Met de komst van NEN 6075:2020 ‘Bepaling van de weerstand tegen rookdoorgang tussen ruimten’ is er meer aandacht voor het rookuitbreidingstraject via de schacht. Yvonne van Koert, adviseur Brandveiligheid, dook in de materie en onderzocht of dit traject wel echt zo kritisch is.
Bepaling rookwerendheid voor 1 juli 2021
Tot de invoering van de NEN 6075:2020 moest een constructie die 20 minuten vlamdicht is, 30 minuten rookwerend zijn. Dit stelde de ‘anderhalf-maal-vuistregel’ in het Bouwbesluit. Deze methode werkt in de praktijk niet goed genoeg, omdat koude of matig warme rook onvoldoende wordt geweerd. De norm is daarom aangepast met als doel om rookverspreiding te voorkomen. Dit is belangrijk want door rook vallen immers meer slachtoffers dan door vuur zelf.
Bepaling rookwerendheid na1 juli 2021
In de NEN 6075:2020 wordt de rookwerendheid volgens een nieuw uitgangspunt bepaald, namelijk op basis van luchtdichtheid. Een lekdichtheidstest (dus luchtdichting) met maximale luchtlekkage als criterium.
Om (koude) rookverspreiding via ventilatiekanalen tussen woningen te voorkomen, stelt de aangepaste norm dat rookmelder gestuurde brandkleppen moeten worden toegepast. Aangezien dit kostenverhogend werkt, rookmelder gestuurde kleppen zijn duurder dan brandkleppen die werken op bijvoorbeeld een smeltlood, zie je dat de bouwkolom er alles aan is gelegen om op zoek te gaan naar alternatieven.
Zijn terugslagkleppen altijd nodig?
Op dit moment wordt veel onderzoek gedaan naar gelijkwaardige oplossingen die gebaseerd zijn op het toepassen van de zogenaamde terugslagklep. Maar draagt zo’n terugslagklep echt bij aan het voorkomen van rookverspreiding, oftewel het voorkomen van slachtoffers bij brand? Het toepassen van terugslagkleppen heeft ook nadelen. Wegen deze nadelen op tegen de “verwachte” beperking van rookverspreiding door middel van de terugslagkleppen?
Nieman onderzocht deze vraag.
Situatie
Een veel voorkomend ventilatiesysteem bij woningen is het mechanisch toe- en afvoeren van ventilatielucht middels warmteterugwinning (WTW). Hierbij wordt iedere woning voorzien van een eigen WTW-unit. De luchttoe-en -afvoerkanalen vanaf deze WTW-unit zijn veelal in de schacht aangesloten op collectieve standleidingen. Op deze collectieve kanalen zijn vervolgens alle boven elkaar gelegen woningen aangesloten. De standleidingen betreffen hierdoor gemeenschappelijke luchtkanalen.
De WTW-unit van een woning bevindt zich veelal in een techniekkast of inpandige berging in de entree/hal van de woning en grenst aan de schachtwand. Op deze schachtwand ligt de brand- en rookscheiding van de woning. Om de verspreiding van rook te beperken, stelt het Bouwbesluit 2012 per 1 juli 2021 eisen aan de weerstand tegen rookdoorgang tussen woningen.
Tussen twee woningen geldt een brandwerendheidseis van WBDBO 60 minuten en een weerstand tegen rookdoorgang van R200. Dit geldt ook voor het uitbreidingstraject via de schacht. De schachten in de woningen vormen de verbinding tussen de verschillende woningen en moeten daarom brand- en rookwerend worden uitgevoerd.
Ten aanzien van de weerstand tegen rookdoorgang (WRD) wordt onderscheid gemaakt in het criteria Ra (weerstand tegen rookdoorgang bij 20°C, zogenaamde koude rook) en R200 (weerstand tegen rookdoorgang bij 200°C, zogenaamd warme rook).
Gelijkwaardigheid terugslagklep
Aangezien de toepassing van mechanische terugslagkleppen bij woningen met WTW-units niet als alternatieve oplossing wordt benoemd in NEN 6075 wordt niet rechtstreeks voldaan aan de prestatie-eis vanuit het Bouwbesluit 2012/NEN 6075. Op dit moment worden vele gelijkwaardige oplossingen geschreven waarbij onderbouwd wordt dat volstaan kan worden met de toepassing van terugslagkleppen in de luchtkanalen in plaats van een rookmelder gestuurde klep.
