Koncept för att förbättra utrymningssituationen ... - Brandskyddslaget
Koncept för att förbättra utrymningssituationen ... - Brandskyddslaget
Koncept för att förbättra utrymningssituationen ... - Brandskyddslaget
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Koncept</strong> <strong>för</strong> <strong>att</strong> <strong>för</strong>bättra<br />
<strong>utrymningssituationen</strong> <strong>för</strong> en<br />
tunnelbanestation med en uppgång<br />
Storstockholms Lokaltrafik, SL,<br />
arbetar kontinuerligt med <strong>att</strong><br />
<strong>för</strong>bättra brandsäkerheten i<br />
Stockholms tunnelbana. I samband<br />
med en ombyggnad vid<br />
Zinkensdamms entréhall omsätts<br />
ett säkerhetskoncept i ett<br />
pilotprojekt <strong>för</strong> <strong>att</strong> bland annat<br />
<strong>för</strong>bättra <strong>utrymningssituationen</strong><br />
vid en brand på perrongen.<br />
I artikeln redovisar <strong>Brandskyddslaget</strong><br />
principer och beräkningar<br />
<strong>för</strong> de <strong>för</strong>eslagna <strong>för</strong>bättringarna.<br />
SL har under årens lopp kontinuerligt arbetat<br />
med <strong>att</strong> <strong>för</strong>bättra brandsäkerheten i<br />
tunnelbanan, bland annat genom <strong>att</strong> minimera<br />
<strong>för</strong>ekomsten av brännbart material<br />
på perronger och spårområde samt byta ut<br />
säten i tunnelbanevagnarna. Arbetet med<br />
<strong>att</strong> <strong>för</strong>bättra utrymningstryggheten <strong>för</strong><br />
tunnelbanenätets undermarksstationer<br />
med endast en uppgång initierades av<br />
Stockholms brand<strong>för</strong>svar i samarbete<br />
med SL under slutet av 1990-talet. Ett<br />
Artike<strong>för</strong>f<strong>att</strong>are är brandingenjör<br />
Björn Hedskog (t v) och civilingenjör<br />
Hans Nyman vid <strong>Brandskyddslaget</strong><br />
AB i Stockholm.<br />
Utrymme mellan<br />
pl<strong>att</strong>formarna<br />
Bygg & teknik 6/02<br />
koncept arbetades fram och i samband<br />
med <strong>att</strong> entrén och biljetthallen till Zinkensdamms<br />
tunnelbanestation i Stockholm<br />
skulle ändras, valde SL <strong>att</strong> omsätta<br />
delar av detta koncept i praktiken. Zinkensdamms<br />
tunnelbanestation fungerar<br />
där<strong>för</strong> som ett pilotprojekt <strong>för</strong> <strong>att</strong> utröna<br />
huruvida <strong>för</strong>eslagna åtgärderna <strong>för</strong> <strong>att</strong><br />
<strong>för</strong>bättra <strong>utrymningssituationen</strong> är funktionella<br />
och effektiva i praktiken.<br />
Ändringen av tunnelbanestationen Zinkensdamm<br />
är nu färdigprojekterad och<br />
byggstart kommer troligen <strong>att</strong> ske under<br />
hösten. Under projekteringsfasen delades<br />
stationens brandskydd upp i två delar.<br />
Den ena delen berörde endast ändringen<br />
av biljetthall och entré och den andra delen<br />
gick ut på <strong>att</strong> <strong>för</strong>bättra <strong>utrymningssituationen</strong><br />
från perrongerna. Den senare delen<br />
ut<strong>för</strong>des av <strong>Brandskyddslaget</strong> AB. Projekteringen<br />
med avseende <strong>att</strong> <strong>för</strong>bättra <strong>utrymningssituationen</strong><br />
utgår från tidigare<br />
utredningar och har skett med analytisk<br />
dimensionering. Då arbetet syftar till <strong>att</strong><br />
<strong>för</strong>bättra <strong>utrymningssituationen</strong> uppfylls<br />
