Hållbart samhälle – nya brandtekniska utmaningar

Inom byggbranschen utvecklas metoder, produkter och material i syfte att minska miljöpåverkan, en utveckling som behöver gå ännu snabbare med tanke på framtida generationers möjlighet till en bra livskvalitet.

Juli 2018 var den varmaste på 260 år, för mig är det ett klart tecken på att utvecklingen av hållbara lösningar måste skyndas på. Innovativa idéer som introduceras på marknaden får dock inte bidra till att skyddsnivån i byggnader blir lägre än när konventionella byggnadstekniska lösningar tillämpas. 

Frågan är hur vi som jobbar med brandteknisk projektering ska hänga med i utvecklingen och kunna bidra till en hållbar framtid.
Jan Ottosson Sektionschef

För något år sedan projekterade jag  tillsammans med mina kollegor brandskyddet i ett nytt lager åt en stor europeisk biltillverkare. I projektet fick jag frågan ”vad gör vi med våra batterier”. Efter en del diskussion fram och tillbaka förstod jag frågan bättre, och jag skulle kanske ha kunnat listat ut svaret själv, biltillverkaren undrade över de svenska brandkraven kring sin stora lagring av batteripaketen till el- och hybridfordon. Min kunskap inom området lagring av bilbatterier var då väldigt liten och det fanns, och finns inte, något råd att få i Boverkets byggregler (BBR) eller annat regelverk. Jag tror också att om någon annan brandprojektör hade fått samma fråga hade svaret om vilken åtgärd som behövts blivit annorlunda eftersom vägledning inom området saknas idag.

Den här artikeln syftar till att väcka tankar om några av de brandtekniska utmaningar som den nya tekniken kan medföra. Svaren får vi över tid enas om så vi som branschkollektiv ger samma förutsättningar för olika byggprojekt och bidrar till ett hållbart samhälle och rätt brandskydd.

 

Hållbart brandskydd 

Hållbarhet kan delas upp i tre delar – social, ekonomisk och ekologisk [1]. Inom social hållbarhet kan till exempel arbetsmiljö, tillgänglighet och lika brandskydd för alla inkluderas. Ekonomisk hållbarhet kan vara kostnadseffektivt brandskydd, kostnad för egendomsskydd och försäkringskostnader. Ekologisk hållbarhet kan vara val av miljövänliga material vid byggnation och i brandskyddssystem, miljöpåverkan vid underhåll och ändring i byggnaden samt miljöpåverkan från en brand som uppstår. Ur ett hållbarhetsperspektiv är rätt brandskydd viktigt. Den negativa miljöpåverkan som en brand i en byggnad ger upphov till är mångfalt större än alla miljöbesparingar som gjorts genom aktiva val i projektering och byggnation.

Inom alla dessa områden finns arbete att göra med avseende på brandskydd. Det behövs en långsiktighet och koppling mellan projektering, byggskede och förvaltning för att ta hänsyn till och länka ihop socialt, ekonomiskt och ekologiskt hållbart brandskydd. Här kan certifieringssystem som till exempel Miljöbyggnad och BREEAM fylla en viktig funktion i de fall som brandkonsulten blir en part i arbetet.

BBR är funktionsbaserad vilket innebär att dess uppbyggnad med föreskrifter som är generellt hållna och allmänna råd som är preciserade syftar till att främja innovation och nya tekniska lösningar. Nya lösningar, metoder, produkter och material skapar dock frågeställningar inom områden där det finns mycket liten vägledning att få. Byggherrar, projektörer, entreprenörer med flera behöver värdera dessa med nyfikenhet, vetgirighet och en stor portion sunt förnuft för att bidra till ett hållbart byggande med bibehållen säkerhet.

Solenergi

Solenergi, foto: David Sailor.

Solenergi

Solceller och solelanläggningar subventioneras av staten. Dessutom fick Boverket i uppdrag av regeringen att underlätta bygglovsprocessen vid installation av anläggningarna [2]. Arbetet har utmynnat i att från och med 1 augusti 2018 behövs inget bygglov för att installera solcellsanläggningar under vissa förutsättningar. Vi kan därför sannolikt förvänta oss ett allt större antal solcellsanläggningar på nya och befintliga byggnader framöver.

Det finns en enorm yta av platta tak, fasader, balkonger och delar av byggnader som passar bra att klä med solceller. Vilken påverkan ger dessa på brandskyddet och vilka frågeställningar kan vi förvänta oss i projekten? Dessutom, vilka frågor kommer inte att ställas då undantag från bygglov görs för anläggningar där solcellspaneler och solfångare som monteras på en byggnad och följer byggnadens form [2]. Byggherren har oavsett bygglov eller inte ansvar för att åtgärder i byggnad uppfyller relevanta lagar och regler. Dock kan det vara svårt för byggherren att avgöra om så är fallet genom att enbart förlita sig på leverantörens uppgifter om produkten. Leverantören kan ha begränsad kunskap om BBR och brandsäkerhet.