Toevoerkanaal
Rookverspreiding tussen de woningen wordt in geval van brand bij de toevoerschacht voorkomen door de aanwezigheid van een terugslagklep (S200). In de normale situatie (niet in geval van brand) is de terugslagklep in het toevoerkanaal geopend richting de woning. Bij brand in de woning wordt de druk in het kanaal gezien vanaf de woning hoger waardoor de terugslagklep sluit zodra lucht vanuit de woning de schacht in wil stromen. Op het moment dat deze terugslagklep zou bezwijken (door te hoge temperaturen) zal de brandklep (via smeltlood o.g.) dichtvallen. Er moet voorkomen worden dat de toevoerleiding tussen de terugslagklep en de brandklep vroegtijdig bezwijkt, daarom dient dit deel als stalen kanaal uitgevoerd te worden. Dit gedeelte van het kanaal moet daarbij voldoen aan S200. Op deze wijze is de weerstand tegen branddoorslag en brandoverslag, alsmede de weerstand tegen rookdoorgang geborgd.
Afvoerkanaal
Rookverspreiding tussen woningen wordt voorkomen door de aanwezigheid van een mechanische terugslagklep bij alle woningen (S200). Daarbij blijft de terugslagklep in de woning waar brand ontstaat in geopende stand, totdat de brandklep sluit. In deze tussenperiode zal warme rook gaan stromen vanuit de woning naar het gemeenschappelijke kanaal in de schacht en van daaruit naar de aftakkingen van de overige woningen die aan dit kanaal grenzen. Door de aanwezigheid van een mechanische terugslagklep ter plaatse van elke doorvoer naar de schacht in dit kanaal zullen deze kleppen sluiten zodra de (warme) rook(lucht) zich wil verplaatsen in de richting van de woning. Voordat de terugslagklep van de andere woningen (anders dan de brandruimte) wordt bereikt zijn reeds kanalen en twee brandkleppen gepasseerd (brandklep 1 van de brandende woning, brandklep 2 van de bedreigde woning). De kans op hoge temperaturen ter plaatse van de terugslagklep van de bedreigde woning is hiermee verwaarloosbaar. Echter wordt hier wel een terugslagklep toegepast die voldoet aan S200 (50 Pa).
Nadeel terugslagklep
Door het toepassen van terugslagkleppen in het ventilatiekanaal kan in de situatie waarin geen sprake is van brand, deze situatie komt gelukkig grotendeels van de tijd voor, hinder ontstaan door het zogenaamde klepperen van een terugslagklep. Denk hierbij aan het klepperen van de terugslagklep in de afvoer van de afzuigkap die soms in de gevel geplaatst is. Dit klepperen ontstaat door kortdurend wegvallen en wisselen van drukverschillen over de terugslagklep. Dit kan hinderlijk zijn en kan de bewoner doen besloten de WTW-unit uit te schakelen (of terugslagklep te verwijderen).
Na enige tijd vindt in het (afvoer)kanaal afzetting van vuil, vet en stof plaats. Hierdoor zal de terugslagklep vervuilen en is zijn werking niet gegarandeerd. Ieder jaar zou men de terugslagklep moeten schoonmaken en moeten testen op een deugdelijke werking, maar het is maar de vraag of dit ook daadwerkelijk gebeurd.
Een ander nadeel is dat bij het dichtslaan van de terugslagklep in het toevoerkanaal, de aanvoer van verse luchttoevoer stopt in de brandende woning. Hoe luchtdichter de woning hoe groter de kans op een gesmoorde brand. Een gesmoorde brand verbruikt in korte tijd alle zuurstof en brengt meteen zeer giftige gassen, rook en koolmonoxide in de lucht. Bovendien wordt bij een snelle brandontwikkeling een extreem hoge druk opgebouwd door gassen die uitzetten. Daardoor kun je bijvoorbeeld een woningtoegangsdeur die tegen de vluchtrichting indraait niet meer eenvoudig openen. Bovendien bestaat bij zo’n gesmoorde brand de kans dat er een explosie of back-draft optreedt zodra hulpverleners een deur of een raam openen of forceren. Door de plotselinge toevoer van zuurstof kunnen de brandbare gassen explosief tot ontbranding komen met ingrijpende gevolgen (volledig ontwikkelde woningbrand). Brandweerlieden en hulpverleners rekenen zo’n ‘opgesloten brand’ tot de grootste risico’s tijdens hun repressieve inzet. Echter dit effect kan ook optreden bij het dichtslaan van de brandwerende klep, bij het oplopen van de temperatuur in de brandende woning.
