Hva konkluderer utredningen fra Nbf om tresjikts elementskorsteiner?

Presentasjon om: "Hva konkluderer utredningen fra Nbf om tresjikts elementskorsteiner?"— Utskrift av presentasjonen:

1 Hva konkluderer utredningen fra Nbf om tresjikts elementskorsteiner?
Flfs Kurs og informasjonsdager Storefjell 2. – 5. juni 2005 Fagansvarlig Ivar Bjerke Norsk brannvernforening

2 Bakgrunn Tre sjikts elementskorsteiner tidvis stor opp-merksomhet i media og fagmiljø siden 80 tallet. Observert langsgående vertikale sprekker i ytterelement i skorsteiner. Dødsbranner knyttet til slike skorsteiner. Stor artikkelserie i Dagbladet høsten 2003.

3 Bakgrunn forts. Farlige elementskorsteiner 1969 – 1987?
Nbf forespurt om utrede saken (BE/KRD). Foredraget bygger på utredningen fra gruppen, samtaler med Dagfinn Kalheim og Torgrim Log og notatene fra Log til foredrag på brannvernkonferansen 24. mai 2005.

4 Gruppen Leder Dagfinn Kalheim, adm. dir. Nbf
Fagekspert Torgrim Log, professor i brannfysikk ved HSH Fagekspert Bjørn Bjørkmann, feiermester, Svenska brannskyddsforeningen Sekretær Sturle Hagen, informasjonsleder Nbf

5 Mandat Fastslå sikkerhet gjennom brannsaklig tilnærming (brannfysikk, kjemi). Analysere ut i fra tre forhold: produkt montasje Bruk, (feil bruk)

6 Mandat forts. Vurdere all dokumentasjon, i tillegg fra Kripos og forsikring. Vurdere behov for studier av eventuelt samrøre Eventuelt fase 2 (videre studier).

7 Grunnlag/metode Meget omfattende mengde dokumentasjon:
Tekniske rapporter, politirapporter, statistikk, materialprøver, fotos, videoklipp, brev, saksdokumenter. (Kilder: SINTEF Nbl, BE, DSB, Dagbladet o.a.) Intervjuer med fagpersoner på ”begge sider”.

8 Risiko, enkel metode Risiko = sannsynlighet x konsekvens.
Risiko, sammenlignet med hva da? All bruk av ild gir en viss risiko for brann. Fra mandatet: ”Brannsikkerheten ved tre-sjikts skorsteiner skal plasseres i et helhetlig brannsikkerhetsperspektiv og det skal gis en konklusjon vedrørende sikkerheten til de piper av denne type som er satt opp.”

9 Litt statistikk 1999 - 2001 Dødsbranner Brann i bolig
Omkomne/ branner med rapp fra br.vesn Dødsbranner/med årsaksrapp fra politiet Røyking (16,5%) 135 ( 3,6%) Levende lys ( 7,0%) 251 ( 6,8%) Aske fra ildsted, askebeger m.m ( 1,3%) 121 ( 3,3%) Piper og ildsteder ( 4,5%) 178 ( 4,8%) Elektrisk årsak ( 3,8%) 768 ( 20,7%) Feil bruk av elektrisk utstyr 24 (15,3%) 792 ( 21,4%) Flf kurs og informasjonsdager 2003

10 Teglskorsteiner Nærmest enerådende før 1960 Halvsteins vange
Høy tetthet Høy varmeledningsevne Nær inntil bærende trekonstruksjoner

11 Teglskorsteiner Lang tids fyring gir høy overflatetemperatur.
Skorsteinsbrann kan gi gjennomgående sprekker. Detaljerte krav om avstander etc. Resulterte i mange branner.

12 Fare for gjennomgående sprekker i skorsteinen og overoppheting som kan forårsake brann.
Ingen fare for at røyk kan trenge opp i skorsteinsveggen

13 Tre sjikts elementskorstein
Innerforing, isolasjon, porøs ytterkappe porøs innerforing Fare for kondens, sot, tjære Fare for antennelse av sot/tjære ved høy temperatur Fare for riss og sprekker Meget lav varmeledningsevne/lav yttertemperatur Tillot montasje i innvendig hjørne Detaljert monteringsanvisning

14 Ingen fare for lekkasje av røykgasser når røykinnføringsrør er korrekt montert.
Liten fare for brann grunnet overoppheting. Liten risiko for gjennomgående sprekker.

