In een winkelcentrum wordt een bioscoop gebouwd. Omdat in een bioscoop het aantal personen hoger is dan in een winkelcentrum, is er in het ontwerp extra aandacht besteed aan de vluchtwegen en ontruimingstijden. Vanwege het karakter van een bioscoop – veel smalle gangen en trappen in de zalen – is besloten een ontruimingssimulatie uit te voeren. Doordat het een bestaand winkelpand in het winkelcentrum betreft, is de situering van de trappenhuizen en voorportalen niet optimaal voor de ontruiming van de bioscoop. Ter vergelijking voor de simulatieresultaten is ook een berekening volgens artikel 2.1 Regeling Bouwbesluit 2012 gemaakt.

Door Mirre Veerman en Daan Jansen

Omschrijving gebouw

De bioscoop komt in een bestaand winkelpand, voorzien van sprinklers. Op de begane grond en de eerste verdieping is een parkeergarage. Op de tweede en derde verdieping van het pand zijn winkels. De bioscoop ligt op de derde en vierde verdieping. In de overdekte promenade (verbindingsruimte naar de winkels) is ten behoeve van veilig vluchten een rook- en warmteafvoerinstallatie aanwezig.

Er komen tien zalen in de bioscoop voor in totaal 1870 personen. Er is een grote zaal aanwezig, bestemd voor bijna 500 personen. In het pand zijn inclusief foyer, bioscoop, zalen en winkelunits in totaal 2787 personen aanwezig.

Vanwege de akoestische geluidseisen wordt de sprinklerinstallatie niet in de zalen geïnstalleerd, maar wordt deze brandwerend gescheiden.

In totaal zijn er drie brandwerend gescheiden noodtrappenhuizen in het pand, die tot aan de bioscoop doorlopen. De trappenhuizen komen uit in veilig gebied. Dat wil zeggen dat ze de mensen direct naar buiten leiden of naar de promenade. Doordat het een bestaand gebouw is, zitten de trappenhuizen niet allemaal op een optimale locatie voor de bioscoop.

Alle trappenhuizen zijn op de vierde verdieping voorzien van een brandwerend afgescheiden voorportaal. In de bioscoop is de dagelijkse route via roltrappen ontworpen.

Subbrandcompartiment

Conform Bouwbesluit 2012 moet een bedreigd subbrandcompartiment binnen één minuut ontruimd kunnen zijn. Bij deze 1-minuut-berekening mag je er volgens het bouwbesluit van uitgaan dat alle aanwezige personen al bij de deur staan te wachten. Er hoeft dus geen rekening gehouden te worden met loopafstanden die extra tijd kosten om bij de deur te komen (behoudens maximale loopafstanden van 30, 45 of 60 meter). In de meeste situaties zou deze extra tijd een ontruimingsberekening ook alleen maar onnodig complex maken.

Op het moment dat het ontruimingsalarm wordt gegeven, is de brand in de directe omgeving waarschijnlijk allang geconstateerd door de aanwezigheid van rook (geur en zicht van de mens nabij de brand werken doorgaans sneller dan een automatische rookmelder). Ook ontstaat er waarschijnlijk een opstopping bij de deur van het subbrandcompartiment. Het kost tijd totdat alle personen door de opening gevlucht zijn. Tijdens de ontruiming komen er mensen aanlopen en voegen zich achteraan de rij, waardoor de loopafstand niet meer relevant is.

“Een bouwbesluitberekening voor de 1-minuut-toets lijkt voor een bioscoopzaal dus helemaal niet geschikt

Maar bij een bioscoop zullen alle aanwezigen aanvankelijk nog op een stoel zitten. Als er gestart wordt met ontruimen, moeten de personen eerst door de relatief smalle paden richting de trappen aan weerszijde van de zaal. Dit kost extra tijd. Ten tweede zal het afdalen van die trappen ook extra tijd kosten. De eerste opstopping zal dus niet bij de deur ontstaan, maar al in de zaal, bij de stoelen zelf.

