Basis-chemie – Full Surface Fire

MBA: Basis-chemie industrie

Deze scenariokaart geeft een ongeval met gevaarlijke stoffen weer. In de kaart vindt u informatie over wat er kan gebeuren en wat u kunt doen om het te voorkomen, beperken en bestrijden. Deze informatie kan gebruikt worden bij advisering over ruimtelijke ontwikkelingen.

Bij het gebruik van de kaart is belangrijk in acht te nemen dat het slechts een voorbeeldscenario is. Het daadwerkelijke verloop van het scenario is altijd afhankelijk van situatie specifieke omstandigheden.

Status van de kaart: Actueel

Laatste update: 6 juli 2023


Algemene beschrijving


In deze MBA kunnen in principe alle beschreven scenario’s voorkomen omdat basis chemische industrie een noemer is waaronder veel bedrijven kunnen vallen.


Full Surface Fire


Een “Full Surface Fire” of te wel een Tankbrand, is een brand waarbij de volledige oppervlakte/bovenkant van de tank in brand staat. Afhankelijk van het soort stof dat in de tank zit kan de rookontwikkeling van een tankbrand enorm zijn en lang aanhouden.

In het geval dat het om een vrijstaande tank gaat (en uitbreiding naar andere tanks niet mogelijk is), is met het scenario tankbrand het maximale scenario bereikt. Als de tank in een tankput met meerdere tanks staat, kan uitbreiding zorgen voor een tankputbrand.


Vergunningsadvies


Een advies met betrekking tot het voorkomen en/of bestrijden van een Full Surface Fire zal alleen maar in het vergunningsadvies terecht komen als hiervoor stationaire maatregelen genomen worden. Dit kan alleen maar in geval van een vaste installatie. Als de bestrijding mobiel of semi-stationair wordt uitgevoerd, wordt dit beschreven in de bedrijfsbrandweeraanwijzing.

Ter voorkoming van een Full Surface Fire, kan in de vergunning opgenomen worden dat (kwalitatief):

  • Er door eisen aan tank (incl. leidingen, installaties etc), aarding, bliksemafleiders, inertisering etc wordt voorkomen dat hitte/vonken kunnen ontstaan;
  • Het personeel in de nabijheid de juiste opleiding/training en instructies heeft om het risico tot een minimum te beperken;
  • De tank gekeurd en onderhouden moet zijn.


Bij de bestrijding van een Full Surface Fire, kan in de vergunning opgenomen worden dat (kwalitatief):

  • Er snelle detectie (bij het ontstaan va brand) aanwezig is;
  • Er een stationaire schuimblussing start;
  • Er stationaire koeling start als er gevaar is dat de stralingshitte voorzieningen, andere tanks, gebouwen, installaties etc. aantast.


Effecten


De effecten van een Full Surface Fire (Tankbrand) zijn:

Rookontwikkeling: De stof die verbrand is voor een groot deel bepalend voor de rookontwikkeling; een stof als stookolie rookt heel erg terwijl een stof als aceton nauwelijks rookt). Daarnaast speelt de volledigheid van de verbranding een rol. Naarmate de doorsnee van een tank groter wordt, neemt de toetreding van zuurstof in het midden van de tank af waardoor er sprake is van onvolledige verbranding (en dus meer rook). De rook is ongezond, vervuilt het milieu en verstoort de infrastructuur (wegen, spoorwegen en waterwegen).

Hitte: Omdat het vaak om grote brandende oppervlakten gaat, is er sprake van grote hittestraling naar personeel. Omdat de hittestraling van het brandende oppervlak op het hoogste niveau van de tank vrijkomt, kan de temperatuur en stralingshitte op de grond meevallen. De mate van roetvorming heeft invloed op de hittestraling; hoe meer roetvorming, des te meer hitte wordt geabsorbeerd door de roetdeeltjes.

