Effectiviteit van rookmelders in woningen

Vanaf 1 juli 2022 zijn rookmelders niet alleen verplicht in nieuwbouwwoningen, maar ook in alle bestaande woningen. Het ministerie van BZK is mede op basis van een onderzoek uitgevoerd door TNO tot deze aanpassing van het Bouwbesluit en het Besluit bouwwerken leefomgeving gekomen. In dit artikel gaan IJsbrand van Straalen en Rein de Vries nader in op de resultaten van dat onderzoek. Hierbij is gebruik gemaakt van een risicobenadering brandveiligheid, waarmee effecten van brandveiligheidsmaatregelen objectief zijn vast te stellen.

De ontwikkeling van hedendaagse rookmelders vond zo’n 40 jaar geleden plaats met de introductie van de elektronische versie die de elektromechanische zoemer en mechanische bel verving. Deze elektronische versie heeft een toonfrequentie van 3100 Hz. Zo’n 15 jaar geleden werd een vervolgstap gezet door Dorothy Bruck en Ian Thomas van het Centre for Environmental Safety and Risk Engineering van de Victoria University in Melbourne, Australië (Bruck, D. & Thomas, I., 2008, Towards a Better Smoke Alarm Signal – an Evidence Based Approach, pp. 403-414, Fire Safety Science – Proceedings of the Ninth International Symposium). Zij voerden verschillende onderzoeksprojecten uit naar de effectiviteit van verschillende vormen van alarmering, zoals het gebruik van gesproken woord, lichtflitsen, bedden die schudden en een akoestisch signaal. Van het akoestisch signaal zijn verschillende tonen onderzocht, zoals de standaardfrequentie 3100 Hz met een sinusgolf, alsook tonen met verschillende andere frequenties waaronder 520 Hz met een blokgolf. Uit deze onderzoeken blijkt dat deze laatste het meest effectief is om personen van jong tot oud te wekken tijdens hun slaap. Ter illustratie van de effectiviteit van de standaard toonfrequentie van 3100 Hz vergeleken met die van 520 Hz, zijn de percentages van personen die bleven slapen voor verschillende doelgroepen vergeleken in tabel 1.

520 Hz toonfrequentie vergeleken met 3100 Hz toonfrequentie

Voor de werkgroep van de normcommissie 351086 ‘Brandmeldsystemen die werkt aan de herziening van NEN 2555 ‘Brandveiligheid van gebouwen – Rookmelders voor woonfuncties’, was dit aanleiding om TNO te vragen hier nader onderzoek naar te verrichten. Een van de onderzoeksvragen die daarbij is beantwoord betrof de vraag wat de positieve effecten zijn van het toepassen van een rookmelder met een 520 Hz toonfrequentie vergeleken met de huidige rookmelder met de gebruikelijke 3100 Hz toonfrequentie.

Opzet onderzoek

De percentages van personen die bleven slapen zegt alleen iets van de effectiviteit van de gebruikte toonfrequentie en geluidsniveau van de melders. Dit is echter slechts één van de aspecten die bepalen of een persoon in veiligheid kan komen bij een woningbrand. Zo is er een verschil tussen de dag- en nachtsituatie, kan een persoon mogelijk door een ander persoon worden gewaarschuwd, ontwikkelt de ene brand zich geheel anders dan de andere, verschillen de reactietijd en loopsnelheid per persoon en is het de vraag of de brandweer een reddingsactie kan uitvoeren, gegeven de situatie.

Het onderzoek dat TNO heeft uitgevoerd (TNO 2019 R10794 Onderzoek aanpassing NEN 2555:2008), richt zich op al deze aspecten. Naast de kans dat een persoon niet wordt gealarmeerd, is de kans beschouwd dat een persoon niet in staat is om de woning veilig te verlaten. Uiteindelijk is voor de twee benoemde toonfrequenties van de rookmelder en al dan niet aanwezig zijn van rookmelders in woningen, het te verwachten aantal doden in Nederland op basis van een kwantitatieve risicobenadering voor brandveiligheid vastgesteld.

Kans dat een persoon wordt gealarmeerd

Op basis van de gebeurtenissenboom in figuur 1 is vastgesteld wat de invloed is van de hoogte van de toonfrequentie van de rookmelder (3100 Hz of 520 Hz) op de kans dat een slapende persoon (jongere, gemiddelde en oudere leeftijd) wordt gealarmeerd bij het ontstaan van een brand. Uitgangspunt daarbij is dat voldaan is aan de prestatie-eis voor het geluidniveau volgens NEN 2555, zodat het minimale geluidniveau van het alarmsignaal van de rookmelder in de bedruimte minimaal 75 dB(A) bedraagt.

De ingeschatte kansen van elk van de gebeurtenissen zijn toegevoegd in tabel 2 . Hierbij is rekening gehouden met de slaapduur en de kans dat iemand gewekt wordt door een ander. Beide zijn afhankelijk van de leeftijdscategorie.

De kans dat iemand wordt gewekt door het alarm is afhankelijk van de toonfrequentie (3100 Hz of 520 Hz) en of de persoon nuchter is. De resultaten dat een persoon niet wordt gealarmeerd zijn in de tabel 3 gegeven.

