RWS-brannkurve: Et nøkkelverktøy for tunnelsikkerhet og brannvern i tunneler
Brannsikkerhet i tunneler er et kritisk aspekt ved moderne infrastrukturdesign, spesielt når det gjelder å forberede seg på ekstreme brannhendelser. Et av de viktigste verktøyene som brukes til å modellere og redusere disse risikoene er RWS-brannkurven. Den ble utviklet av det nederlandske infrastrukturdepartementet (Rijkswaterstaat), og denne kurven er spesielt utviklet for å simulere de intense og langvarige brannene som kan oppstå i veitunneler, spesielt de som involverer tankbiler som frakter store mengder brennbare væsker.
Branntesten i Runehamar-tunnelen, som vi refererte til i innledningen til passiv brannvern i tunneler, bekreftet brannbelastningene og parametrene som brukes i RWS-brannkurven.
I denne artikkelen skal vi utforske RWS-brannkurven, dens betydning i tunneldesign og hvordan den sammenlignes med andre brannkurver som brukes i brannsikkerhetsteknikk.
Hva er RWS-brannkurven?
RWS-brannkurven er en tid-temperatur-graf som simulerer en storskala brann, for eksempel en tankbilbrann, i et trangt miljø som en tunnel. Den er spesielt alvorlig og modellerer scenarioet med en brann som involverer 45 000 liter bensin. Brannkurven simulerer hvordan en brann ville oppføre seg over tid, med en rask temperaturøkning, vedvarende høy varme og en gradvis avkjølingsfase.
Her er en oversikt over RWS-brannkurvens viktigste egenskaper:
Kilde: https://commons.wikimedia.org/wiki/Fil:Rws_tunnel_curve.jpg
– Maksimal temperatur: Branntemperaturen når en topp på omtrent 1350 °C (2462 °F), som er langt høyere enn typiske brannscenarier i bygninger.
– Maksimal temperatur på betongoverflaten – ikke høyere enn 380 °C
– Maksimal temperatur for armeringen – ikke høyere enn 250 °C
– Tidsvarighet: Brannen opprettholder denne høye temperaturen over lengre tid, ofte 2 timer. I noen tilfeller forlenger modifikasjoner av kurven varigheten av høy varme i opptil 3 timer.
– Formål: Kurven brukes til å vurdere brannmotstanden til tunnelkonstruksjoner og materialer, for å sikre at de tåler intens varme uten å kompromittere den strukturelle integriteten.
I de senere år har tunneldesignere og -operatører krevd å utføre branntester på betongprøver som skal brukes som tunnelforing. Noen ganger hender det at avskallingseffekten oppstår selv i temperaturer under 380 °C. I slike tilfeller må tunnelens brannbeskyttelsessystem kunne beskytte betongen ved disse senkede temperaturene.
Kilde: efectis.com
Hvorfor ble RWS-brannkurven utviklet?
Tunneler er viktige komponenter i moderne transportnettverk, spesielt i byområder og fjellregioner. De byr imidlertid også på unike utfordringer når det gjelder brannsikkerhet. Branner i tunneler, spesielt de som involverer kjøretøy som frakter brennbare materialer som bensin eller diesel, kan nå ekstremt høye temperaturer og vare i lengre perioder, noe som gjør dem farligere enn typiske bygningsbranner.
RWS-brannkurven ble utviklet for å simulere verst tenkelige brannscenarier i veitunneler, for eksempel en fullstendig oppslukt tankbilbrann. Ved å bruke denne kurven i design- og sikkerhetsevalueringer kan ingeniører sikre at tunneler er utstyrt med tilstrekkelige brannverntiltak.
Rijkswaterstaat (RWS), den operative grenen av det nederlandske departementet for infrastruktur og vannforvaltning, har etablert strenge krav til brannmotstand for veitunneler i Nederland. Disse spesifikasjonene er i stor grad basert på branntestprosedyrene som er skissert i «2008-Efectis-R0695 Branntestprosedyre for betongtunnelforinger.»
