Kriterier for valg av beredskapskonsept

__NUMBEREDHEADINGS__

Innledning

Dagens forskrifter og krav gir vesentlig strengere krav både når det gjelder infrastruktur og rullende materiell enn det som i stor grad har vært vanlig for eldre tunneler og togmateriell. Blant annet er det svært vanskelig å antenne innredningsmaterialer i tog som er brannhemmet i henhold til moderne standarder, og TSI for SRT krever at tog som skal trafikkere tunneler med lengde over 5 km skal tilfredsstille definerte krav for å kunne kjøre ut av tunnel i en brannhendelse.

Historiske erfaringer fra norske og europeiske jernbaner viser at dagens europeiske jernbanenett (EU-27 + CH +No) har vist en stadig bedret sikkerhetsstandard gjennom de siste 30 år og hvor branner i tog, enten de skjer i tunnel eller på linje i dagen, bidrar svært lite til den risiko de reisende utsettes for.

Den viktigste og hyppigst benyttede rømningsveg ved brann i tog i tunnel er at toget kjører ut av tunnelen for evakuering og slukking utenfor tunnel. Erfaringer fra Norge og en del andre land indikerer at så mye som 75 – 90 % av togene kjører ut av tunnel eller fram til stasjon for evakuering. Det neste alternativet er at toget stopper kontrollert ved en rømningsutgang.

Forskningsresultater og brannhendelser viser at brannutviklingen som kan forventes ved en brann i et tog med moderne brannhemmende innredning er mye langsommere enn det som tidligere har blitt lagt til grunn. Basert på dette er følgende brannutviklingskurve utarbeidet. Maksimum vil variere noe etter tunnelkonsept og ventilasjonshastighet, men innledningen antas å være uavhengig av tunnelkonsept og ventilasjon.

Figur: Brannintensitetskurve

Forskrifter og krav - dagens norske status

Krav knyttet til infrastruktur

Teknisk spesifikasjon for interoperabilitet i forbindelse med sikkerhet i jernbanetunneler (TSI for SRT)

EU har vedtatt en rekke tekniske spesifikasjoner for interoperabilitet (driftskompatibilitet) for å sikre samtrafikkevnen til de europeiske jernbaner. En av disse TSI-ene omhandler sikkerhet i jernbanetunneler og er adoptert i Norge gjennom forskrift “Vedtak 2008/163/EF – TSI-sikkerhet i jernbanetunneler”

TSI-for SRT spesifiserer krav til bredde og belysning av rømningsveger, maksimal avstand mellom nødutganger avhengig av tunnelkonsept samt minstekrav til dimensjon på dører i rømningsveg, skilting, kommunikasjonsutrustning etc. I tillegg spesifiseres hvilken brann-belastningskurve som skal brukes for bærende konstruksjoner i tunnel. Kravene er videreført i Jernbaneverkets tekniske regelverk.

For trafikk av tunneler skiller TSI for SRT mellom to ulike togtyper med ulike brannsikkerhets-egenskaper, spesielt knyttet til togets evne til å kjøre ut av tunnelen ved brann i materiellet:

Kategori A materiell, for tunneler inntil 5 km i lengde, skal begrenses til strekninger hvor det ikke forekommer tunneler av større lengde, og hvor kjøretiden til sikkert sted for evakuering ikke overstiger 4 min med en hastighet på 80 km/h.

Kategori B materiell er tilpasset for trafikkering av det trans-nasjonale nett uavhengig av tunnellengden og skal tillates å kjøre i alle tunneler i det trans-Europeiske nettet. Materiellet skal utrustes for å kunne kjøre ut av 20 km lang tunnel med brann om bord og utrustes med brannbarrier som kan motstå en fullt utviklet brann i minimum 15 min og sikre framdrift i tilsvarende lengde.

De ovennevnte begrensninger på driftsområde for togmateriell i henholdsvis Kategori A og B gjelder for nytt materiell bestilt etter at TSI-en trådte i kraft. Det legges ingen begrensninger på bruk av eksisterende materiell som er i drift på strekninger som i følge TSI krever enten Kategori A eller Kategori B materiell. Derimot er det ikke tillatt å omdisponere eksisterende materiell som ikke tilfredsstiller Kategori B krav til å trafikkere strekninger som har tunneler med slike materiellkrav.

