TIBBLE 20:1, UPPLANDS-BRO KOMMUN ANALYS AV RISKER FRÅN TRANSPORTER AV FARLIGT GODS PÅ GRANHAMMARSVÄGEN I ANSLUTNING TILL BYGGNAD, 2005-09-05 Karl Harrysson karl.harrysson@brandskyddslaget.se Marcus Andersson marcus.andersson@brandskyddslaget.se www.brandskyddslaget.se Stockholm Box 9196 102 73 Stockholm Tel:+46 8 442 42 50 Fax:+46 8 444 42 62 Karlstad Box 187 651 05 Karlstad Tel:+46 54 777 74 70 Fax:+46 54 21 55 08 Gävle Skolgatan 17 805 45 Gävle Tel:+46 26 10 90 75 Fax:+46 26 10 90 74 Brandskyddslaget AB Org.nr 556634-0278 Styrelsens säte: Stockholm Innehar F-skattebevis
DOKUMENTSPECIFIKATION Objekt / Ärende: Dokumenttyp: Uppdragsgivare: TIBBLE 20:1, RISKANALYS RISKINVENTERING OCH RISKBEDÖMNING Carl-Johan Clausen KUNGSTIBBLE AB Internt proj.nr: Handläggare: Internkontroll: MA-2005-937 Karl Harrysson Marcus Andersson Magnus Persson Ärendebeskrivning: Nyckelord: Riskinventering och riskbedömning av farligt gods transporter inför tillbyggnad av Tibble 20:1 Riskinventering, riskbedömning, riskanalys, farligt gods 2005-09-05 Riskanalys, version 3 MP 2005-08-23 Riskanalys, version 2 MP 2005-03-11 Riskanalys, version 1 MA Datum Version / Status Internkontroll
SAMMANFATTNING Denna analys har genomförts för att studera om det är möjligt att bygga om det så kallade Tibblehuset i Upplands-Bro kommun till ett bostadshus. Byggnaden skulle i så fall även byggas till i två våningar. Det främsta problemet i detta fall är byggnadens närhet till Granhammarsvägen, där transporter av farligt gods regelbundet går. I den genomförda riskanalysen ingår: En inventering av vilka riskkällor som anses kunna påverka säkerheten för boende i byggnaden. En kvalitativ diskussion kring hur sannolikt det kan anses vara att identifierade olyckor skall inträffa. Beräkning av konsekvenser i händelse av olycka. I dessa beräkningar tas även hänsyn till områdets topografi och inverkan av vind. Bedömning av risknivå samt förslag till riskreducerande åtgärder. De olyckor som i detta fall anses kunna påverka säkerheten för de boende är olyckor med farligt gods klass 3, det vill säga brandfarliga vätskor. Vid omfattande utsläpp av brandfarliga vätskor kan, på grund av byggnadens närhet till vägen, konsekvenserna bli relativt stora. För att reducera konsekvenserna i händelse av en pölbrand rekommenderas att fönster på fasaden mot Granhammarsvägen utförs med härdat eller laminerat glas då det horisontella avståndet till diket understiger 20 meter. För de fönster som i sin helhet befinner sig under toppen på det planerade bullerplanket gäller istället ett horisontellt avstånd på 19 meter till diket. För längre avstånd anses det acceptabelt med normalt fönsterglas. Även för fönster i fasad på det övre, indragna planet gäller att härdat eller laminerat glas skall användas då det horisontella avståndet till diket understiger 20 meter. För att minimera risken för brandspridning in i lägenheter bör ej dörrar mot uteplatser tillåtas inom detta avstånd. Fönster som utförs med härdat eller laminerat glas får ej vara öppningsbara för normalt bruk. Dock får ventilationsöppning finnas. Bestämmelser kring öppningsgrad för berörda fönster skall utredas närmare då detaljutformning av fönster blir aktuell. Fönster som utförs med normalt fönsterglas får vara fullt öppningsbara. På de delar av fasaden där härdat eller laminerat glas skall användas får balkonger ej finnas. För övriga delar av fasaden anses det ur riskhänseende acceptabelt med balkonger. TIBBLE 20:1 RISKANALYS Sid 3 (23)
INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1 INLEDNING...5 1.1 Syfte...5 1.2 Bakgrund...5 1.3 Omfattning...5 1.4 Metod...5 1.5 Begränsningar...5 1.6 Internkontroll...6 1.7 Revideringar...6 2 ÖVERSIKTLIG BESKRIVNING AV OMRÅDET...7 2.1 Sårbara individer...8 2.2 Räddningstjänstens förutsättningar...8 3 RISKINVENTERING...9 3.1 Trafikflöde...9 3.2 Farligt gods...9 3.3 Sammanställning...10 3.4 Framtida flöden...10 4 RISKANALYSMETODIK...11 4.1 Bedömning av sannolikhet för olycka...11 4.2 Bedömning av konsekvenser...11 4.3 Värdering av risknivå, åtgärdsförslag...11 5 SANNOLIKHET FÖR OLYCKA MED FARLIGT GODS...12 6 KONSEKVENSER VID OLYCKA...14 6.1 Dimensionerande olyckshändelse...14 6.2 Topografi...16 6.3 Vindpåverkan...17 6.4 Uppkomna skador...18 7 ÅTGÄRDSFÖRSLAG...19 8 DISKUSSION KRING OSÄKERHETER...21 9 SLUTSATSER...22 REFERENSLISTA...23 TIBBLE 20:1 RISKANALYS Sid 4 (23)
1 INLEDNING 1.1 Syfte Denna analys syftar till att undersöka vilka risknivåer boende i det så kallade Tibblehuset utsätts för då detta skall byggas om till bostadshus. Den erhållna risknivån används för att kunna ta ställning till vilka riskreducerande åtgärder som behövs för att nå en acceptabel nivå. 1.2 Bakgrund Den aktuella byggnaden har tidigare varit kommunhus, men skall nu byggas till i två våningar och göras om till bostadshus. På grund av byggnadens närhet till en sekundärled för transport av farligt gods har det bedömts att en riskanalys är nödvändig för att avgöra om bebyggelsen är lämplig. Länsstyrelsen i Stockholm anger i rapport 2000:01 Riskhänsyn vid ny bebyggelse att om bebyggelse planeras inom ett avstånd mindre än 100 meter från väg för transport av farligt gods skall en riskanalys utgöra ett av beslutsunderlagen i planärendet /1/. I detta fall är avståndet till transportvägen ungefär 20 meter. 1.3 Omfattning Analysen tar sin utgångspunkt i en inventering av riskkällor som anses kunna påverka de boende. Riskanalysen genomförs därefter på ett semikvantitativt sätt, där en grov uppskattning görs av olycksfrekvenser och en mer detaljerad analys görs av uppkomna konsekvenser vid tänkbart olycksscenario. Utifrån analysens resultat ges slutligen förslag till lämpliga riskreducerande åtgärder. 