Een bouwbesluitberekening voor de 1-minuut-toets lijkt voor een bioscoopzaal dus helemaal niet geschikt. Dit is ook gebleken uit de berekeningen. De doorgangscapaciteit van deuren en trappen (ook in de zaal zelf) is zodanig gedimensioneerd dat volgens het Bouwbesluit de ontruiming binnen één minuut mogelijk is. Uit de simulatie blijkt echter dat het 3,5 minuut duurt voordat de zaal leeg is. Dit heeft te maken met de route door de smalle paden en over de trappen aan weerszijden die personen moeten afleggen vanaf de start van de ontruiming. De wijze van ontruimen die in de simulatie wordt berekend, zal meer overeenkomen met de realiteit.

Behalve de bouwkundige indeling van een bioscoop, hebben de loopsnelheden ook invloed op de langere ontruimingstijden. In het Bouwbesluit wordt uitgegaan van een loopsnelheid van 1 m/s voor alle aanwezige personen. In het simulatieprogramma zijn de standaardwaarden voor loopsnelheden 1,35 m/s met een standaarddeviatie van 0,25 m/s (Fruin, John J. Pedestrian Planning & Design, Revised Edition Chapt. 4, Elevator World, 1987 – Chapter 3).

“De loopsnelheden hebben invloed op de ontruimingstijden

In de simulatie hebben de personen dus verschillende loopsnelheden. Om het effect hiervan te onderzoeken, is de simulatie uitgevoerd met gelijke loopsnelheden en variërende loopsnelheden. Uit dit onderzoek is gebleken dat bij gelijke loopsnelheden de ontruiming tot één minuut sneller kan verlopen dan bij variërende loopsnelheden. Dit komt doordat bij variërende loopsnelheden er meer, grotere en langere opstoppingen ontstaan omdat de langzaamste personen de anderen met gemiddelde of hoge loopsnelheden ophouden. Voor de overige berekeningen zijn de variërende loopsnelheden aangehouden, omdat dit de praktijk beter benadert.

 Totale ontruiming

Een derde eis, gesteld in artikel 2.1 van de Regeling Bouwbesluit 2012, is dat dit gebouw in zijn geheel ontruimd moet zijn binnen 15 minuten. Er zijn meerdere trappenhuizen aanwezig. Hoe de personen over de verschillende trappenhuizen verdeeld worden, laat het Bouwbesluit aan de adviseur over. De benadering die in dit geval toegepast is, is dat de personen gelijkmatig vluchten via de uitgangen van een ruimte. Dus als een ruimte twee gelijke uitgangen heeft, is de verdeling over deze twee 50-50.

In de volgende ruimte (bijvoorbeeld gang) waar deze personen en andere personen vanuit andere ruimtes terechtkomen, wordt dezelfde strategie toegepast tot aan een (extra) beschermde vluchtroute (voorportaal of trappenhuis). In de simulatie wordt deze verdeling vrijgehouden. De personen bepalen individueel welke uitgang in de ruimte het dichtste bij ligt en het snelst te bereiken is. Mocht het erg druk zijn bij een specifieke uitgang, dan kunnen de personen besluiten om naar een andere, mogelijk rustigere uitgang te lopen.

De verdeling wijkt hierdoor sterk af van de Bouwbesluit-berekening. De maximale ontruimingstijd is weliswaar gelijk bij beide berekeningen (14 minuten), de ontruimingstijden van alle drie de trappen bij elkaar opgeteld zijn bij de simulatie wel een stuk langer. Dit heeft te maken met drie zaken:

1. De variërende loopsnelheden zorgen voor een langzamere ontruiming.
2. Het langzamer ontruimen van een bioscoopzaal door de paden tussen stoelen en trappen aan weerszijde van de zaal.
3. Het afdalen van een persoon over één verdieping duurt gemiddeld langer dan de 30 seconden zoals gesteld in het Bouwbesluit.

