Rookbeheersing essentieel voor veiligheid

Foto 1. Experimenten met brand- en rookverspreiding bij een woongebouw in Oudewater.

Tekst: ing. Frank de Groot
Fotomateriaal: Instituut Fysieke Veiligheid

“Ik zie in de praktijk schrijnende situaties, doordat rookveiligheid enorm wordt onderschat”, zei Maarten de Groot, partner en senior adviseur van Altavilla B.V., een adviesbureau voor bouwprojectmanagement en brandveiligheid, in BouwTotaal nummer 6. We blikten toen al vooruit naar het webinar. In dit artikel gaan we meer de diepte in, met als uiteindelijk doel: meer bewustwording bij gebouweigenaren en gebruikers over de gevaren van rook en de noodzaak tot rookbeheersende maatregelen. Naast Maarten de Groot, spreken brandexpert Rudolf van Mierlo van DGMR en Lieuwe de Witte, onderzoeker en docent bij het Instituut Fysieke Veiligheid (IFV). Henk Breel, directeur Stichting Garantie Deuren GND, is dagvoorzitter.

Foto 2. Rookverspreiding door over- en onderdruk. Beeld: presentatie Lieuwe de Witte.

Maarten de Groot: Hoe is de staat van de rookbeheersing in uw gebouw?

Gevaren van rook

Wat zijn de gevaren van rook? Daar opent Maarten de Groot het webinar mee. In zijn dagelijkse praktijk is hij senior adviseur bij complexe brandveiligheids-vraagstukken in de utiliteitsbouw en industrie. Ook is hij sinds de oprichting in 2006, voorzitter van de Verenigde Brandveiligheidsexperts (VBE). Maarten laat de gevaren van rook op overzichtelijke wijze zien:

1. Toxische verstikking door koolmonoxide (CO) of waterstofcyanide (HCN).
2. Lage concentratie zuurstof (O2), waardoor verhoogde ademhaling/hartslag kan optreden, verstoring van mentale processen of zelfs bewustzijnsverlies.
3. Zichtbeperking wat leidt tot desoriëntatie en vertraging in vluchttijd.
4. Kooldioxide (CO2), dat vanaf 3% leidt tot verhoogde ademhaling en vanaf 5% tot hyperventilatie.
5. Hitte die leidt tot hitteberoerte, huidverbranding en schade aan luchtwegen.
6. Irriterende gasproducten die zintuigelijke irritatie (ogen, huid, longen) veroorzaken.
7. Toxische gasreacties, waar nog niet alles over bekend is.

Foto 3. Bankstel in brandruimte in Oudewater.

Wat zegt de bouwregelgeving?

Het Bouwbesluit stelt als eis dat de loopafstand tussen een punt in een gemeenschappelijke verblijfsruimte en ten minste een toegang van het subbrandcompartiment waarin de verblijfsruimte ligt, ten hoogste 30 meter is. Uitgaande van een loopsnelheid van 1 m/s moet iemand die vlucht dus 30 seconden de adem inhouden. Verder moet er, afhankelijk van de situatie, een doorstroomcapaciteit zijn van 90 tot 135 personen per meter vrije breedte. Verder wordt er gerekend met 1 minuut vluchttijd per verdieping en een rookwerendheid die 1,5 maal de brandwerendheid is. Als een wand bijvoorbeeld dertig minuten brandwerend is op vlamdichtheid, dan wordt aangenomen dat deze 45 minuten rookwerend is.

Foto 4. In scenario’s met een open deur zonder mobiele watermist resteert er weinig meer van de bank.

