WAT IS "FRAME"?

FRAME staat voor Fire Risk Assessment Method for Engineering. Het is de waarschijnlijk de MEEST COMPLETE, TRANSPARANTE en PRAKTISCHE methode voor het berekenen van het brandrisico in gebouwen. Het is een uitstekend werkinstrument voor de ingenieur die een performant en toch economisch brandbeveiligingsconcept moet uitwerken voor bestaande of voor nieuwe gebouwen.

De benadering in FRAME is anders dan die van bouwverordeningen en gelijkaardige reglementeringen die hoofdzakelijk gericht zijn op de veiligheid van personen. FRAME bekijkt ook de bescherming van goederen en activiteiten. De methode laat toe verschillende gevallen op een uniforme manier te benaderen. Zij vormt een leidraad voor de risicobepaling en voor de keuze der bescherming, en helpt bij het vergelijken van alternatieve oplossingen. Het resultaat van een systematische evaluatie van verscheidene invloedsfactoren is een reeks waarden die in cijfers uitdrukken wat anders moet verteld worden met een lange beschrijving van positieve en negatieve aspecten. De methode is niet geschikt voor openluchtinstallaties.

FRAME maakt gebruik van vereenvoudigde brandmodellen en is opgebouwd zoals de meeste methodes voor risico-evaluaties. Vertrekkend van een aantal brandscenario's, houdt men houdt rekening met de waarschijnlijkheid van de brand, met de aard van de blootstelling, met de ernst van de gevolgen.

Vandaag zijn honderden praktische berekeningen beschikbaar die de goede werking van de FRAME methode aantonen.

WAARVOOR KAN FRAME GEBRUIKT WORDEN?

De methode is bedoeld om een veiligheidsingenieur te helpen bij zijn taken:

Het ontwerpen van efficiënte brandbescherming.

Bestaande situaties onderzoeken, zelfs al beoogt men geen onmiddellijke verbeteringen.

De ervaring heeft aangetoond dat er een directe relatie is tussen het berekend risico R en de te verwachten schade bij een belangrijke brand.

Alternatieven voor prescriptieve voorschriften verantwoorden:

Een eerste berekening volgens de voorschriften geeft het te behalen veiligheidsniveau, terwijl een tweede berekening volgens het voorgestelde alternatief kan dienen als bewijs dat hetzelfde doel bereikt wordt.

Kwaliteitscontrole voor de veiligheidsingenieur.

De methode verplicht grondig te werk te gaan door de systematische benadering van de invloedsfactoren en beperkt eventuele subjectieve appreciaties.

HISTORIEK van FRAME.

FRAME werd ontwikkeld uit de methode die in de jaren '60 door de Zwitserse ingenieur M.GRETENER werd beschreven, en uit meerdere gelijkaardige benaderingen : ERIC (Evaluation du Risque d’Incendie par le Calcul), een methode uitgewerkt in Frankrijk door SARAT en CLUZEL, de Duitse norm DIN 18230 en de Oostenrijkse TRBV100, de tariefsystemen van verzekeraars, enz. Vertrekkend van de kenmerken van het gebouw en zijn inhoud, bepaalde de GRETENER- methode het gevaar voor het patrimonium. Daar moesten twee luiken bijkomen, een voor de personen en een voor de activiteiten om tot de volledige FRAME benadering te komen.

De voorganger van FRAME werd reeds in 1980 in de Hogere Cursus brandveiligheid van NVBB - ANPI opgenomen als methode om het brandrisico te schatten. Deze methode bevatte enkel de luiken patrimonium en personen. Tussen 1983 en 1988 werd het derde luik van FRAME ontwikkeld met het oog op het inschatten van de bedrijfschade na brand. In 1988 werd de methode gepubliceerd door ANPI-NVBB als TD73 : Schatting van het brandgevaar. Omdat dit document enkel in het Nederlands en het Frans werd gepubliceerd , kreeg het weinig belangstelling buiten België. In die periode was de PC nog een veredelde schrijfmachine met DOS; een klein softwareprogramma in BASIC was beschikbaar voor de berekeningen. De voornaamste toepassing van FRAME in die periode was het beoordelen van industriële brandrisico's , wat door de ANPI cursisten elk jaar toegepast werd.