“Personen van de hoogste verdieping moeten het langste wachten

Een ander groot verschil tussen de simulatie en de Bouwbesluit-berekening is het samenkomen van twee personenstromen op een trap. Volgens het Bouwbesluit is de verdeling van personen bij een splitsing waar twee personenstromen elkaar op de trap tegenkomen, gelijk. Vanaf bijvoorbeeld de eerste en tweede verdieping komen personen samen op het bordes van de trap op de eerste verdieping. Hier is de doorstroom van deze twee groepen volgens het Bouwbesluit gelijk. Dus 50 procent van de personen van de eerste verdieping stroomt door plus 50 procent van de tweede verdieping. Dit resulteert erin dat de personen van de hoogste verdieping het langste moeten wachten: zie ook de schematische weergave in figuur 7.

Uit de simulatie blijkt echter dat als een mensenstroom (in een trappenhuis) eenmaal op gang is gekomen, deze niet zo vrijgevig zijn als in het Bouwbesluit. De personen van de hoogste verdieping zullen als eerste in het trappenhuis zijn, daarna de verdieping eronder en zo door tot de eerste verdieping. Wel is dit natuurlijk ook afhankelijk van het aantal personen op een verdieping. Er stromen overigens ook personen van de lagere verdieping mondjesmaat door.

Dat de berekening vanuit het Bouwbesluit een 50-50-verdeling aanhoudt, is overigens niet vreemd. Dit maakt de berekening minder complex.

Optimalisatie

De simulatie meet, behalve de ontruimingstijden, ook de drukte op de vluchtroutes. Hieruit komt naar voren dat het logischerwijs in de trappenhuizen en de voorportalen erg druk is tijdens de ontruiming. Ook bepaalde ruimtes direct voor de voorportalen hebben erg hoge dichtheden. Met deze resultaten uit de simulatie (druktemetingen) zijn de vluchtroutes geoptimaliseerd.

Door de waarop de zalen en uitgangen gepositioneerd zijn rondom trap 1, zijn veel personen op deze trap aangewezen. De personen kunnen als ze hier staan te wachten tijdens de ontruiming vanuit deze hoek de drukte rondom de andere trappenhuizen niet zien. Velen kiezen ervoor om hier te blijven wachten tot ze door kunnen lopen in plaats van een rustigere vluchtroute te kiezen. Ook door de wijze van opzet van de sluizen van deze trap die door de inpassing van de zalen is ontstaan, zijn er veel hoeken en bochten aanwezig. Dit zorgt voor extra vertraging en daarmee drukte. Er is voor gekozen de bouwkundige opzet te wijzigen, waardoor er wel meer van het bestaande gebouw verbouwd moet worden. De ruimtes zijn simpeler en overzichtelijker gepositioneerd. Behalve dat dit een positief effect op de ontruimingstijd en de drukte heeft, is de nieuwe indeling ook tijdens het dagelijks gebruik meer optimaal.

De personen in de zalen rondom trap 2 vluchten grotendeels via de gebruikelijke ingang. Daardoor is de ruimte voor het trappenhuis drukbezet. Hier kan in een bouwkundig ontwerp niet altijd wat aan gedaan worden; personen kiezen nu eenmaal vaker voor de bekende weg. In een nieuwbouwsituatie zal dus goed rekening gehouden moeten worden met dit fenomeen. Door bijvoorbeeld toiletten, verkooppunten of andere ondersteunende voorzieningen in de buurt te plaatsen van noodtrappen en gangen, zijn de aanwezigen meer bekend met dit gebied en is de kans dus groter dat deze vluchtroutes ook gebruikt worden. Voor dit project en de daarbij behorende bestaande situatie en bouwkundige inpassingen, is dit zeer relevante informatie voor de BHV-organisatie. In geval van ontruiming kunnen personen meer gestimuleerd worden om bepaalde uit- of doorgangen te kiezen die zij niet als de normale route kennen.

“Personen kiezen nu eenmaal vaker voor de bekende weg

Het gebied voor trap 3 op de vierde verdieping en trap 1 bij de entree van de bioscoop op de derde verdieping zijn ook drukbezet. Dit zijn ook precies de gebieden waarbij – tijdens dagelijks gebruik – de normale route over de roltrappen ook gebruikt zal worden. Dit heeft doen besluiten een tweede scenario te simuleren waarbij ook de roltrappen gebruikt worden voor de ontruiming. Van de tweede naar de derde verdieping is een roltrap nabij trap 1 aanwezig en ook van de derde naar de vierde etage bij trap 3.

