Brannspredning via avtrekkskanaler fra storkjøkken

Abstract

Denne masteroppgaven ser på ulike faktorer som kan påvirke utfallet av en brann som sprer seg til og gjennom avtrekkskanaler fra storkjøkken, og angir forslag til ulike tiltak som kan redusere konsekvensen av en slik brann. Blant annet undersøkes konsekvens som følge av fettavsetning i kanalene over tid, og hvorvidt avtrekkskanalene kan utgjøre et svakt punkt ift. brannspredning mellom ulike brannceller. Det er gjort et omfattende litteraturstudium for å finne relevant dokumentasjon og informasjon rundt temaet, samt at det er sett på tidligere tilfeller hvor brannspredning via avtrekkskanaler har ført til større husbranner. Det er gjort numeriske beregninger for å undersøke hvor raskt kritisk temperatur i kanalgodset oppnås for spirokanaler med ulike standarddimensjoner, når utsatt for en standard temperatur-tid kurve, en hydrokarbon-kurve og en teoretisk lineær temperatur-tid kurve utarbeidet for en fettbrann i avtrekkskanaler. Sistnevnte kurve er utarbeidet på bakgrunn av tidligere forskning og studier. I tillegg er det gjort varmetransportsberegninger for å blant annet undersøke hvordan og hvor mye varme som transporteres gjennom kanalgodset og videre til omgivelsene, samt for å undersøke behovet for å isolere avtrekkskanaler fra storkjøkken, når utsatt for en innvendig fettbrann. Det bemerkes at spirokanaler som avtrekkskanaler fra storkjøkken er benyttet i oppgaven da disse ofte benyttes som avtrekkskanaler fra storkjøkken i Norge, men at metode benyttet i denne oppgaven og resultatene på mange måter kan være relevant også for andre kanaltyper. Av oppgaven fremkommer det en rekke signifikante forhold, hvor de viktigste funnene er som følger: • En fettbrann i avtrekkskanaler kan bli vesentlig mer intens, og kan oppnå høyere temperaturer, enn en standard temperatur-tid brannkurve. Når spirokanaler med standard dimensjoner utsettes for temperaturer som kan oppnås ved en fettbrann i kanalene, vil kanalgodset oppnå kritisk temperatur vesentlig raskere enn hva preaksepterte forutsetninger legger til grunn. Dette spesielt dersom en brann starter etter langvarig/vedvarende matlaging, da temperaturen i godset allerede vil kunne være forvarmet som følge av røykgasstemperaturen som kan oppnås, spesielt ved fyring med ved/kull. Dette kan føre til deformasjon/kollaps av kanalene. • Det er i hovedsak akkumulert fettavsetning i avtrekkskanaler som utgjør forskjellen på en standard temperatur-tid brannkurve og en fettbrann i avtrekkskanaler fra storkjøkken. Sistnevnte er mer intens, og kan oppnå vesentlig høyere temperaturer, enn standard temperatur-tid kurven, og det er funnet at brannspredningsfaren til andre brannceller via avtrekkskanaler fra storkjøkken er signifikant. Fett vil over tid akkumuleres i avtrekkskanalene ved mangelfull kanalrengjøring. Om en brann sprer seg fra kjøkkenet til fettavsetning i avtrekkskanalene, vil det både tilføres varme fra brannen i kjøkkenet, samtidig som det vil genereres varme inne i avtrekkskanalene. Om en kontrollerer ovennevnte (dvs. mengde akkumulert fett) vil en i stor grad redusere temperaturen og intensiteten til en brann i avtrekkskanaler. • Ved å forutsette faste intervaller for å utføre kanalrengjøring (dvs. fjerne akkumulert fett fra avtrekkskanaler) vil en i stor grad begrense temperaturen som kan oppnås i avtrekkskanalene. Det er per tid ikke påkrevd i bindende regelverk i Norge å foreta kanalrengjøring ved gitte intervaller, men det fremkommer anbefalinger i blant annet forsikringsselskapenes godkjennelsesnevnd og gjennom Byggforsk datablad 752.250. • Av de numeriske beregningene utført ifm. oppgaven fremkommer det at A/V-verdien til kanalene (dvs. areal (innvendig overflateareal) / volum (kanalgodsets volum)) har stor innvirkning på hvor raskt kanalgodset varmes opp. Liten verdi av A/V medfører lengre tid til oppnådd kritisk temperatur, og vise versa. Ved å øke kanalgodstykkelsen samtidig som radien til kanalen holdes konstant (ev. reduseres), vil A/V-verdien reduseres. Tykkelsen til kanalgodset har stor betydning for hvor fort kanalgodset oppnår kritisk temperatur når utsatt for innvendig varmepåkjenning. • Av varmetransportsberegningene og strålingsberegningene for en uisolert kanal fremkommer det at temperaturen på utsiden av kanalgodset (som følge av at varme transporteres gjennom kanalgodset i form av konduksjon) kan bli så