De FRAME methode werd aan een internationaal publiek voorgesteld op het SFPE seminarie tijdens 1992 NFPA Annual Meeting. De belangstelling was matig, FRAME sluit niet echt aan op de Amerikaanse praktijk van Code compliant design die toen gebruikelijk was.

De toepassing van FRAME voor niet-industriële gebouwen met een betrekkelijk laag risico voor het patrimonium, maar met meer specifieke eisen voor de veiligheid van de personen, leidde in de periode 1995-1998 tot een herziening van de formules voor het aanvaardbare risico voor de personen en voor de factor U, de bescherming van de evacuatie. De formules werden zo aangepast dat de tijd nodig om het gebouw te verlaten vergeleken werd met een referentietijd van 6 minuten, en dat de bescherming van de evacuatieweg werd beoordeeld. Dit werd ingebouwd in de 2de versie van FRAME, van 1998.

Tezelfdertijd werd een Windows programma uitgewerkt om de berekeningen te maken en om rapporten te genereren. Deze software was in meerdere talen beschikbaar.

Sinds het uitkomen van FRAME versie 2, is in het vakgebied van de brandveiligheid de vraag naar een resultaatgerichte aanpak sterk gestegen. Het gebruik van brandsimulatiemodellen biedt de mogelijkheid om bepaalde brandscenario's beter te bestuderen, maar lost het probleem niet op hoe men het veiligheidsniveau van een bepaald brandbeschermingsconcept kan beoordelen, zonder al te veel subjectieve invloeden. Het is dan ook niet zo verwonderlijk dat de toepassing van FRAME voor het beoordelen van risico's nu meer en meer de aandacht trekt, omdat het gebruik van formules die subjectieve beoordeling sterk beperkt.

BASISPRINCIPES

FRAME vertrekt van vijf basisprincipes.

In een goed beschermd gebouw bestaat er een evenwicht tussen het gevaar voor brand en de voorziene bescherming.

Drukt men dit evenwicht uit in getallen, dan kan men zeggen dat het quotiënt " gevaar : bescherming = risico " niet groter is dan 1 voor goed beschermde gebouwen. Een groter quotiënt weerspigelt een slechtere toestand van het gebouw, terwijl een lagere waarde een betere situatie weergeeft. De waarde van R volgens FRAME is dus die van een (al dan niet aanvaardbaar) restrisico.

Het evenwicht tussen risico en bescherming dat men in FRAME terugvindt is vergelijkbaar bij het risico in een moderne woning in een stedelijke zone: De schade van de brand kan beperkt wordt tot de ruimte waar de brand is ontstaan, er zijn geen slachtoffers, en men kan het huis opnieuw bewonen na het opruimen en herstellen van de schade.

De tweede grondgedachte is dat het gevaar zelf te berekenen valt uit twee series invloedsfactoren. De eerste reeks bevat die factoren die de omvang van de ergste situatie bepalen, de tweede reeks bevat de factoren die de weerslag ervan omschrijven. Het gevaar is dus bepaald door twee waarden: "het potentieel risico P" en "het aanvaardbaar risico A".

Men kan de bescherming kan berekenen door de beschermingstechnieken in te delen in groepen, elk met specifieke waarden. De gebruikte getallen zijn kenmerkend voor de verschillende beschermingsmiddelen :

a) het meest gebruikte blusmiddel: water

b) de bouwkundige bescherming van de evacuatie

c) de brandweerstand van de bouwelementen

d) de manuele blusmiddelen

e) de automatische meld- en blusinstallaties

f) de openbare en private brandweer

g) de fysische scheiding der risico's

De berekening dient dan nog drie luiken te omvatten, elk voor een ander scenario. Een eerste berekening dient om het risico te bepalen voor het patrimonium, het gebouw en zijn inhoud; de tweede om het risico te bepalen voor de personen en de derde voor het risico voor de (economische) activiteit in het gebouw. De verscheidene invloedsfactoren spelen in de drie gevallen niet op dezelfde manier. Noch het potentiële noch het aanvaardbare risico zijn dezelfde, en de beschermingsmiddelen hebben verschillende effecten naargelang men de personen, de goederen of de activiteit wil beveiligen.