1.4 Metod Inventering av riskkällor i området har genomförts genom platsbesök 2005-02-22 samt genom samtal med räddningstjänsten och representanter för de företag som transporterar farligt gods i närheten av byggnaden /2-5/. Uppgifter har dessutom erhållits över trafikbelastning och inträffade trafikolyckor /6/. Information från inventeringen har legat till grund för en bedömning av vilka olycksscenarier som skall beaktas. I detta fall studeras endast olyckor med farligt gods klass 3, det vill säga brandfarliga vätskor. Ett kvalitativt resonemang förs i analysen om sannolikheten för att en olycka som drabbar de boende i byggnaden skall inträffa. En beräkning av tänkbara konsekvenser vid inträffad olycka görs enligt Heskestads formel /7/ och erfarenheter från försök med pölbränder. Beräkning av infallande strålning görs enligt The SFPE handbook of fire protection engineering /8/. I beräkningarna tas hänsyn till områdets topografi samt den inverkan som vind kan ha på skadeutfallet. 1.5 Begränsningar Konsekvenserna av olyckor bedöms endast för den identifierade händelse som anses medföra störst konsekvenser för de boende i byggnaden. För att kunna genomföra beräkningar är det nödvändigt med ett stort antal antaganden och förenklingar. Begränsningar finns även i de metoder som används för att beräkna konsekvenser av en olycka. Hur händelseförloppen i detalj ser ut vid olyckor är beroende av ett stort antal faktorer, vilket innebär att analysens resultat är förknippat med stora osäkerheter. En övergripande diskussion förs därför kring de osäkerheter som ingår i bedömningar och beräkningar. TIBBLE 20:1 RISKANALYS Sid 5 (23)
1.6 Internkontroll Riskanalysen omfattas av Brandskyddslagets internkontroll i enlighet med företagets kvalitetssystem. Detta innebär en övergripande granskning av en annan konsult vid företaget av rimligheten i de bedömningar som gjorts och de slutsatser som dragits. Signatur i kolumnen för internkontroll i dokumentationen, sid 2, bekräftar kontrollen. 1.7 Revideringar Denna riskanalys har reviderats i förhållande till föregående version. I dokumentet gjorda revideringar har markerats med markering i marginalen. Revideringarna syftar främst till att i detalj kunna fastställa krav på fasadmaterial samt brandteknisk klass på fönster. I denna reviderade upplaga tas även hänsyn till synpunkter i utställningsyttrande från Länsstyrelsen i Stockholms län, daterat 2005-07-04. TIBBLE 20:1 RISKANALYS Sid 6 (23)
2 ÖVERSIKTLIG BESKRIVNING AV OMRÅDET Den aktuella byggnaden ligger i Tibble i Upplands-Bro kommun. Tibble gränsar mot E18 i norr och mot järnvägen i söder. Avståndet till såväl E18 som till järnvägen är dock tämligen stort (mer än 1 km), se figur 1.1 nedan. Byggnaden ligger mellan Enbärsvägen och Granhammarsvägen, vilken är den största genomfartsleden i Tibble. I närheten av byggnaden finns två utfarter mot Granhammarsvägen. E18 Tibblehuset Järnväg Figur 1.1 Byggnadens läge Avståndet till Granhammarsvägen är ungefär 15 meter. Byggnaden befinner sig på ungefär samma höjd som vägbanan, men mellan byggnaden och vägen ligger ett dike och en avskärmande bevuxen vall. Vallen är relativt hög vid den norra delen av byggnaden, där avståndet till vägen är något större, men lägre i den södra delen. Byggnadens avstånd till väg och dike i den södra respektive norra delen visas i figur 1.2 nedan. TIBBLE 20:1 RISKANALYS Sid 7 (23)
35 m 30 m 20 m 15 m Figur 1.2 Illustrationsplan med avstånd till vägbana och dike Byggnaden har tidigare varit kommunhus, men skall nu byggas till i 2 ½ våning och göras om till bostadshus. Totalt kommer byggnaden att innehålla 117 lägenheter om vardera 1-4 rum och kök. 2.1 Sårbara individer Då bygganden skall göras om till bostadshus ökar behovet att kunna visa att byggnadens läge i sig inte innebär en oacceptabel risk för personer i byggnaden. Eftersom det ej rör sig om ett vårdboende eller likvärdig inrättning kan dock de personer som befinner sig i byggnaden ej anses vara att betrakta som en särskilt sårbar grupp. Området mellan Granhammarsvägen och byggnaden är utfört på så sätt att inga personer förväntas uppehålla sig inom detta under någon längre tid. En lekplats finns planerad inom området. Området kring denna lekplats är att betrakta som särskilt skyddsvärt. Byggnadens entréer är placerade på den östra sidan och är därmed avskärmade från Granhammarsvägen. 2.2 Räddningstjänstens förutsättningar Utgången av en eventuell olycka med farligt gods kan givetvis påverkas av räddningstjänstens möjligheter att göra en insats. Närmaste räddningstjänst utgörs i detta fall av en deltidsbrandkår belägen i Bro /9/. Detta innebär att insatstiden på nätter och helger överstiger 10 minuter. Räddningstjänstens möjlighet att i ett tidigt skede begränsa effekterna av en olycka kan därför bedömas vara begränsade. TIBBLE 20:1 RISKANALYS Sid 8 (23)
