RWS-brandcurve: een belangrijk hulpmiddel voor tunnelveiligheid en brandbeveiliging in tunnels
Brandveiligheid in tunnels is een cruciaal aspect van modern infrastructuurontwerp, vooral als het gaat om de voorbereiding op extreme brandgebeurtenissen. Een van de belangrijkste hulpmiddelen die worden gebruikt om deze risico’s te modelleren en te beperken, is de RWS-brandcurve. Deze curve is ontwikkeld door Rijkswaterstaat en is speciaal ontworpen om de intense en langdurige branden te simuleren die kunnen voorkomen in verkeerstunnels, met name branden waarbij tankwagens met grote hoeveelheden brandbare vloeistoffen betrokken zijn.
De brandtest in de Runehamartunnel, waarnaar we in de inleiding over passieve brandbeveiliging in tunnels hebben verwezen, bevestigde de brandbelastingen en parameters die in de RWS-brandcurve worden toegepast.
In dit artikel gaan we dieper in op de RWS-brandcurve, het belang ervan voor het ontwerp van tunnels en hoe deze zich verhoudt tot andere brandcurves die worden gebruikt in de brandveiligheidstechniek.
Wat is de RWS-brandcurve?
De RWS-brandcurve is een tijd-temperatuurgrafiek die een grootschalige brand, zoals een brand in een tankwagen, in een besloten omgeving zoals een tunnel simuleert. Deze curve is bijzonder ernstig en simuleert een scenario met een brand waarbij 45.000 liter benzine betrokken is. De brandcurve simuleert hoe een brand zich in de loop van de tijd zou gedragen, met een snelle stijging van de temperatuur, aanhoudende hoge hitte en een geleidelijke afkoelingsfase.
Hier volgt een overzicht van de belangrijkste kenmerken van de RWS-brandcurve:
Bron: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rws_tunnel_curve.jpg
– Maximale temperatuur: De brandtemperatuur bereikt een piek van ongeveer 1350 °C (2462 °F), wat veel hoger is dan bij typische branden in gebouwen.
– Maximale temperatuur op het betonoppervlak – niet hoger dan 380 °C
– Maximale temperatuur voor de wapening – niet hoger dan 250 °C
– Duur: De brand houdt deze hoge temperatuur gedurende een langere periode aan, vaak 2 uur. In sommige gevallen verlengt een aanpassing van de curve de duur van de hoge hitte tot wel 3 uur.
– Doel: De curve wordt gebruikt om de brandwerendheid van tunnelconstructies en -materialen te beoordelen, om er zeker van te zijn dat ze intense hitte kunnen weerstaan zonder dat dit ten koste gaat van de structurele integriteit.
De laatste jaren moeten tunnelontwerpers en -exploitanten brandtests uitvoeren op de betonmonsters die als tunnelbekleding worden gebruikt. Soms treedt er zelfs bij temperaturen onder 380 °C afbrokkeling op. In dergelijke gevallen moet het brandbeveiligingssysteem van de tunnel het beton bij deze lagere temperaturen kunnen beschermen.
Bron: efectis.com
Waarom is de RWS-brandcurve ontwikkeld?
Tunnels zijn essentiële onderdelen van moderne transportnetwerken, vooral in stedelijke gebieden en bergachtige regio’s. Ze brengen echter ook unieke uitdagingen met zich mee op het gebied van brandveiligheid. Branden in tunnels, met name branden waarbij voertuigen met brandbare materialen zoals benzine of diesel betrokken zijn, kunnen extreem hoge temperaturen bereiken en langdurig aanhouden, waardoor ze gevaarlijker zijn dan branden in gewone gebouwen.
De RWS-brandcurve is ontwikkeld om de ergste brandscenario’s in verkeerstunnels te simuleren, zoals een volledig in vlammen opgaande tankwagenbrand. Door deze curve te gebruiken bij ontwerp- en veiligheidsevaluaties, kunnen ingenieurs ervoor zorgen dat tunnels zijn uitgerust met voldoende brandbeveiligingsmaatregelen.
Rijkswaterstaat (RWS), de operationele tak van het Nederlandse Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat, heeft strenge brandwerendheidseisen vastgesteld voor verkeerstunnels in Nederland. Deze specificaties zijn grotendeels gebaseerd op de brandtestprocedures die zijn beschreven in de “2008-Efectis-R0695 Brandtestprocedure voor betonnen tunnelbekledingen”.
