Ze bestaan al meer dan 150 jaar: automatische sprinklerinstallaties. Vandaag de dag zijn sprinklers niet meer weg te denken uit bijvoorbeeld distributiecentra, scholen, kantoren en ziekenhuizen, en steeds vaker in de woongebouwen en groepszorgwoningen. Sprinklers zijn belangrijk. Ze vergroten de brandveiligheid significant door brand automatisch te bestrijden en te controleren. Toch blijven vragen over falen, of beter betrouwbaarheid, steeds terugkomen.
In dit artikel gaan we in op vragen en discussies over dit onderwerp. We laten zien dat de betrouwbaarheid waarmee we in Nederland rekenen, 98% tot 99,5% zelfs conservatieve waarden zijn.
We gaan specifiek in op de validatie van de betrouwbaarheid van sprinklers in de NEN 6079 ’Brandveiligheid van grote brandcompartimenten – Risicobenadering’. Deze norm wordt vanaf 1 januari 2024 vanuit het Besluit bouwwerken leefomgeving (Bbl) aangewezen als één van de methodieken voor grote brandcompartimenten en wordt momenteel geactualiseerd.
Onderzoeken naar betrouwbaarheid
Internationale onderzoeken naar de betrouwbaarheid van sprinklerinstallaties geven gevarieerde uitkomsten. Met name de Europese onderzoeken zitten in de range van 97-99%. Het is goed om bij het lezen van die onderzoeken na te gaan welke definities worden gebruikt en waar de data vandaan komen. Het unieke Nederlandse systeem, met inspectie en certificering zorgt zoals we in de praktijk zien, voor een enorme hoge betrouwbaarheid.
Sprinklers in NEN 6079
NEN 6079 is bedoeld voor de beoordeling van brandcompartimenten met een omvang groter dan de maximaal toegelaten omvang van brandcompartimenten volgens de prestatie-eisen van het Bouwbesluit 2012 en het toekomstige Besluit bouwwerken leefomgeving. De norm beschrijft een risicogerichte bepalingsmethode waarmee kan worden getoetst of een groot brandcompartiment voldoet aan het minimale veiligheidsniveau ter beperking van uitbreiding van brand. De verstekwaarde van een sprinklerinstallatie speelt een belangrijke rol.
In het cascademodel van NEN 6079 worden de volgende fases doorlopen: een ontsteking ontwikkelt zich tot een lokale brand (P1), waarna deze kan doorgroeien tot een volledig ontwikkelde compartimentsbrand (P2), door het falen van ten minste één brandscheiding of gevel (P3) is er sprake van branduitbraak, waarna er met een zekere kans feitelijk doorgroei plaatsvindt buiten het NEN 6079-compartiment (P4). Een sprinklerinstallatie wordt ingezet voor de fase P2.
Bij een volledig ontwikkelde compartimentsbrand wordt ervan uitgegaan dat 100 % van het compartiment brandt. Met de sprinklerinstallatie wordt het uitbreiden van brand voorkomen. Het falen van de sprinklerinstallatie, kan dit tot gevolg hebben dat brandcompartiment(en) en aansluitend het gehele gebouw afbrandt.
Kanscijfers
Om met NEN 6079 tot een beoordeling te komen zijn kanscijfers benodigd. In bijlage B van de norm zijn daarom een aantal vastgestelde kanscijfers, de verstekwaarde, voor diverse voorzieningen opgenomen. De verstekwaarden voor de faalkans van een sprinklerinstallatie zijn als volgt:
P2,C1.1 = 0,02 (normale sprinkler);
P2,C1.2 = 0,01 (normale sprinkler, onafhankelijke voeding);
P2,C1.3 = 0,005 (normale sprinkler, twee onafhankelijke voedingen).
Onder ‘normaal’ wordt een sprinklerinstallatie met één watervoorraad en één sprinklerpomp verstaan. Bij een ‘normale sprinklerinstallatie, onafhankelijke voeding’ wordt uitgegaan van een sprinklerinstallatie met één watervoorziening en twee onafhankelijke sprinklerpompen. De hoogste betrouwbaarheid wordt gevormd door de sprinklerinstallatie met twee onafhankelijke voedingen, bestaande uit twee onafhankelijke watervoorzieningen en twee onafhankelijke sprinklerpompen.
De kanscijfers in NEN 6079 zijn rechtstreeks overgenomen uit de nationale bijlage bij NEN-EN 1991 1 2+C1/NB. Deze nationale bijlage van de Eurocode legt de keuzes vast voor Nederland geldende waarden. Eurocodes zijn Europese normen voor het toetsen van de constructieve veiligheid van alle mogelijke bouwconstructies. Het grootschalige Europese Leonardo Da Vinci Project vormt de basis van de Eurocodes. In het project is uitgebreid onderzoek gedaan naar de effecten van een brand op de gebouwconstructies. Ten behoeve van de beoordeling van de effectiviteit van een sprinklerinstallatie, zijn Europese statische data verzameld over de betrouwbaarheid. De data zijn gebaseerd op informatie uit o.a. Zwitserland, Frankrijk, Nederland en Finland.