inte funktionskraven i BBR fullt ut.<br />
Övergripande strategi<br />
Tunnelbanestationen är en undermarksanläggning,<br />
vilken kan sägas omf<strong>att</strong>a tre<br />
plan, där plan 1 utgörs av perrongerna,<br />
plan 2 utgör maskinrum <strong>för</strong> rulltrappor<br />
och plan 3 utgör biljetthall, se figur 1.<br />
Från perrongerna finns idag endast en väg<br />
ut om det bortses från tunnelrören <strong>för</strong> tågtrafiken.<br />
Förbindelsen mellan plan 1 och<br />
plan 3 utgörs av tre rulltrappor och plan 3<br />
<strong>för</strong>binds i sin tur med det fria på markplan<br />
via en trappa och en hiss. Ovanstående<br />
innebär <strong>att</strong> samtliga plan idag hänger<br />
samman brandtekniskt, men butiker och<br />
teknikutrymmen är brandtekniskt avskilda<br />
från övriga delar.<br />
Rulltrappsschakt<br />
och maskinrum<br />
Det ska även nämnas <strong>att</strong> plan 1 binds<br />
samman med resterande delar av tunnelbanenätet<br />
via tunnelrören där tunnelbanetrafiken<br />
går. Mellan tunnelrören finns<br />
även tryckavlastningsschakt cirka 50 meter<br />
in i tunnelrören på vardera sidan av<br />
stationen.<br />
Utrymningsproblematiken <strong>för</strong> stationen<br />
består i <strong>att</strong> personer som vistas där<br />
endast har tillgång till en väg ut. Detta i<br />
sin tur beror huvudsakligen av <strong>att</strong> synen<br />
på <strong>att</strong> nyttja tunnelrören <strong>för</strong> utrymning<br />
har ändrats med tiden från stationens upp<strong>för</strong>ande.<br />
Då stationen upp<strong>för</strong>des ansågs<br />
det ”problemfritt” <strong>att</strong> utrymma via spåren<br />
till en annan station. Till detta kommer <strong>att</strong><br />
det vid vissa tillfällen vistas mycket folk<br />
på perrongerna (två fullastade tåg vid ett<br />
idrottsarrangemang på Zinkensdamms<br />
idrottsplats kan med<strong>för</strong>a 2 400 personer).<br />
Vid en brand i kommer troligen brandgaserna<br />
<strong>att</strong> följa med de utrymmande upp<br />
<strong>för</strong> rulltrapporna och vidare mot det fria<br />
eftersom perrongerna står i öppen <strong>för</strong>bindelse<br />
med övriga delar av stationen. Det<br />
finns där<strong>för</strong> risk <strong>att</strong> personer som utrymmer<br />
från perrongerna blir tvungna <strong>att</strong> vistas<br />
i brandgaserna under stora delar av utrymningen,<br />
dvs i rulltrappan och vidare<br />
tills dess <strong>att</strong> de har nått det fria. Jäm<strong>för</strong>s<br />
gångavstånden till utrymningsväg inom<br />
stationen med idag accepterade schabloner<br />
<strong>för</strong> gångavstånd (cirka 30 meter) konstateras<br />
<strong>att</strong> dessa vida överstigs. Kombinationen<br />
av bristande tillgång på utrymningsvägar<br />
och långa gångavstånd till utrymningsväg<br />
är bakgrunden till <strong>att</strong> ett<br />
koncept togs fram <strong>för</strong> <strong>att</strong> <strong>för</strong>bättra <strong>utrymningssituationen</strong>.<br />
Det framtagna konceptet <strong>för</strong> <strong>att</strong> <strong>för</strong>bättra<br />
<strong>utrymningssituationen</strong> på tunnelbanestationer<br />
med endast en uppgång inkluderade<br />
följande åtgärder:<br />
Biljetthall<br />
Figur 1: Sektion som visar utrymme mellan pl<strong>att</strong>formarna på plan 1, rulltrappsschakt och biljetthall.<br />
21
Figur 2: Plan som visar del av pl<strong>att</strong>formarna samt utrymme mellan pl<strong>att</strong>formarna på plan 1.<br />