Bij het dichtslaan van de terugslagklep in het afvoerkanaal van de bovenburen, zal in deze woning geen afvoer van ventilatielucht meer plaatsvinden. Mocht er rookverspreiding plaatsvinden van de brandende woning naar de bovengelegen woning via een andere weg dan het ventilatiekanaal, bijvoorbeeld via doorvoeringen in de meterkast, dan wordt deze rook niet afgevoerd door het ventilatiesysteem.
Uiteindelijk zoekt de rook de weg van de minste weerstand, hoe luchtdichter het rook-uitbreidingstraject via de schacht hoe groter het risico dat rook zich bijvoorbeeld via de woningtoegangsdeur naar de gemeenschappelijke verkeersruimte zal verspreiden. Een gevaar voor het vluchten. Bij voorkeur wordt rook uit de brandende woning zo lang mogelijk bovendaks afgevoerd.
Gelijkwaardigheid op basis van rookproef
Nieman heeft bij een recent opgeleverd woongebouw een (koude rookproef) uitgevoerd. De woningen waren voorzien van een ventilatiesysteem zoals hiervoor omschreven waarbij geen terugslagkleppen zijn toegepast.
Hierbij is een woning op overdruk gezet en gevuld met (koude) rook. Visueel is de rookverspreiding via het ventilatiesysteem naar de overige woningen beoordeeld. Er is hierbij gevarieerd met de overdruk in de woning en de ventilatiestanden van de WTW-units van alle boven elkaar gelegen woningen. De overdruk is gevarieerd tussen de 25 en 200 Pa. De rookmachine is geplaatst bij de technische ruimte, vrijwel direct onder een afvoerventiel van de afzuiging van ventilatie uit de woning. Door de grote rookproductie staat na enkele minuten de hele woning vol met rook. Ook is de rookmachine verplaatst direct onder de 4 toevoerventielen die zich in de woonkamer bevinden. Ook in deze situatie staat uiteindelijk de hele woning vol met rook.
Bij de meeste testen heeft geen visueel waarneembare rookverspreiding plaatsgevonden, ook geen geurverplaatsing. Opgemerkt is dat:
- Bij één test is lichte rook waargenomen bij een kunststof doorvoering in de meterkast in de bovengelegen woning. Bij de andere verdiepingen is dit niet het geval.
- Bij één test is na 5 minuten lichte rook waargenomen bij de WTW-unit van de bovengelegen woning. Bij de andere verdiepingen is dit niet het geval. Deze test is nogmaals uitgevoerd, waarbij na een testperiode van 10 minuten geen rook is waargenomen bij de WTW-unit van de bovengelegen woning en ook niet bij de andere woningen op de andere verdiepingen.
Bij alle testen is de rookafvoer duidelijk waarneembaar op het dak, via het collectieve afvoerkanaal. De windrichting op 22 april was noordoost met een gemiddelde windsnelheid van 6,9 m/s [bron: KNMI]. Windrichting was evenwijdig aan de voorgevel waar de uitmonding van de afvoer zich bevindt. Aangezien het geforceerde luchtafvoer betreft (mechanische afvoer) wordt de invloed van wind minimaal verondersteld. Uit deze rookproef kan geconcludeerd worden dat zonder toepassing van terugslagkleppen wordt voldaan aan de koude rookproef Sa. Hierbij is de rookdoorlatendheid gelimiteerd bij omgevingstemperatuur (‘ambient’, 20 °C) en een drukverschil tot 25 Pa (zelfs tot 200 Pa). De resultaten zijn onafhankelijk van de standen van de WTW-units van de onder- en bovenburen. Er vindt geen koude rookverspreiding plaats tussen boven elkaar gelegen woningen, dus ook niet via het ventilatiesysteem en de schacht.