3 RISKINVENTERING En inventering av risker i området kring byggnaden genomfördes som ett första steg i en riskanalys. Inventeringen gjordes genom platsbesök 2005-02-22, samt genom diverse telefonintervjuer. 3.1 Trafikflöde Den aktuella byggnaden ligger längs med Granhammarsvägen, vilken är den största trafikleden genom Tibble. Under ett normaldygn passerar här ca 6400 fordon, av vilka ungefär en tiondel är tung trafik. Hastighetsbegränsningen på vägen är 50 km/h. Mellan byggnaden och Granhammarsvägen finns ett dike och en avskärmande, bevuxen vall. Vallens storlek i kombination med den gällande hastighetsbegränsningen innebär att sannolikheten för skador på byggnaden till följd av påkörning vid trafikolyckor bedöms försumbar. 3.2 Farligt gods På Granhammarsvägen, vilken ligger ungefär 20 meter från byggnaden, körs regelbundna transporter av farligt gods. En undersökning av vad som transporteras och vilka volymer som är aktuella har därför varit nödvändig. Farligt gods delas in i olika klasser beroende på de egenskaper det aktuella ämnet har. Vilka klasser och transportvolymer som är aktuella i detta fall redovisas nedan. Längs med Enköpingsvägen i södra Tibble har OKQ8, Jet och Volvo bensinstationer. Transporter av bensin och diesel till samtliga dessa stationer körs från E18 längs med Granhammarsvägen. Till OKQ8 och Volvo går transporter gemensamt på tankbil med släp, vilken maximalt kan föra med sig 50 m 3 bränsle (20 m 3 i bilen och 30 m 3 på släpet). Under ett år sker ungefär 110-120 gemensamma transporter till dessa stationer /4/. Till Jet:s station går transporter av bensin ungefär en gång per vecka. Även här körs tankbil med släp och transportvolymen ligger mellan 45-53 m 3 per leverans /3/. Under antagande att leveranserna i stort sett är tomma då de kör tillbaka innebär detta att omkring 170 leveranser á 50 m 3 bränsle varje år passerar byggnaden. Till samtliga stationer sker leveranser företrädelsevis under dagtid, men i undantagsfall kan bränsletransporter även ske nattetid. Transporter av farligt gods på Granhammarsvägen sker även från OKQ8:s lagerterminal i Bro. Transporter härifrån går på lastbil till OKQ8-butiker och innehåller till viss del produkter som kan klassificeras som farligt gods. Exempel på sådana produkter är spolarvätska, tändvätska och bensin, samtliga klassificerade som brandfarliga vätskor. Dessa vätskor transporteras som styckegods i flaskor eller mindre dunkar (< 3 liter), varför utsläppen av brandfarliga vätskor vid en olycka ej förväntas bli särskilt omfattande. Under ett år transporteras ungefär 3000 m 3 av farligt gods klass 3 från denna lagerterminal längs Granhammarsvägen /5/. Transporter från terminalen går varje vardag med omkring 5 lastbilar med släp per dag, varav vilka ungefär hälften passerar byggnaden. Detta innebär att en lastbil i snitt kan förväntas innehålla omkring 5 m 3 brandfarliga vätskor. Viss transport sker även av gaser i mindre behållare, men denna andel minskar enligt uppgift. En betydande del av det farliga godset från OKQ8:s lager utgörs av frätande ämnen. Dessa anses dock i sig inte utgöra någon större risk för de boende i byggnaden vid en olycka. Såväl E18 i norr som järnvägen i söder används för transporter av farligt gods. Avståndet från den aktuella byggnaden till dessa transportleder är dock tämligen stort (ungefär 1 km till TIBBLE 20:1 RISKANALYS Sid 9 (23)
järnvägen och något längre till E18), vilket innebär att de anses ge ett försumbart riskbidrag. Några övriga transporter av farligt gods längs med Granhammarsvägen är inte kända /2/. 3.3 Sammanställning Vid den aktuella byggnaden utgörs det huvudsakliga riskbidraget av transporter av farligt gods, klass 3, på Granhammarsvägen. Totalt sker transporter av ungefär 12000 m 3 brandfarliga vätskor årligen förbi byggnaden. Fördelningen mellan de olika leverantörerna presenteras i tabell 3.1 nedan. Tabell 3.1 Årliga transportvolymer av farligt gods på Granhammarsvägen Leverantör OKQ8-lager OKQ8-tankbilar Jet-tankbilar Ungefärlig volym per 5 m 3 50 m 3 45-53 m 3 leverans, klass 3 Årlig transport, klass 3 3000 m 3 6000 m 3 3000 m 3 Övriga riskkällor anses försumbara i sammanhanget. 3.4 Framtida flöden Hur flödena av farligt gods i närheten av byggnaden kommer att förändras över tiden är givetvis svårt att förutse. Några indikationer finns i dagsläget ej på att transporterna kommer att öka. Tvärtemot finns från kommunens sida planer på att minska trafikbelastningen på Granhammarsvägen genom att smalna av denna. Detta skulle kunna innebära att de transporter som i dagsläget passerar byggnaden istället väljer andra vägar för sina transporter. I föreliggande analys förutsätts dock framtida flöden av farligt gods motsvara dagens nivåer. TIBBLE 20:1 RISKANALYS Sid 10 (23)
4 RISKANALYSMETODIK Den risk som ett objekt är utsatt för betraktas ofta som en funktion av sannolikhet och konsekvens för de olyckor som kan skada objektet. Då en riskanalys skall genomföras finns många olika metoder framtagna för att uppskatta/beräkna sannolikhet för och konsekvenser av olika händelser. Vilken metod som väljs för att studera ett specifikt fall är beroende av bland annat vad riskanalysen skall användas till, vilket informationsunderlag som finns tillgängligt samt hur mycket tid som finns avsatt för analysen. Nedan presenteras de metoder som ansetts lämpliga för en bedömning av risken i detta fall. 4.1 Bedömning av sannolikhet för olycka På grund av att det till största delen är transporter av brandfarliga vätskor som utgör ett hot anses endast olyckor nära byggnaden kunna innebära skador för de boende. Ett kvalitativt resonemang kring sannolikheten för olyckor med skadlig utgång anses därför lämpligt. I resonemanget redovisas de parametrar som har störst betydelse för hur ofta en olycka med farligt gods kan tänkas inträffa. Vid uppskattning av sannolikheten är det viktigt att ta hänsyn till att ett flertal faktorer måste uppfyllas för att en olycka skall drabba de boende. Detta visas schematiskt med hjälp av en modell över den händelsekedja som skulle vara nödvändig. 