De opgaande roltrappen worden hierbij stilgezet zodat deze ook als vluchtweg gebruikt kunnen worden. Zoals in figuur 8 te zien is, neemt de duur van de drukte op dit punt op de derde verdieping aanzienlijk af. Ook op de overige locaties voor de noodtrappen nemen de duur en de drukte af.

Het gebied in de foyer van de bioscoop nabij noodtrap 1 zal in deze opzet altijd een druk punt blijven. De twee roltrappen en de toegang naar de noodtrap liggen dicht bij elkaar. Doordat dit veel gebruikte vluchtroutes zijn, zal het in dit gebied druk blijven. Opvallend is wel dat de drukte voor de roltrappen na twee minuten sterk afneemt, maar voor de deur van het trappenhuis nog twee minuten voortduurt. Personen moeten veel bochten maken voordat ze het trappenhuis kunnen betreden, wat drukte voor de deur met zich meebrengt. Onderzocht kan worden wat het effect is van het verder uit elkaar plaatsen van de roltrappen en de toegang tot het trappenhuis. Of wat het effect is van de onbenoemde ruimte naast de liften bij de trap te trekken, zodat de toegang beter bereikbaar is.

Het compleet voorkomen van drukte rondom noodtrappen en voorportalen is niet te voorkomen, aangezien dit de vluchtroutes betreffen. Er ontstaan geen capaciteitsknelpunten op andere locaties dan (in de omgeving van) in trappenhuizen en uitgangen.

Conclusie

Met een simulatie wordt goed inzichtelijk gemaakt hoe diverse vluchtroutes gebruikt worden, waar drukte ontstaat en waar de mogelijke optimalisatieslagen kunnen liggen. Het doorrekenen van verschillende scenario’s, zoals het gebruik van extra (rol)trappen en ‘way in is way out’ is bij een simulatie een stuk eenvoudiger dan bij een Bouwbesluit-berekening. De simulatie neemt ook veel beter – het nadeel van – inrichtingselementen mee in de ontruimingstijd. Het simulatiemodel kan tevens gebruikt worden voor het simuleren van de dagelijkse routes, waarbij ook de inrichtingselementen een rol kunnen spelen.

De vergelijking van een bouwbesluitberekening met een simulatie wil echter niet zeggen dat een simulatie per definitie beter is of aangeraden wordt. Het opzetten van het model zelf kost uiteraard ook tijd. Ook moet het vervangen van een Bouwbesluit-berekening voor een simulatie goedgekeurd worden door het bevoegd gezag. Maar het belangrijkste van een simulatie is dat goed nagedacht moet worden over de uitgangspunten. Dit resulteert er dus in dat de adviseur echt goed moet weten wat hij of zij doet. En dan kunnen er over de gestelde uitgangspunten ook nog discussies ontstaan of deze wel goed of realistisch zijn.

“Bij een complex gebouw biedt een simulatie veel voordelen

De ontruimingstijd bij een totaalontruiming komt in een Bouwbesluit-berekening komt – gelukkig –  sterk overeen met het gesimuleerde model (bij het vast verdelen van personen en gelijke loopsnelheden). Voor een architectonisch weinig complex kantoorgebouw van een aantal verdiepingen met bijvoorbeeld twee trappen zal een Bouwbesluitberekening voldoende zijn. Een simulatie heeft dan weinig meerwaarde.

Gaat het echter om een complex gebouw als een bioscoop, of veel split-levels, complexe vluchtroutes of het doorrekenen van veel scenario’s inclusief dagelijks gebruik, dan biedt een simulatie veel voordelen.

Mirre Veerman is adviseur brandveiligheid bij Royal HaskoningDHV

Daan Jansen is senior adviseur brandveiligheid en Associate Director bij Royal HaskoningDHV

 

Lees ook:
– Vluchtwegen zijn van levensbelang en verdienen meer aandacht 
– Veilige vluchtwegen en trends in brandpreventie 
– Vluchtwegen: alles over vluchtwegaanduiding, noodverlichting en nood-/vluchtdeuren