Sedan 2016 finns en standard för byggnadsintegrerade solceller som ska förenkla för tillverkare, arkitekter, byggfirmor och installatörer och för provningsföretag och myndigheter. Standarden behandlar solcellsmoduler som ingår i själva byggnaden, till exempel som fasadelement. Standarden består av två delar – SS-EN 50583-1, Byggnadsintegrerade solceller – Del 1: Moduler, och SS-EN 50583-2, Byggnadsintegrerade solceller – Del 2: System. Standarden belyser dock inte frågeställningarna som jag skriver om nedan.

Lantbrukets Brandskyddskommitté har agerat på de många anläggningar som installeras. I juni släppte de en remiss på en revidering av Handbok för elinstallationer i lantbruk och hästverksamhet. Nytt i handboken är bland annat ett avsnitt om solcellsanläggningar och ett om batterilagring av el [3]. Remissen ger en hel del riktlinjer om hur Lantbrukets Brandskyddskommitté avser att brandskyddet bör vara på de byggnader och verksamheter som dom företräder. Handboken kommer att ge värdefull kunskap till de som projekterar och installerar solcellsanläggningarna.

 

Brand i solceller och skyddsåtgärder

Solceller och tillhörande kablage kan brinna, det finns många exempel att hitta genom en sökning på nätet. I ett inlägg på P4 [4] har Svenska elektrikerförbundet och försäkringsbolaget Länsförsäkringar kommenterat brandsäkerheten och bränder i solcellsanläggningar. Anledning till brand kan vara överslag, bristande underhåll, felaktigt montage, brandspridning från annat föremål med mera.

Den säkerhetsåtgärd, och utformning av denna, som diskuterats mycket vid installation av solceller rör räddningstjänstens möjlighet till frånskiljning av anläggningen i händelse av brand. Det är en säkerhetsåtgärd som är viktig och, beroende på anläggningens uppbyggnad, sker frånskiljning på många olika sätt. Räddningstjänstens behov av information vid tillfällen för insatser är anläggningsspecifik, det vill säga de behöver till exempel veta var panelerna finns, var anslutande kanalisation är belägen, var växelriktarna är placerade med mera.

Antalet olika lösningar för frånskiljning i befintliga och nya anläggningar kan göra att det tar längre tid för räddningstjänsten innan en insats kan påbörjas jämfört med en byggnad utan en solcellsanläggning. Det kan vara så att en brand i en byggnad med solcellsanläggning medför större egendomsskador då tidsaspekten är en mycket viktig faktor vid brandbekämpning. Avsaknad av standardlösningar för frånskiljning är därför ur ett hållbarhetsperspektiv väldigt viktigt att åtgärda. Arbete pågår inom området vilket är bra och nödvändigt.

Med hänsyn till egendomsskydd på en byggnad vid brand i en solcellsanläggning är det viktigt att förhindra att brand sprider sig in i byggnaden. Har anläggningen installerats på ett obrännbart takunderlag kan branden gå att kontrollera och släcka innan en stor skada sker på byggnaden. Många stora byggnader med platta tak som lämpar sig bra för solcellsanläggningar runt om i Sverige har dock isolering av cellplast och ett ytskikt av papp. Ett försäkringsbolag tillsammans med en fastighetsägare gjorde för några år sedan ett eget försök för att få en uppfattning om vad som kan hända vid brand i en solcellspanel på ett sådant tak. Det visade sig att delar av panelen smälte, en pöl av brinnande smält plast bildades på taket som i sin tur tog sig igenom pappen och cellplastisoleringen började brinna. Resultatet av försöket presenterades på en BIV-konferens (Föreningen för brandteknisk ingenjörsvetenskap) i Luleå 2016. Presentationen är inte fritt tillgänglig därför nämner jag inte företagens namn. Konsekvensen av fenomenet vid en verklig brand skulle kunna innebära en fullt utvecklad takbrand över en stor yta.

Det finns lösningar för att vid installation av solceller på papptak undvika fuktskador genom att till exempel skydda taket vid stödben och infästningar. På samma sätt behöver vi fundera på hur vi skall skydda den underliggande brännbara konstruktionen från brand från panelen i sig och även från ett överslag i kablage och transformatorer. Skyddet kan bestå i val av solcellspanel, en obrännbar sådan, eller att skydda taket under panelen genom någon typ av obrännbar skyddsbarriär.