Dette betyr at kommer det en ny tunnel med Kategori B krav på en strekning som i dag trafikkeres av materiell som ikke tilfredsstiller Kategori B krav kan den trafikken fortsette. Man kan imidlertid ikke introdusere annet ikke-Kategori B materiell på strekningen enn det som går der når den nye tunnelen tas i bruk.

Jernbaneverkets tekniske regelverk

Jernbaneverkets tekniske regelverk spesifiserer hvilke krav Jernbaneverket stiller til nye tunneler med hensyn til utforming og utførelse av nye tunneler. Blant annet krav vedrørende minste tverrsnitt for enkelt og dobbeltsporede tunneler avhengig av hastighetsstandard samt minimum bredde på rømningsveger med håndløper, belysning og minsteavstand mellom rømningsutganger. Jernbaneverkets spesifikasjoner tilfredsstiller de krav som stilles i TSI for SRT. Når det gjelder krav til avstand mellom rømnings-utganger er disse:

• 500 m for 2 parallelle enkeltsporede tunneler
• 1000 m for enkeltløpede tunneler

JBVs tekniske regelverk, i likhet med TSI for SRT, har ingen krav til mekanisk ventilasjon av tunneler.

Jernbaneverkets krav til nye tunneler tilsier en vesentlig heving av sikkerhetsnivået for nye jernbanetunneler i forhold til flertallet av de eldre tunnelene.

Brannvernlov og forskrifter

Brann- og eksplosjonsvernloven

Brann- og eksplosjonsvernloven gir lovgivende rammer for brannforebygging, branntilsyn og brannberedskap i Norge. I “§ 6. Forebyggende sikringstiltak og vedlikehold” spesifiserer loven hvilke forpliktelser en eier av et byggverk eller objekt har ned hensyn til brannsikring:

• Eier av byggverk, område, transportmiddel, produksjonsutstyr, annen innretning eller produkt plikter å sørge for nødvendige sikringstiltak for å forebygge og begrense brann, eksplosjon eller annen ulykke.
• Eier og bruker av byggverk, område, transportmiddel, produksjonsutstyr, annen innretning eller produkt plikter å holde bygningstekniske konstruksjoner, sikkerhetsinnretninger og øvrige sikringstiltak til vern mot brann, eksplosjon eller annen ulykke i forsvarlig stand og påse at disse til enhver tid virker etter sin hensikt.
• Eier eller bruker skal etter en eventuell brann, eksplosjon eller annen ulykke sørge for vakthold og andre nødvendige sikringstiltak når leder av brannvesenet krever dette.

Departementet kan gi forskrifter om eiers og brukers plikter til rapportering, sikringstiltak, vedlikehold og vakthold etter denne bestemmelsen.

Paragraf 13 i loven omhandler særskilte brannobjekter som kommunen pålegges å føre spesielt tilsyn med:

• Kommunen skal identifisere og føre fortegnelse over byggverk, opplag, områder, tunneler, virksomheter m.m. hvor brann kan medføre tap av mange liv eller store skader på helse, miljø eller materielle verdier.
• Kommunen skal sørge for at det føres tilsyn i byggverk m.m. som nevnt i første ledd for å påse at disse er tilstrekkelig sikret mot brann. Tilsynet skal omfatte alle forhold av betydning for brannsikkerheten, herunder bygningsmessige, tekniske, utstyrsmessige og organisatoriske brannsikringstiltak og forhold av betydning for gjennomføring av brannbekjempelse og øvrig redningsinnsats.
• Kommunen skal overfor sentral tilsynsmyndighet kunne dokumentere hvordan tilsyn med byggverk m.m. som nevnt i første ledd, som kommunen eier eller bruker, er gjennomført, og hvordan eventuelle pålegg er fulgt opp.

Departementet kan gi forskrifter om tilsyn med særskilte brannobjekter.

Forebyggendeforskriften

Dette er en forskrift om brannforebyggende tiltak og tilsyn. Forskriften spesifiserer eiers og brukers forpliktelser i forhold til brannforebygging og brannsikring for generelle brannobjekter og særskilte brannobjekter.