4.2 Bedömning av konsekvenser För att kunna få en bra uppfattning om vilka konsekvenser som kan uppkomma vid olyckor med farligt gods i närheten av byggnaden används beräkningar av den strålningsintensitet som kan tänkas uppkomma mot byggnaden till följd av en brand i brandfarlig vätska. Beräkningsgången är allmänt vedertagen, men resultaten är ändå behäftade med stora osäkerheter och skall inte ses som några absoluta sanningar. En dimensionerande olyckshändelse används vid beräkningarna. Denna anses motsvara det värsta scenario som rimligtvis kan uppkomma i händelse av en olycka. Konservativa uppskattningar används genomgående. Vid bedömningen av konsekvenser vid utsläpp av brandfarlig vätska tas hänsyn till den strålningsreducering som ges av den befintliga vallen och planerat bullerskyddsplank samt till inverkan av vind. Inverkan av vind används främst för att påvisa att vinden kan innebära att exponeringen mot fasaden kan bli högre än beräknat då vinden för flammorna mot byggnaden. En diskussion förs kring hur höga strålningsnivåer som kan uppnås i bostäder med oklassade fönster mot vägen för att bedöma om det föreligger risk för brandspridning in till lägenheterna och om de boende kan komma att utsättas för kritiska strålningsnivåer. 4.3 Värdering av risknivå, åtgärdsförslag För att kunna ta ställning till huruvida den erhållna risknivån kan anses vara acceptabel eller ej förs en diskussion kring hur resultaten av riskanalysen bör tolkas. Utifrån denna diskussion ges rekommendationer till de åtgärder som anses vara lämpliga att genomföra för att de boende i byggnaden ej skall utsättas för onödigt höga risker på grund av byggnadens läge. En diskussion förs även kring de osäkerheter som genomförda beräkningar är förknippade med. TIBBLE 20:1 RISKANALYS Sid 11 (23)
5 SANNOLIKHET FÖR OLYCKA MED FARLIGT GODS Sammanlagt passerar 160-170 leveranser med omkring 50 m 3 bensin och diesel per styck byggnaden på ett år. Transporterna kör visserligen samma väg tillbaka och klassas även då som transporter av farligt gods, men kommer i praktiken inte att innebära större risker för boende i byggnaden än vad som är förknippat med den tunga trafiken i övrigt. Transporterna av farligt gods från OKQ8:s lager i Bro bidrar givetvis också till att öka sannolikheten för en olycka med farligt gods. Då endast begränsade volymer av farligt gods finns på varje transport från Bro kommer dock konsekvenserna av en eventuell olycka att vara relativt begränsade. I närheten av byggnaden ansluter Hjortronvägen och Mineralvägen till Granhammarsvägen. Dessa utfarter innebär givetvis att sannolikheten för att en olycka skall inträffa ökar något jämfört med en väg utan utfarter. Ingen av korsningarna nära Tibblehuset är dock att betrakta som särskilt olycksdrabbad. En kollision mellan personbilar finns rapporterad i området sedan år 2000 /6/. Denna olycka ägde rum i samband med utfart från Mineralägen. Figur 5.1 Byggnadens nuvarande utseende, bild från Mineralvägen Bensin och diesel transporteras i tunnväggiga tankar vilket ger större sannolikheter för utsläpp vid olycka än vad fallet är för transport av tryckkondenserade gaser som gasol eller ammoniak. Den låga hastigheten på Granhammarsvägen innebär dock att ett utsläpp av farligt gods inte är särskilt sannolikt även om en olycka med ett fordon skyltat med farligt gods inträffar. TIBBLE 20:1 RISKANALYS Sid 12 (23)
För att en olycka med brandfarlig vätska skall innebära allvarliga konsekvenser för de boende i byggnaden krävs, förutom ett utsläpp, även en antändning av vätskan. Ett händelseträd som redogör för möjliga händelseförlopp vid en inträffad olycka redovisas i figur 5.2 nedan. Ja Konsekvens för byggnaden Ja Ja Antändning sker Nej Nej Ja Pölbildning i närheten av byggnaden Nej Nej Ja Utsläpp sker Nej Nej Trafikolycka uppstår nära byggnaden Farligt gods är inblandat Nej Nej Figur 5.2 Händelseträd beskrivande villkor för att boende i byggnaden skall exponeras TIBBLE 20:1 RISKANALYS Sid 13 (23)
6 KONSEKVENSER VID OLYCKA Vad som avgör konsekvensernas omfattning vid en olycka med farligt gods är i första hand utsläppets storlek och avståndet till byggnaden. För att kunna få en uppfattning om hur stora konsekvenserna rimligtvis kan tänkas bli vid en olycka ansätts en dimensionerande skadehändelse. Denna representerar den värsta rimliga utgången av en olycka. 6.1 Dimensionerande olyckshändelse Av transporterna av farligt gods på Granhammarsvägen utgör leveranser av bensin och diesel till bensinstationerna en övervägande majoritet. Ett utsläpp av bensin från tankbil med efterföljande antändning är också vad som i detta fall anses leda till störst konsekvenser. Den dimensionerande olyckshändelsen antas därför i detta fall vara en olycka med en tankbil fullastad med 50 m 3 bensin. Hur stor pölen med brinnande bensin blir och hur den är formad kommer att ha stor inverkan på strålningsnivåerna mot fasaden och inne i byggnaden. De faktorer som i huvudsak styr pölens utbredning är utsläppets storlek och det aktuella områdets beskaffenhet. I detta fall antas den existerande vallen innebära att utsläppet inte kommer att nå närmare fasaden än cirka 15 meter, vilket är det minsta avståndet mellan diket och fasaden. Beroende på var utsläppet sker kommer pölens geometri att variera. Om utsläppet sker i diket innan vallen kommer pölen att få en utsträckt form. Om utsläppet istället sker på vägbanan kommer pölen att breda ut sig mer cirkulärt, för att därefter eventuellt även sprida sig ut i diket. I detta fall studeras en pöl som breder ut sig cirkulärt på vägbanan. Anledningen till detta val är att pölen får en större utbredning och därmed ger upphov till högre flammor och större strålningsnivåer. För att ta hänsyn till eventuell nedrinning i diket antas strålningen sprida sig från en plan flamfront på 15 meters avstånd från fasaden. Beräkning på detta sätt anses motsvara ett troligt värsta fall, vilket innebär att en konservativ uppskattning av konsekvenserna erhålls. 