Uitbreiding van de brand door aanstraling en/of bezwijken constructies: De hittestraling is niet alleen voor personeel een probleem. De aanwezige constructies, gebouwen, preventieve/repressieve voorzieningen en andere tanks kunnen bij de brand betrokken raken. Koeling van de omgeving zal doorgaans een belangrijk aandachtspunt bij de bestrijding zijn.

Bij het gebruik van de onderstaande tabel is het –in geval van een Full Surface Fire- belangrijk een aantal beperkingen van deze vuistregel goed in beeld te hebben, te weten:

  • De brand verspreidt zijn hitte op het hoogste niveau van de tank en hitte heeft de neiging om op te stijgen. Deze twee aspecten zorgen ervoor dat de hittestraling op de grond kan meevallen;
  • Naarmate de tank verder leeg is (doordat de tank niet geheel gevuld was/er reeds product is weggebrand), neemt de hittestraling verder af omdat de tankwand steeds meer een belemmering vormt voor de hittestraling;
  • De mate van roetvorming is niet meegenomen deze vuistregel.
Oppervlakte plas in mStraal in m4r 10 kW/m²8r 3 kW/m²
102816
10062448
15002288176
1000025150300

M.b.t. warmtestralingscontouren wordt ook 1 kW/m² gebruikt (voor onbeschermde personen/BHV’ers), 2 kW/m² (grenswaarde buiten de inrichting) en 4,8 kW/m² (voor snelle acties met goede beschermende kleding) gebruikt.
Voor een specifieke berekening/modellering van de hitte effecten wordt vaak gebruik gemaakt van modelleringssoftware.


Bedrijfsbrandweer


De bestrijding van eenFull Surface Fire door de bedrijfsbrandweer is meestal gebaseerd op het opbrengen van schuim en het eventueel koelen van de omgeving. Voor een effectieve inzet is het van belang dat er:

  1. Snel gealarmeerd wordt;
  2. De locatie goed bereikbaar is voor mens en materieel (hittestralingscontouren);
  3. Er voldoende water, SVM, menskracht en pompcapaciteit beschikbaar is.

Voor een inschatting van het benodigde materieel, personeel etc., kan gebruik gemaakt worden van de onderstaande kentallen. Vanwege het specifieke karakter van een Full Surface Fire zullen er modelleerprogramma’s en specifieke taakanalyses worden gebruikt om de ernst van het incident en de benodigde inzet nader te specificeren.


Kentallen hittestraling

Een brand op hoogte geeft andere contouren dan dezelfde brand op maaiveldniveau. Middels speciale modelleringssoftware kan dit in beeld worden gebracht. Een conservatieve methode om toch gebruik te maken van extra inzetdiepte, is door de afstand A van de 3 kW/m²-contour naar beneden te kantelen om de contour op maaiveldniveau te verkrijgen.
Stralingscontouren van gebouwbranden en buitenopslagen van hout, kunststof, papier, e.d. kunnen middels de Beheersbaarheid van Brand-methodiek worden bepaald. De stralingsberekeningen zijn hierbij gebaseerd op de PGS 2 (oude CPR 14). Hierbij dienen de stralingsbronuitgangspunten duidelijk te zijn omschreven. Zo wordt voor opslaggebouwen met een ‘normale’ opslag 45 kW/m² als bronstraling gehanteerd. Voor kunststof opslag wordt vaak 55 kW/m² gehanteerd. Deze waarden zijn sterk afhankelijk van de productvorm, wijze van opslag en materiaaleigenschappen.


Kentallen water/schuimblussing

Om te bepalen hoeveel water nodig is voor een effectieve inzetstrategie, wordt de onderstaande formule gebruikt:

V = O x a

V: het minimaal benodigde waterdebiet
O: het te blussen of te koelen oppervlak
a: van toepassing zijnde de applicatiesnelheid

Om te bepalen hoeveel schuimvormend middel nodig is om een voldoende dekkende schuimlaag op te kunnen brengen, wordt de onderstaande formule gebruikt:

V = O x a x t x f

V: de hoeveelheid schuimvormend middel (SVM) in liters
O: het met schuim af te dekken oppervlak in m²
a: van toepassing zijnde applicatiesnelheid in l/min/m²
t: benodigde tijd voor een stabiele schuimlaag in minuten
f: het bijmengpercentage

Voor het onderhouden van een schuimlaag wordt dezelfde formule gebruikt. Steeds moet gecontroleerd worden of de schuimlaag in stand blijft en indien nodig dient de schuimlaag te worden aangevuld. Omdat continue applicatie niet nodig is, kan worden volstaan met 5-10% van de oorspronkelijk gebruikte capaciteit*.