De første testretningslinjene ble introdusert i 1986 med TNOs rapport «BI-86-69 – Tunnel Protection Fire Test Procedure», som inkluderte tester på betongplater ved bruk av en nyutviklet RWS-brannkurve som simulerte en hydrokarbonbrann. I 1998 utviklet RWS og TNO (nå Efectis Nederland) i fellesskap en mer omfattende prosedyre i dokumentet «1998-CVB-R1161 (rev.1) – Fire Protection for Tunnels», som utvidet testingen av brannsikringssystemer og inkluderte vurderinger av betongens avskallingsadferd under branner.
Efectis ga ut en oppdatert versjon av denne prosedyren i 2008 som dokumentet «2008-Efectis-R0695», designet for å imøtekomme et bredere spekter av tunneldesign og brannsikringsmaterialer. I den senere tid, etter hvert som brannbeskyttelsesteknologien har utviklet seg og nye brannsikre materialer har dukket opp, reviderte RWS og Efectis prosedyren igjen i 2020. Denne revisjonen inkluderer nye standarder for vurdering av betongsammensetningen for bedre å evaluere avskalling, samt brannmotstandstester for ytterligere tunnelkomponenter som dører og kabelkanaler. De siste oppdateringene introduserte også testmuligheter på stedet gjennom bruk av mobile ovner, som erkjenner den økende etterspørselen etter brannsikkerhetsevalueringer på stedet. Et eksempel på en slik test er beskrevet av en av entreprenørene for passiv brannbeskyttelse – TBT – og også av Efectis.
2020-versjonen, med tittelen «Efectis-R0695 2020 Branntestprosedyre for betongtunnelforinger og andre tunnelkomponenter», inkorporerer disse endringene for å gjenspeile den mest oppdaterte kunnskapen og praksisen innen tunnelbrannsikkerhet.
Hvordan brukes RWS-brannkurven?
RWS-brannkurven brukes i tunneldesign og -konstruksjon for å evaluere brannmotstanden til strukturelle elementer, inkludert:
– Betongforinger – Betong i tunneler må kunne tåle ekstrem varme uten å sprekke eller avskalle, noe som kan kompromittere tunnelens strukturelle integritet.
– Stålarmeringer – Stålarmeringer i tunnelen må også motstå varme, noe som forhindrer kollaps under og etter en brann.
– Tunnelbrannbeskyttelsessystemer – passive brannbeskyttelsesmaterialer i tunneler, brannplater eller brannsikker kledning og ventilasjonssystemer designes basert på temperaturen og varigheten av branner modellert av RWS-kurven.
Ved å bruke RWS-kurven sikrer tunneldesignere at selv i tilfelle en stor brann, vil tunnelens struktur forbli intakt lenge nok til å muliggjøre sikker evakuering og brannslukking.
Sammenligning med andre brannkurver i tunneler
RWS-brannkurven er bare én av flere brannkurver som brukes i brannsikkerhetsteknikk, og hver representerer forskjellige brannscenarier:
– ISO 834-kurve: ISO 834-brannkurven er en standard brannkurve som brukes i generell bygningsdesign. Den representerer typiske brannscenarier i bygninger, med en lavere maksimumstemperatur (rundt 1000 °C) sammenlignet med RWS-kurven. Selv om den er egnet for standardbygninger, tar den ikke hensyn til de ekstreme forholdene ved tunnelbranner.
– Hydrokarbonkurve (HC): Hydrokarbonkurven brukes til å simulere branner som involverer hydrokarbonbrensel, som olje og gass. Den når en temperatur på rundt 1100 °C og brukes i industrielle omgivelser, offshore-plattformer og noen tunneldesign. RWS-kurven representerer et mer alvorlig scenario, med en høyere topptemperatur og lengre varighet.
– Modifisert hydrokarbonkurve (HCM): HCM-kurven er en tilpasning av hydrokarbonkurven, med en høyere topptemperatur på rundt 1300 °C. Den brukes også i tunneler, men representerer et litt mindre intenst brannscenario sammenlignet med RWS-kurven.
