Doktorgrad om brannsikring


Beregninger av rømningstid og branneffekter kan gjøre veitunneler mer robuste mot brann. Det går fram av en ny doktoravhandling fra Universitetet i Stavanger.

Stipendiat Alf Reidar Nilsen (44) forsvarer sin doktoravhandling om brannsikring og design av tunneler. Det skjer på UiS fredag 2. desember.

I sitt doktorgradsarbeid utførte Nilsen flere fullskala brannforsøk der biler ble satt i brann inne i tunneler. Han undersøkte deteksjonssystemer og vannspraysystemer.

Katastrofebrann
Temperaturer og røykgasser trenger ikke være en trussel fra små bilbranner. Da er risikoen større for å kjøre uvarslet inn i brannrøyken og forulykke der. Større branner vil derimot kunne skape katastrofe.

Slikt potensial har spesielt de brannene som vokser raskt til kritisk størrelse i områder med mange mennesker.

Ett av de viktigste tiltakene for å redusere faren for mange involverte i en tunnelbrann kan være rask branndeteksjon og varsling.

Mer tid til rømming
For å holde en brann liten lenge nok til at brannvesenet kan komme fram til en gitt tunnel, og for å hindre branner i å spre seg til nye kjøretøy, kan vannspraysystem brukes. Dette vil også kunne gi brannvesenet og dem som rømmer mer tid.

På denne bakgrunnen vurderte forskeren behov for å utvikle enkle beregningsverktøy, studere brannvekst og spredning, studere deteksjons- og vannspraysystem og til slutt en å utforme en forbedret metodikk for brannteknisk design av veitunneler.

100 meter med flammer
Man kan bruke både enkle utregningsverktøy for veitunneler og mer avanserte datamodeller (CFD).

Avhandlingen har vist at de enkle modellene gir gode nok resultater, men de mer avanserte modellene har bedre oppløsning. Når beslutninger skal tas, vil det være nyttig å kunne se beregningene i 3D eller animasjoner av brannutvikling og evakuering.

Basert på avansert datamodellering ble det studert hvorfor flammer kan strekke seg opptil 100 meter fra brannstedet i veitunneler. Det ble utviklet en enkel teori basert på luft/brenselforholdet.

Forskeren fant at i tunneler med lite tverrsnittsareal og mange biler (brensel) samt dårlig ventilasjon, som ved de gamle fjellovergangene på Haukeli, kan det ventes at flammene strekker seg 50 – 100 meter nedstrøms i tunnelen dersom flere og større kjøretøy tar fyr.

Bedre detektorer
For å kunne redusere risiko ved tunnelbranner er det viktig at branner blir oppdaget tidlig og at de utsatte blir varslet. Det er ikke vanlig å installere system for dette formålet i norske veitunneler.

Nilsen testet slike deteksjonssystemer under fullskala branneksperiment.

Det viser seg at detektorer for støv og eksos, som allerede fins i alle norske veitunneler, også kan brukes til å oppdage brann. Dette er en kosteffektiv metode som det burde være vanskelig ikke å benytte seg av.

Rømmingstider
Forsøkene ble gjort i blant annet Byfjord-, Bømlafjord-, Hanekleiv-, Banehei- og Rullestadjuv-tunnelene. I tillegg brukte Nilsen testtunnelene Ømbesvik og Runehammar. Han bidro i tillegg til utvikling av retningslinjer for risikoanalyser av brann i veitunneler til utførte konsekvensanalyser for Solbakk-, Byhei- og Eikesund-tunnelene.

Nilsens avhandling gir en bedre forståelse av brannfenomen. Med mer bruk av avanserte beregninger blir grunnlaget for å ta beslutninger bedre. Man får et breiere risikobilde der usikkerhet i beregninger vises og dermed kan håndteres.

Forskningen hans inneholder bedre metoder for design av veitunneler, blant annet når det gjelder å regne ut rømmingstider ved evakuering, der preskriptive detaljløsninger utprøves med scenariobasert design og testes mot vedtatte funksjonskrav.

Jobber med sikkerhet
Alf Reidar Nilsen er 44 år og fra Haugesund. Han har bakgrunn både som tømmermann og husbygningstekniker. Av videre utdanning er han brann- og sikkerhetsingeniør fra Statens Sikkerhetshøgskole og sivilingeniør i offshoreteknologi fra Universitetet i Stavanger.

Han har drevet forskning og utviklingsarbeid samt undervisning i brann og sikkerhetsfag i snart 20 år ved Høgskolen Stord/ Haugesund.

Mastergrad
Han har også vært en pådriver for etableringen av en mastergrad innen teknisk sikkerhet ved Høgskolen Stord/Haugesund i samarbeid med Universitetet i Bergen og Universitetet i Stavanger. Nilsen arbeider til daglig som overingeniør innen teknisk sikkerhet i Statoil ASA.

I sitt doktorgradsarbeid har han vært tilknyttet Det teknisk-naturvitenskapelige fakultet på UiS. Hovedveileder var professor Torgrim Log ved Høgskolen Stord/Haugesund. Medveileder var professor Terje Aven ved UiS.

Arbeidet med doktorgraden ble finansiert av Høgskolen Stord/Haugesund. Flere av fullskalaforsøkene ble sponset av Vegdirektoratet.


Sist oppdatert av Leiv Gunnar Lie (24.11.2011)

Skriv ut artikkel print symbol