15 m Figur 6.1 Pölens utbredning sett från ovan För att undersöka hur mycket utsläppets omfattning påverkar konsekvensernas storlek jämförs erhållna flamhöjder och strålningsnivåer för tre olika omfattande utsläpp. På grund av områdets utformning antas pölens maximala utbredning motsvaras av en diameter på 15 meter. Beräkningar görs även i jämförande syfte för en pöldiameter på 10 meter. Beräkning av erhållna flamhöjder görs utifrån Heskestads formel /7/ enligt följande samband H = 0,23 Q 2/5-1,02 D TIBBLE 20:1 RISKANALYS Sid 14 (23)
där H = flamhöjden, m Q = brandens avgivna energi, kw D = bränsleareans diameter, m I beräkningarna förutsätts att 1 MW genereras per kvadratmeter horisontell bränslearea. För större diameter på pölbränder minskar ofta effektiviteten i förbränningen med påföljd att rökutvecklingen tilltar och att temperaturen i flamzonen sjunker /10/. En tilltagande rökutveckling resulterar därmed i att en del av strålningen absorberas i omgivande rök. Den effektiva strålning, I 0, som emitteras från en pölbrand kan beskrivas enligt följande samband, grundat på experimentella data erhållna från studier av ett stort antal pölbränder /11/. I 0 = 58 10-0,00823 D Försök med reabensin vid FOI (Totalförsvarets Forskningsinstitut) har visat på utstrålningsintensiteter på 60 kw/m 2 för pölbränder med diametern 10 meter /12/. Detta är något högre än de intensiteter som erhålls vid beräkning enligt ovanstående formel. För att erhålla konservativa mått på utstrålningsintensiteten I 0 används därför i följande beräkningar värdet 60 kw/m 2, oavsett pöldiameter. Observera att detta är den strålning som emitteras från flamman. För att kunna beräkna hur stor del av den emitterade strålningen som faller in mot byggnaden används synfaktorn, Φ. Denna beräknas enligt modell i SFPE:s handbok /8/. I strålningsberäkningarna approximeras den strålande vertikala ytan till en rektangulär yta med höjden H och basen D. Den infallande strålningen,i 0, beräknas därefter genom att multiplicera synfaktorn med värdet på den emitterade strålningen. I 0 = Φ I Under antagande att den strålande skärmen ligger 15 m från väggen och parallellt med densamma beräknas den infallande strålningen mot en yta mitt emot flamman. Skärmen delas upp i fyra delar enligt nedan. Bidraget från respektive del summeras därefter för att ge den totala synfaktorn, Φ tot. b a 90 A 2 da 1 a = H / 2 b = D / 2 c = 15 m X = a/c Y = b/c c TIBBLE 20:1 RISKANALYS Sid 15 (23)
För denna geometri kan synfaktorn för respektive del beräknas som Φ = 1 2π X 1+ X 2 arctan Y 1+ X 2 + Y 1+ Y 2 arctan X 1+ Y 2 Resultaten från beräkningarna presenteras i tabell 6.1 nedan. Tabell 6.1 Beräkningsresultat D [m] H [m] I 0 [kw m -2 ] X Y Φ del Φ tot I [kw m -2 ] 10 10,7 60 0,3567 0,3333 0,0327 0,1308 7,8 15 13,6 60 0,4533 0,5000 0,0555 0,2221 13,3 Observera att ovan beräknad infallande strålning är vad som erhålls då aktuella förhållanden är som mest ogynnsamma. Ingen hänsyn tas, på grund av det korta avståndet, till den atmosfäriska transmissionsförmågan, vilken skulle kunna innebära en reduktion av infallande strålning. 6.2 Topografi Diket mellan vägen och byggnaden innebär enligt tidigare resonemang att utsläppet sannolikt inte kommer att nå närmare fasaden än 15 meter. Utöver detta medför den existerande vallen viss avskärmning mot strålning från flamman. Vallen är ojämn och som lägst i den södra delen av byggnaden, som också ligger närmast vägen. För att beräkna vallens bidrag görs uppskattningen att vallen är uniform med toppen två meter över flammans bas. På grund av krav på begränsning av trafikbuller kommer det på vallen att uppföras en bullerskyddsskärm med en höjd på 2,0 meter. Detta medför att den strålning som sänds ut från de nedre 4 m från flamman ej når byggnaden. H-4m Figur 6.1 Vallens bestrålningsreduktion Enligt figur 6.1 kan nu den utfallande strålningen antas komma från en flamfront som är 4 meter lägre än vad fallet var i tidigare beräkningar. Gällande värden på H blir följaktligen 6,7 och 9,6 meter för de olika omfattande pölbränderna. Avskärmningen ger framförallt reducering av strålningsnivån mot byggnadens lägre delar. De höga flamhöjderna innebär dock att den maximala strålningsnivån mot fasaden ändå blir relativt hög. I tabell 6.2 nedan redovisas beräknade maximala bestrålningsnivåer då hänsyn tagits till den befintliga vallens inverkan samt då hänsyn även tas till bullerplankets inverkan. Tabell 6.2 Bestrålningsreduktion på grund av vallen D [m] I [kw m -2 ] I vall [kw m -2 ] I vall, plank [kw m -2 ] 10 7,8 6,5 5,1 15 13,3 11,7 9,9 TIBBLE 20:1 RISKANALYS Sid 16 (23)