15 Testmetoder Lekkasjemåling (etter NS 1502):
Skorstein tettes oppe og nede Presser inn luft til bestemt lufttrykk Måler volumstrøm av tilført luft Oppgir resultatet i l/s eller m3/hm2 (innerforing)

16 Testmetoder I 1969 ble det målt m3/hm2 med daværende måleteknikk. (Samme rør for måling og lufttilførsel). Ikke krav til maks lekkasjerate (I 1977 ble det målt 0,158m3/hm2 ved 5 mmVs (50Pa)). I brev fra SBI i 1979 sier de at maksimalt lekkasjetall har vært 0,5m3/hm2. Beregninger foretatt av fagekspertene i gruppa viser at lekkasjen i 1977 var 6,8m3/hm2 ved 5 mmVs.

17 Testmetoder Da elementskorsteinen kom på markedet ble den sammenlignet med alternativet som var teglskorsteinen. Her var fokuset temperaturen på vangene, ikke på tettheten. Den er jo tett. Dette ble og fokuset for elementskorsteinen.

18 Testmetoder I 1990 kom NS 3918 ”Branntekniske krav. Små skorsteiner”:
Tillat lekkasje: 6m3/hm2 ved 5 mmVs (50Pa).

19 Tetthetsklasser i NS EN 1443 (Utdrag)
Lekkasjehastighet l/s Lekkasjehastighet m3/h · m2 Prøvingstrykk Pa N 1 2,0 7,2 40 for skorstein med undertrykk N 2 3,0 10,8 20 for skorstein med undertrykk Norsk Leca sin (nå Maxit) sin elementskorstein fra perioden 1969 til 1987 tilfredstiller dagens tetthetskrav for NS EN 1443, klasse N 1.

20 Brannstatistikk Nbf førte dødsbrannstatistikken fram til 1998:
Basert på opplysninger fra politiet fra 1985 Ytterligere info fra presseklipp og radio/TV Bra statistikk fra 1986 Vanskelig å sammenlikne over 50 – 60 år

21 Brannstatistikk 2001 – 2003, bar ild årsak til 25% av brannene.
5,4% knyttet til ”Piper og ildsteder”. Hovedsakelig uriktig bruk: Parafin/sagflis til opptenning For lav trekk – forpufning ved ilegg Feil konstruert brannmur, for liten avstand til brennbart materiale

22 Brannstatistikk 1995 Av 3300 branner knyttes 222 til fyring
65 av disse til skorstein som brannårsak 4 av disse var elementskorsteiner (6,5% av 65 stk) Anslagsvis 19% elementskorsteiner i 1995 Det store antall elemenstskorsteiner synes underrepresentert i brannstatistikken.

23 Eksplosjon? Med eksplosjon mener man gjerne ”en hurtig kjemisk reaksjon som frigjør varme, og som fører til en hurtig og betydelig trykkøkning når den foregår ved konstant volum. Et slikt kraftig smell kan imidlertid også være et resultat av oppsprekking som følge av ujevn termisk belastning av et stivt legeme.

24 Eksplosjon? ”De fleste faste materialer utvider seg med temperaturen. Ved betydelig ujevn oppvarming av et stivt legeme vil man, avhengig av geometri, tidsforløp og oppvarmingshastighet, få bygget opp trykk- og strekkspenninger i materialet. Dersom materialet utsettes for spenninger utover det som materialet tåler, får vi normalt sett i innhomogene materialer dannet små sprekker som reduserer det samlede spenningsnivå noe. Ved videre oppvarming kan man komme i en situasjon der en rekke små sprekker løper sammen og danner en meget hurtig voksende stor sprekk. I løpet av meget kort tid kan denne sprekken løpe over store deler av det eksponerte materialet. Denne plutselige utløsningen av mye potensiell energi vil kunne gi et meget kraftig smell/drønn i en bygning. Et slikt smell vil lett kunne oppfattes som en eksplosjon.”

25 Fellestrekk ved undersøkte branner
Langsgående vertikal sprekk(er) over flere av ytterelementene Store mengder sot i isolasjonssjiktet (lite/ingen sot mot inneforing) Sprekker i innerforing Noen omkomne synes å ha blitt overrasket av brann like ved skorstein/ildsted. Omfattende monteringsfeil (eks. for kort røykrørsinnføring til skorsteinen) Brannene kan kobles til såkalt rundfyring om natten (mye ilegg og liten trekk). I flere tilfeller er ildstedet overdimensjonert i forhold til varmebehov og skorstein.

26 Mulige mekanismer for oppsprekking av ytterelementer
Ved branner i hus observeres det fra tid til annen vertikale langsgående sprekker i skorsteiner etter at brannen er slokket. Sprekker kan observeres i elementskorsteiner så vel som i teglsteinskorsteiner (sikk-sakk-mønster). Flere teorier er trukket fram som forklaring på dette fenomenet hva angår elementskorsteiner:

27 Mulige mekanismer for oppsprekking av ytterelementer
A) Kan kondensert vanndamp trekke med seg betydelige mengder sotpartikler inn i isolasjonen?