høy at strålingsfluksen kan føre til at nærliggende brennbare materialer spontanantenner. Det ble funnet at sikkerhetsavstanden mellom kanaloverflaten og nærliggende brennbart materiale må forutsettes opp mot 1 m for å unngå spontanantennelse når utsatt for temperaturene som kan nås ved en fettbrann i kanalene. Sikkerhetsavstand varierer noe avhengig av diameteren til kanalen, hvor økt diameter medfører behov for større sikkerhetsavstand. Dette vil i praksis være svært plasskrevende i et bygg, og kan bli krevende å ivareta fullt ut. I tillegg ble det funnet at temperaturen på ueksponert side av avtrekkskanalen kan bli vesentlig høyere enn temperaturen som kreves for at ulike brennbare materialer spontanantenner dersom de er i kontakt med kanaloverflaten. • Det er også gjort varmetransportsberegninger for en isolert avtrekkskanal. Det fremkommer at varmetransporten til omgivelsene, samt overflatetemperaturen til isolasjonen på ueksponert side, er vesentlig lavere enn for den uisolerte kanalen. Basert på resultatene fra beregningene, samt punktet over, anbefales det å isolere avtrekkskanaler fra storkjøkken. • Avtrekkshetten over stekeinnretninger vil bidra til å dra inn oksygen og brennbare gasser/partikler fra brenselet som benyttes til å tilberede mat, hvilket igjen vil bidra til økte temperaturer og intensitet ved en brann i avtrekkskanaler. Ved å besørge at avtrekkshetten automatisk slutter å trekke inn oksygen og brennbare gaser/partikler ved bekreftet brann, vil en begrense tilførselen av dette til fettbrannen i avtrekkskanalene. • Ved å installere slukkeanlegg i avtrekkshetten vil en ved utløst slukkeanlegg redusere/slukke brannen i brenselet, og på den måten begrense hvor mye varme og uforbrente partikler som entrer kanalen. Om det allerede er en etablert brann i fettet i avtrekkskanalene, vil for øvrig ikke slokkeanlegget i avtrekkshetten ha noe påvirkning på den etablerte brannen inne i avtrekkskanalene, foruten om at det vil redusere varme som tilføres via avtrekkshetten. Altså vil det fremdeles genereres varme inne i kanalene frem til alt akkumulert fett og brennbare partikler i kanalene er brent opp. • Det er gjort et litteraturstudium hvor tidligere hendelser hvor brann har starter i, eller i tilknytning til, avtrekkskanaler fra storkjøkken er undersøkt. Av undersøkelsene fremkommer det at deteksjon av brann i avtrekkskanaler ofte kan ta tid, og at brann ved flere av hendelsene ikke har blitt varslet før forbipasserende har meldt inn til brannvesenet etter å ha sett store mengder røyk over tak. Det er derav svært viktig at avtrekkskanaler fra storkjøkken er robuste nok til å ivareta sin integritet og isolasjonsevne i minimum den tid preaksepterte forutsetninger legger til grunn (EI 30). Det anbefales for øvrig at de isoleres til å ivareta EI 60, på lik linje med anbefalinger i blant annet Byggforsk 752.250, slik at forskriftskravet i TEK 17 § 11-10, 1. ledd, ivaretas fullt ut. Basert på funnene i oppgaven er det vurdert tiltak som kan begrense skadeomfanget av en brann i avtrekkskanaler fra storkjøkken. Følgende punkter bør vurderes; 1. Regelmessig fjerne akkumulert fett fra avtrekkskanalene ved kanalrengjøring (dvs. fjerne brennbart materiale fra kanalene). Hyppigheten av kanalrengjøring må vurderes nærmere. 2. Installere slokkeanlegg i avtrekkshetten, også for stekeinnretninger med fast brensel (hindrer unødvendig tilførsel av brennbare gasser/partikler fra stekeinnretning til avtrekkskanalene når slukket). 3. Besørge at viften i avtrekkshetten automatisk slås av/slutter å dra inn luft ved bekreftet brann (hindrer unødvendig tilførsel av oksygen, samt brennbare gasser/partikler fra brenselet). 4. Fastsette en maksimal verdi for A/V som gir tilfredsstillende lav (les: treg) temperaturøkning i kanalgodset når utsatt for innvendig brann. Det må gjøres ytterligere vurderinger/undersøkelser for å fastsette en slik verdi. Punkt 1 vil i seg selv, og separat sett, kunne ha en positiv innvirkning mtp. å redusere konsekvensen av en brann som sprer seg via avtrekkskanaler fra storkjøkken. En kombinasjon av flere vil for øvrig kunne medføre økt brannsikkerhet. Ytterligere vurderinger bør gjøres for å optimalisere en strategi mtp. avtrekkskanaler fra storkjøkken. Det anbefales at det gjøres endringer/tilpasninger i bindende regelverk for å besørge at strategi som legges til grunn for avtrekkssystemer fra storkjøkken blir overholdt.