De eerste testrichtlijnen werden in 1986 geïntroduceerd met het rapport van TNO “BI-86-69 – Tunnel Protection Fire Test Procedure”, dat tests op betonnen platen omvatte met behulp van een nieuw ontwikkelde RWS-brandcurve die een koolwaterstofbrand simuleerde. In 1998 ontwikkelden RWS en TNO (nu Efectis Nederland) gezamenlijk een uitgebreidere procedure in het document “1998-CVB-R1161 (rev.1) – Brandbeveiliging voor tunnels”, waarin de tests van brandbeveiligingssystemen werden uitgebreid en beoordelingen van betonafbrokkeling tijdens branden werden opgenomen.
Efectis bracht in 2008 een bijgewerkte versie van deze procedure uit als het document “2008-Efectis-R0695”, dat was ontworpen om een breder scala aan tunnelontwerpen en brandbeveiligingsmaterialen te kunnen omvatten. Meer recentelijk, naarmate de brandbeveiligingstechnologie zich verder heeft ontwikkeld en er nieuwe brandwerende materialen zijn verschenen, hebben RWS en Efectis de procedure in 2020 opnieuw herzien. Deze herziening omvat nieuwe normen voor het beoordelen van de samenstelling van beton om afbrokkeling beter te kunnen evalueren, evenals brandwerendheidstests voor aanvullende tunnelonderdelen zoals deuren en kabelgoten. De laatste updates introduceerden ook testmogelijkheden op locatie door het gebruik van mobiele ovens, waarmee werd ingespeeld op de groeiende vraag naar in-situ brandveiligheidsevaluaties. Een voorbeeld van een dergelijke test wordt beschreven door een van de aannemers voor passieve brandbeveiliging – TBT en ook door Efectis.
De versie van 2020, getiteld “Efectis-R0695 2020 Brandtestprocedure voor betonnen tunnelbekledingen en andere tunnelcomponenten”, bevat deze wijzigingen om de meest actuele kennis en praktijken op het gebied van brandveiligheid in tunnels weer te geven.
Hoe wordt de RWS-brandcurve gebruikt?
De RWS-brandcurve wordt gebruikt bij het ontwerp en de bouw van tunnels om de brandwerendheid van constructie-elementen te evalueren, waaronder:
– Betonnen bekledingen – Beton in tunnels moet bestand zijn tegen extreme hitte zonder te barsten of af te brokkelen, wat de structurele integriteit van de tunnel in gevaar kan brengen.
– Stalen wapening – Stalen wapening in de tunnel moet ook bestand zijn tegen hitte, om instorting tijdens en na een brand te voorkomen.
– Brandbeveiligingssystemen voor tunnels – Passieve brandbeveiligingsmaterialen voor tunnels, brandwerende platen of brandwerende bekleding en ventilatiesystemen worden ontworpen op basis van de temperatuur en duur van branden die door de RWS-curve worden gemodelleerd.
Door de RWS-curve toe te passen, zorgen tunnelontwerpers ervoor dat zelfs bij een grootschalige brand de structuur van de tunnel lang genoeg intact blijft om veilige evacuatie en brandbestrijding mogelijk te maken.
Vergelijking met andere tunnelbrandcurves
De RWS-brandcurve is slechts een van de verschillende brandcurves die worden gebruikt in de brandveiligheidstechniek, die elk verschillende brandscenario’s vertegenwoordigen:
– ISO 834-curve: De ISO 834-brandcurve is een standaard brandcurve die wordt gebruikt in het algemene ontwerp van gebouwen. Deze curve vertegenwoordigt typische brandscenario’s in gebouwen, met een lagere maximumtemperatuur (ongeveer 1000 °C) in vergelijking met de RWS-curve. Hoewel deze curve geschikt is voor standaardgebouwen, houdt zij geen rekening met de extreme omstandigheden van tunnelbranden.
– Koolwaterstofcurve (HC): De koolwaterstofcurve wordt gebruikt om branden met koolwaterstofbrandstoffen, zoals olie en gas, te simuleren. Zij bereikt een temperatuur van ongeveer 1100 °C en wordt gebruikt in industriële omgevingen, offshoreplatforms en sommige tunnelontwerpen. De RWS-curve vertegenwoordigt een ernstiger scenario, met een hogere piektemperatuur en een langere duur.
– Gewijzigde koolwaterstofcurve (HCM): De HCM-curve is een aanpassing van de koolwaterstofcurve, met een hogere piektemperatuur van ongeveer 1300 °C. Deze curve wordt ook gebruikt in tunnels, maar geeft een iets minder intens brandscenario weer in vergelijking met de RWS-curve.