* Bron: Handreiking Bluswatervoorziening en Bereikbaarheid, Brandweer Nederland

Voor het bepalen van de applicatiesnelheid en benodigde opbrengtijd kan gebruik gemaakt worden van diverse NFPA, IP en PGS normen. Welke norm gebruikt wordt, is afhankelijk van het type installatie en de kenmerken ervan. Hieronder zijn de belangrijkste normen weergegeven.


Uitgangspunten blussen/afdekken gelimiteerde plas

Tijdsduur*
ApplicatiesnelheidKlasse 1Klasse 2
Actief/stationair**4,1 l/min/m²30 min20 min
Mobiel6,5 l/min/m²30 min20 min

* Bij het bepalen van de benodigde tijdsduur wordt onderscheid gemaakt tussen de klassen waar de koolwaterstof die afgedekt moet worden onder valt. Klasse 1 betreft koolwaterstoffen met een enkele binding (alkanen). Klasse 2 betreft koolwaterstoffen met een dubbeleof driedubbele binding (alkenen en alkynen);
** Dit betreft bijvoorbeeld vast opgestelde schuimkoppen op de rand van een opvangbak of tankput.


Uitgangspunten blussen/afdekken ongelimiteerde plas

ApplicatiesnelheidTijdsduur
Proteïne/fluorproteïne houden schuim6,5 l/min/m²15 min
AFFF, FFFP, AFFF (alcohol resistent) en FFFP4,1 l/min/m²15 min
Alcohol resistent schuimOpvragen bij fabrikant15 min
(Bron: NFPA 11 (2016), tabel 5.8.1.2 en tabel 5.6.5.3.1)

Uitgangspunten mobiel blussen full surface tankbrand

Applicatiesnelheid *Tijdsduur
Vlampunt tussen 37,8°C en 60°C6,5 l/min/m²50 min
Vlampunt lager dan 37,8°C, verwarmd
boven vlampunt of ruwe olie
6,5 l/min/m²65 min
(Bron: NFPA 11 (2016), tabel 5.2.4.2.2)

*NFPA 11 maakt geen onderscheid in het formaat van de tank. IP-19 daarentegen geeft aan dat bij een grotere tankdiameter ook een grotere applicatiesnelheid gebruikt dient te worden. IP-19 hanteert de volgende dimensies:

TankdiameterApplicatiesnelheid
<45 meter6,5 l/min/m²
45 – 62 meter7,3 l/min/m²
62 – 76 meter8,1 l/min/m²
76 – 91 meter9,0 l/min/m²
>91 meter10,4 l/min/m²

Uitgangspunten actief stationair blussen/afdekken rim seal brand (drijvend dak tank)

ApplicatiesnelheidTijdsduur
Top-of-seal blussing12,2 l/min/m²20 min
Below-the-seal blussing20,4 l/min/m²10 min
Bron: NFPA 11 (2016), tabel 5.3.5.3.2 en tabel 5.3.5.3.6.1

Uitgangspunten actief/stationair blussen afdekken full surface tankbrand**

ApplicatiesnelheidTijdsduur
Vlampunt tussen 37,8°C en 60°C4,1 l/min/m²30 min
Vlampunt lager dan 37,8°C, verwarmd
boven vlampunt of ruwe olie
4,1 l/min/m²55 min
Bron: NFPA 11 (2016), tabel 5.2.5.2.2. en tabel 5.2.6.5.1***

Bovenstaande berekeningen zijn gebaseerd op fluorhoudend blusschuim. Voor fluorvrij schuim zijn nog geen internationale richtlijnen opgesteld. Voor applicatiesnelheden en opbrengtijden dient contact opgenomen te worden met de fabrikant

De meest actuele kentallen m.b.t blussing zijn te vinden in de NFPA 11.

