Internationale kennisdeling tijdens Fire Safety and Science congres

Internationale kennisdeling tijdens Fire Safety and Science congres

J. Visser

‘Vuur is altijd onze vriend en vijand geweest. Door de snelle ontwikkelingen in de maatschappij verandert brand’, zo opent IJle Stelstra het negende Fire Safety and Science congres. ‘Door dingen samen te doen en kennis te delen, komen we verder.’ Tijdens het congres worden de nieuwste ontwikkelingen, internationale onderzoeken en praktijkervaring gedeeld.

BR201612-P23FIRE-SAFETY
Elie van Strien: ‘Branden worden steeds gevaarlijker, ook voor de brandweer.’

Dagvoorzitter Elie van Strien neemt het stokje van Stelstra over en benadrukt dat de brandweer meer is dan alleen een hobby of het gooien van water op het vuur. ‘Het is een wetenschap, een belangrijke wetenschap. Branden worden steeds gevaarlijker, ook voor de brandweer. Juist daarom is het belangrijk om te weten wat we kunnen doen om brand te voorkomen. We kunnen bovendien niet teren op de kennis van veertig of vijftig jaar geleden.’ Van Strien legt uit dat begrippen als koude rookgasexplosies, flashovers of backdrafts toen nog volledig onbekend waren. ‘Die fenomenen bestonden niet. De ontwikkelingen in de industrie hebben effect op brand en brandontwikkeling. Tot slot is het belangrijk dat we burgers de juiste informatie bieden. Zij kunnen alleen het juiste doen, als we ze dat vertellen, zoals het sluiten van deuren. Daarvoor moeten we eerst zelf beschikken over de juiste kennis. Dat gaan we vandaag met elkaar delen.’

BR201612-P23FIRE-SAFETY2
Luke Bisby: ‘Een gebouw zal de brand misschien tegenhouden, maar niet overleven.’

Brandwerendheid

‘Eigenlijk spreek ik liever van vuurbestendigheid dan van brandwerendheid’, begint Luke Bisby van de universiteit van Edinburgh. Hij is de eerste spreker van de dag. ‘Het is belangrijk dat we nadenken over het woord brandwerendheid, ook in relatie tot wat de maatschappij van ons verwacht.’ Als voorbeeld haalt hij de stad Christchurch aan. In 2011 werd deze stad in Nieuw-Zeeland zwaar getroffen door een aardbeving. Bisby bezocht de stad 3,5 jaar na de beving. ‘De seismologen in Nieuw-Zeeland zijn de beste ter wereld. Gebouwen waren ontworpen om bij aard-bevingen te blijven staan, dat lukte. Maar ze waren niet bestendig tegen aardbevingen. Na de zware beving van 2011 moesten veel gebouwen alsnog gesloopt worden. Datzelfde zien we bij brand.’

In het ontwerp van gebouwen gaan een paar dingen mis, zo stelt Bisby. ‘We testen de brandwerendheid van gebouwen in een model, op schaal. Daarmee kunnen we niet realistisch de brandwerendheid bepalen. In het model vergeten we immers de grootte van de constructie en nemen we de inrichting van het gebouw niet mee. Een gebouw zal de brand misschien tegenhouden, maar de brand niet overleven. Het moet worden gesloopt, omdat de constructie is aangetast.’ Een tweede fout die volgens Bisby wordt gemaakt, is dat nog steeds wordt uitgegaan van de standaard brand. ‘We volgen nog steeds de modellen uit 1918. Die zijn niet gebaseerd op echte metingen. Dat heeft consequenties voor het ontwerp. Veel dingen zijn onbekend, we kijken er niet naar en we vragen er niet naar. Seismologen stellen zichzelf vragen die wij onszelf ook zouden moeten stellen. Wat we daarvoor nodig hebben? Onderwijs voor onszelf, onderwijs voor iedereen die betrokken is bij het ontwerp van een gebouw en onderwijs voor de regelgevers. Dat wordt de uitdaging voor de komende tijd.’

BR201612-P23FIRE-SAFETY3
Robin Zevotek: ‘Als je op het plafond spuit, loopt het water langs de muren naar beneden.