In de praktijk

“Hoe moeten bijvoorbeeld ouderen of andere mensen met verminderde mobiliteit 30 seconden met ingehouden adem door rook lopen? Juist door rook vallen de meeste slachtoffers. Maar rookverspreiding krijgt bij ontwerpers en adviseurs helaas te weinig aandacht. Men vertrouwt te veel op de regelgeving”, aldus Maarten. “Verder houden ontwerpers en adviseurs te weinig rekening met de beschikbare ontruimingscapaciteit en menselijk gedrag. Ook zitten voorzieningen de functionaliteit in de weg, zoals deurdrangers. Of zijn de werkomschrijvingen van de gewenste voorzieningen vaak onduidelijk.”
Bij aannemers en installateurs wreekt zich het kennisgebrek bij inkopers, werkvoorbereiders en projectleiders. “Men vertrouwt op de algemene productinformatie en men is zich niet bewust van de brandwerendheid van samengestelde producten. Ook zijn er verwerkingsfouten en is er sprake van ondeugdelijke revisie in logboeken.”
Bij de leveranciers is de marketing gebaseerd op de algemene productinformatie en niet de specifieke brandeigenschappen. En dan is daar nog de eigenaar/gebruiker die invloed heeft op de brandveiligheid. Maarten somt de problemen op: “Ook bij eigenaren en gebruikers is er een onderschatting van de gevaren van rookverspreiding en teveel vertrouwen in de regelgeving. Het voldoet aan het Bouwbesluit, dus is mijn gebouw toch veilig? Verder zie je vaak capaciteitsproblemen bij de ontruimingsorganisatie, omdat werknemers al druk zijn met hun eigen taken en door personeelswisselingen en verbouwingen. Staan er verder realistische brandscenario’s in het noodplan? Ook wordt het brandveiligheidsconcept niet altijd goed begrepen en reageert men vaak laat op alarm. ‘Het zal wel weer een oefening zijn, dus ik werk eerst mijn mail even af.’ Tot slot zien we vaak dat brandveiligheidsvoorzieningen worden gesaboteerd. Wigjes onder de branddeuren, losgehaalde deurdrangers of opslag voor de nooduitgang.”

Foto 5. De corridor en woonruimtes zijn volgepropt met meetapparatuur. De bordjes met cijfers zijn de zichtmeters.

Risicogerichte benadering

Maarten pleit voor een risicogerichte benadering: “De regels moeten niet centraal staan, maar de brandveiligheidsdoelen. We moeten uitgaan van een probabilistische benadering – dus ontwerpen op risico’s en onzekerheden – en ook Fire Safety Engineering. Dat is een wetenschappelijke benadering van het verschijnsel brand, de bijbehorende effecten en het gedrag van mensen. We moeten conceptueel denken, afgaan op het oordeel van experts en ook gewoon ons gezond verstand gebruiken. Feitelijk moeten we de impact van een brand inzichtelijk maken. Ik pleit tot slot dan ook voor veiligheidsbewustzijn in de hele keten, uitgaan van diverse brandscenario’s, rekening houden met menselijk gedrag, begrijpelijk en robuuste oplossingen en educatie in de hele keten.”

Foto 6. Na een aantal testen ziet de gang er minder florissant uit.

Lieuwe de Witte: Vooruitblik op de resultaten van de experimenten rookverspreiding Oudewater; wat valt er te leren over rookverspreiding en het effect ervan op gebouwgebruikers en hulpverleners?

Ouderen vaak slachtoffer

“We zien dat rookverspreiding steeds vaker een probleem is. Vooral ouderen zijn oververtegenwoordigd bij de slachtoffers van branden. Ouderen wonen langer zelfstandig, maar hebben vaak fysiek wel moeite met snel vluchten. Als er dan ook nog veel ouderen bij elkaar wonen, kunnen ze elkaar ook niet helpen. Vooral de synthetische materialen in het hedendaagse interieur veroorzaken veel rook”, zegt Lieuwe de Witte. Hij is onderzoeker, adviseur brandpreventie (FSE) en docent aan de Brandweeracademie van het Instituut Fysieke Veiligheid (IFV) in Arnhem. In de zomer van 2019 deden de Brandweeracademie, Veiligheidsregio Utrecht en Brandweer Nederland twee weken lang praktijkonderzoek naar rookverspreiding in een leegstaand woongebouw in Oudewater. Het eindrapport verschijnt in september 2020.