Beoordeling faalkans van gesprinklerde gebouwen
Om de kanscijfers van de Eurocode te beoordelen zou het ideaal zijn om te beschikken over het aantal gebouwen en aantal m2 voorzien van sprinklers. Daarbij is het essentieel om te beschikken over het aantal branden in die gesprinklerde gebouwen. Er zijn bij de schrijvers echter geen gegevens bekend over het aantal branden in gebouwen voorzien van sprinklers.
Om een indicatie te hebben van het aantal gebouwen met een sprinklerinstallatie kan worden gekeken naar de gegevens uit inspectie, leverings- en onderhoudscertificaten. Volgens het Centrum voor Criminaliteitspreventie en Veiligheid (het CCV) zijn in Nederland in 2022 circa 5.100 onderhoudscertificaten uitgegeven. Dit betreft alleen gecertificeerde sprinklerinstallaties. Het CIBV geeft de sprinklerstatistieken uit en bevat informatie over zoals het aantal geïnstalleerde sprinklers en de toepassingen. Volgens de gegevens zijn in 20 jaar bijna 9 miljoen sprinklers geïnstalleerd in 8.200 installaties. Om de vertaling te maken naar het aantal m2 zijn veel aannames nodig die een grote variatie van het aan m2 dat voorzien is van sprinklers oplevert. Denk daarbij aan stellingsprinklers, obstructiesprinklers en de niet optimale verdeling van sprinklers. Met wat rekenen kan aangenomen worden dat tussen de 70.000.00 en 95.000.000 m² aan vloeroppervlakte voorzien is van een gecertificeerde sprinklerinstallatie.
Volgens de Eurocode is de frequentie op een ontsteking van een brand in een gebouw 10-5 [1/jaar x m²]. Als de brand nog zeer klein is, kan deze zelfdovend zijn of geblust worden door aanwezigen of de brandweer. Hiervoor wordt moet een reductie van 0,04 in rekening gebracht, geheel in lijn de waarde voor fase P1,1 van NEN 6079.
Bij het hanteren van de bovenstaande gegevens, uitgaande van een sprinklerinstallatie met één pomp en één watervoorziening, wordt een frequentie berekend op 0,6 tot 0,8 gebouwen per jaar. Over een tijdsperiode van 20 jaar zijn dat tussen de 12 en 16 gebouwen die geheel afbranden door het falen van de sprinklerinstallatie, door menselijk handelen of doordat de brandweer niet meer kan ingrijpen.
Een sprinklerinstallatie met hogere betrouwbaarheid door toepassing van twee sprinklerpompsets, wordt veelal toegepast bij gebouwen met een hoger risico. Bij Eurocode wordt er dan met een verhoogde activeringskans op brand gerekend. Bij het doorrekenen van dit type gebouw neemt theoretisch het aantal gebouwen dat geheel afbrandt zelfs nog toe.
Tot dusver is het over de periode van 2003 – 2023 bekend dat er twee gebouwen voorzien van sprinklers geheel afgebrand zijn. In de eerste situatie was het vroegtijdig uitzetten van de sprinklerinstallatie de oorzaak van falen. In de andere situatie was brand veroorzaakt door werkzaamheden met vuur op het dak, wat uiteindelijk tot verlies leidde. De vraag is het wel redelijk is dit als falen te zien, omdat sprinklerinstallaties meestal niet bedoeld zijn voor een brand van buiten.
Betrouwbaarheid en beschikbaarheid
In de normen NEN 6060 en NEN 6079 heeft alleen de uitvoering van de watervoorziening invloed op de betrouwbaarheid van sprinklerinstallaties. De Verenigde Sprinkler Industrie (VSI) is van mening dat ook andere zaken zoals beschikbaarheid onderdeel kunnen uitmaken van de berekeningen. Denk aan elektronische bewaking van afsluiters, omloopleidingen en onderhoudsafsluiters. Die voorzieningen voor de beschikbaarheid vragen een relatief lage investering en verhogen de betrouwbaarheid van de sprinklerinstallatie.
Conclusie
Alhoewel de aanwezige data nog beperkt zijn komt uit de beschouwing van de faalkans van sprinklerinstallaties naar voren dat de kanscijfers die zijn opgenomen in NEN 6079 voldoende conservatief en robuust zijn. Alhoewel de kans op het ontstaan van brand in de afgelopen jaren is veranderd, heeft dat nagenoeg geen invloed op de betrouwbaarheid van sprinklerinstallaties. In de sprinklervoorschriften (bv de FM datasheets) wordt rekening gehouden met veranderende risico’s.
Om tot een beter inzicht te komen doen wij een oproep om meer gegevens te verzamelen over branden in gebouwen voorzien van sprinklers. Wij zijn van mening dat de centralisering van de meldkamers dat gemakkelijker kan maken. Ondertussen kunnen op https://sprinkler.nl/formulieren/meldformulier-branden-met-sprinkler/ branden worden gemeld.
Klaas-Jan de Boer werkt voor CBRA en doceert o.a. bij de brandpreventie Academie.
kb@cbra.nl
John van Lierop werkt voor de Verenigde Sprinkler Industrie en European Fire Sprinkler Network. john@eurosprinkler.org
Dit artikel verscheen in Brandveilig.com >> download hier uw kopie