1. Installation av ett brand- och<br />
utrymningslarm.<br />
2. Installation av sprinkler.<br />
3. Brandteknisk avskiljning mellan<br />
perronger och rulltrappor.<br />
4. Trycksättning av rulltrappsschaktet.<br />
5. Brandgasventilation i form av<br />
punktutsug ovan spårområden.<br />
6. Etablering av ytterligare en passage<br />
mellan perrongerna <strong>för</strong> <strong>att</strong> möjliggöra<br />
snabbare <strong>för</strong>flyttning från den<br />
branduts<strong>att</strong>a perrongen.<br />
Av åtgärderna ovan valde SL <strong>att</strong> i pilotprojektet<br />
med Zinkensdamms tunnelbanestation<br />
gå vidare med alternativ 1 till 4.<br />
<strong>Brandskyddslaget</strong>s uppgift har varit <strong>att</strong> ta<br />
fram underlag <strong>för</strong> detaljprojektering av<br />
larm, släcksystem, fläktar <strong>för</strong> trycksättning<br />
samt dra upp riktlinjerna <strong>för</strong> styrfunktionerna.<br />
Till dessa åtgärder har även<br />
sådana delar som nödbelysning och vägledande<br />
markering tillkommit.<br />
För <strong>att</strong> belysa vilka olika brandscenarion<br />
som kan uppstå vid Zinkensdamms<br />
tunnelbanestation samt vilka konsekvenser<br />
som dessa bränder kan med<strong>för</strong>a <strong>för</strong><br />
människor och de tekniska systemen<br />
inom anläggningen har även en enklare<br />
riskanalys ut<strong>för</strong>ts.<br />
Tillkommande<br />
brandskyddsåtgärder<br />
De ändringar som vidtas <strong>för</strong> <strong>att</strong> <strong>för</strong>bättra<br />
utrymningstryggheten påverkar den byggnadstekniska<br />
utformningen till viss del.<br />
För <strong>att</strong> avskilja de båda perrongerna, där<br />
resenärerna inväntar tunnelbanan, från varandra<br />
samt avskilja rulltrappschaktet från<br />
perrongerna etableras en ”glasbur” på plan<br />
1. Glaspartier med brandteknisk klass E 30<br />
kommer därmed <strong>att</strong> bilda en brandcellsgräns<br />
mellan respektive perrong och rulltrappschaktet.<br />
Vidare kommer även rulltrappschaktet<br />
och ”glasburen” <strong>att</strong> sättas<br />
under övertryck, vilket med<strong>för</strong> <strong>att</strong> fläktar<br />
<strong>för</strong> trycksättning kommer <strong>att</strong> etableras i<br />
rulltrappsschaktet.<br />
Syftet med <strong>att</strong> etablera ”glasburen”, se<br />
figur 3, samt sätta denna och rulltrappsschaktet<br />
under övertryck består huvudsakligen<br />
av tre delar. För det <strong>för</strong>sta minskar<br />
risken <strong>för</strong> brandgasspridning (rök)<br />
mellan pl<strong>att</strong>formarna genom <strong>att</strong> avskilja<br />
de båda perrongerna från varandra.<br />
Brandgasspridning mellan pl<strong>att</strong>formarna<br />
elimineras dock inte helt eftersom tunnelrören<br />
binds samman i anslutning till<br />
tryckavlastningsschakten. För det andra<br />
<strong>för</strong>hindras brandgaser (rök) från en<br />
brand på plan 1 <strong>att</strong> stiga upp mot plan 3<br />
och <strong>för</strong>svåra utrymningen, även då dörrarna<br />
är öppna. För det tredje skapas kortare<br />
gångavstånd till säker plats, eftersom<br />
personer kommer <strong>att</strong> befinna sig i<br />
säkerhet redan då de kommer in i glasburen<br />
på plan 1 istället <strong>för</strong> <strong>att</strong> behöva ta sig<br />
ända upp till det fria.<br />
Då rulltrappsschaktet och ”glasburen”<br />
sätts under övertryck kan skjutdörrar användas<br />