Drukverschillen
Uiteindelijk zullen de drukverschillen over de kleppen en ventilatiekanalen bepalend zijn voor een goed werkend systeem en het voorkomen van rookverspreiding. De luchtkanalen zelf kunnen goed luchtdicht/rookdicht worden uitgevoerd.
Een brand kent drie ontwikkelingsfasen: de groei-, brand- en dooffase. In de groeifase is tijdige brandmelding en -bestrijding mogelijk. De thermische effecten zijn nog slechts plaatselijk merkbaar. Het moment van overgang van de groei- naar de brandfase – de zogeheten vlamoverslag – is gevaarlijk. Vlamoverslag (of flashover) doet zich voor als brandbare gassen zich verzamelen aan het plafond en plotseling ontbranden. De vuurbal die dan ontstaat, heeft zeer hoge temperaturen.
De temperatuur voor vlamoverslag hangt af van de brandbaarheid van de materialen in de brandruimte. Voor cellulose houdende producten bedraagt deze temperatuur 300° á 400°C. Voor vlamoverslag staat een normtijd van ongeveer 15 minuten vanaf het ontstaan van brand in een ruimte. Maar is afhankelijk van vele factoren waaronder onder andere de luchtdichtheid.
In deze brandfase zijn brandwerende voorzieningen, zoals een brandklep met smeltlood, al lang actief. Een smeltlood reageert veelal bij circa 70 °C.
Het gebied waarin de brandwerende klep nog niet actief is en waarin koude rookverspreiding een rol speelt ligt dus in de groeifase van een brand. In de NEN 6075 wordt voor de koude rookwering (Ra) volstaan met een drukverschil van maximaal 25 Pa en voor de warme rookwering (R200) met een drukverschil van maximaal 50 Pa.
Indien het ventilatiesysteem, de kanalen, goed ontworpen worden, waarbij rekening wordt gehouden met 50 Pa drukverschil, zijn wij van menig dat de overdruk in de woning tijdens de groeifase van een brand, voordat de brandklep actief is, zodanig is dat deze niet terug zal stromen het toevoerkanaal in. Daarnaast zijn wij van mening dat de drukopbouw in het gemeenschappelijke afvoerkanaal te laag is om een tegenstroom bij de bovenliggende woning te krijgen.
Conclusie
Nieman is van mening dat terugslagkleppen niet altijd nodig zijn om te kunnen voldoen aan R200 tussen twee woningen in een woongebouw. Wat wel nodig is, is een goed ontwerp van de luchtkanalen.
Het toepassen van terugslagkleppen levert schijnveiligheid op. Wij pretenderen daarom voor een goed ontwerp van de luchtkanalen. Hiermee:
- Vindt zoveel mogelijk rookafvoer plaats via het ventilatiesysteem;
- Kan geen vuilophoping plaatsvinden ter plaatse van terugslagkleppen;
- Kan geen hinder van klepperende terugslagkleppen ontstaan;
- Is het risico op uitschakelen van wtw-unit door bewoners (of verwijderen van terugslagkleppen) minder.
Voor een goed werkend systeem zal nog wel nader onderzoek nodig zijn.
Hoe brengen we de NEN 6075 verder?
Ons advies is om in de komende periode bij zoveel mogelijk woningbouwprojecten een koude rooktest uit te voeren. Hiermee kunnen gegevens worden verzameld en een meer algemene conclusie worden gevormd.
Daarnaast is samenwerking tussen installateurs en brandveiligheidsadviseurs nodig. De praktische invulling moet meer in het beginproces van een ontwerp plaatsvinden. Welke drukopbouw kan een ventilatie-unit aan, op basis waarvan worden de afmetingen van de ventilatiekanalen ontworpen etc.
Brandveiligheidsadviseurs geven veelal brand- en rookscheidingen aan op tekeningen. Er zijn over het algemeen meerdere manieren waarop dit kan, betrek de installatie-adviseur hierbij zodat zo min mogelijk doorvoeringen ontstaan van ventilatiekanalen door brand- en rookscheidingen. Hierdoor is de kans op falen van brand- en rookwerende voorzieningen ook zo minimaal mogelijk.
Vragen?
Heeft u vragen over bovenstaand artikel? Neem dan contact op met Yvonne van Koert.