De basiseenheid voor de berekeningen is één compartiment met één niveau. Zijn er meerdere compartimenten, of meerdere niveaus, dan zal men een reeks berekeningen maken voor elk van hen, of ten minste voor de meest gevaarlijke compartimenten.

DEFINITIES EN FORMULES.

De volgende definities en formules vormen de basis van FRAME:

Het risico voor het patrimonium R is per definitie : R = P / ( A * D)

P = Potentieel Risico

A = Aanvaardbaar Risico

D = Beschermingsgraad

Het Potentieel Risico P is per definitie : P = q * i * g * e * v * z

Hierbij is q de brandlastfactor, i is de verspreidingsfactor, g is de oppervlaktefactor, e is de verdiepenfactor, v is de ventilatiefactor, z is de toegankelijkheidsfactor

Het Aanvaardbaar Risico A is per definitie : A = 1.6 - a - t - c

Hierbij is 1.6 de maximale waarde van A, a is de aanzetfactor, t is de evacuatietijdsfactor, c is de inhoudsfactor.

De beschermingsgraad D is per definitie : D = W * N * S * F

Hier is W is de watervoorzieningsfactor, N is de normale beschermingsfactor, S is de speciale beschermingsfactor, F is de brandweerstandsfactor.

Berekening voor de personen :

Het risico voor de personen R1 is per definitie : R1 = P1 / ( A1 * D1)

P1 = Potentieel Risico

A1 = Aanvaardbaar Risico

D1 = Beschermingsgraad

Het Potentieel Risico P1 is per definitie : P1= q * i * e * v * z

en q is de brandlastfactor, i is de verspreidingsfactor, e is de verdiepenfactor, v is de ventilatiefactor, z is de toegankelijkheidsfactor.

Het Aanvaardbaar Risico A1 is per definitie : A1= 1.6 - a - t - r

en 1.6 is de maximale waarde van A, a is de aanzetfactor, t is de evacuatietijdsfactor, r is de omgevingsfactor.

De beschermingsgraad D1 is per definitie : D1 = N * U

en N is de normale beschermingsfactor, U is de vluchtfactor.

Berekening voor de activiteiten:

Het risico voor de activiteiten R2 is per definitie : R2= P2 / ( A2 * D2)

P2= Potentieel Risico

A2 = Aanvaardbaar Risico

D2 = Beschermingsgraad

Het Potentieel Risico P2 is per definitie: P2= i * g * e * v * z

g is de oppervlaktefactor, e is de verdiepenfactor, v is de ventilatiefactor, z is de toegankelijkheidsfactor.

Het Aanvaardbaar Risico A2 is per definitie : A2= 1.6 - a - c - d

en 1.6 is de maximale waarde van A, a is de aanzetfactor, c is de inhoudsfactor, d is de afhankelijkheidsfactor.

De beschermingsgraad D2 is per definitie : D2= W * N * S * Y

en W is de watervoorzieningsfactor, N is de normale beschermingsfactor, S is de speciale beschermingsfactor, Y is de reddingsfactor.

BEREKENING VAN DE POTENTIELE RISICO'S

De Potentiële Risico's P, P1en P2 zijn producten van de brandlastfactor q, de verspreidingsfactor i, de oppervlaktefactor g, verdiepenfactor e, de ventilatiefactor v, en de toegankelijkheidsfactor z.

De brandlast factor q wordt berekend in functie van de brandlast. Dit is de hoeveelheid warmte die vrijkomt per oppervlakte-eenheid, bij de volledige verbranding van alle brandbare materialen die zich in het beschouwde lokaal bevinden. Ze bestaat uit de "roerende" brandlast Qm voor de inhoud en de "onroerende" brandlast Qi voor het gebouw.

De verspreidingsfactor i duidt aan hoe gemakkelijk een brand zich kan verspreiden. Men berekent hem in functie van T, de temperatuurstijging nodig om de inhoud te doen ontvlammen of te beschadigen; van m , de gemiddelde afmeting (in meter) van de inhoud; en van M , de brandbaarheidsklasse van de oppervlakken.

De oppervlakte factor g duidt de horizontale invloed van de brand aan. Men berekent hem in functie van l, de theoretische lengte van het compartiment en van b, de equivalente breedte.