Generelle krav til eier og bruker av brannobjekter er primært gitt i Kap 2 og er av relativt allmen karakter. Paragraf 2-3 omhandler rømning av personer og lyder som følger:

• “Eier av ethvert brannobjekt skal sørge for at rømningsveiene til enhver tid dekker behovet for rask og sikker rømning.
• Eier skal i brannobjekt, der det er nødvendig, sørge for at rømningsveiene har et tilfredsstillende ledesystem.”

Disse krav er ytterligere utdypet for særskilte brannobjekter i Kap 4 som inkluderer følgende formuleringer:

• Eier skal etter en risikovurdering sørge for å sikre tilstrekkelig rømningstid for personer gjennom tekniske tiltak som ledesystemer, brannalarmanlegg, manuelt slokkeutstyr og egnede stasjonære slokkeanlegg i henhold til § 2-1 annet ledd.
• Kommunen kan kreve at brannalarmanlegg skal knyttes til alarmsentral eller direkte til nødalarm-sentral.

Hva som er funksjonsbehovet for rømningsveier i en jernbanetunnel og når og hvordan dette skal ansees tilstrekkelig oppfylt er ikke spesifisert og kan være gjenstand for fortolkning.

Brannetatenes holdning til risikobaserte ulykkesscenarier

Generelt er brann- og nødetatene mindre opptatt av risikoanalyser og probabilistisk tilnærminger til brannrisiko i ulike objekter siden de blir tilkalt først når ulykken er ute. Når de blir tilkalt er det som regel ulykke enten det er lav eller høy sannsynlighet for brann i objektet.

Jernbanetunneler er ikke vesensforskjellig fra andre brannobjekter ved at det er tilnærmet umulig å eliminere all tenkelig brannrisiko i forbindelse med objektet og hovedspørsmålet er hvilken restrisiko samfunnet kan akseptere for disse objektene. Erfaringer så langt både i Norge og internasjonalt viser at risikoen er lav. For å oppnå mest mulig effektive og relevante tiltak er det viktig at brann- og redningsetatene er med på å vurdere og diskutere valg av dimensjonerende brannscenarier for nye jernbanetunneler både i lys av forskningskunnskap, erfaring fra erfarte hendelser og status med hensyn til framtidig utforming av tunneler og tog.

Krav til rullende materiell

TSI for “Locomotives and passenger rolling stock” (TSI Loc & pas)

Dette er en TSI som setter interoperabilitetskrav til lokomotiver og passasjertog som skal brukes på det trans-Europeiske nettet. Krav knyttet til brannsikkerhet og evakuering finnes i kap 4.2.10.

Denne TSI-en er noe nyere enn TSI for SRT og har derfor inkludert ytterligere spesifiserte tiltak knyttet til materialkrav for rullende materiell (TSI for Loc & pos 4.2.10.2) og brannskiller i tog (TSI for Loc & pos 4.2.10.5).

Branntekniske normer standarder for tog

Det finnes ulike branntekniske normer og standarder for konstruksjon, utrustning og materialvalg i tog. Tidligere har NSB fulgt UIC 564-2 og Trykk 408 som har vært den norske tilpasningen av UIC 564-2. I tillegg har disse standarder vært supplert av tyske og britiske standarder og normer når det gjelder spesifisering av materialbruk og branntester av materialer og produkter.

CEN/CENELEC prEN 45545

Den europeiske standardiseringsorganisasjonen CEN/CENELEC har i en periode arbeidet med en ny brannteknisk standard EN 45545 for tog, blant annet for å avløse nasjonale standarder og UIC 564-2 som er en bransjestandard og ellers supplere TSI-ene vedrørende teknisk og praktisk oppfylling av TSI-enes funksjonsrettede krav.

EN 45545 er oppdelt i sju delpublikasjoner som følger:

• Part 1: General
• Part 2: Requirements for fire behaviour of materials and components
• Part 3: Fire resistance requirements for fire barriers and partitions
• Part 4: Fire safety requirements for railway rolling stock design
• Part 5: Fire safety requirements for electrical equipment including that of trolley buses, track guided buses and magnetic levitation vehicles
• Part 6: Fire control and management systems
• Part 7: Fire safety requirements for flammable liquid and flammable gas installations

De fleste av delene finnes fortsatt kun som pre-versjoner, dvs de er ikke formelt godkjent i henhold til standardorganisasjonens godkjenningsrutiner, men de er allerede i bruk for konstruksjon av nye tog.