Foto 7. Weegschaal voor de meting van het massaverlies van het bankstel door brand.

Rookverspreiding

Lieuwe gaat eerst in op de rookverspreiding. Bij een brand in een ruimte stijgen de hete gassen op. Dit lijdt tot een drukverhoging bovenin de ruimte. Wanneer er een deur wordt geopend stroomt de rook langs het plafond naar de gang. Hierdoor daalt de druk onderin de ruimte, waardoor er over de grond zuurstof wordt aangezogen (Foto 2). “Door de drukverschillen bij de brandhaard en het openen van de deur verspreidt de rook zich dus door de gang. Rookverspreiding kan ook optreden door schoorsteeneffect. Bijvoorbeeld door drukverschillen in een gebouw ten gevolge van winddruk op delen van een gebouw en ventilatiesystemen.”
“De beschikbare tijd om te vluchten is korter geworden doordat er bij branden vaak meer rook ontstaat en deze zich sneller verspreidt. Dat staat in schril contrast met ouderen die juist meer tijd nodig hebben om te vluchten. De beschikbare tijd moet altijd langer zijn dan de benodigde tijd, maar die veiligheidsmarge is verdwenen of zelfs negatief geworden.”

Experimenten rookverspreiding Oudewater

Lieuwe gaat vervolgens in op de experimenten met brand- en rookverspreiding in Oudewater (Foto 1). In enkele woonruimten in het voormalige woon-zorgcentrum met drie verdiepingen en inwendige corridors, zijn diverse scenario’s nagebootst. Diverse indrukwekkende video’s laten de ontwikkeling van brand- en rookverspreiding zien bij de diverse scenario’s. Twee woonruimten op de eerste verdieping, gescheiden door één woonruimte, zijn gebruikt voor de testen. Er is gemeten in de brandruimten, maar ook in de tussengelegen woonruimte, de corridor en twee tegenover gelegen woonruimten. De corridor en woonruimtes zijn volgepropt met meetapparatuur (Foto’s 5, 6 en 7).
Bij alle scenario’s is telkens een tweepersoonsbank in brand gestoken (Foto 3). Zo is er getest met gesloten (3x) en open voordeur (4x). Dat is ook gedaan in combinatie met mobiele watermist (2x open en 2x dicht) en een organische vuurlast (1x open en 1x dicht). Tevens is de rookwerendheid getest met dichte deur (2x) en dit is ook gedaan in combinatie met mobiele watermist (2x). Tot slot is er getest met maximale ventilatie en een open deur (2x).
Wat direct opvalt bij de video’s is dat als een brandweerman 5 minuten na het ontstaan van de brand de deur opent, er snel een dichte rookwolk langs het plafond trekt in de corridor. Na 10 tot 20 seconden zakt de rook verder en loopt het zicht terug tot nul. Ook valt op dat bij een dichte deur de rookverspreiding in de corridor beperkt blijft, maar dat er in de naast- en bovengelegen appartementen wel rook uit de wandcontactdozen en ventilatieroosters komt. “Er zijn overal wel kieren en naden waar rook zijn weg vindt, door de overdruk in de brandruimte”, legt Lieuwe uit. Op zestien foto’s zijn de restanten van de in brand gestoken banken te zien, in de diverse scenario’s. “Bij een gesloten deur smoort de brand door gebrek aan zuurstof. Dat zie je doordat de bank slechts gedeeltelijk zijn verbrand. In scenario’s met een open deur zonder mobiele watermist resteert er weinig meer van de bank (Foto 4). Met mobiele watermist is een deel van de bank nog intact. Conclusie is dus dat een dichte of open deur een groot verschil maakt.”

Foto 8. Testopstelling rookweerstand bij enkele deur. Beeld: GND.

