Alternatieven voor veilig vluchten in complexe situaties

Vanuit ieder gebouw dat bestemd is voor het verblijf van personen moet het voor gebruikers en bezoekers mogelijk zijn om het gebouw veilig te verlaten. Dat klink evident, maar in een steeds veranderende omgeving vraagt dit blijvende aandacht en is het maken van strategische keuzes vereist.

De behoeften van mensen veranderen en dus de wijze waarop we gebouwen bouwen en gebruiken. Samen met de komst van nieuwe bouwmaterialen en bouwsystemen heeft dit alles invloed op de vluchtveiligheid. Binnen de bouwregelgeving kennen we prestatie-eisen voor het ontwerpen van veilige vluchtroutes. Deze zijn goed toepasbaar voor kleine, eenvoudige gebouwen. Maar in complexe situaties – en dan vooral in het ontwerpproces – kan het nuttig zijn om gebruik te maken van evacuatiesimulatiemodellen. De mogelijkheden die deze modellen bieden, zijn in de afgelopen jaren toegenomen en de rekentijden sterk afgenomen. Reden genoeg dus om dit handige hulpmiddel nader te bespreken.

Regelgericht

Ontwerpen van veilige vluchtroutes kan op de traditionele manier worden gedaan door gebruik te maken van het Besluit bouwwerken leefomgeving, Hoofdstuk 4, § 4.2.11 Vluchtroutes: inrichting en capaciteit voor zowel nieuwbouw als voor bestaande bouw.

De Omgevingswet staat in artikel 4.7 ook toe om af te wijken van deze prestatie-eis uit het Besluit bouwwerken leefomgeving en gebruik te maken van een gelijkwaardige oplossing. De benodigde capaciteit van de vluchtwegen die wordt bepaald door menselijke factoren, wordt vergeleken met de beschikbare capaciteit van vluchtwegen die wordt bepaald door onder meer bouwkundige factoren.

Evacuatiemodel als alternatief

Een belangrijk aspect van gelijkwaardigheid is de RSET- (Required Safe Egress Time) en ASET- (Available Safe Egress Time) analyse. Deze analyse vergelijkt de benodigde tijd om een gebouw te evacueren met de beschikbare tijd voordat de omstandigheden onveilig worden (zie figuur 1).

Door gebruik te maken van geavanceerde simulatieprogramma’s zoals Pathfinder, kunnen knelpunten in de vluchtroutes worden geïdentificeerd en aangepakt.

De mogelijkheden om verschillende scenario’s te berekenen met het evacuatiemodel zijn eindeloos. Daarbij kun je denken aan scenario’s met uitzonderlijk drukke avonden, scenario’s waarbij een specifieke groep mensen in het gebouw aanwezig is die minder mobiel zijn dan anderen, of scenario’s tijdens gedeeltelijke verbouwingen van het gebouw waarbij sommige vluchtroutes niet bruikbaar zijn.

Pathfinder is een krachtig hulpmiddel dat kan worden gebruikt om evacuatiescenario’s te simuleren. Het programma maakt gebruik van 2D- en 3D-modellen om de beweging van mensen in een gebouw te visualiseren. Dit helpt bij het identificeren van knelpunten en het optimaliseren van vluchtroutes. Maar hoe werkt dit nu in de praktijk? En hoe ziet dat eruit?

Veilig vluchten (RSET)

Allereerst is het belangrijk om te vermelden dat Pathfinder op zichzelf geen tekenprogramma is. Het dient te worden gebruikt als een aanvullende tool om gebouwontwerpen te toetsen die gemaakt zijn met andere tekenprogramma’s zoals Autocad of Revit.

De kracht van het gebruik van een evacuatiemodel ligt in het waarnemen waar de knelpunten liggen binnen de vluchtroute die de mensen moeten afleggen om veilig buiten een brandcompartiment of gebouw te komen.