Woningbrandbestrijding

Na Bisby is het de beurt aan Robin Zevotek van het Amerikaanse onderzoeksinstituut Underwriters Laboratories. Hij spreekt over een onderzoek dat ze hebben gedaan naar woningbrandbestrijding. ‘We moeten onszelf afvragen hoe we woningbranden bestrijden. Welke tactieken gebruiken we? Werken die? Eén van de aspecten die we in onze tactieken af moeten wegen is in hoeverre we met een waterstraal ook lucht verplaatsen.’ Zevotek doet daar onderzoek naar. Zijn voorlopige conclusie: ‘Hoe je een straal ook beweegt, je beweegt daarmee ook lucht. Dat kan een grote hoeveelheid zijn. Soms zelfs net zoveel lucht als dat je met een ventilator in beweging krijgt.’ Wat de precieze effecten ervan zijn, moet nog verder worden geanalyseerd.

Een tweede aspect dat volgens Zevotek in woningbrandbestrijding moet worden meegenomen is waar het water belandt dat je van buiten naar binnen toe spuit. ‘Als je buiten staat, kun je niet zien hoe het water zich in het compartiment verspreidt. Daardoor weet je ook niet welk effect je inzet heeft. Uit ons onderzoek blijkt dat wanneer je een waterstraal op het plafond richt, het water vooral via de muren naar beneden loopt.’ Hoe je toch kunt zorgen dat het water in het midden van de ruimte belandt, durft Zevotek nog niet te zeggen. ‘We zijn nog lang niet klaar met ons onderzoek. We hopen dat we in december volgend jaar meer kunnen vertellen.’ Van Strien merkt op dat het onderzoek van UL eens te meer aanduidt dat het niet gaat om de hoeveelheid water die je verbruikt, maar om wetenschap.

BR201612-P23FIRE-SAFETY4
Jelmer Feenstra wint de scriptieprijs.

Lithium-ion accu’s

De derde en laatste spreker van de ochtend is Roland Goertz van de universiteit uit Wuppertal. ‘Ik houd van chemie’, zo begint hij. In drie kwartier bespreekt hij hoe accubranden geblust kunnen worden. Dit doet hij door onder andere de chemische processen in een accu te beschrijven die ontstaan bij brand. Een belangrijk fenomeen daarbij is de thermal runaway. ‘Accu’s bestaan uit allerlei cellen. Op het moment dat een accu een temperatuur bereikt van meer dan 130°C kan een thermal runaway op ieder moment starten. Dit is een chemische reactie tussen twee stoffen in de batterij waardoor brand ontstaat. Zodra een thermal runaway is gestart, kan deze niet meer worden gestopt. Zonder inzet, zal de brand zich van cel naar cel verspreiden. De enige manier om dit te stoppen is om het accupakket te koelen met water. Niet even, maar zeker 24 uur.’ Water is het beste blusmiddel om accubranden te stoppen, laat Goertz weten. ‘Het gaat om het koelend effect. Daarom werken kooldioxide blussers bij accubranden bijvoorbeeld niet.’ Simpel gezegd zijn er volgens Goertz maar drie oplossingen bij brand in een accu. ‘Gebruik water. Gebruik veel water en gebruik extreem veel water.’

BR201612-P23FIRE-SAFETY5
Roland Goertz: ‘Water, water en nog meer water is de enige manier om accubranden te blussen.’

Parkeergarages

In de middag worden er verschillende workshops gegeven, waaronder de sessie over preventie en repressie in grote parkeergarages. Welke brandscenario’s kunnen worden verwacht in grote parkeergarages? Grofweg kunnen drie soorten branden worden onderscheiden, zo laat Ruud van Herpen van Nieman Raadgevende Ingenieurs weten. ‘Je hebt een lokale brand in een compartiment, een compartimentsbrand of een volledige brand in een gebouw. Bij branden in parkeergarages moet je bovendien rekening houden met een zich verplaatsende brand. Een lokale brand in een auto kan overslaan naar andere auto’s. Waar lokale branden meestal slechts een lichte thermische belasting hebben op de constructie, verandert dat bij zich verplaatsende branden.’ De berekeningen van hoe groot de thermische belasting is, kan volgens Herpen ernaast zitten. ‘Die zijn gebaseerd op aannames. De lokale thermische belasting die de constructie aan moet kunnen, wordt vertaald naar minuten brandwerendheid op basis van de standaard brandkromme. Daar gaat het vaak mis. De tijdsmaat die er dan uitkomt, zegt niks over de werkelijke tijd. Het geeft meer de betrouwbaarheid aan. Zestig minuten brandwerendheid is betrouwbaarder dan dertig minuten. Je kunt je dus afvragen of de werkelijke thermische belasting bij brand niet groter is dan waarvan wordt uitgegaan.’

