RWS brandkurva

RWS-brandkurva: Ett viktigt verktyg för tunnelsäkerhet och brandskydd i tunnlar

Brandsäkerhet i tunnlar är en viktig aspekt av modern infrastrukturdesign, särskilt när det gäller att förbereda sig för extrema brandhändelser. Ett av de viktigaste verktygen som används för att modellera och mildra dessa risker är RWS-brandkurvan. Den har utvecklats av det nederländska infrastrukturministeriet (Rijkswaterstaat) och är särskilt utformad för att simulera de intensiva och långvariga bränder som kan uppstå i vägtunnlar, särskilt sådana som involverar tankbilar som transporterar stora mängder brandfarliga vätskor.

Runehamartunnelns brandtest, som vi hänvisade till i inledningen till passivt brandskydd i tunnlar, bekräftade de brandbelastningar och parametrar som tillämpas i RWS-brandkurvan.

I den här artikeln ska vi undersöka RWS-brandkurvan, dess betydelse för tunnelkonstruktion och hur den kan jämföras med andra brandkurvor som används inom brandsäkerhetsteknik.

Vad är RWS-brandkurva?

RWS-brandkurvan är ett tid-temperaturdiagram som simulerar en storskalig brand, till exempel en tankbilbrand, i en sluten miljö som en tunnel. Den är särskilt allvarlig och modellerar scenariot med en brand som involverar 45 000 liter bensin. Brandkurvan simulerar hur en brand skulle bete sig över tid, med en snabb temperaturökning, ihållande hög värme och en gradvis avkylningsfas.

Här är en sammanfattning av RWS-brandkurvans viktigaste egenskaper:

Källa: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rws_tunnel_curve.jpg

– Maximal temperatur: Brandtemperaturen når en topp på cirka 1350 °C (2462 °F), vilket är mycket högre än i typiska byggnadsbränder.

– Maximal temperatur på betongytan – högst 380 °C

– Maximal temperatur för armeringen – högst 250 °C

– Varaktighet: Branden håller denna höga temperatur under en längre period, ofta 2 timmar. I vissa fall förlänger modifieringar av kurvan varaktigheten av den höga värmen till upp till 3 timmar.

– Syfte: Kurvan används för att bedöma brandmotståndet hos tunnelkonstruktioner och -material, för att säkerställa att de kan motstå intensiv värme utan att kompromissa med den strukturella integriteten.

Under de senaste åren har tunnelkonstruktörer och operatörer varit tvungna att utföra brandtester på betongprover som ska användas som tunnelbeklädnad. Ibland händer det att spjälkningseffekten uppstår även vid temperaturer under 380 °C. I sådana fall måste tunnelbrandskyddssystemet kunna skydda betongen vid dessa lägre temperaturer.

Källa: efectis.com

Varför utvecklades RWS-brandkurva?

Tunnlar är viktiga komponenter i moderna transportnätverk, särskilt i stadsområden och bergsregioner. De medför dock också unika utmaningar när det gäller brandsäkerhet. Bränder i tunnlar, särskilt sådana som involverar fordon som transporterar brandfarliga material som bensin eller diesel, kan nå extremt höga temperaturer och pågå under lång tid, vilket gör dem farligare än vanliga byggnadsbränder.

RWS-brandkurvan utvecklades för att simulera de värsta brandscenarierna i vägtunnlar, till exempel en fullständigt övertänd tankbil. Genom att använda denna kurva i konstruktions- och säkerhetsutvärderingar kan ingenjörer säkerställa att tunnlarna är utrustade med tillräckliga brandskyddsåtgärder.

Rijkswaterstaat (RWS), den operativa grenen av det nederländska ministeriet för infrastruktur och vattenförvaltning, har fastställt stränga brandmotståndskrav för vägtunnlar i Nederländerna. Dessa specifikationer baseras till stor del på de brandtestprocedurer som beskrivs i ”2008-Efectis-R0695 Brandtestprocedur för betongtunnelbeklädnader”.