6.3 Vindpåverkan Vindpåverkan resulterar i att brandplymen och flamman lutar i vindens riktning. Detta kan, vid västlig vind, resultera i högre strålningsnivåer mot byggnadens fasad. För större pölbränder kan vindens inverkan på plymens lutning, θ, uppskattas med följande formel /13/: u = u w 3 g m D ρ v där u w = vindhastighet, m s -1 ρ v = pyrolysprodukternas densitet, kg m -3 m = avgiven massa per tidsenhet, kg (m 2 s) -1 D = diameter, m g = tyngdaccelerationen, 9,81 m s -2 u w h θ Figur 6.3 Principiell beskrivning av vindpåverkan Plymens lutning, θ, beräknas därefter ur sambandet cosθ = 1 u I figur 6.4 nedan kan utläsas att vindpåverkan blir något större för mindre pölbränder. På grund av den lägre flamhöjden kommer dock plymen för en mindre brand inte att nå lika långt. Plymens lutning grader 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Vindhastighet m/s D = 5 m D = 10 m D = 15 m Figur 6.4 Verkan av vind på pölbrand TIBBLE 20:1 RISKANALYS Sid 17 (23)
Eftersom flamhöjderna ej blir högre än 15 meter kommer flamman i detta fall inte att nå fasaden. Någon direkt flampåverkan mot fasaden bedöms därför ej vara trolig. En vindpåverkan mot flamman kan dock komma att innebära att avståndet från flamman till fasaden minskar avsevärt, något som ger upphov till en större synfaktor och därmed en högre exponering. Vid en vindhastighet på 5 m/s kan enligt beräkningarna en stor pölbrand sträcka sig ungefär 10 meter närmare fasaden. Vinden kan därmed ses som en viktig faktor för att avgöra konsekvenserna då branden uppkommer nära byggnaden. 6.4 Uppkomna skador Utifrån de beräknade strålningsnivåerna för olika fall kan skadorna uppskattas. De värden som används för denna uppskattning anges i tabell 6.3 nedan. Tabell 6.3 Skadekriterier /11/ Strålningsintensitet [kw m -2 ] Konsekvens 2,5 Ingen smärta vid bestrålning av bar hud 10 Antändning av lättantändliga material, t.ex. gardiner, med sticklåga 15 Antändning av trä med sticklåga 20 Antändning av lättantändliga material utan sticklåga 30 Antändning av trä utan sticklåga I detta fall erhålls strålningsnivåer mot fasaden på ungefär 10 kw/m 2, förutsatt att vall och plank reducerar strålningen och att ingen hänsyn tas till vindens inverkan på bestrålningen. Vindens exakta bidrag till strålningen är svårt att beräkna. Det viktiga i detta fall är att sticklågor ej bedöms nå fasaden. Då människors hälsa sätts i centrum är det viktigt att tillse att strålningsnivåer i bostäderna ej blir för höga samt att branden ej sprider sig in i byggnaden. Ett vanligt oklassat fönster reducerar den infallande strålningen med ungefär 50 % /10/. Detta innebär en betydande strålningsreduktion under antagande att fönstret är intakt. Försök har dock visat att vid ett totalt värmeflöde (strålning och konvektion) av 10-15 kw/m 2 erhålls sprickor i oklassade rutor /13/. Små bitar av glaset föll vid dessa försök ur ramen vid en exponeringstid på 10 minuter. Ett totalt värmeflöde på 10-15 kw/m 2 är troligt att uppnå mot rutorna, särskilt då hänsyn tas till vindens inverkan. Vilka strålningsnivåer som kan anses acceptabla mot människor behandlas till viss del i byggreglerna /14/. Exempelvis anges att den maximala strålningsnivå som kan accepteras för att ersätta EI-klassning på dörrar mot trapphus med klass E är 3 kw/m 2. I detta fall beaktas inte tidsaspekten. Då det gäller kritiska värden vid utrymning anges 10 kw/m 2 som ett värde på den maximala strålningsintensiteten. Då fönstren är intakta och ingen hänsyn tas till vindpåverkan kan 5 kw/m 2 antas erhållas på insidan av de fönster som befinner sig närmast branden. Sannolikheten för att oklassade glas går sönder bedöms dock i detta fall vara relativt stor. I kombination med inverkan av eventuell vind innebär detta att allvarliga skador på de boende i byggnaden ej kan uteslutas. TIBBLE 20:1 RISKANALYS Sid 18 (23)
7 ÅTGÄRDSFÖRSLAG För att kunna bestämma om riskreducerande åtgärder är nödvändiga måste det avgöras om den risk som de boende i byggnaden exponeras för är acceptabel eller ej. I detta fall är sannolikheten för att en olycka med farligt gods skall inträffa liten. Konsekvenserna kan dock, på grund av byggnadens närhet till vägen och de stora volymer brännbar vätska som kan vara inblandade i en olycka, bli relativt stora. Sammantaget är åsikten att den risk det medför att bo på detta korta avstånd från en transportled för farligt gods inte kan anses acceptabelt utan riskreducerande åtgärder. Insatser för att reducera sannolikheten för att en olycka skall inträffa i området anses inte vara en kostnadseffektiv lösning. Istället bör en reduktion av de konsekvenser som uppkommer i händelse av en olycka prioriteras. Vad som i detta fall är den kritiska faktorn för att en säker utrymning skall kunna ske av byggnaden är den erhållna strålningsnivån inuti byggnaden. Det har tidigare visats att relativt höga strålningsnivåer kan uppkomma på insidan av glaset, speciellt då hänsyn tas till vindpåverkan. För att kunna säkerställa att strålningsnivån i bostäder hålls på en acceptabel nivå är det viktigt att fönster i fasaden som befinner sig nära en eventuell brand förblir intakta. Någon ytterligare strålningsreduktion bedöms dock ej vara nödvändig. Vid de nivåer (maximalt 5 kw/m 2 ) som erhålls på insidan av glaset kommer antändning i utsatta rum ej att ske. Strålningens avtagande i rummet innebär inte heller att strålningsnivåerna mot de boende är att betrakta som kritiska. Byggnaden ligger enligt figur 1.2 inte helt parallellt med Granhammarsvägen. Avståndet från norra delen av byggnaden till diket är ungefär 30 meter, att jämföra med ungefär 15 meter för den södra delen. Detta innebär att den erhållna strålningsnivån för denna del kommer att bli avsevärt lägre. Eftersom det är en kostnadsskillnad mellan oklassade fönster och fönster i brandteknisk klass kan det vara av intresse att avgöra huruvida samtliga fönster på fasaden bör vara av brandteknisk klass. För att kunna göra detta beräknas erhållen strålning som en funktion av det horisontella avståndet till pölbrandens front. I dessa beräkningar inkluderas förekomsten av en 2 meter hög, uniform vall samt ett 2 m högt bullerplank. Någon hänsyn till vindpåverkan tas ej i beräkningarna. 12 Infallande strålning [kw/m2] 10 8 6 4 2 D = 15 m D = 10 m 0 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Avstånd från pölen [m] Figur 7.1 Infallande strålning på olika avstånd från flamfronten TIBBLE 20:1 RISKANALYS Sid 19 (23)