i de aktuella glaspartierna utan <strong>att</strong><br />
brandgaser sprids in i ”glasburen”. Normalt<br />
är det svårt <strong>att</strong> få skjutdörrar som är<br />
täta mot brandgaser. Användandet av<br />
skjutdörrar innebär dock vissa problem<br />
då dessa både utgör utrymningsväg och<br />
brandcellsskiljande byggnadsdel, vilket<br />
innebär <strong>att</strong> det ställs motstridiga krav på<br />
dörrarna. Normalt ska dörrarna vara<br />
stängda vid brand eller felfunktion hos<br />
dörrarna, men ska samtidigt vara lätt öppningsbara<br />
vid utrymning. Skjutdörrar som<br />
manövreras manuellt kan inte betraktas<br />
som lätt öppningsbara om det finns risk<br />
<strong>att</strong> det uppstår ett tryck av utrymmande<br />
personer mot dörren. Trycksättningen av<br />
rulltrappschakt och ”glasbur” med<strong>för</strong><br />
dock vissa lättnader med avseende på<br />
brandgasspridning och dörrarnas utrymningsproblematik<br />
löses med hjälp av styrning<br />
från brandlarm och sprinkler samt en<br />
funktion hos dörrarna som gör <strong>att</strong> de även<br />
går <strong>att</strong> öppna som slagdörrar om trycket<br />
på dem blir tillräckligt stort.<br />
För <strong>att</strong> kunna styra de tekniska brandskyddssystemen<br />
(däribland utrymningslarmet)<br />
på stationen kommer ett brandlarm<br />
<strong>att</strong> installeras. Larmets syfte är <strong>att</strong><br />
detektera brand, underlätta <strong>utrymningssituationen</strong><br />
samt underlätta en eventuell insats<br />
från räddningstjänsten. Ut<strong>för</strong>andet<br />
kommer huvudsakligen <strong>att</strong> ske i enlighet<br />
med SBF 110:6 med vissa undantag. En<br />
ny form av gasanalysdetektor kommer <strong>att</strong><br />
användas inom spårområde och perronger.<br />
Även kraven på nödströms<strong>för</strong>sörjning<br />
<strong>för</strong> <strong>att</strong> anläggningens drifttid kommer <strong>att</strong><br />
skärpas. Då majoriteten av de tekniska<br />
systemen är beroende av signal från<br />
brandlarmet och hela lösningen <strong>för</strong> <strong>utrymningssituationen</strong><br />
är beroende av de<br />
Figur 3: Plan som visar del av pl<strong>att</strong>formarna samt utrymme mellan pl<strong>att</strong>formarna på plan 1 då väggar av glas med<br />
skjutdörrar har etablerats mellan perronger och rulltrappa.<br />
22 Bygg & teknik 6/02
tekniska systemen kommer ledningsnätet<br />
även <strong>att</strong> ut<strong>för</strong>s med en viss redundans.<br />
Med tanke på stationens byggnadstekniska<br />
komplexitet i kombination med det<br />
stora personantal som kan <strong>för</strong>ekomma på<br />
stationen kommer brandlarmet <strong>att</strong> vara<br />
ansluten till Stockholms Brand<strong>för</strong>svar.<br />
Brandlarmet kommer även <strong>att</strong> ge signal<br />
till personal i spärrkiosken. För <strong>att</strong> minska<br />
antalet fellarm och <strong>för</strong> <strong>att</strong> inte evakuera<br />
stationen i onödan kommer larmöver<strong>för</strong>ing<br />
till räddningstjänsten och till vissa<br />
styrfunktioner <strong>att</strong> ut<strong>för</strong>as med tvådetektorsberoende.<br />
Detta med<strong>för</strong> även <strong>att</strong> det<br />
finns möjlighet <strong>att</strong> bygga upp en larmorganisation<br />
där personal kan kvittera larmet,<br />
undersöka orsaken till larm och sedan<br />
eventuellt avbryta larmgången om det<br />
konstateras <strong>att</strong> larmet beror av annat än<br />