**Voor het stationair aanbrengen van de schuimlaag dient de tank over voldoende schuimkoppen te beschikkingen. Afhankelijk van de tankdiameter dient de tank over de volgende aantallen schuimkoppen te beschikken

Diameter tankAantal koppen
<24 meter1
24 tot 36 meter2
36 tot 42 meter3
42 tot 48 meter4
48 tot 54 meter5
54 tot 60 meter6
>60 meter6
(Bron: NFPA 11 (2016), Tabel 5.2.5.2.1)

***Voor het aanbrengen van het schuim van onder het vloeistofoppervlak (subsurface application) hanteert NFPA 11 dezelfde applicatiesnelheden en opbrengtijden (NFPA Tabel 5.2.6.5.1)


Kentallen koeling

Onderstaande tabel geeft inzicht in de applicatiesnelheden bij koeling. Hierbij wordt onderscheid gemaakt tussen koeling waarbij installaties enkel worden aangestraald (buiten het vlamfront) en koeling waarbij installaties zijn omgeven door vlammen (binnen het vlamfront).

Uitgangspunten koeling

Binnen vlamfrontBuiten vlamfront
Opslagtanks met brandbare inhoud10 l/min/m²2 l/min/m²
Procesapparatuur met brandbare inhoud10 l/min/m²4 tot 8 l/min/m²
Stalen constructies met vitale functie10 l/min/m²2 l/min/m²
Compressoren met brandbare gassen10 l/min/m²2 l/min/m²
Kabelbanen (elektriciteit en instrumentatie)10 l/min/m²2 l/min/m²
Transformatoren10 l/min/m²2 l/min/m²
Pompen voor brandbare vloeistoffen10 l/min/m²2 l/min/m²
Pompen voor brandbare vloeistoffen in risicogebied (nabij drukvaten etc.)20 l/min/m²2 l/min/m²
Drukvaten10 tot 12 l/min/m²5 tot 12 l/min/m²
LPG tanks10 l/min/m²10 l/min/m²
Gebouwen met vitale functiesn.v.t.2 l/min/m²
Bron: IP-19, Appendix 2 en PGS 29 (versie 2020)

Koeling is optimaal als het water daadwerkelijk kan verdampen. Dit heeft meer effect dan stromend koelwater. In specifieke gevallen kan SVM toegevoegd worden. Het SVM laat water “plakken” aan verticale oppervlakken en horizontale tanks/vaten. Het debiet van het koelwater kan dan verlaagd worden. Deze methode is vooral geschikt bij het koelen van objecten in een plasbrand omdat vergroting van de brandende plas zoveel mogelijk wordt voorkomen (in een tankput wordt voorkomen dat de put te vol komt te staan).

De meest actuele kentallen m.b.t koeling zijn te vinden in de EI 19


Kentallen materieel

Uitgangspunten inzet mobiele middelen

Straalpijp/handlineStraatwaterkanonDakmonitor
Debiet
(l/min)
Worplengte
(meter)
Debiet
(l/min)
Worplengte
(meter)
Debiet
(l/min)
Worplengte
(meter)
Minimum400201.400404.00040
Maximum750303.8006012.000100

Bovenstaande kentallen zijn indicatief. In de praktijk zal de exacte worplengte variëren. De feitelijke prestaties zullen daarom middels een live-test moeten worden aangetoond.

Uitgangspunten mobiele koeling

Max.
oppervlak
Max.
werkafstand
Toelichting
Directe koeling met handstraal20 m²20 mGericht op te koelen object
Indirecte koeling met handstraal25 m²20 mGericht op object waar straal op
stukslaat
Directe koeling met monitor20 m²40 á 50 mGericht op te koelen object
Indirecte koeling met monitor50 m²40 á 50 mGericht op object waar straal op
stukslaat
Waterscherm100 m²25 m

Kentallen personeel

Hiervoor zijn geen harde rekenregels. Door een taak-tijdanalyse kan inzichtelijk worden gemaakt hoeveel tijd een activiteit kost. In de onderstaande tabellen zijn vuistregels opgenomen.