Figuur 2 geeft een afbeelding van een groot gebouw met meerdere zalen en brandcompartimenten. Dit is niet de enige laag van het gebouw. Er zijn nog meer van dit soort lagen met meerdere zalen en brandcompartimenten van waaruit mensen het gebouw moeten verlaten. De rode pijlen tonen de instroom van mensen vanaf andere bouwlagen en de groene pijlen toont de uitstroom van mensen naar de uitgangen van het gebouw op de begane grond.

Het programma Pathfinder geeft je de mogelijkheid een bezetting aan te geven in diverse ruimten, zoals te zien is in figuur 3. Ook in gebouwen waar de populatie gebruikers heel divers is, biedt Pathfinder de mogelijkheid om individuen te selecteren die langzamer lopen dan anderen, of in een rolstoel zitten en moeten wachten op ondersteuning voordat zij naar een veilige locatie kunnen worden gebracht.

Gebouw (ASET)

Hoeveel tijd beschikbaar is, kan per ruimte, brandcompartiment of gebouwdeel verschillen. Alle mensen zullen het met rook bedreigde gebied afhankelijk van bijvoorbeeld de hoogte van de ruimte en de te verwachten brandontwikkeling binnen 60-120 seconden moeten kunnen verlaten. Ook aan de maximale tijd waarbinnen het gehele gebouw moet zijn ontruimd, worden eisen gesteld. Afhankelijk van het ontruimingsconcept kan dit 15 tot wel 60 minuten zijn. We kennen zelfs mogelijkheden waarbij gefaseerd wordt ontruimd.

Al deze mogelijkheden voor de beschikbare evacuatietijd die projectspecifiek zijn, maken het in een regelgerichte methode heel lastig om overzicht te houden. Met een evacuatiemodel wordt dat veel inzichtelijker. Wanneer is een ruimte leeg? Wanneer zijn de trappenhuizen leeg? Wanneer is het gebouw leeg? Alle mensen worden getoond en de klok tikt net zo lang door totdat iedereen in veiligheid is.

Figuur 4 geeft een mooi voorbeeld waarin je kunt zien dat bij een gelijktijdige ontruiming een wachtrij ontstaat. Doordat Pathfinder dit visueel maakt, is het eenvoudig te herkennen waar het probleem ligt en wordt het mogelijk om samen met de ontwerper oplossingen te bedenken die de vluchtveiligheid vergroten.

Aandachtspunten bij het werken met simulatiemodellen

De kracht van simulatie ligt in het visueel maken van knelpunten en dan met name in complexe gebouwen. Hier ligt dan ook meteen het struikelpunt voor visuele ontruimingssimulaties. Er is namelijk altijd een tweede, losstaand programma nodig om de ASET en dus het toetskader te bepalen. Niettemin kan ook zonder toetskader, maar aan de hand van de simulaties met elkaar worden besproken waar kansen voor optimalisatie liggen of hoe moet worden omgegaan met tijdelijke maatregelen in het kader van een verbouwsituatie.

Nu er steeds meer met BIM-modellen wordt getekend, is het mogelijk deze geheel in te laden in het rekenmodel. Helaas is dit wel afhankelijk van de input van een architect. Als de architect bijvoorbeeld niet zegt dat een trap een trap is, dan kan Pathfinder de trap ook niet als zodanig herkennen. Het is dus noodzakelijk dat alle onderdelen in het BIM-model worden gedefinieerd, zodat er hierna verder mee kan worden gewerkt.

Dit is dan ook meteen de tekortkoming van Pathfinder: het is afhankelijk van andere partijen, programma’s en kwaliteit van het tekenwerk. Het zou bijvoorbeeld als een plug-in voor Revit veel beter tot zijn recht komen. Op deze wijze hoeft er dan ook geen export van het BIM-model en import in het programma Pathfinder plaats te vinden, en zou het direct duidelijk zijn als onderdelen niet zijn gedefinieerd.

Het is dus van belang om goed samen te werken tussen verschillende partijen, zoals architecten en veiligheidsdeskundigen, om ervoor te zorgen dat alle aspecten van de evacuatie goed kunnen worden gemodelleerd.

Bas Wingelaar, projectingenieur SAVE bij Antea Group Nederland