brand. En sådan larmorganisation kräver<br />
då <strong>att</strong> radiosamband upprättas mellan olika<br />
personer eftersom undersökningsytan är<br />
stor. För <strong>att</strong> underlätta <strong>för</strong> räddningstjänsten<br />
kommer manövertablån till brandlarmet<br />
<strong>att</strong> placeras i spärrkiosken på plan 3.<br />
Därifrån kommer det vara möjligt <strong>att</strong> avläsa<br />
i vilket utrymme som branden har startat<br />
samt inom vilka delar som är berörda<br />
av branden. Brandlarmet kommer även <strong>att</strong><br />
kunna aktiveras manuellt då detektionssystemet<br />
periodvis kan behöva stängas av.<br />
Brandlarmet kommer <strong>att</strong> ge signal till,<br />
och styra följande funktioner:<br />
❐ Utrymningslarm<br />
❐ Hissar och rulltrappor<br />
❐ Öppning av barnvagnsgrind<br />
❐ Dörrar i entrén<br />
❐ Dörrar i glasburen<br />
❐ Fläkt/fläktar <strong>för</strong> trycksättning av<br />
trappschaktet.<br />
❐ Öppningar <strong>för</strong> tilluft (dörrar i entrén<br />
samt eventuella extra luckor)<br />
❐ Dörrar uppställda på magnet<br />
❐ Trafikledningscentralen<br />
❐ Räddningstjänsten<br />
❐ Spärrkiosken<br />
❐ Allmänventilationen<br />
Beroende av var branden startar kommer<br />
olika styrscheman <strong>att</strong> gälla. Dessa<br />
har byggts upp på så sätt <strong>att</strong> funktioner<br />
aktiveras gruppvis. Detta fram<strong>för</strong>allt <strong>för</strong><br />
<strong>att</strong> det ska vara lätt <strong>att</strong> prova systemet i<br />
det fortlöpande arbetet med drift och underhåll.<br />
En av de viktigare styrfunktionerna är<br />
<strong>att</strong> aktivera utrymningslarmet som kommer<br />
<strong>att</strong> installeras i samtliga delar av tunnelbanestationen<br />
<strong>för</strong> <strong>att</strong> styra personer vid<br />
olika händelse<strong>för</strong>lopp och på så sätt möjliggöra<br />
en snabb och effektiv utrymning.<br />
Anläggningen kommer <strong>att</strong> utgöras av dels<br />
ett högtalarsystem med talat meddelande<br />
dels larmklockor och blixtljus. Typ av<br />
system beror av typen av lokal. De publika<br />
delarna utrustas till största delen med<br />
ett talat meddelande på två språk, svenska<br />
och engelska. Beroende av vart branden<br />
startar kommer olika meddelande <strong>att</strong> gå<br />
inom olika delar av stationen, vilken delas<br />
in i fem zoner. Börjar det brinna på pl<strong>att</strong>formarna<br />
måste alla personer ta sig ut,<br />
men brinner det i en butik på plan 3 ska<br />
personer på pl<strong>att</strong>formarna stanna kvar alternativt<br />
ta tåget till en annan station.<br />
Ut<strong>för</strong>andet av utrymningslarmet kommer<br />
huvudsakligen <strong>att</strong> överrensstämma<br />
med Svenska Brand<strong>för</strong>svars<strong>för</strong>eningens<br />
rekommendationer <strong>för</strong> utrymningslarm. I<br />
dessa rekommendationer anges bland annat<br />
krav på övervakning av ledningsnätet,<br />
nödströms<strong>för</strong>sörjning, brandsäker kabel<br />
etc. För <strong>att</strong> möjliggöra <strong>för</strong> räddningstjänsten<br />
<strong>att</strong> själva styra utrymningen kommer<br />
det <strong>att</strong> finnas en mikrofon <strong>för</strong> manuella<br />
utrop i anslutning till brand<strong>för</strong>svarstablån<br />
på plan 3. Mikrofonen kommer <strong>att</strong> ha prioriterad<br />
funktion <strong>för</strong>e allmänna ljudanläggningar<br />