Brannteknisk status for rullende materiell i Norge i dag og i framtida

NSB

Flirt

Hovedmateriellet i NSBs framtidige trafikk i Østlandsområdet blir de nye Flirt-togene som er under leveranse fra Stadler Bussnang i Sveits. NSB får i løpet av de nærmeste år levert 50 nye togsett (24 regiontog (Type 74) og 26 lokaltog (Type 75))

•Type 74 (regiontog) har seter for 264 passasjerer •Type 75 (lokaltog) har seter for 295 passasjerer

I tillegg har NSB opsjon på bestilling av ytterligere 100 Flirt-tog.

De nye Flirt-togene er bygd i henhold til brannsikkerhetskrav i EN-45545 1-7 og tilfredsstiller kravene til Category B tog nevnt i TSI for SRT 1.1.3.2., dvs. alle avvik er formelt behandlet. Dette er materiell som tilfredsstiller de strengeste krav for tunneltrafikk.

Eksisterende materiell i trafikk

Av eksisterende eldre materiell ser NSB for seg følgende status i de nærmeste år og henholdsvis fram mot 2021 og 2031:

Endringer de nærmeste år:

• I 2014 er 69 A/B ute av drift. (69 A/B forsvinner med implementeringen av Type 75.)
• I løpet av de påfølgende år forsvinner også ikke ombygde Type-5, 69D-I, G
• Type 70 vil over tid, dvs. etter ferdigstilt Flirtleveranse, forventes kun å gå i innsatstog, dvs morgen og ettermiddagsrush henholdsvis til og fra Oslo.
• I 2021forventes følgende materielltyper å være ute av drift:
  • 69D-II og 69C-II
  • Type 92
  • Di 4
  • WLAB-2

Følgende av dagens materielltyper forventes å være i drift fra 2021 med levetid minst til 2031:

• Flirt (Type 74 & 75)
• Type 72
• Type 73A & B
• El 18
• Ombygde/oppgraderte Type B5
• Oppgraderte Type B7
• Type 93

De senere år har NSB brukt store midler på totalfornyelse av store deler av eksisterende materiell. Dette gjelder blant annet passasjervogner av Type 5 og Type 7 samt deler av materiellparken av eldre elektriske motorvogner.

Ved oppgraderinger av materiell har man fulgt spesifikasjoner i tidligere Trykk 408 som er en norsk utgave av UIC 564-2.

Forskjell mellom Trykk 408 og UIC 564-2 går på følgende:

• norske tog er halogenfrie mht kabelisolasjon og andre plastprodukter
• termisk isolasjon skal så langt mulig være ikke brennbar
• testmetodene ved antenning er noe annerledes (men testmetodene er snarere forskjellige enn at den ene er mer konservativ enn den andre).

Man har bare i liten grad data mht giftighet i røyk fra branntester av interiør og lignende med unntak av for Type-74 og Type-75.

Indre brannskiller

1. De fleste materielltyper har endedører mot overgang til nabovogn som har 15 min brannmotstandsevne, dvs til sammen 30 min brannmotstandsevne fra en vogn til den neste  
2. For B7 personvogner: Det er endedører mot yttergang, men disse er ikke branndører med testet brannmotstandsevne. Overganger i yttergang mellom to vogner er generelt uten dører. Internt i vogna er det kun seksjonering mellom himling og yttervogn – dvs at uforbrente branngasser kan ikke spre seg fra en ende av kupeen til en annen over himlingen.

I brannen på Hallingskeid sommeren 2011 sto en av vognene i sin helhet inne i et parti av snøoverbygget som var bygd av betong og var ikke utsatt for ekstern brannpåvirkning. Denne vogna hadde ikke nevneverdig brannskade dvs. brannen spredde seg ikke gjennom vognskillene mot den vognen som ikke var utsatt for ekstern brann.

Nødutganger

I norske tog har man nødutganger “overalt”:

• Dører kan nødåpnes med mekanisk åpningsinnretning
• Type 73 har et stort panoramavindu som kan skyves ut og fungere som nødutgang der Flytogets Type 71 har en dør.
• Alt materiell unntatt Type 93 har også glassknusehammere eller slipplister etc i kupeene
• Type 93 har vinduer som er limt til vognkassen og man får ikke vekk glasset om det knuses.