Bij parkeergaragebranden geldt volgens Herpen meer dan voor andere soorten branden dat de interactie tussen de brand en het gebouw essentieel is. ‘Als het gebouw kleiner is, loopt de temperatuur sneller en hoger op. Je hebt dan aanzienlijk inder tijd om in te grijpen en dus een grotere faalkans’, aldus Herpen. ‘Een andere grote belemmering om op te treden is de hoeveelheid rook. Dat geldt niet alleen voor dichte parkeergarages, maar ook voor half open of open parkeergarages.’

BR201612-P23FIRE-SAFETY6
Lieuwe de Witte: ‘Met een juiste uitleg naar de gebouweigenaar kun je een hoger brandveiligheidsniveau halen.’

Gelijkwaardigheid

In de workshop Gelijkwaardigheid op basis van FSE gaan Lieuwe de Witte van de Brandweeracademie en Johan van der Graaf van Nieman Raadgevende Ingenieurs in op de elementen die in de onderbouwing van gelijkwaardige oplossingen naar voren moeten komen. ‘Je mag afwijken van het Bouwbesluit, maar je moet wel eenzelfde mate van veiligheid houden en die goed kunnen onderbouwen’, vertelt De Witte. ‘Hoe ga je dat doen? In de rapporten die ik lees zie ik te vaak dat de maatregelen slecht onderbouwd zijn of wordt uitgegaan van te optimistische aannames.’ Hij legt uit dat in het rapport voldoende aandacht moet zijn voor de methode, het toetsingskader, randvoorwaarden en uitgangspunten en vooral een goede onderbouwing van de vraag of met de voorziening wordt voldaan aan het doel.

Bovendien is het volgens De Witte belangrijk om goed na te denken over het doel van het traject. ‘Maak je iets om iemand aan een vergunning te helpen of om het gebouw brandveilig te maken? Vraag wat de eigenaar wil en leg hem uit wat de gevolgen zijn van zijn keuzes. Met een juiste uitleg kun je een hoger brandveiligheidsniveau halen.’

Scriptieprijs

Op de tweede dag van het Fire Safety and Science congres heeft Jelmer Feenstra van de Technische Universiteit Eindhoven de IFV-VVBA scriptieprijs in ontvangst genomen. Zijn scriptie gaat over de gelijktijdige simulatie van de thermische en mechanische respons van constructies. ‘Het is een origineel en vernieuwend onderwerp waarvoor veel belangstelling bestaat’, aldus juryvoorzitter Paul Verlaan van de Wetenschappelijke Raad Brandweer. ‘Er is behoefte aan beter inzicht in de interactie tussen thermische en mechanische respons van constructies. Gelet op de wetenschappelijke onderbouwing, de grote betekenis voor brandveiligheid, de actualiteit en de diepgang van het onderwerp heeft de jury besloten de Scriptieprijs 2016 toe te kennen aan Jelmer Feenstra.’

De scriptie getiteld FDS-2-Abaqus, a two-way CFD-FEM coupling behandelt de gelijktijdige simulatie van de thermische en mechanische respons van constructies. Traditioneel wordt in fire engineering thermodynamisch gesimuleerd (thermische respons van gasmassa en constructie) zonder mechanische respons van constructies. Het omgekeerde gebeurt bij structural engineering. Echter, gelijktijdig thermische en mechanische respons simuleren en daarnaast rekening houden met de onderlinge beïnvloeding, komt zelden voor. Volgens de jury toont de studie aan dat een dergelijke tweeweg koppeling fundamenteel noodzakelijk is; de onderlinge interactie is van groot belang.

Jildou Visser

Andere artikelen in deze aflevering