och det <strong>för</strong>inspelade talade<br />
meddelandet.<br />
I grundkonceptet <strong>för</strong> <strong>att</strong> <strong>för</strong>bättra <strong>utrymningssituationen</strong><br />
<strong>för</strong> tunnelbanestationer<br />
med endast en uppgång utgjorde automatisk<br />
v<strong>att</strong>ensprinkleranläggning en viktig<br />
del. Syftet med en automatisk sprinkleranläggning<br />
är <strong>att</strong> detektera brand, <strong>för</strong>hindra<br />
brandspridning, underlätta <strong>utrymningssituationen</strong><br />
samt underlätta och möjliggöra<br />
en eventuell insats från räddningstjänsten.<br />
Även Zinkensdamms tunnelbanestation<br />
kommer <strong>att</strong> utrustas med<br />
två öppningar på vardera sidan<br />
mot perrong<br />
automatisk v<strong>att</strong>ensprinkler. Det har inte<br />
bedömts vara motiverat <strong>att</strong> utrusta spårområden<br />
och perronger med sprinkler.<br />
Detta då dessa ytor i sig inrymmer en låg<br />
brandbelastning och sprinkler på spårområdet<br />
inte kan släcka en brand i ett tågset<br />
utan endast begränsa brandspridning till<br />
intilliggande vagnar. Grundprincipen har<br />
istället varit <strong>att</strong> samtliga utrymmen där en<br />
brand kan tänkas uppstå, dvs de lokaler<br />
som innehåller brännbart material, ska<br />
sprinklas.<br />
Anläggning <strong>för</strong> v<strong>att</strong>ensprinkler kommer<br />
<strong>att</strong> installeras i enlighet med SBF<br />
120:5. Där inomhusmiljön tillåter kommer<br />
sprinklern <strong>att</strong> ut<strong>för</strong>as med ”Fast Response-sprinkler”,<br />
vilket med<strong>för</strong> en snabb<br />
aktivering vid brand. Sprinkleranläggningen<br />
kommer <strong>att</strong> samordnas med larmfunktionen<br />
<strong>för</strong> brandlarmet, vilket med<strong>för</strong><br />
<strong>att</strong> även aktiverad sprinkler aktiverar vissa<br />
styrscheman <strong>för</strong> de brandskyddstekniska<br />
installationerna. På grund av <strong>att</strong> sprinklersystemet<br />
endast kan delas in i två sektioner<br />
kommer inte lika specifika styrscheman<br />
som <strong>för</strong> brandlarmet <strong>att</strong> användas<br />
utan sprinklerns styrsektioner kommer <strong>att</strong><br />
vara aningen ”trubbigare”.<br />
För <strong>att</strong> belysa vilka olika brandscenarion<br />
som kan uppstå vid Zinkensdamms<br />
tunnelbanestation samt vilka konsekvenser<br />
som dessa bränder kan med<strong>för</strong>a <strong>för</strong><br />
människor och de tekniska systemen<br />
inom anläggningen har en enklare riskanalys<br />
ut<strong>för</strong>ts. Arbetsgången med riskanalysen<br />
var <strong>att</strong> det inledningsvis ut<strong>för</strong>des en<br />
grundlig inventering av stationen där det<br />
dokumenterades var det fanns större<br />
mängder brännbart material samt potentiella<br />
tändkällor. Därefter uppsk<strong>att</strong>ades hur<br />
branden skulle utvecklas med avseende<br />
på följande faktorer:<br />
❐ Tillväxthastighet<br />
❐ Maximal effektutveckling<br />
❐ Risk <strong>för</strong> brandspridning<br />
❐ Produktion av brandgaser<br />
❐ Temperatur i brandgaserna<br />
❐ Varaktighet.<br />
Efter bedömningen av ovanstående parametrar<br />
samlades projektgruppen varvid<br />
tunnelbanevagn med sju öppningar<br />
Figur 4. Modell av Zinkensdammstunnelbanestation. Modellen används vid CFD-beräkningar.<br />
24 Bygg & teknik 6/02