Overstyring av nødbrems

Overstyring av nødbrems krever branndeteksjon og kommunikasjon: Dette er installert, eller blir installert, i forbindelse med pågående prosjekter på de fleste tog. Tog med lokomotiv og vogner vil ikke ta dette i bruk før alt materiell er klargjort for dette å få lik operativ prosedyre på alle tog med lokomotiv og vogner.

Innen 2014 skal man ha dette på alt materiell, med unntak av Type 92 og 69 (69C-II har) som uansett vil tas ut av drift innen 2021.

Løsing av bremser etter nødbremsing

Ved spenningsløs kontaktledning

På grunn av små forrådsbeholdere i trykkluftsystemet på Type 73 kan det være problemer å få løst ut bremser etter nødbremsing på Type 73 når kompressor ikke er i drift og hele bremse-ledningen er tømt for trykkluft. Dette er ikke et generelt problem for andre NSBs tog.

Ved nødbremsaktivering fra publikumsarealer

For tog som ikke har system for nødbremsoverstyring kan en løsing av trykkluftbremser som er blitt aktivert gjennom nødbremsehåndtak i publikumsarealer være et problem som forsinker videre ferd, slik det er vist ved enkelte ulykkeshendelser deriblant Hirschengrabenulykken.

Flytoget

Flytogets materiell Type 71 er i stor grad likt med Type 73 og ble levert over samme lest, selv om det er noen mindre forskjeller, spesielt med hensyn til antall dører hvor Type 71 har 2 dører per vogn mens Type 73 har kun en dør per vogn.

Oppsummering av status for norske tog

På fornyet materiell er det stort sett gjennomført en intern totalfornyelse av alt av innredning og bekledning hvor brannhemmende materialer er brukt. Dette materiellet skiller seg derfor ikke vesentlig fra de krav som stilles i TSI for SRT samt TSI for Loc & Pas eller kravene i EN 45545 1-7. Forskjellen på gamle og nye tog i forhold til TSI-krav for Category B går først og fremst på tilfredsstillelse av spesielle krav for å ivareta evnen til å kjøre ut av tunnelen – ikke brannutviklingskurven i seg selv, men selv uten formell oppfyllelse av Category B krav i TSI vil det normalt være god framdriftsevne ved de fleste branntilløp.

En kan derfor konkludere at for tog som skal være i drift fra 2016 og utover holder innredning og innerbekledning i dagens norske persontog god brannsikkerhetsstandard. De eldre togene er blitt oppgradert med brannhemmende materialer og det er ikke forventet stor forskjell i brannutvikling i en brann i et nytt eller et gammelt tog. I erfarte branner/ branntilløp har man opplevd at stolene ikke har tatt fyr ordentlig, f.eks. på Bratsbergbanen 9.9.2010. Brannutviklingen vil i stor grad være dominert av bagasjemengde og bagasjeinnhold. På visse strekninger kan innhold i bagasje også være en utfordring.

Operative forskrifter

TSI for drift og trafikkstyring

Blant kravene her er at det i samarbeid med togoperatører og redningsvesen skal utarbeides beredskapsplaner knyttet til håndtering av situasjoner som:

• brann i tog
• evakuering av tog
• ulykker i tunnel

Overordnet samsvarer dette med de krav brannvernloven og “forebyggendeforskriften” stiller i Norge.

Erfaringer fra Norge

Tunnelandel i linjenettet

Det er en omfattende bestand av jernbanetunneler i Norge hvor ca 8 % av jernbanenettets lengde er forlagt i tunneler.

Hvor stor andel av togtrafikken i Norge som går i tunnel er mer utfordrende å beregne. Tradisjonelt har Bergensbanen, Sørlandsbanen og Nordlandsbanens nordre del samt sidelinjer som Flåmsbana hatt stor tunnelandel. Eksempelvis er tunnelandelen bortimot 50 % fra Finse mot Bergen og mellom Kristiansand og Moi på Sørlandsbanen. Østlandet og Trøndelag har tradisjonelt hatt langt lavere tunnelandel, og på Dovrebanen på strekninga Lillestrøm – Trondheim er tunnelandelen bare ca 2 %.