De verdiepenfactor e duidt de vertikale invloed van de brand aan . Men berekent hem in functie van E, de nummering der verdiepingen.

De ventilatiefactor v bepaalt de invloed van de rookgassen. Men berekent hem in functie van h, de hoogte van het plafond van het compartiment; van de ventilatiecoëfficiënt k en van Qm, de "roerende" brandlast. De ventilatiecoëfficiënt k geeft de verhouding tussen de oppervlakte die beschikbaar is om de rookgassen af te voeren en de totale vloeroppervlakte van het compartiment.

De toegankelijkheidsfactor z bepaalt de invloed van de toegangsmogelijkheden. Men berekent hem in functie van b, de breedte van het compartiment; van H, het hoogteverschil tussen het compartiment en de begane grond (het toegangsniveau); en van Z, de toegangsrichtingen. Aangezien de brandbestrijding merkelijk moeilijker is voor ondergrondse verdiepingen, voorziet de formule een onderscheid tussen de positieve waarden ( H+ ) ,voor de verdiepingen, en de negatieve waarden (H-) ,voor de kelders.

BEREKENING VAN DE AANVAARBARE RISICO'S

De Aanvaardbare Risico's geven weer dat mensen een bepaald niveau van brandgevaar aanvaarden voor zover er geen onomkeerbare gevolgen zijn. Ze worden berekend met a, de aanzetfactor; t, de evacuatietijdsfactor; c de inhoudsfactor; r, de omgevingsfactor en d,de afhankelijkheidsfactor.

De aanzetfactor a bepaalt de aanwezigheid van brandoorzaken in het gebouw. Deze liggen vooral bij de menselijke hoofd- en nevenactiviteiten, de verwarmingswijze; de elektrische installaties; het gebruik van ontvlambare producten ; de gevaarlijke bewerkingen.

De evacuatietijdsfactor t bepaalt de evacuatietijd. Men berekent hem in functie van het aantal en de beweeglijkheid van de personen, van de afmetingen van het gebouw, en van de kenmerken van de evacuatiewegen.

De inhoudsfactor c bepaalt de waarde van de inhoud. Men berekent hem in functie van de absolute waarde van de goederen en van de vervangingsmogelijkheden.

De omgevingsfactor r bepaalt in hoeverre de omgeving vijandig is voor de evacuatie. Men berekent hem in functie van de "onroerende" brandlast Qi; en van M, de brandbaarheid van de oppervlakken.

De afhankelijkheidsfactor d bepaalt de afhankelijkheid van de economische activiteit. Het is de verhouding tussen de toegevoegde waarde en het omzetcijfer.

BEREKENING van de BESCHERMINGSGRADEN

De beschermingsgraden worden berekend met de factoren W, voor de watervoorziening, factor N, normale bescherming; factor S, speciale bescherming; brandweerstandsfactor F; vluchtfactor U en reddingsfactor Y.

De watervoorzieningsfactor W bepaalt de kwaliteit van de waterbronnen. Men houdt rekening met de hoeveelheid beschikbaar water, met de druk op het verdeelnet, met het distributiesysteem en met het aantal aansluitpunten.

De normale beschermingsfactor N bepaalt de kwaliteit van de normale beschermingsmiddelen. Men beoordeelt de kwaliteit van de keten waarschuwing - eerste tussenkomst - hulp van buiten.

De speciale beschermingsfactor S bepaalt in welke mate de bescherming versterkt werd met automatische middelen, door overvloed aan middelen, en door het verhogen van de betrouwbaarheid.

De brandweerstandsfactor F bepaalt de waarde van de brandweerstand van de bouwelementen, maar met een correctie voor de speciale bescherming.

De vluchtfactor U bepaalt in welke mate de evacuatiemogelijkheden werden uitgebreid, verbeterd en beschermd.

De reddingsfactor Y bepaalt in welke mate de neuralgische punten, de basisgegevens en de productieketens werden beschermd.

FRAME 2008

Alle berekeningen voor FRAMME kunnen uitgevoerd worden met een EXCEL rekenblad dat in meerdere taalversies beschikbaar is vanaf 31 juli 2008