Basisuitgangspunten bepaling personele component

BevelvoerderBevelvoerder 1 bevelvoerder stuurt max. 8 manschappen aan. In specifieke gevallen kan het nodig zijn om bij minder dan 8 man meerdere bevelvoerders aan te wijzen, b.v. als twee voertuigen ver van elkaar worden ingezet
Chauffeurs/
pompbediener
Per voertuig is er 1 chauffeur/pompbediener. Bij voertuigen zonder pompfunctie is geen pompbediener nodig.
ManschapHet aantal manschappen volgt uit de taak-/tijdanalyse en is afhankelijk van uit te rollen slanglengtes, te plaatsen monitoren, etc
(bron: Werkwijzer Bedrijfsbrandweren 2019)

Uitgangspunten inzet straatwaterkanonnen

Aantal StraatwaterkanonnenAantal manschappen
12
25
36
58
69
(bron: Werkwijzer Bedrijfsbrandweren 2019)

Voor bediening van een straalpijp/handline zijn twee manschappen nodig. Bij capaciteiten < 200 l/min volstaat 1 manschap. Bij gebruik van technische hulpmiddelen (robots, slangenkarretjes of super lichte straatwaterkanonnen) kan onderbouwd afgeweken worden.


Rekenblad


Bestrijding van een Full Surface Fire kan door toepassing van stationair middelen of door middel van inzet van de bedrijfsbrandweer. De volgende gegevens zijn nodig voor een goed beeld van het scenario:

  • Om welke stof(fen) gaat het?
  • Welk soort SVM is daar voor nodig/geschikt?
  • Wat is de omvang van de tank/omvang van het vuur?
  • Gaat het om een tank met automatisch blussysteem (dan is daarbovenop geen bedrijfsbrandweeraanwijzing voor dat scenario meer mogelijk)?
  • Is het een brandweerscenario (dan is het niet mogelijk daarbovenop nog stationaire voorzieningen voor te schrijven)?
  • Is de omgeving van de tank goed te bereiken voor een eventuele inzet van de bedrijfsbrandweer?
  • Is een inzet van de bedrijfsbrandweer mogelijk gezien de hittestralingscontouren en opstelplaatsen voor bestrijding?

Stationair

  • Detectie en automatische start blussing;
  • Bepaling benodigde capaciteit op basis van doorrekening.

Semi-stationair

  • Vergelijkbaar met stationair, aansturing/bediening niet automatisch maar handmatig
  • Bepaling benodigde capaciteit op basis van doorrekening.

Mobiel

  • Bepaling benodigde capaciteit op basis van doorrekening;
  • Opstelplaatsen voor bestrijding moet veilig te bereiken zijn en er moet veilig gewerkt kunnen worden.

Modelleringssoftware


Voorbeelden van softwarepakketten zijn:

  • Safeti-NL (DNV-GL);
  • Effects (GEXCON);
  • POOLFIRE6 (Health & Safety Executive – UK);
  • FRED (GEXCON/Shell Global Solutions);
  • ALOHA (Environmental Protection Agency – USA);
  • Diverse CFD software pakketten.

In tegenstelling tot de modellering van scenario’s ten behoeve van Externe Veiligheid (EV), is voor scenario’s ten behoeve van bedrijfsbrandweerscenario’s geen specifiek softwarepakket
voorgeschreven.

Voor het bepalen van de omvang en effecten van de incidentscenario’s dient gebruik te worden gemaakt van speciale modelleringssoftware. In deze softwarepakketten kunnen zowel de omvang van het scenario (bijvoorbeeld plasoppervlakten), als reikwijdtes van risicocontouren worden bepaald.