Landen en normen die de RWS-brandcurve toepassen
De RWS-brandcurve wordt in verschillende landen algemeen erkend en gebruikt voor brandveiligheid in tunnels, met name in de context van verkeerstunnels. Enkele van de belangrijkste landen die de RWS-brandcurve in hun nationale normen of ontwerppraktijken hebben opgenomen, zijn:
Nederland – Als bedenker van de RWS-brandcurve gebruikt Nederland deze curve op grote schaal in zijn nationale normen voor het ontwerp en de brandveiligheid van verkeerstunnels.
België – De Nederlandstalige regio’s van België gebruiken de RWS-curve ook in de tunnelspecificaties en het tunnelontwerp.
Polen – De recente update van de bouwvoorschriften voor tunnels omvat de RWS-brandcurve voor Poolse verkeerstunnels. De volledige tekst is hier te vinden.
VS – NFPA 502 verwijst naar brandbeveiliging van tunnels met de RWS-brandcurve.
Saoedi-Arabië – Bij talrijke projecten in Saoedi-Arabië zijn we vereisten tegengekomen die voldoen aan NFPA 502.
Zuid-Korea – recente updates door het Koreaanse ministerie van Land, Infrastructuur en Transport in Road Tunnel Fireproofing Guidance vermelden ook de RWS-brandcurve
Het belang van brandcurves voor de veiligheid van tunnels
Brandcurves zoals de RWS zijn essentiële hulpmiddelen om ervoor te zorgen dat tunnels worden ontworpen volgens de hoogste veiligheidsnormen. Door realistische brandscenario’s te simuleren, helpen deze curves ingenieurs bij het bepalen van de vereiste brandwerendheid van materialen en constructies. Tunnels vereisen vanwege hun besloten karakter een robuuste brandbeveiliging om catastrofale schade te voorkomen en de veiligheid van de inzittenden tijdens evacuatie te waarborgen.
Naast het structurele ontwerp, vormen brandcurves ook een bron van informatie voor de ontwikkeling van ventilatiesystemen en brandblustechnologieën. Deze systemen moeten extreme hitte en rook kunnen beheersen om zowel de structuur van de tunnel als de mensen binnenin te beschermen.
De RWS-brandcurve is een cruciaal hulpmiddel op het gebied van brandveiligheid in tunnels, met name voor verkeerstunnels. Door de intense omstandigheden van een grootschalige brand, zoals een tankwagenbrand, te simuleren, zorgt de RWS-curve ervoor dat tunnels extreme hitte kunnen weerstaan en een veilige doorgang kunnen blijven bieden voor evacuatie- en brandbestrijdingsoperaties.
Naarmate de infrastructuur groeit en transportnetwerken complexer worden, zal het gebruik van geavanceerde brandcurves zoals de RWS van cruciaal belang zijn voor het beschermen van levens en het behoud van kritieke structuren. Door middel van strenge tests en naleving van brandveiligheidsnormen kunnen tunnels worden ontworpen om zelfs de meest ernstige brandscenario’s te doorstaan, zodat ze veilig en functioneel blijven in geval van nood.
Wat is RWS120?
Het is een beschrijving van de RWS-brandcurve die 120 minuten duurt. Binnen die tijd stijgt de temperatuur snel tot 1350 °C in de eerste 60 minuten en blijft deze op 1200 °C tot 120 minuten.
Wat is RWS180?
Dit is een RWS-brandcurve met een duur van 180 minuten. In het eerste uur van de test bereikt de temperatuur een piek van 1350 °C en daalt vervolgens tot 1200 °C tot 180 minuten na aanvang.
Aestuver-brandwerende tunnelplaten en de RWS-brandcurve
Waarom hebben we het überhaupt over deze brandcurve in de context van Aestuver-brandwerende tunnelplaten?
Een van de beste manieren om tunnelconstructies te beschermen tegen de verwoestende gevolgen van brand is het gebruik van Aestuver-brandwerende platen.
Door Aestuver-brandwerende platen te installeren, kunt u de maximale temperatuur op het betonoppervlak beperken tot de ontwerpvereisten.
De Aestuver-tunnelplaat is getest onder RWS-brandomstandigheden, d.w.z. RWS120 en RWS180. De plaatdikte wordt in deze gevallen gekozen op basis van de ontwerpvereisten en de maximaal toegestane temperaturen op het betonoppervlak. Op deze manier beschermt de Aestuver-tunnelplaat de constructie tegen door brand veroorzaakte afbrokkeling.
0 reacties