varje projektör fick uppsk<strong>att</strong>a konsekvensen<br />
som respektive brand med<strong>för</strong>de inom<br />
deras ansvarsområde. Därefter arbetades<br />
åtgärds<strong>för</strong>slag fram <strong>för</strong> <strong>att</strong> minska konsekvensen,<br />
dels av branden dels av de tekniska<br />
systemen. Ett resultat av riskanalysen<br />
blev <strong>att</strong> utrymmen inrymmandes<br />
känslig elutrustning istället <strong>för</strong> sprinkler<br />
kommer <strong>att</strong> utrustas med ett släcksystem i<br />
form av v<strong>att</strong>endimma. Detta då v<strong>att</strong>en kan<br />
ställa till lika mycket skada som en brand<br />
i dessa utrymmen med avseende på verksamheten.<br />
Ytterligare ett tekniskt brandskyddssystem<br />
som kommer <strong>att</strong> <strong>för</strong>bättras på Zinkensdamms<br />
tunnelbanestation är nödbelysningen,<br />
vilken kommer <strong>att</strong> ut<strong>för</strong>as dels<br />
med belysning i pl<strong>att</strong>formskant och dels<br />
med lågt placerade armaturer i anslutning<br />
till dörrar mot ”glasburen”.<br />
Beräkningar<br />
CFD-beräkningar<br />
För <strong>att</strong> få en bild av brandgasspridningen<br />
vid en brand i ett tåg på perrongen ut<strong>för</strong>des<br />
så kallade CFD-beräkningar. Vid<br />
CFD-modellering (Computitional Fluid<br />
Dynamics) delas rummen upp i små kontrollvolymer<br />
(fält) <strong>för</strong> vilka kontinuitetsekvationerna<br />
<strong>för</strong> massa, energi och rörelse<br />
löses. Med CFD kan man bättre hantera<br />
mer komplicerade geometrier som i det<br />
aktuella fallet. I det aktuella fallet användes<br />
programmet CFX 4.3 [1]. Syftet med<br />
beräkningarna var <strong>att</strong> i <strong>för</strong>sta hand beräkna<br />
brandgasernas temperatur och den tid<br />
det tar <strong>att</strong> rökfylla perrongen. Rökfyllnadstiden<br />
<strong>för</strong> stationen jäm<strong>för</strong>des sedan<br />
med framräknade tider <strong>för</strong> utrymning (se<br />
nedan). Den brand som nyttjas i beräkningarna<br />
ska motsvara en brand i en tunnelbanevagn.<br />
Branden växer snabbt och<br />
uppnår efter cirka fem minuter sin maximala<br />
effektutveckling på cirka 4 MW<br />
varefter effektutvecklingen är konstant.<br />
För <strong>att</strong> hindra brandgaserna <strong>att</strong> tränga<br />
in i glasburen och rulltrappsschakt vid<br />
brand på perrong eller spårområde måste<br />
ett luftflöde ut mot perrongen skapas av<br />
en eller flera fläktar. Den trycksättande<br />
fläktens storlek och kapacitet är direkt<br />
beroende av öppningarnas storlek och<br />
den erforderliga lufthastigheten, ju större<br />
öppningar och lufthastighet ju större<br />
fläkt och fläktkapacitet. Den erforderliga<br />
lufthastigheten är i sin tur beroende av<br />
det omgivande brandgaslagrets temperatur.<br />
CFD-beräkningarna visade <strong>att</strong> temperaturen<br />
utan<strong>för</strong> glasburens övre del<br />
vid en brand blir cirka 70 °C. För <strong>att</strong> beräkna<br />
den erforderliga lufthastigheten<br />
antogs en så kallad tvåzonsmodell. Modellen<br />
<strong>för</strong>utsätter <strong>att</strong> brandrummet är indelat<br />
i två zoner, en varm övre del och en<br />
kallare undre del. Tilluft <strong>för</strong>s in genom<br />
den nedre delen av öppningen (till exempel<br />
en dörr) och går in i den så kallade<br />
brandplymen och <strong>för</strong>s upp i det övre varma<br />
rökgaslagret. Samtidigt strömmar<br />