 

Solceller som fasad

Vid ny- och ombyggnation har vi regler för att ta hänsyn till fasadmaterial och uppbyggnad för att förhindra brandspridning via fasad. Enligt BBR ska ytterväggar i byggnader i klass Br1 utformas så att den avskiljande funktionen upprätthålls mellan brandceller, brandspridning inuti väggen begränsas, risken för brandspridning längs med fasadytan begränsas och risken för personskador till följd av nedfallande delar av ytterväggen begränsas.

En beklädnad av solcellspaneler på en byggnad kan liknas vid en dubbelglasfasad, dock med skillnaden att det yttre skalet kan innehålla brännbara delar och är strömförande.

Dubbelglasfasader är en utmaning i sig för en brandprojektör. Branden som slår ut från ett våningsplan riskerar att spridas upp mellan fasad och den yttre glasningen till våningarna ovanför. I nya byggnader tas det ofta hänsyn till detta fenomen genom att installera sprinklersystem i byggnaden. Risken för brandspridning längs med fasadytan begränsas därmed genom att branden kontrolleras inom våningsplanet.

Då solcellspaneler monteras på befintliga byggnaders fasader behöver vi ta hänsyn till kraven i BBR. Kostnaden för installation av ett sprinklersystem i en befintlig byggnad kommer sannolikt i många fall att vara så hög att vinsten med att investera i en solcellsanläggning inte är motiverad. Vi behöver därför fundera på lösningar som ekonomiskt möjliggör en installation med bibehållen säkerhet. En möjlig lösning kan vara att bryta panelerna vid bjälklagen med tillräckligt långt skyddsavstånd.

Det är ofta de kostnadseffektiva panelerna med glasframsida som installeras på stora anläggningar. En snabb koll på de stora leverantörernas produktblad ger att ytskikten på dessa paneler uppfyller brandkraven som är tillämpliga för en- eller tvåplansbyggnader. Vid högre byggnader skärps kraven på ytskikt. En ytterligare aspekt att ta hänsyn till är infästningen av panelerna i fasaden. Detta för att begränsa risken för personskador av nedfallande paneler. Huvudsaken är att vi funderar igenom olika frågeställningar vid projekteringen och ger förutsättningar för en brandsäker installation.

 

Lagring av energi i byggnader

Litiumjonbatterier har väldigt bra energilagrande egenskaper. Dock har de vid brand egenskaper som farliga för hälsan och ett mycket snabbt brandförlopp som är mycket utmanande för räddningstjänsten. Vid det snabba brandförloppet bildas bland andra ämnen det extremt giftiga och hudpenetrerande ämnet vätefluorid. I skriften ”Nya risker för räddningspersonal vid bränder/gasning av batteripack hos e-fordon” [5] har MSB sammanställt kunskap om litiumjonbatterier i fordon. Sammanfattningsvis konstaterar MSB att de stora problemen uppstår då elfordon, det vill säga batterierna, brinner inomhus.

Det installeras litiumjonbatterier i byggnader för att lagra energi från solelsystem. Detta sker i både i villor och större byggnader. Staten subventionerar sådana installationer vilket gör investeringen än mer attraktivt och vi kan säkert förvänta oss många batteripaket i byggnader framöver.

Många byggnader har UPS-anläggningar för avbrottsfri kraft. Vi kan förmoda att företag och fastighetsägare framöver kommer att byta ut blybatterierna i UPS-anläggningar mot de mer effektiva litiumjonbatterierna. Det är en helt annan risk som förs in i byggnader och den påverkan som brand i litiumjonbatterierna kan ha på personer i byggnaden samt byggnadens brandskydd behöver utredas och värderas i samband med utbyten.

Hur svarar vi som brandprojektörer på frågan om skydd av batterierna i byggnaden? Skall de placeras i en egen brandcell motsvarande ett pannrum? Behöver utrymmet vara välventilerat samt åtkomligt direkt från det fria för räddningstjänstens insats? Frågorna kommer att dyka upp i projekten framöver och vi har ännu ingen lagstiftning eller branschpraxis att luta oss mot. Remissen från Lantbrukets Brandskyddskommitté [3] föredrar att ett större batterilager placeras i egen byggnad och ett mindre placeras i egen brandcell i byggnaden. Rådet är snarlikt det som idag gäller för pannrum i BBR, det vill säga att avskilja detta i en egen brandcell.

Elfordon i byggnad

Elfordon i byggnader.

Elfordon i byggnader

I en rapport från Trafikanalys [6] spås att Sveriges fordonsflotta i slutet av 2020 kommer att bestå av 29 procent el-, elhybrid- eller laddhybridfordon. Parkeringsgarage är redan idag en riskfylld insatsmiljö för räddningstjänsten. El-fordon, som vid brand bildar stora mängder hudpenetrerande giftiga gaser, ökar risken för insatspersonal ytterligare och kan medföra att manuell brandsläckning inte går att utföra med bibehållen säkerhet. Även personer som vistas i garaget, eller anslutande utrymmen, utsätts för en större risk på grund av det snabba brandförloppet och de giftiga gaserna.