Rudolf van Mierlo: De eisen aan rookbeheersing zijn met NEN 6075 verhelderd en duidelijker opgeschreven. Wat houden deze eisen in? Wat betekenen ze voor de veiligheidsrisico’s en waarom zou u ze niet nu al toepassen?

Bestaande situatie

“Met NEN 6075 ‘Bepaling van de weerstand tegen rookdoorgang tussen ruimten’ bepaal je hoe goed rook wordt tegengehouden bij de verspreiding van de ene naar de andere ruimte. Het uitgangspunt is daarbij de indeling in rookcompartimenten, in het huidige Bouwbesluit subbrandcompartimenten genoemd. Dit is de bepaling van de rookweerstand tussen ruimten”, aldus brandexpert Rudolf van Mierlo. Hij heeft meer dan dertig jaar brandervaring bij onder meer TNO, Efectis en DGMR. Ook is hij al sinds de instelling lid van de Adviescommissie toepassing en gelijkwaardigheid bouwvoorschriften (ATGB) op het gebied van brandveiligheid. “Rookverspreiding in gebouwen wordt steeds belangrijker door het toenemend aantal minder-zelfredzamen zonder hulp bij vluchten. Ook worden gebouwen steeds lekdichter en zijn ze uitgerust met beglazing die steeds later bezwijkt. Hierdoor bouwt zich meer druk op in een brandruimte, waardoor je binnen een gebouw meer rookverspreiding kunt krijgen. De huidige versie van NEN 6075 biedt te weinig inzicht in de feitelijke rookverspreiding en houdt onvoldoende rekening met de gewijzigde bouwwijzen.”
“Het Bouwbesluit wijst nu voor nieuwbouw NEN 6075 niet aan. Voor de bepaling van de rookwerendheid, wordt meestal de ‘anderhalf-maal-vuistregel’ gehanteerd: als een wand dertig minuten brandwerend is op vlamdichtheid (E), dan wordt aangenomen dat deze 45 minuten rookwerend is. In de praktijk blijkt dit niet te werken doordat koude of matig warme rook dan onvoldoende wordt geweerd. Denk aan opschuimende materialen die openingen moeten afdichten en pas actief worden bij hoge temperaturen, ventilatiekanalen en ‘lekke’ doorvoeringen door wanden en schachten voor standleidingen en andere installaties.”
De huidige norm geeft ook de mogelijkheid om uit te gaan van echte lekdichtheid op basis van de criteria Sa (lekkage bij ‘koude’ rook van 20 ˚C en een druk ≤ 25 Pa; a = ambient) en S200 (lekkage bij ‘warme’ rook van 200 ˚C en een druk ≤ 50 Pa). “Deze eisen komen uit de Europese testmethode voor lekkage door deuren en luiken volgens EN 1634-3. De NEN 6075 ‘vertaalt’ deze eisen naar andere componenten dan deuren en luiken.

Nieuwe NEN 6075

Een belangrijke verbetering moet NEN 6075:2020, ‘Bepaling van de weerstand tegen rookdoorgang tussen ruimten’ bieden. Rudolf is rapporteur van deze nieuwe versie. “De nieuwe norm geeft meer praktische opties om rookwerendheid van bouwproducten aan te tonen zonder te testen en geeft aan hoe andere componenten dan deuren en luiken met een test kunnen worden beoordeeld. Een belangrijke uitbreiding is de mogelijk om de invloed mee te wegen van bouwproducten die erg veel of erg weinig rook doorlaten.”
De belangrijkste wijziging is volgens Rudolf wel dat de weerstand tegen rookdoorgang niet meer wordt bepaald met de lekdichtheid van losse bouwproducten, maar met de lekdichtheid van hele scheidingen (Foto 9). De beide varianten van weerstand tegen rookdoorgang gaan daarom anders heten: Ra en R200.

Foto 9. Een belangrijke verbetering moet NEN 6075:2020, ‘Bepaling van de weerstand tegen rookdoorgang tussen ruimten’ bieden. De grootste wijziging is dat de weerstand tegen rookdoorgang niet meer wordt bepaald met de lekdichtheid van losse bouwproducten, maar met de lekdichtheid van hele scheidingen. Beeld: presentatie Rudolf van Mierlo.