De ursprungliga testriktlinjerna introducerades 1986 i TNO:s rapport ”BI-86-69 – Tunnel Protection Fire Test Procedure”, som inkluderade tester på betongplattor med hjälp av en nyutvecklad RWS-brandkurva som simulerade en kolvätebrand. 1998 utvecklade RWS och TNO (nu Efectis Nederland) gemensamt ett mer omfattande förfarande i dokumentet ”1998-CVB-R1161 (rev.1) – Brandskydd för tunnlar”, som utvidgade testningen av brandskyddssystem och inkluderade bedömningar av betongens flisningsbeteende under bränder.

Efectis släppte en uppdaterad version av detta förfarande 2008 som dokumentet ”2008-Efectis-R0695”, utformat för att passa ett bredare spektrum av tunnelkonstruktioner och brandskyddsmaterial. Mer nyligen, i takt med att brandskyddstekniken har utvecklats och nya brandbeständiga material har dykt upp, reviderade RWS och Efectis förfarandet igen 2020. Denna revidering omfattar nya standarder för bedömning av betongens sammansättning för att bättre kunna utvärdera avflagning, samt brandmotståndstester för ytterligare tunnelkomponenter som dörrar och kabelkanaler. De senaste uppdateringarna introducerade också testmöjligheter på plats genom användning av mobila ugnar, med tanke på den växande efterfrågan på brandskyddsutvärderingar på plats. Ett exempel på ett sådant test beskrivs av en av entreprenörerna för passivt brandskydd – TBT – och även av Efectis.

2020 års version, med titeln ”Efectis-R0695 2020 Brandtestprocedur för betongtunnelbeklädnader och andra tunnelkomponenter”, innehåller dessa ändringar för att återspegla de senaste kunskaperna och metoderna inom brandsäkerhet i tunnlar.

Hur används RWS-brandkurvan?

RWS-brandkurvan används vid tunnelkonstruktion och -byggnation för att utvärdera brandmotståndet hos strukturella element, inklusive:

– Betongbeklädnader – Betong i tunnlar måste kunna motstå extrem värme utan att spricka eller flagna, vilket kan äventyra tunnelens strukturella integritet.

– Stålförstärkningar – Stålförstärkningar i tunneln måste också motstå värme för att förhindra kollaps under och efter en brand.

– Brandskyddssystem i tunnlar – passiva brandskyddsmaterial, brandskyddsskivor eller brandbeständiga beklädnader och ventilationssystem i tunnlar utformas utifrån temperaturen och varaktigheten för bränder som modellerats med RWS-kurvan.

Genom att tillämpa RWS-kurvan säkerställer tunnelkonstruktörer att tunnelns struktur förblir intakt tillräckligt länge för att möjliggöra säker evakuering och brandbekämpning, även vid en storskalig brand.

Jämförelse med andra tunnelbrandkurvor

RWS-brandkurvan är bara en av flera brandkurvor som används inom brandsäkerhetsteknik, och var och en representerar olika brandscenarier:

– ISO 834-kurvan: ISO 834-brandkurvan är en standardbrandkurva som används vid allmän byggnadsdesign. Den representerar typiska brandscenarier i byggnader, med en lägre maximitemperatur (cirka 1000 °C) jämfört med RWS-kurvan. Den är lämplig för standardbyggnader, men tar inte hänsyn till de extrema förhållandena vid tunnelbränder.

– Kolvätekurva (HC): Kolvätekurvan används för att simulera bränder som involverar kolvätebränslen, såsom olja och gas. Den når en temperatur på cirka 1100 °C och används i industriella miljöer, offshoreplattformar och vissa tunnelkonstruktioner. RWS-kurvan representerar ett mer allvarligt scenario, med en högre topptemperatur och längre varaktighet.

– Modifierad kolvätekurva (HCM): HCM-kurvan är en anpassning av kolvätekurvan, med en högre topptemperatur på cirka 1300 °C. Den används också i tunnlar men representerar ett något mindre intensivt brandscenario jämfört med RWS-kurvan.

