Nyttan av projektet och målgruppen Konstruktionsbränder sprider sig ofta även sedan räddningstjänsten kommit till platsen. De är svåra att hantera och leder ofta till stora skador, inte sällan totalskada. Genom att få bättre insikt i dynamiken i dessa bränder kan man föreslå åtgärder att hantera dem, både i ett förebyggande perspektiv och i ett operativt perspektiv. Målgruppen är bland annat myndigheter inklusive räddningstjänsten, byggentreprenörer, försäkringsindustri, konsulter. Projektorganisation Projektledare Interjuver Analys Kvalitetssäkring Patrick van Hees, LTH 100% 5% 10% 50% Nils Johansson, LTH 0% 95% 80% 0% Stefan Särdkvist, MSB 0% 0% 10% 50%
Tidplan Moment Beskrivning Tidsperiod 1 Interjuver Interjuver med ett antal Januari mars 2013 aktörer inom branschen för att identifiera objekt att studera och analys av intervjuer (steg 1-3) 2 Insamling av material Insamling av material om Mars april 2013 de aktuella händelserna (steg 4) 3 Analys Analys (steg 5-6) April oktober 2013 4 Sammanställning Kvalitetssäkring och sammanställning i rapport November december 2013 Budget Moment Antal timmar Summa (kr) 1 Intervjuer 160 120.000 2 Insamling av material 180 135.000 3 Analys 200 150.000 4 Sammanställning 60 45.000 Totalt: 600 450.000 Totalt söks 450.000 kr för projektet från Brandforsk. Referenser 1. Myndigheten för Samhällsskydd och Beredskap, Databas: Indikatorer Data och Analys (IDA), Tillgänglig: http://ida.msb.se/ (2012-08- 28) 2. Van Hees, P. & Johansson, N, Fallstudier Vilka tekniska faktorer spelar roll vid anlagda bränder i skolor, Rapport 3148, Brandteknik, Lunds tekniska högskola, 2010. 3. Nilsson, B., Olycksundersökning Brand på Killebäckskolan, Räddningstjänsten Syd, Lund, 2009. 4. Simonson, Margaret, Anlagd brand ett stort samhällsproblem, SP Rapport 2007:21, Sveriges tekniska forskningsinstitut, Borås, 2007. 5. Forsén, J- E., Brand i flerfamiljhus, Prästgårdsliden 14 C, Mjölby, Fördjupad olycksundersökning, Insatsrapportnummer 2402875, 2012. 6. Van Hees, P., Cellplaster och brand, Bygg och Teknik, nummer 6, 2012. 7. Johansson, N. & van Hees, P., En studie av vindsbränder utifrån statistik och brandutredningar. Rapport 3152, Brandteknik, Lunds tekniska högskola, 2010. 8. Särdqvist, S., Initial Fires, Brandteknik, Lunds tekniska högskola, 1993. 9. Hertzberg, T., Sundström, B. & van Hees, P., Design Fires for Enclosures, Brandforsk projekt 314-001, SP Rapport 2003:02, Sveriges tekniska forskningsinstitut, Borås, 2003. 10. Karlsson, B. & Quintere, J.G., Enclosure fire dynamics, CRC Press, Boca Raton, 2000.
11. Van Hees, P., Varför blir små bränder stora?, Projektplan, Brandteknik, Lunds tekniska högskola, 2008. 12. Johansson, N., van Hees, P. & Särdkvist, S., Combining Statistics and Case Studies to Identify and Understand Deficiencies in Fire Protection, Fire Technology. DOI: 10.1007/s10694-012- 0255- z, 2012. 13. Yin R.K., Case Study Research. Design and Methods, Sage, London, 2003.