Ouderen blijven langer op zichzelf wonen. Daarnaast zal de populatie senioren ouder dan 80 jaar de komende decennia toenemen met 151 procent (1). Het Bouwbesluit en het Besluit bouwwerken leefomgeving (Bbl) classificeren deze groep als zelfredzame personen. En dat zijn ze ook onder normale gebruikscondities. Maar zijn zij wel zelfredzaam, bijvoorbeeld bij een brand? Joost Dumas onderzocht of in dat geval een Stay-in-Place concept kan worden toegepast als alternatief voor evacuatie.
Personen die volgens het Bouwbesluit theoretisch zelfredzaam zijn maar niet geheel zelfstandig mobiel, kunnen problemen ondervinden tijdens een evacuatie in geval van brand. Persoonlijke veiligheid van gebouwgebruikers wordt gegarandeerd door vluchtroutes. Echter, wanneer vluchten niet mogelijk is voor de gebouwgebruikers dient de persoonlijke veiligheid op een andere manier te worden gegarandeerd. Een Stay-in-Place concept zou dan uitkomst kunnen bieden.
Stay-in-Place concept
In een Stay-in-Place concept wordt ervan uitgegaan dat alleen de personen in de brandruimte evacueren en dat de overige gebouwgebruikers blijven zitten in hun eigen brandcompartiment. Om gebruik te maken van een Stay-in-Place concept zouden er heel betrouwbare brand- en rookscheidingen aanwezig moeten zijn in gebouwen. De vraag is of de brand- en rookscheidingen die nu worden toegepast in gebouwen voldoende bescherming bieden voor zo’n concept. Het Stay-in-Place concept moet ten minste dezelfde mate van veiligheid aan de gebouwgebruikers bieden zoals het evacuatieconcept volgens het Bouwbesluit dat biedt aan zelfredzame mobiele gebouwgebruikers. Een Stay-in-Place concept kan dan worden toegepast als een gelijkwaardige oplossing aan een ontruimingsconcept.
Toetsingscriteria persoonlijke veiligheid
Om een Stay-in-Place concept te verifiëren, dienen er criteria te worden gesteld waarbij een ruimte veilig wordt geacht voor personen om te verblijven. In het SPFE handboek (2) worden meerdere toetsingscriteria genoemd, waaronder de optische dichtheid en de temperatuur. De optische dichtheid wordt bepaald aan de hand van roetdeeltjes in de rook. De giftigheid van de rook gaat een rol spelen wanneer de zichtlengte kleiner wordt dan 5 meter (3). De optische dichtheid is in dat gevel groter dan 0,2 m-1. Daarnaast is een maximale temperatuur van 70 °C als toetsingscriterium in de aangrenzende ruimtes aangehouden.
Om aan de toetsingscriteria voor persoonlijke veiligheid te voldoen, kunnen er simulaties worden gemaakt op basis van de tekeningen van de architect. Hiervoor zijn meerdere programma’s beschikbaar, denk hierbij aan zone-modellen of CFD-modellen. In dit onderzoek is ervoor gekozen om een simulatie te maken met het zone-model CFAST (Consolidated Model of Fire and Smoke Transport) van NIST (National Institute of Standards and Technology) uit de Verenigde Staten.
Casus: nieuwbouw woon-zorgcomplex
Als casus in het onderzoek is een nieuwbouw woon-zorgcomplex beschouwd. Het gebouw bestaat uit 5 bouwlagen; per bouwlaag zijn er 8 appartementen en 1 gezamenlijke woonkamer ontworpen. Ieder appartement is ongeveer 65 m2 groot en heeft een woonkamer/keuken, een aparte slaapkamer, een badkamer en een berging. Een impressie van de gevel is te zien in figuur 1.
Iedere woonkamer heeft een groot raam van 3,35 m x 2,54 m en iedere slaapkamer heeft een klein raam van 0,94 m x 1,74 m. De appartementen hebben een onderlinge WBDBO van 60 minuten. Als casus is een tussenappartement met een oppervlakte van 64 m2 aangehouden, met woning scheidende wanden en vloeren van beton.
