Provning av automatiska släcksystem för fasadbränder

De senaste årens många katastrofala bränder i höga byggnader har visat på riskerna när fasadelement och ofta även termiska isolering är brännbar. Byggnadernas höjd medför också att brandsläckning från marknivå är närmast omöjlig. Ett sätt att förbättra brandskyddet är installera ett utvändigt, släcksystem som aktiverar i ett tidigt skede av brandförloppet och förhindrar eller begränsar den utvändiga brandspridningen.

En ny provningsmetod har utvecklats för att prova automatiska släcksystem för utvändigt skydd. Metoden har redan använts för att prova ett kommersiellt släcksystem. Under senare år har ett stort antal omfattande bränder i höga byggnader inträffat där en rumsbrand eller brand på en balkong spridit sig till det utvändiga fasadmaterialet. Omtalade exempel är bränderna i Al Tayer Tower (Dubai 2012),

Polat Tower (Istanbul 2012), Tamweel Tower (Dubai 2015), Marina Torch (Dubai 2015), Torch Tower (Dubai 2017) och Grenfell Tower (London 2017), men det finns många fler fall. Problematiken är kopplad till fasadelement av aluminium med en brännbar kärna av expanderad plast, ofta i kombination med termisk isolering av brännbart material. Detta kan bidra till en mycket snabb utvändig brandspridning och även brandspridning i luftspalten mellan fasadelementen och byggnadens bärande konstruktion.

Det svenska företaget Unifire AB har tillsammans med amerikanska Johnson Controls utvecklat ett släcksystem för utvändigt brandskydd av höga byggnader. Systemet kallas Spraysafe AFSTM och består av vattenkanoner, flamdetektorer och programvara. Varje vattenkanon är installerad på en rörlig bom som skjuts ut från fasaden vid detektion av en brand. Vattenpumpar startar, rörsystemet trycksätts och med informationen från detektorerna riktar programvaran in en vattenstråle mot branden. Brandens position beräknas kontinuerligt och systemet anpassar riktning och spridningsbild därefter.

Med ett antal strategiskt placerade vattenkanoner kan flera hundra meter höga byggnader skyddas. Vattenkanonerna klarar att samverka så att vatten mot en eventuell brand distribueras från flera kanoner, placerade på nivåer både över och under branden.

Bild 2. Försök med en fullt utvecklad rumsbrand där kraven är att systemet ska förhindra brandspridning till fasadelementen.

SP Metod 5483 utvecklades specifikt för den här typen av automatiska släcksystem och innehåller flera moment. Dels en provning där detektionsförmågan samt vattenkanonernas räckvidd och precision provas. En mindre utvändig brand anläggs och systemet ska klara av att distribuera vatten mot branden inom 30 sekunder efter att den detekterats. Provningsmomentets krav ska uppfyllas både med en placering av vattenkanonen ovanför och nedanför brandkällan och brandkällan placeras i fem alternativa positioner över hela vattenkanonens täckningsyta.

I det andra provningsmomentet simuleras en fullt utvecklad rumsbrand. Här används den försöksrigg som beskrivs i metoden ”SP Fire 105”, för brandprovning av fasader. Försöksriggen har en brandkammare med baljor som fylls med heptan, vilket ger en brand med representativ intensitet och varaktighet. Runt och över brandkammarens öppning installeras fasadelement över en total yta om 4,0 meter (bredd) och 6,0 meter (höjd). Provnings metoden preciserar inte vilken typ av fasadelement som ska användas. Valet av fasadelement ska vara representativt för det som används i praktiken och elementen ska installeras på ett representativt sätt. Provningsmomentets krav ska uppfyllas både med en placering av vattenkanonen vertikalt ovanför, diagonalt nedanför och horisontellt vid sidan av branden. Kravet är att brandspridning ska förhindras i och på utsidan av fasadelementen, vilket verifieras både med mätning av gastemperaturer och en efterföljande bedömning av brandskadornas omfattning.

FULLSKALIG PROVNING I DUBAI

Våren 2018 genomfördes en försöksserie med Spraysafe AFSTM systemet vid Thomas Bell-Wright International Consultants i Dubai. Försöken övervakades av personal från RISE Safety.

Försöken krävde en 25 meter hög och 35 meter bred stålkonstruktion som efterliknar en fasad. Utsidan kläddes med obrännbara skivor och försöksriggen enligt SP Fire 105 integrerades i två positioner i marknivå. Två olika placeringar av vattenkanonen provades, en position vid det övre högra hörnet och en position vid det nedre högra hörnet av uppställningen. Bild 1 visar spridningsbilden för den vattenkanon som var placerad vid försöksuppställningens nedre högra hörn. Här syns också positionerna för tre av de fem brandkällor som föreskrivs i metoden för att prova systemets detektionsförmåga, räckvidd och precision.

Försöksresultaten var överlag mycket goda. Det provade systemet detekterade bränderna inom 10 sekunder, vatten distribuerades inom mellan 6 sekunder och 28 sekunder och brandkällan antingen dämpades eller släcktes helt. Vid försöken med en fullt utvecklad rumsbrand förhindrade systemet brandspridning till fasadelementen. Försöken visar också att provningsmetoden väl speglar aktuella brandrisker och att de olika provningsmomenten ställer höga krav på det system som provas.

MAGNUS ARVIDSON, Brandingenjör och projektledare RISE

JOEL BLOM, Projektledare RISE