I figur 7.1 ovan redovisas den infallande strålningen på olika avstånd från flammans front, i detta fall från dikets lägsta punkt. Ett acceptanskriterium på 6 kw/m 2 mot fasaden används i detta fall som ett gränsvärde för när det kan anses att oklassade fönster ger ett fullgott skydd. Vid en bestrålning på 6 kw/m 2 mot fasaden kommer ett värde av 3 kw/m 2 att erhållas på insidan av glaset, samtidigt som en oklassad ruta kan förväntas förbli intakt. I detta fall görs bedömningen att normalt fönsterglas kan användas då det horisontella avståndet från dikets lägsta punkt överstiger 20 meter (se markering i figur 7.1). Detta gränsvärde kan tyckas lågt med tanke på strålningens avtagande i rummet, men anses inrymma de säkerhetsmarginaler som är nödvändiga för att ta hänsyn till inverkan av eventuell vind och övriga antaganden och förenklingar. För de fönster som ligger närmare flamfronten än 20 meter anses det ej säkert att rutan förblir intakt vid en större pölbrand. Eftersom den infallande strålningen i detta fall ändå är relativt låg, anses det vara tillräckligt om rutor närmare diket än 20 meter utförs med härdat eller laminerat glas. Dessa glas tål en strålningsnivå på ca 20 kw/m 2 innan de spricker /16/, vilket innebär att de i detta fall ger ett fullgott skydd för de boende. Berörda fönster skall för att bibehålla sin skyddande funktion ej vara fullt öppningsbara för normalt bruk. De får dock kunna öppnas för ventilation. Lämplig öppningsgrad för berörda fönster bör studeras närmare av brandkonsult i samband med bygglovsprövning. Även för fönster i fasad mot Granhammarsvägen på det övre, indragna, planet gäller att de bör vara utförda i härdat eller laminerat glas då det horisontella avståndet understiger 20 meter. För att förhindra brandspridning in i lägenheter bör även dörrar mot uteplatser undvikas inom detta avstånd. Den infallande strålningen kommer att variera beroende på hur högt upp på fasaden den beräknas. För samtliga fönster som ligger ovanför plankets topp kommer strålningen dock att vara relativt konstant. Längre ned på fasaden avtar strålningen och för fönster som i sin helhet befinner sig under plankets topp kan det visas att det är tillräckligt med ett avstånd på 19 meter från diket för att erhålla en infallande strålning på 6 kw/m 2. Balkonger mot Granhammarsvägen är ej lämpligt för de delar av fasaden där härdat eller laminerat glas rekommenderas. Anledningen till detta är att balkongdörrar ofta kan förväntas stå öppna, vilket innebär att risken för brandspridning ökar. För de delar av fasaden där det ansetts tillfyllest med normalt fönsterglas finns dock inget hinder mot att uppföra balkonger. Här anses risken för brandspridning in i byggnaden vara lägre. För byggnadens fasad mot Granhammarsvägen kommer den maximala infallande strålningen att ligga kring 10 kw/m 2. Om byggnadens ytterväggar är klädda utvändigt med material i lägst brandteknisk klass D-s2,d0 (klass III) innebär därmed den infallande strålningen ej att fasaden antänds vid den dimensionerande pölbranden (se avsnitt 6.4). Några krav på obrännbar fasad ställs därför ej i detta hänseende. Det bör dock påpekas att brandskyddstekniska krav på byggnadens fasad, i och med ett ökat våningsantal, kan komma att ställas enligt Boverkets byggregler /15/. Planer har funnits på att placera den planerade lekplatsen vid byggnadens södra gavel. I detta område är dock avståndet till Granhammarsvägen begränsat, samtidigt som effektiv strålningsavskärmning saknas. Brandskyddslaget rekommenderar därför att en eventuell lekplats istället placeras öster om byggnaden. Detta skulle innebära ett ökat avstånd samtidigt som en god strålningsavskärmning i händelse av en pölbrand ges av byggnaden. TIBBLE 20:1 RISKANALYS Sid 20 (23)
8 DISKUSSION KRING OSÄKERHETER I denna grova riskanalys ingår ett stort antal förenklingar och antaganden som inverkar på det erhållna resultatet. För att ta hänsyn till de osäkerheter som förenklingar och antaganden innebär för det erhållna resultatet används överlag konservativa uppskattningar. I det kvalitativa resonemanget kring sannolikheten för att en olycka med farligt gods skall inträffa i närheten av byggnaden är det möjligt att inkludera ett mycket stort antal faktorer. Detta har dock inte ansetts nödvändigt eftersom syftet endast är att ge en grov uppfattning om sannolikheten. Valet av dimensionerande olyckshändelse har gjorts utifrån konservativa antaganden. De scenarier som behandlas behöver därmed inte vara de mest troliga, men anses vara de som rimligtvis kan ge upphov till mest omfattande konsekvenser. Även beräkningen av erhållna strålningsnivåer har varit konservativ. Antagandet av en cirkulär brand med en plan flamfront parallellt mot byggnaden är vad som ger störst utstrålad effekt och högst synfaktor. Den uppskattning av emitterad strålning som gjorts för att kunna beräkna konsekvenser tar hänsyn