28 Mulige mekanismer for oppsprekking av ytterelementer
Ved ugunstige trekkforhold og feilmontering kan røyk og tjæredamper fra ildstedet trekke opp i isolasjonen. Sot kan følge kondensvannet gjennom innerforing og inn i isolasjonen. Ved nedlegging av skorsteiner etter brann finner man vanligvis ikke sotavsetninger i isolasjonen ipå elementskorsteiner. (Etter samtale med flere brannvesen)

29 Mulige mekanismer for oppsprekking av ytterelementer
Sotpartikler som følger kondensvann gjennom innerforingen og inn i isolasjonen er derfor neppe en mekanisme for sotavsetning i isolasjonen i elementskorsteiner. Omfattende monteringsfeil i kombinasjon med eventuell uriktig fyring ser ut til å være den primære årsak til de aktuelle dødsbrannene.

30 Mulige mekanismer for oppsprekking av ytterelementer
B) Kan langvarig brann i bygningen som gir ytre oppvarming (og termisk utvidelse) av elementene og deretter brå kjøling med slokkevann gi vertikal oppsprekking? Hurtig nedkjøling med slokkevann kan (derfor) elimineres som årsak til de langsgående sprekkene i skorsteinene ved flere av de angitte brannene.

31 Mulige mekanismer for oppsprekking av ytterelementer
Kan eksplosjon i isolasjon mellom inner- og ytterforing som følge av for eksempel antennelse av kullstøv eller eksplosive gass/luftblandinger gi vertikal oppsprekking? Det er kjent at kullstøv er lett antennelig. Frittsvevende kullstøv i støkiometrisk konsentrasjon i større volumer kan være eksplosivt avhengig av blant annet partikkelstørrelse. I isolasjonsmaterialet vil det imidlertid være meget begrenset med tomrom for opparbeiding av et eksplosjonstrykk.

32 Mulige mekanismer for oppsprekking av ytterelementer
Det vil også være umulig for en eksplosjonsfront å bevege seg i den tette isolasjonen med avstander langt under karakteristisk kvelningsavstand. Ved en eventuell eksplosjon ville det også være rimelig å anta at deler av isolasjonen blir revet i stykker og presset ut i sprekken som resultat av trykkøkningen. Dette er ikke observert i noen av branntilfellene. Det er derfor ikke mulig at en eksplosjon i isolasjonsmaterialene er årsak til de langsgående vertikale sprekkene som ble observert i de aktuelle brannene.

33 Mulige mekanismer for oppsprekking av ytterelementer
D) Kan eksplosjon i gasslag mellom ytterelementer og i ytterelementenes luftekanaler gi vertikal oppsprekking?

34 Mulige mekanismer for oppsprekking av ytterelementer
Ved omfattende feilmontering vil man kunne risikere at overmettede pyrolysegasser sendes opp i skorsteinens hulrom. Ved tilførsel av frisk luft kan man få konsentrasjon av eksplosjonsfarlig luft/pyrolysegassblanding. Man kan få en propoagerende eksplosjon hvor tennkilden kan være gnist eller flamme pga feilmontering.

35 Mulige mekanismer for oppsprekking av ytterelementer
Det kan ikke utelukkes at omfattende feilmontering (eventuelt kombinert med uriktig fyring) gir mulighet for en eksplosjon i horisontalt gasslag mellom ytterelementer og i ytterelementenes vertikale luftekanaler. En slik eksplosjon vil antakelig kunne gi langsgående vertikale sprekker i ytterelementene samt stikkflammer ut gjennom en eventuell sprekk. Dette vil ikke forekomme ved korrekt montasje av skorstein og ildsted.

36 Mulige mekanismer for oppsprekking av ytterelementer
E) Kan antennelse av sotmettet isolasjon gi vertikal oppsprekking?

37 Mulige mekanismer for oppsprekking av ytterelementer
Gitt tilstrekkelig oksygentilgang, antennelseskilde og begrenset varmetap vil sotavsetninger kunne brenne i form av glødebrann. I isolasjonsmaterialet vil sotavsetninger være tilstrekkelig isolert til at en glødebrann kan antas å fortsette dersom en antennelseskilde er til stede. Slike sotavsetninger kan være et resultat av feilmontering av røykinnføringsrør. En annen teori går ut på at kondensvann med sotpartikler trekker gjennom innerforingen og ut i isolasjonslaget. Det er imidlertid uvanlig at man observerer sotholdig isolasjon når skorsteiner legges ned etter branner.