Länder och standarder som tillämpar RWS-brandkurvan

RWS-brandkurvan är allmänt erkänd och används i flera länder för brandsäkerhet i tunnlar, särskilt i samband med vägtunnlar. Några av de viktigaste länderna som har införlivat RWS-brandkurvan i sina nationella standarder eller konstruktionspraxis är:

Nederländerna – Som upphovsman till RWS-brandkurvan använder Nederländerna denna kurva i stor utsträckning i sina nationella standarder för konstruktion av vägtunnlar och brandsäkerhet.

Belgien – De nederländsktalande regionerna i Belgien använder också RWS-kurvan i tunnelspecifikationer och -design.

Polen – Den senaste uppdateringen av byggreglerna för tunnlar inkluderar RWS-brandkurvan för polska vägtunnlar. Den fullständiga texten finns här.

Sverige – RWS-brandkurvan används för konstruktion av väg- och järnvägstunnlar.

USA – NFPA 502 hänvisar till brandskydd i tunnlar med RWS-brandkurvan.

Saudiarabien – I flera projekt i Saudiarabien stötte vi på krav enligt NFPA 502.

Sydkorea – Nya uppdateringar från det koreanska ministeriet för mark, infrastruktur och transport i vägstunnlarnas brandsäkerhetsriktlinjer nämner också RWS-brandkurvan.

Brandkurvornas betydelse för tunnelsäkerheten

Brandkurvor som RWS är viktiga verktyg för att säkerställa att tunnlar konstrueras enligt de högsta säkerhetsstandarderna. Genom att simulera verkliga brandscenarier hjälper dessa kurvor ingenjörer att fastställa nödvändigt brandmotstånd för material och konstruktioner. Tunnlar kräver, på grund av sin instängda natur, ett robust brandskydd för att förhindra katastrofala skador och säkerställa säkerheten för de personer som befinner sig i tunneln under evakueringen.

Förutom konstruktionsdesignen påverkar brandkurvorna även utvecklingen av ventilationssystem och brandbekämpningsteknik. Dessa system måste kunna hantera extrem värme och rök för att skydda både tunnelkonstruktionen och de personer som befinner sig i tunneln.

RWS-brandkurvan är ett viktigt verktyg inom brandsäkerhet i tunnlar, särskilt för vägtunnlar. Genom att simulera de intensiva förhållandena vid en storbrand, till exempel en tankbilbrand, säkerställer RWS-kurvan att tunnlar kan motstå extrem värme och fortsätta att erbjuda en säker passage för evakuering och brandbekämpning.

I takt med att infrastrukturen växer och transportnäten blir mer komplexa kommer användningen av avancerade brandkurvor som RWS att vara avgörande för att skydda liv och bevara kritiska strukturer. Genom rigorösa tester och efterlevnad av brandsäkerhetsstandarder kan tunnlar konstrueras för att tåla även de allvarligaste brandscenarierna, vilket säkerställer att de förblir säkra och funktionella i händelse av en nödsituation.

Vad är RWS120?

Det är en beskrivning av RWS-brandkurvan som varar i 120 minuter. Under den tiden stiger temperaturen snabbt till 1350 °C inom de första 60 minuterna och ligger kvar på 1200 °C fram till 120-minutersmarkeringen.

Vad är RWS180?

Det är en RWS-brandkurva med en varaktighet på 180 minuter. Under testets första timme når temperaturen en topp på 1350 °C och sjunker sedan till 1200 °C fram till 180 minuters total varaktighet.

Aestuver brandskyddsplattor för tunnlar och RWS-brandkurva

Varför diskuterar vi denna brandkurva i samband med Aestuver brandskyddsplattor för tunnlar?

Ett av de bästa sätten att skydda tunnelkonstruktioner från brandens förödande effekter är att använda Aestuver brandskyddsplattor.

Genom att installera Aestuver brandskydd kan du begränsa den maximala temperaturen på betongytan till konstruktionskraven.

Aestuver-tunnelpanelen har testats under RWS-brandförhållanden, dvs. RWS120 och RWS180. Panelens tjocklek i dessa fall väljs utifrån konstruktionskraven och de maximalt tillåtna temperaturerna på betongytan. På detta sätt skyddar Aestuver-tunnelpanelen konstruktionen mot brandorsakad flisning.