Siden 1970-tallet med åpningen av Lieråsen tunnel har tunnelandelen rundt Oslo økt med flere nye og lange tunneler som Lieråstunnelen, Oslotunnelen, Romeriksporten, Bærumstunnelen, Tanumtunnelen og Skaugumtunnelen. På den høyt trafikkerte strekninga Drammen - Lillestrøm er det i dag ca 75 % tunnelandel for hovedparten av togene. Også for andre deler av nettet.

Grove overslag på dagens trafikk i Norge antyder en tunnelandel på over 10 % på utførte persontogkm for landet som helhet og mye over dette for enkelte togtyper i Oslo-området. Spesielt tog som kjører hele eller deler av strekningen Drammen – Lillestrøm på de nybygde dobbeltsporene får høy tunnelandel.

Egne kommentarer

Følgende sikkerhetstiltak belyses:

• Dimensjonerende brann: TSI SRT legger til grunn en branneffekt på 25 MW for konstruksjoner med full varmeutvikling etter 15 min.

Viser til artikkel "Train Fire Hazard...", som konkluderer med følgende: Maksimal sannsynlig brann for persontog (lightrail) konstruert etter dagens standarder er 1,8 MW. Ved ildspåsettelse kan branneffekten for slikt rullende materiell bli maksimalt 2,7 MW.

Det må skaffes en oversikt over persontog bygget etter dagens standard pr. år fom 2012 (Christopher).

• Tømmetid for tog: Hvilke kriterier skal man benytte? I NS 3901 (Risikoanalyse av tunneler og underjordiske anlegg for t-bane og jernbane) er det beskrevet en tømmetid for tog på 5 min. Rømningshastighet er analysert i ulike rapporter (se rapport 3126, Lunds universitet 2003 og paper fra konferanse i 1993 som diskuterer hastighet som følge av persontetthet). Alternativt kan man benytte en differensiert modell, ref. Follobanen.

Dokumentasjon av tømmetider må skaffes. Dokumentasjon av rømningshastighet anses som tilstrekkelig. Lastes opp pdf-artikler eller lenkes til nettartikler.

DNV benytter seg av ulik størrelse for ganghastighet i og utenfor røyklagt område, samt skiller i analysene på ganghastighet til de raskeste og de seneste passasjerer. Oppgitt ganghastiget ffra Jernbaneverket er 0,2 m/s (hvor har de dette fra?).

• Ventilasjon: Det stilles ikke krav til ventilasjon i TSI SRT. Dette er begrunnet i presentasjonsrapporten til TSI SRT. Argumentene belyses og benyttes som underlag for anbefaling. Her vil det også være naturlig å belyse forskjellen på vei- og jernbanetunneler. Bruk TSI SRT for å belyse dette. I hvilken grad påvirkes effekten av ventilasjon av brannens størrelse.

Prosjektene opplever ofte uklarheter i forhold til krav til ventilasjon. I praksis blir ventilasjon ofte satt opp mot tiltak om avstand mellom rømningsvei, da begge tiltak reduserer eksponeringstid i røyk. Ventilasjon er et tiltak hvor påliteligheten avhenger båda av teknisk oppe-tid og av menneskelig betjening. TSI SRT innehold ingen krav til ventilasjon. DNV anbefaler ikke å innføre et generelt krav om røykventilasjon, selv om det kan anbefales i flere aktuelle tunneler.

Grunnlag for vurderinger av nytte og effekt av ventilasjon innhentes.

• Mal for beredskapsanalyse og -plan: TSI SRT 4.4.3-4.4.7 og henvisning til TSI OPE 4.2.3.7 (scenarioer). Se eksempel i appendiks til presentasjonsrapporten (TSI SRT).

Brannvann: TSI SRT angir et minimumskrav for vannmengde, men henviser til beredskapsplanen for hvordan vannet skal fremføres i tunnelen. Strømuttak.

• Avstand mellom rømningstunneler: Prosjektet vil kontrollere at TSI SRT-kravene for evakuering tilfredsstiller Jernbaneverkets akseptkriterier for de aktuelle tunnelkonseptene. Rømningskonsept må gjøres klart.

Vurdere sikkerhet opp i mot krav i styringssystemet (Safiye)

Prosjektets mål vil være å harmonisere TSI SRT-krav for Teknisk regelverk og beredskapshåndboken. I tillegg vil man vurdere behov og muligheter for særnorske krav samt bestemme kriterier for bruk i risiko- og beredskapsanalyser.