varma rökgaser och luft ut genom den<br />
övre delen av dörröppningen. I det aktu-<br />
Figur 5: En utrymningsberäkning med Steps.<br />
Figurenen visar en utrymning från ett stillastående tåg (till vänster) vid perrongen.<br />
Uppgången till entréhallen skymtar i bakgrunden.<br />
ella fallet svarar brandrummet mot perrongen<br />
och öppningen svarar mot dörrarna<br />
in till rulltrappan. I rapporten<br />
”Trycksättning av trapphus <strong>för</strong> utrymning”,<br />
Jensen [2], redovisas ett beräkningsuttryck<br />
<strong>för</strong> det erforderliga luftflödet.<br />
Den aktuella brandgastemperaturen<br />
på 70 °C ger en dimensionerande erforderlig<br />
lufthastighet av cirka 1,6 m/s. I<br />
det aktuella fallet är inte brandrummet<br />
slutet. I anslutning till Zinkensdamms<br />
tunnelbanestation finns dels de tryckavlastande<br />
schakten, men också tunnlarna<br />
utgör naturliga tryckavlastningar. Stationens<br />
stora volym påverkar också lufthastigheterna<br />
positivt eftersom blandningstemperaturen<br />
i de varma delarna<br />
sjunker, vilket innebär <strong>att</strong> en <strong>för</strong>bättring<br />
ur trycksättningssynpunkt.<br />
Utrymningsberäkningar<br />
För <strong>att</strong> undersöka de <strong>för</strong>bättrande åtgärdernas<br />
effekt på utrymningssäkerheten<br />
ut<strong>för</strong>des ett antal utrymningsberäkningar.<br />
I många av de vanligaste beräkningsprogrammen<br />
av utrymnings<strong>för</strong>lopp kan man<br />
inte vid beräkningarna ta hänsyn till till<br />
exempel rulltrappor och <strong>att</strong> utrymningen<br />
sker upp<strong>för</strong> eller ned<strong>för</strong> trappor. Beräkningsprogrammet<br />
Steps (Simulation of<br />
Transient Evacuation and Pedestrian movements)<br />
[3] är utvecklat av ingenjörs<strong>för</strong>etaget<br />
Mott MacDonald i Storbritannien,<br />
men tester och utvärdering har skett i nära<br />
samarbete med <strong>Brandskyddslaget</strong>. Med<br />
Steps kan detaljerade modeller av till exempel<br />
rulltrappor med hög steghöjd och<br />
avsaknad av vilplan simuleras. Med hjälp<br />
av beräkningsprogrammet undersöktes ett<br />
antal olika scenarier där personantalet på<br />
stationen, flöden och riktningar på rulltrapporna<br />
varierades.<br />
Resultatet av beräkningarna visar <strong>att</strong><br />
på grund av den begränsade utrymnings-<br />
kapaciteten och den stora personbelastningen<br />
blir utrymningstiderna vid en<br />
brand på perrongen längre jäm<strong>för</strong>t med<br />
vad som kan betraktas som normalt i andra<br />
byggnader. Men med hjälp av den <strong>för</strong>eslagna<br />
lösningen är de utrymmande passagerarna<br />
säkra redan då de nått glasburen,<br />
vilket innebär en markant <strong>för</strong>bättring<br />
jäm<strong>för</strong>t med dagsläget. Tiden det tar <strong>för</strong><br />
<strong>att</strong> samtliga personer ska ta sig till säker<br />
plats har minskats med cirka tio minuter i<br />
jäm<strong>för</strong>else med då glasburen inte finns. ■<br />
Referenser<br />
[1] CFX-F3D, Version 4.3, User guide,<br />
AEA Technology, Harwell, United Kingdom,<br />
1999.<br />
[2] L. Jensen. Konstanttrycksättning av<br />
trapphus <strong>för</strong> utrymning, LTH Rapport<br />
TABK—99/7054.<br />
[3] Steps, Simulator of Transient Evacuation<br />
and Pedestrian MovementS User<br />
Manual, Mott McDonald, Croydon, United<br />
Kingdom, 2002.<br />
26 Bygg & teknik 6/02
Change language