Rookverspreiding in een woon-zorggebouw
De luchtdichtheid van een appartement is van groot belang op de uitbreiding van rook. Voor de buitengevel is uitgegaan van een goede luchtdichtheid volgens NEN 2687, de Qv;10 waarde die is aangehouden is 0,45 dm3/s*m2. Voor de interne luchtdichtheid is uitgegaan van een luchtdichtheid die ongeveer 3 keer groter is dan de externe luchtdichtheid (5). Met de Qv;10 waarde wordt het equivalente lekoppervlak berekend. Dit equivalente lekoppervlak wordt gebruikt om de luchtstomen en drukverschillen tussen de compartimenten te berekenen (zie figuur 2).
Met behulp van een zone-model is de rookverspreiding in een woon-zorggebouw gesimuleerd. Vervolgens is het effect van de rookverspreiding bepaald. De brandeigenschappen die zijn gebruikt in het zone-model, zijn weergegeven in tabel 1.
Om te kijken wat het effect van de uitwendige en inwendige luchtdichtheid is op de rookverspreiding, zijn er vier scenario’s gesimuleerd (zie tabel 2).
In de basissimulatie leidde brand in een appartement tot rookverspreiding naar de aangrenzende appartementen links, recht en boven en naar de aangrenzende gang/vluchtroute. In simulatie 2, 3 en 4 is te zien dat een verbetering in de luchtdichtheid een positief effect heeft op de rookverspreiding. Hierbij is te zien dat het verbeteren van de interne luchtdichtheid de grootste invloed heeft op de rookverspreiding (zie tabel 3 en figuur 3).
Verbeteren van de luchtdichtheid heeft een positief effect op de rookverspreiding in een gebouw. Daarom is er aanvullend gekeken naar de invloed van brandwerende beglazing op de rookverspreiding. In deze simulaties zijn de ramen en kozijnen uitgevoerd met 60 minuten brandwerende beglazing. Het effect van brandwerende beglazing op de rookverspreiding is zeer negatief. De rookverspreiding naar aangrenzende compartimenten in de variant met brandwerende beglazing is 200 tot 500% slechter dan in de simulaties zonder brandwerende beglazing (zie tabel 4 en figuur 4).
De uitgevoerde simulaties tonen aan dat het verbeteren van zowel de interne als de externe luchtdichtheid leidt tot een positief effect op de rookverspreiding. Echter is het positieve effect in deze casus niet voldoende om onder de gestelde limiet van 0,2 m-1 optische dichtheid te blijven.
Conclusie
Op basis van de beschouwde casus is aangetoond dat het verbeteren van de interne en externe luchtdichtheid zorgt voor een positief effect op de rookverspreiding. Echter is op basis van deze casus nog onvoldoende verbetering zichtbaar om een Stay-in-Place concept toe te passen. Toepassen van brandwerende beglazing biedt hierin geen oplossing, aangezien dit de rookverspreiding verergert.
Op basis van de simulaties kan worden geconcludeerd dat aanvullende installatietechnische voorzieningen nodig zijn om een Stay-in-Place concept mogelijk te maken. Met alleen bouwkundige voorzieningen is dat niet mogelijk. Daarbij moet worden gedacht aan een actieve brandbeheersings- en/of rookbeheersingsinstallatie. Sprinkler, watermist, en woning-sprinkler zijn daarvoor in aanmerking komende brandbeheersingsinstallaties, eventueel met overdruk- of RWA-systemen gecombineerd om een Stay-in-Place concept ten minste net zo veilig te maken als het evacuatieconcept van het Bouwbesluit.
Literatuur
- Ministerie van Volksgezondheid Welzijn en Sport. (2015). Langer Thuis. Geron, 17(2), 1–1. https://doi.org/10.1007/s40718-015-0025-3
- Hurley, M. J. (2016). SFPE Handbook of Fire Protection Engineering. The British Journal of Psychiatry (Vol. 1). https://doi.org/10.1192/bjp.112.483.211-a
- Nieman Raadgevende Ingenieurs B.V. (2018). Benefits of sprinklers protection for personal safety in case of fire, 83.
- SVP architectuur en stedenbouw (2020), Amerhorst gebouw A Oost- en Zuidgevel.
- Niemand Raadgevende Ingenieurs B.V. (2019). Lucht- en rookdoorlatendheidsonderzoek.
Joost Dumas, masterstudent building physics and services, TU Eindhoven
Volg Brandveilig op LinkedIn
Ontvang het laatste nieuws omtrent brandveiligheid!
Mis niets. Meld je aan en ontvang wekelijks onze nieuwsbrief. Ruim 7.500 vakgenoten gingen je al voor.