38 Mulige mekanismer for oppsprekking av ytterelementer
Avhengig av forvarming, pakningstetthet i isolasjonen, sotkonsentrasjon, etc. vil det være mer eller mindre lett å antenne soten. Glødebranner utvikler seg normalt relativt sakte, og krever ikke store mengder oksygen for å underholdes. Forholdene synes derfor å ligge til rette for glødebrann i isolasjon med sotavsetninger. Tennkilde for en slik glødebrann kan være oppvarming til selvantennelsestemperatur, for eksempel ved høy temperatur i skorsteinen over lengre tid. Dette er ikke sannsynlig ved rundfyring med begrenset trekk. En annen mulighet er antenning som følge av meget høy temperatur i innerforingen som resultat av skorsteinsbrann eller ved direkte antennelse som følge av monteringsfeil.

39 Mulige mekanismer for oppsprekking av ytterelementer
Det utelukkes ikke at brann i sotavsetninger i isolasjonen som følge av feilmontering (eventuelt kombinert med uriktig fyring) vil kunne medføre langsgående oppsprekking i skorsteiner.

40 Mulige mekanismer for oppsprekking av ytterelementer
Fare for lekkasje av røykgasser når røykinnføringsrør er feil montert eller mangler.

41 Konklusjon Ildsteder og skorsteiner forårsaker samlet sett en liten andel av de registrerte boligbrannene i Norge. Av registrerte branner er flertallet knyttet til ildstedet og feil bruk av disse. Uansett skorsteinstype forårsaker disse svært få boligbranner. Leca sin tresjikts elementskorstein produsert i perioden 1969 – 1987 er ut fra et brannrisikosynspunkt ikke brannteknisk svakere enn tradisjonelle teglsteinskorsteiner. Feilmontering og feil bruk av ildsted utgjør en langt større brannrisiko enn selve skorsteinskonstruksjonen. Der ildstedet er dimensjonert for skorsteinen og hvor skorsteinen er montert riktig samt at ildstedet fyres riktig er risikoen for bygningsbrann mindre med den nevnte Leca-skorsteinen enn for en tradisjonell teglsteinskorstein.

42 Konklusjon Ut i fra driftshensyn kan Leca-skorsteinen, produsert i perioden være lite gunstig grunnet sitt relativt store lekkasjetall. Likevel oppfyller skorsteinen dagens krav til tetthet i henhold til NS-EN 1443 klasse N1. Da det ikke kan konstateres noen økt brannrisiko med Leca sin tresjikts elementskorstein produsert i perioden 1969 – 1987, har prosjektgruppen ikke gått videre med å undersøke påstander om eventuell samrøre mellom aktørene.

43 Teknologiutvikling Sammenliknet med teglskorsteiner er tresjikts elementskorsteiner et høyteknologiprodukt. De tre lagene har bestemte oppgaver. Skorsteinens funksjon er derfor avhengig av at dimensjonering og monteringsanvisning for skorstein og ildsted blir fulgt.

44 Forslag til tiltak Myndigheter (kontroll/vedlikehold)
Etter montering av ildsted bør skorsteinen inspiseres innvendig med videokamera og røyktrykksprøving utføres. Skorsteiner som brukes daglig i fyringssesongen må feies årlig. Dersom ildstedet utsettes for rundfyring eller annen feilaktig fyring slik at mye sot dannes, må feiing skje hyppig. Etter skorsteinsbrann skal skorsteinen kontrolleres. Eksisterende elementskorsteiner bør gjennomgå visuell inspeksjon for avdekking av eventuell feilmontering.

45 Forslag til tiltak 2 Riktig dimensjonering/montasje
Skorstein og ildsted må dimensjoneres for optimale driftsforhold. I boliger med mekanisk ventilasjon må det sikres at det ikke blir undertrykk i de rom skorsteinen går gjennom. Av skorsteinens monteringsanvisning bør det framgå hvilken røykgasstemperatur skorsteinen er dimensjonert for. Anvendelsesområde og godkjenningskriterier for skorsteinen (i henhold til NS-EN 1443) skal fremgå på feieluken. Ildstedets driftsbetingelser må framgå av monteringsanvisningen. Ildstedet må merkes med disse opplysningene (tilsvarende NS-EN 1443 for skorsteiner).

46 Forslag til tiltak 3 Riktig bruk
Riktig fyringsteknikk skal framgå av bruksanvisningen for ildstedet. Informasjon må gis for å unngå rundfyring. Røykvarsler skal være installert og kontrollert årlig før fyringssesongen starter.

47 Mange takk for oppmerksomheten