Uit de resultaten komt naar voren dat de kans om niet gealarmeerd te worden met een reguliere rookmelder (3100 Hz) klein is, maar niet verwaarloosbaar. Voor de oudere leeftijdscategorie is er een grotere kans om niet gealarmeerd te worden. Door gebruik te maken van een rookmelder met een toonfrequentie van 520 Hz kan dit percentage worden gereduceerd. Uit de berekening volgt dat het aantal personen dat gealarmeerd wordt, toeneemt met een factor 5 tot 10.

Kans dat bewoner in veiligheid weet te komen

Vervolgens is in het onderzoek een risicobeschouwing uitgewerkt om de kans vast te stellen dat een persoon niet in veiligheid weet te komen. Deze beschouwing laat zien wat de effectiviteit van een alarm is rekening houdend met het feit dat de bewoner zich na een melding ook nog in veiligheid moet brengen.

Voor de uitwerking van de kans dat een persoon niet in veiligheid weet te komen, is een uitgebreide gebeurtenissenboom uitgewerkt. Deze is feitelijk een uitbreiding van de gebeurtenissenboom die hiervoor is besproken. Voordat het alarm afgaat, zal de brand zich eerst moeten ontwikkelen. Uit de beschikbare statistiek van woningbranden is afgeleid dat de gemiddelde kans dat een brand ontstaat in een woning gelijk is aan 0,06%.  Uitgangspunt is verder dat de ontstane brand een dusdanige omvang heeft dat deze ook levensbedreigend is; ingeschat is dat circa 4% van de branden ook daadwerkelijk leidt tot levensbedreigende omstandigheden. Deze gebeurtenis wordt als voorwaarde gesteld voor de berekende kansen. De kans dat de persoon niet nuchter is of dat de rookmelder niet werkt, zijn in de uitwerking gesteld op nul.

In de berekening is rekening gehouden met verschillende beschikbare tijden om te vluchten (Available Safe Egress Time, ASET) vanaf het moment waarop het vluchten wordt ingezet. Bij het ontwaken door het alarm zal deze tijd langer zijn dan bij ontwaken op andere wijze op een later tijdstip. Op basis van zone-berekeningen zijn deze ingeschat op respectievelijk 110 seconden en 80 seconden; voor de dagsituatie is deze ingeschat op 140 seconden. De benodigde tijd om te vluchten (Required Safe Egress Time, RSET) is afhankelijk gesteld van de leeftijdscategorie. Er is in vergelijking met categorie 16-65 jaar (60 seconden) een langere tijd benodigd voor jongeren (90 seconden) en ouderen (120 seconden). In de berekeningen is overigens rekening gehouden met variatiecoëfficiënten van 20% voor zowel de ASET als de RSET. In tabel 4 zijn de berekende kansen op het niet veilig naar buiten komen gepresenteerd. Tevens is daarbij het aantal doden per jaar dat per type rookmelder/categorie is te verwachten in Nederland, gegeven.

In de huidige situatie met in 50% van de woningen geen werkende rookmelder (met een toonfrequentie van 3100 Hz), volgt uit de tabel dat het aantal doden per jaar gelijk is aan afgerond 44 personen per jaar. Dit komt overeen met het gemiddelde aantal doden dat in de periode 2008-2017 bij woningbranden is gevallen.

Conclusies

Het verschil tussen het wel of niet hebben van een rookmelder is groot. Vergeleken met de huidige situatie waarbij 50% geen werkende rookmelderalarm in huis heeft, zou indien alle woningen een 3100 Hz melder hebben, het aantal doden van 44 personen per jaar afnemen tot 31 personen per jaar. Bij toepassing van alleen een rookmelder met een toonfrequentie van 520 Hz zou dit aantal verder afnemen tot 22 personen per jaar.

Terugdringing van het aantal doden per jaar is vooral terug te zien in de leeftijdscategorieën tot 65 jaar

Het terugdringen van het aantal doden per jaar is vooral terug te zien in de leeftijdscategorieën tot 65 jaar. Voor de ouderen is het beperken van het aantal doden door gebruik te maken van een rookmelder met een 3100 Hz of 520 Hz toonfrequentie veel beperkter (1 tot 2 minder doden per jaar). De reden hiervoor is dat ouderen meer tijd nodig hebben om zich in veiligheid te brengen, ook al worden zij door een alarm gewaarschuwd.

Deze resultaten hebben tezamen met het advies van Brandweer Nederland (Rapport Rembrand; brandveiligheid is een coproductie – Veiligheidsberaad – mei 2015) ertoe geleid dat rookmelders per 1 juli 2022 verplicht zijn volgens het Bouwbesluit. Aangaande de toepassing van een 520 Hz toonfrequentie geeft de Ontwerp NEN 2555 uit 2021 slechts een advies. Dit heeft te maken met het feit dat er op dit moment alleen maar luidsprekers met deze toonfrequentie op de markt beschikbaar zijn om te koppelen aan een separate rooksensor.

Dr.ir. IJsbrand van Straalen is Scientist Integrator bij TNO

Ir. Rein de Vries is Scientist Innovator bij TNO