Gevolgen in praktijk

Gevolg van de nieuwe regelgeving is dat een scheiding van een rookcompartiment op rookwerendheid, in plaats van brandwerendheid, wordt getoetst. “Dat kan in veel gevallen betekenen dat een wand minder zwaar hoeft te worden uitgevoerd. Lekdichtheid wordt dan belangrijker. Dus extra afdichtingen rondom de deur (Foto 8). Ook mag er bij het S200 criterium geen spleet meer onder de deur resteren. Dat is op te lossen met een valdorpel, of liever nog een aanslag die uit de vloer komt. Die is minder gevoelig voor schade. In de bestaande bouw blijft de mogelijkheid om rookwerendheid te behalen met brandwerendheid op vlamdichtheid echter bestaan”, aldus Rudolf.
Een risicofactor vormen de ventilatiekanalen. “Daar moeten we gaan denken aan kleppen met rookdetectie. Je kunt ook kiezen voor het achterwege laten van kleppen in een ventilatiesysteem dat 20 minuten vol blijft aanstaan, maar dat vraagt zeer vaardige engineering.” Dan zijn er nog de doorvoeringen en naden: “Sparingen moet je altijd afdichten met niet-poreuze materialen. Bij koude rook schuimt de kraag bij een brandwerende doorvoer namelijk niet op. Bij een S200-doorvoer moet die afdichting wel tegen 200 °C bestand zijn.”
Probleem blijft nog wel dat de nieuwe regels voor nieuwbouw gelden en niet voor bestaande bouw. “In de bestaande bouw is het verstandig om bij renovatie of verbouw rookwerende maatregelen te nemen op basis van lekdichtheid.” De nieuwe norm wordt straks aangewezen in de opvolger van het Bouwbesluit: het Besluit bouwwerken en leefomgeving (Bbl), dat waarschijnlijk in 2021 wordt ingevoerd. Omdat de invoering van het Bbl is vertraagd, door uitstel van de Omgevingswet, is het niet uitgesloten dat NEN 6075:2020 al eerder wordt aangewezen in een wijziging van Bouwbesluit 2012. In het Bbl of Bouwbesluit zal worden aangegeven waar welk criterium (Sa of S200) geldt”, zegt Rudolf.

Conclusie

Dagvoorzitter Henk Breel vraagt tot slot aan de drie sprekers of ze positief zijn over de nieuwe NEN 6075 en de aanwijzing daarvan in de bouwregelgeving. Zal dit een verbetering opleveren van de rookbeheersing? “Ja, denk ik wel”, zegt Maarten de Groot. “Nu koppelen we rookwerendheid nog aan vlamdichtheid, maar we moeten meer naar de rookdichtheid kijken. Daarnaast moeten we meer naar het hele concept kijken. Is de ontruiming goed geregeld en werken alle voorzieningen naar behoren?”
Lieuwe de Witte ziet eveneens een verbetering, maar dan moet er ook kritisch gekeken worden naar de openingen in de rookwerende scheiding, zoals deuren. “ We hebben bij de proeven in Oudewater kunnen zien wat de gevolgen zijn van een deur die open blijft staan. Daarnaast geldt de nieuwe NEN 6075 straks alleen voor nieuwbouw, maar de meeste bouw is bestaand. Daar zullen we dus ook kritisch naar moeten kijken.”
Rudolf van Mierlo sluit de rij met hetzelfde geluid: “Als die deuren open blijven staan en er zit geen rookscheiding boven de plafonds, dan heeft de norm geen waarde. Toch gebruikt de adviespraktijk de lekdichtheidscriteria al geruime tijd om de rookverspreiding in gebouwen te beperken. Hierdoor is er voldoende vluchttijd om op veilige afstand van de brand te komen.”