Då en batteribrand inomhus kan ha ett brandförlopp som är mycket snabbt behöver vi i projekteringen ta hänsyn till detta. Parkeringsgarage har inte sällan långa gångavstånd till närmsta utrymningsväg som verifieras med alternativa metoder, beräkningar och datamodelleringar, för att säkerställa personsäkerheten i garaget. Den brandeffekt som brandkonsulten ansätter som dimensionerande för utrymningsförloppet kanske inte är representativa för den fordonsflotta som vi kan förvänta oss framöver då brandeffekten är baserade på bränder i fordon med fossila bränslen. Vi behöver också vara medvetna om de anlagda bilbränder som på senare år blivit allt vanligare i parkeringsgarage. Medvetenhet om en ökning av bränder som kan komma att involvera eldrivna fordon kan innebära att en riskbaserade metoder behöver tillämpas vid projekteringen vilket kan leda till något ökade projekteringskostnader. Kanske kommer parkeringsgarage att beaktas lite extra av försäkringsbolagen framöver på samma sätt som skolbränder gjorts under en längre tid. Kostnaden för egendomsskada vid bilbränder i garage är inte obetydliga. Det kan medföra att säkerhetssystem som till exempel brandlarm inte är tillräckligt och att kompletterande skydds- och säkerhetssystem kan krävas.

Elfordon har en egenskap att brand som inte uppstår vid en krock kan uppstå långt efteråt. Ett litiumjonbatteri kan vid yttre våld, till exempel en krock, drabbas av en termisk rusning vilket innebär att batteriet värmer upp sig själv och brand kan uppstå. Detta kan ske omedelbart eller under ett tidsspann på flera veckor. Fordonsverkstäder behöver därför tänka igenom hur krockskadade elfordon placeras i och utanför verkstaden så att en eventuell brand i ett elfordon inte sprider sig vidare. Vi behöver också ta hänsyn till detta fenomen i projekteringen av sådana anläggningar.

 

Det sker ändringar i regelverk på grund av ny teknik

Lagstiftning och standards är mer reaktiva än proaktiva. De förändras i takt med att risker, nya tillämpningar eller annat identifieras. Ett exempel på detta är de finländska byggreglerna med avseende på tryckuppbyggnad vid brand i passivhus samt lufttäta hus. För några år sedan gjorde brandingenjören Brecht Debrouwere, WSP, sitt examensarbete om brandskydd och passivhus. I arbetet identifierades att en snabb brandutveckling kan skapa ett övertryck i huset eller lägenheten. Övertrycket kan leda till att utrymning genom en inåtgående dörr inte blir möjlig då trycket över dörren gör att den inte går att öppna. I Finland har liknande forskning utförts vilket har lett till att byggreglerna ändrades och inåtgående dörrar inte längre accepteras. Simo Hostikka som är Professor på Alto University höll vid Nordic Fire Safety Days i Köpenhamn i år en presentation om resultatet av denna forskning.

 

Hållbart samhälle – nya brandtekniska utmaningar

Utveckling är bra och nödvändigt för vår och våra barns framtid. Vi står dock inför nya utmaningar där solcellsanläggningar, energilagring genom batterier i byggnader, elfordon och passivhus är exempel på detta. Utmaningarna behöver anammas snarare än gömmas undan. Vi ska inte gömma oss bakom regelverk, standards, handböcker etcetera som ännu inte följt med i utvecklingen. En brandingenjör med förmåga till problemlösning, kunskap och nyfikenhet tillsammans med god yrkesetik kan bidra till det hållbara samhället. Med sunt förnuft och god ingenjörskonst går det att hitta lösningarna.
 

Referenser

[1]www.brandskyddsforeningen.se/global-assets/blandade-pdfer/workshop-hallbart-byggande-och-brandsakerhet_sammanfattning.pdf
[2]www.boverket.se/sv/om-boverket/bover-ketsuppdrag/aktuella-uppdrag/uppdrag-att-utreda-ytterligare-krav-pa-bygglov/
[3]www.brandskyddsforeningen.se/lbk/lbk-parmen/5elhandbok/
[4]sverigesradio.se/sida/artikel.aspx?artikel=6773255
[5]Lina Thors, Håkan Wingfors, Andreas Fredman, Lars Hägglund, Tobias Tengel,Marianne Tunell. Nya risker för räddningspersonal vid bränder/gasning av batteripackhos e-fordon. MSB, 2016.
[6]www.trafa.se/globalassets/rapporter/ 2017/rapport-2017_8-prognoser-for-fordonsflottans-utveckling-i-sverige.pdf


Mer om detta ämne

Skribent

Jan Ottosson
Sektionschef
Sverige