till den reducerade förbränningseffektiviteten som erhålls vid större pölbränder. Mindre pölbränder kan ge upphov till högre emitterad strålning, men kommer på grund av en lägre synfaktor ändå att innebära mindre konsekvenser. För mindre pölbränder som inte ligger alltför nära byggnaden kommer vegetationen på vallen sannolikt att ha en avskärmande effekt. Vid en större pölbrand som stäcker sig nära byggnaden kommer dock träd och buskar sannolikt att antändas, vilket på grund av det korta avståndet till byggnaden kan innebära att sannolikheten för brandspridning kan öka. Någon hänsyn till detta tas ej i analysen. Någon risk för explosion av bensinångor i det fria bedöms ej föreligga. I det fria späds dessa ångor ut till ofarliga koncentrationer relativt snabbt i och med luftinblandningen. Sammantaget kan sägas att de uppskattningar och förenklingar som görs vid beräkning av risken med stor sannolikhet ger en överskattning av resultatet. Val av riskreducerande åtgärder görs dessutom med goda säkerhetsmarginaler. Detta tillvägagångssätt innebär att hänsyn tas till ingående osäkerheter i analysen. TIBBLE 20:1 RISKANALYS Sid 21 (23)
9 SLUTSATSER Den aktuella byggnaden befinner sig mycket nära en transportled för farligt gods. Då byggnaden skall byggas om till bostadshus innebär detta att större krav bör ställas på säkerheten för de personer som befinner sig i byggnaden. De konsekvenser som kan uppkomma om en olycka med farligt gods inträffar i närheten av byggnaden har i detta fall inneburit att det inte kan anses acceptabelt att fasaden mot Granhammarsvägen utförs utan att åtgärder sätts in för att reducera den infallande strålningen i bostäderna. Detta uppfylls genom att använda härdade eller laminerade glas i fönster då det horisontella avståndet till diket understiger 20 meter. På längre avstånd än 20 meter kan vanligt fönsterglas användas. Fönster i fasad mot Granhammarsvägen på det övre, indragna, planet bör vara utförda i härdat eller laminerat glas då det horisontella avståndet understiger 20 meter. För att förhindra brandspridning in i lägenheter bör även dörrar mot uteplatser på det övre planet undvikas inom detta avstånd. Fönster som i sin helhet befinner sig under plankets topp skall utföras med härdat eller laminerat glas om det horisontella avståndet till diket understiger 19 meter. Fönster med härdat eller laminerat glas skall ej vara fullt öppningsbara, men får vara försedda med ventilationsöppning. Bestämmelser kring öppningsgrad för berörda fönster skall utredas närmare då detaljutformning av fönster blir aktuell. Fönster som utförs med normalt fönsterglas får vara fullt öppningsbara. Balkonger skall ej finnas på de delar av fasaden där härdade eller laminerade glasrutor används för att minimera risken för brandspridning in i byggnaden. Då barn betraktas som en särskilt sårbar grupp skall lekplats ej placeras på ett sådant sätt att barnen riskerar att exponeras i händelse av en olycka med brandfarliga vätskor på Granhammarsvägen. Lekplats bör därför vara placerad på byggnadens östra sida där avståndet blir längre och en god avskärmande effekt ges av byggnaden. De transporter som i dagsläget anses utgöra den enda egentliga riskkällan är transporter av brandfarliga vätskor. Eftersom byggnaden dimensioneras för att de boende ej skall drabbas vid en eventuell olycka med brandfarliga vätskor kommer dock ett ökat flöde ej innebära att byggnadens skydd måste förstärkas. Om det istället visar sig att farligt gods ur andra klasser kommer att transporteras i närheten av byggnaden måste nya analyser genomföras för att kunna säkerställa skyddet. En sådan utveckling betraktas dock ej som trolig. Utförs byggnaden enligt ovan anser Brandskyddslaget att risken som transporterna av farligt gods innebär för de boende i byggnaden är tillräckligt liten för att ombyggnationen skall kunna tillåtas. BRANDSKYDDSLAGET AB Karl Harrysson Marcus Andersson TIBBLE 20:1 RISKANALYS Sid 22 (23)
REFERENSLISTA /1/ Länsstyrelsen i Stockholm Län, Riskhänsyn vid ny bebyggelse, rapport 2000:1, Stockholm, 2000. /2/ Lilja, Per-Åke, Brandkåren Attunda, telefonintervju 2005-02-22 /3/ Sundsgård, Margareta, Skandinavisk Tanktransport, telefonintervju 2005-02-24 /4/ Gammelgaard, Tonny, OKQ8, telefonintervju 2005-02-23 /5/ Ek, Tomas, OKQ8 lagerterminal, telefonintervju 2005-02-24 /6/ Fredlund, Thomas, Vägverket, telefonintervju 2005-03-03 /7/ Brandskyddshandboken. Rapport 3117, Brandteknik, Lunds tekniska högskola, Lund, 2002 /8/ The SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, 3 rd edition ISBN: 087765-451-4 /9/ Andersson, M., Brandskyddslaget, Kungsängens golfbana Analys av risker i anslutning till område för planerade bostäder, 2004-02-16 /10/ Hägglund, B., Brandskyddslaget, Värmestrålning från pölbränder, 2001-03- /11/ Shokri, M. & Beyler, C.L., Radiation from large pool fires, J. of Fire Prot. Engr., 1 (4), 1989, pp 141-150 /12/ Hägglund, B. & Persson, L.E., The heat radiation from petroleum fires, Foarapport C20126, 1976 /13/ Mudan K.S, Thermal radiation hazards from hydrocarbon pool fires, Prog. Energy Combust. Sci., Vol 19, pp, 59-80, 1984 /14/ Walmerdahl, P. & Wehrling, P., Försök med brandpåverkan mot dubbelgalsfasad, Foa-rapport 01549-990, juli 2000 /15/ Boverket, Boverkets byggregler 2002 ISBN: 91-7147-718-7 /16/ Grubits, S.J., Building Separation and Fire Source Features, Technical Record 517, National Building Technology Centre Department of Housing and Construction, Australia, 1985 TIBBLE 20:1 RISKANALYS Sid 23 (23)