Land og standarder som anvender RWS-brannkurve
RWS-brannkurven er allment anerkjent og brukes i flere land for brannsikkerhet i tunneler, spesielt i forbindelse med veitunneler. Noen av de viktigste landene som innlemmer RWS-brannkurven i sine nasjonale standarder eller designpraksis inkluderer:
Norge – RWS brannkurve brukes i tunneler, vanligvis i 120 minutter – RWS120.
Nederland – Som opphavsmann til RWS-brannkurven bruker Nederland denne kurven i stor grad i sine nasjonale standarder for design og brannsikkerhet i veitunneler.
Belgia – de nederlandsktalende regionene i Belgia bruker også RWS-kurven i tunnelspesifikasjon og -design.
Polen – nylig oppdatering av byggeforskrifter for tunneler inkluderer RWS-brannkurve for polske veitunneler. Hele teksten er her.
USA – NFPA 502 refererer til brannbeskyttelse av tunneler med RWS-brannkurve.
Saudi-Arabia – på en rekke prosjekter i Saudi-Arabia kom vi over krav i henhold til NFPA 502.
Sør-Korea – nylige oppdateringer fra det koreanske departementet for land, infrastruktur og transport i veiledningen for brannsikring av veitunneler nevner også RWS-brannkurven.
Viktigheten av brannkurver for tunnelsikkerhet
Brannkurver som RWS er viktige verktøy for å sikre at tunneler er utformet med de høyeste sikkerhetsstandardene. Ved å simulere brannscenarier fra den virkelige verden, hjelper disse kurvene ingeniører med å bestemme nødvendig brannmotstand for materialer og konstruksjoner. Tunneler, på grunn av sin begrensede natur, krever robust brannbeskyttelse for å forhindre katastrofale skader og sikre sikkerheten til beboerne under evakuering.
I tillegg til strukturell design, informerer brannkurver også utviklingen av ventilasjonssystemer og brannslukkingteknologier. Disse systemene må kunne håndtere ekstrem varme og røyk for å beskytte både tunnelens struktur og menneskene inni.
RWS-brannkurven er et kritisk verktøy innen brannsikkerhet i tunneler, spesielt for veitunneler. Ved å simulere de intense forholdene i en storskala brann, for eksempel en tankbilbrann, sikrer RWS-kurven at tunneler kan tåle ekstrem varme og fortsette å gi sikker passasje for evakuering og brannslukking.
Etter hvert som infrastrukturen vokser og transportnettverk blir mer komplekse, vil bruken av avanserte brannkurver som RWS være nøkkelen til å beskytte liv og bevare kritiske strukturer. Gjennom grundig testing og overholdelse av brannsikkerhetsstandarder kan tunneler utformes for å tåle selv de mest alvorlige brannscenarioene, og sikre at de forblir trygge og funksjonelle i tilfelle en nødsituasjon.
Hva er RWS120?
Det er en beskrivelse av RWS-brannkurven som varer i 120 minutter. I løpet av denne tiden stiger temperaturen raskt til 1350 °C i løpet av de første 60 minuttene og holder seg på 1200 °C til 120-minuttersmerket.
Hva er RWS180
Det er en RWS-brannkurve med en varighet på 180 minutter. I den første timen av testen når temperaturen toppen på 1350 °C og faller deretter til 1200 °C til 180 minutter total varighet.
Aestuver-tunnelbrannsikringsplater og RWS-brannkurven
Hvorfor diskuterer vi i det hele tatt denne brannkurven i sammenheng med Aestuver-tunnelbrannsikringsplater?
En av de beste måtene å beskytte tunnelkonstruksjoner mot de ødeleggende effektene av brann er å bruke Aestuver-brannsikringsplater.
Ved å installere Aestuver-brannsikring kan du begrense den maksimale temperaturen på betongoverflaten til designkravene.
Aestuver-tunnelplaten er testet under RWS-brannforhold, dvs. RWS120 og RWS180. Platetykkelsen i disse tilfellene velges basert på designkravene og de maksimalt tillatte temperaturene på betongoverflaten. På denne måten beskytter Aestuver-tunnelplaten konstruksjonen mot brannindusert avskalling.
0 Comments