Gebruik maken van materialen die onbrandbaar en voldoende brandwerend zijn

Beschrijving

Als in één of meerdere tanks in de inkuiping een brandbare of ontvlambare vloeistof wordt opgeslagen, bestaat er een kans dat deze bij lekkage uit de tank in de inkuiping ontsteekt met een brand in de inkuiping tot gevolg. Bij dergelijke brand wordt de omvang van de brand beperkt tot de oppervlakte van de inkuiping. Als er geen inkuiping zou zijn, zou de vloeistofplas en dus de ernst van de brand meestal vele keren groter zijn. Het doel is om de integriteit van de ingekuipte ruimte zo lang mogelijk te behouden in geval van brand. Daarom is de inkuiping bij opslag van brandbare en ontvlambare vloeistoffen onbrandbaar en voldoende brandwerend. Een niet-brandbare en voldoende brandwerende inkuiping beschermt niet alleen tegen een plasbrand of brand in een tank binnenin de inkuiping, maar ook tegen een externe brand. Op die manier wordt het risico op escalatie van een incident door het falen van de inkuiping door een externe brand beperkt.

De brandweerstand kan omschreven worden als het vermogen van een bouwelement om gedurende een bepaalde tijdsduur te blijven voldoen aan de eisen in verband met de brandstabiliteit, de vlamdichtheid, de thermische isolatie en/of om het even welke andere vereiste functie. Deze verschillende prestaties worden beoordeeld tijdens een genormaliseerde brandweerstandsproef:

• de brandstabiliteit (criterium R) is het criterium waarmee het vermogen van een element of een structuur aangeduid wordt om weerstand te bieden aan de gespecificeerde lasten en/of belastingen. Deze eigenschap wordt ook vaak aangeduid als het draagvermogen. Het gaat hier om het vermogen van een bouwelement om weerstand te bieden aan een brand die, onder welbepaalde mechanische belastingen en gedurende een gegeven tijdsperiode, aangrijpt aan één of meerdere zijden, zonder verlies van zijn structurele stabiliteit.
• de vlamdichtheid (criterium ‘E’) is het vermogen van een scheidend bouwelement dat aan één zijde blootgesteld is aan een brand om geen vlammen en hete gassen door te laten en te vermijden dat er vlammen zouden ontstaan aan de niet-blootgestelde zijde.
• de thermische isolatie (criterium ‘I’) is het vermogen van een scheidend element om de doorgang van warmte tegen te houden. De overdracht dient zodanig beperkt te zijn dat de niet-blootgestelde zijde niet kan ontvlammen, noch enig ander element in de onmiddellijke omgeving van deze zijde. Het element dient eveneens voldoende thermisch geïsoleerd te zijn om personen die zich in de buurt bevinden te beschermen. (bron: WTCB^[1])

De brandreactie (het brandgedrag) van bouwproducten en elementen kan bepaald worden door proeven op basis van de NBN EN 13501 reeks ‘Fire classification of construction products and building elements’, of voor structuren van beton, staal, staal-beton, hout, metselwerk en aluminium door berekening op basis van de reeks Eurocodes delen “brand” (bron: WTCB^[2]). Er is een lijst van producten gepubliceerd door de Europese Commissie die ‘Deemed to satisfy’ behorende tot brandreactie klasse A (onbrandbaar), waaronder o.a. cellenbeton, staal en beton. (bron: WTCB^[3]).

Inkuipingen of tankputten bestaande uit aarden wallen (zand en/of klei) worden in principe gezien als brandwerend (en niet-brandbaar). Klassering van brandwerendheid (brandweerstand) is dus vooral van toepassing op constructies uitgevoerd in bv. staal of inox en/of beton. Beton heeft net als aarde inherente een brandweerstand, maar een risico op verlies van integriteit bestaat ter hoogte van de voegen en doorvoeringen in wanden en vloeren van de inkuiping afhankelijk van de manier waarop deze afgedicht worden. In inkuipingen met betonnen wanden worden dikwijls uitzettingsvoegen voorzien. Doorvoeringen van leidingen door de inkuiping worden best zo veel mogelijk vermeden (zie 4.5). Waar doorvoeringen van leidingen niet kunnen vermeden worden, moet de voeg tussen de leiding en inkuipingswand afgedicht worden. Doorvoeringen moeten voldoende sterk en flexibel zijn om verwachte zettingen van leidingen en dijken op te kunnen vangen. Het afdichtingsmateriaal voor deze voegen mag gedurende een bepaalde tijdsduur niet wegbranden of -smelten. De inkuiping zou dan immers langs deze voegen leeglopen met mogelijk ernstige milieuschade of een uitbreiding van de brand tot gevolg. Als de voegvulmassa van een (bestaande) betonnen inkuiping onvoldoende brandwerend is, kan er een afdichtende plaat voor de naad geplaatst worden. Inox of staal hebben doorgaans een te beperkte brandweerstand om gebruikt te worden voor de constructieve delen van een inkuiping voor brandbare of ontvlambare vloeistoffen.

Voor sommige agressieve vloeistoffen (bv. corrosieve zuren of basen of gechloreerde koolwaterstoffen) kan de keuze van het materiaal voor het optrekken van de inkuiping echter een afweging zijn tussen resistentie tegen de vloeistof (zie 4.6) en de brandweerstand of het onbrandbaar karakter. Dubbelwandige houders voor dergelijke producten worden vaak gefabriceerd in kunststof (met eventuele brandvertragers om de brandweerstand te verhogen), dat niet als onbrandbaar wordt beschouwd, zie 3.2.2. Hoewel voor kleinere tanks voor brandstof of in de chemie, gaande van enkele tientallen tot enkele duizenden liters, vaak houders met dubbele wand (tank-in-tanks) beschikbaar zijn (zie 3.2.2), worden voor dergelijke producten soms ook inkuipingen in kunststof opgetrokken. Kunststof inkuipingen voldoen echter niet aan de huidige definitie van inkuiping in VLAREM, die een niet brandbare constructie verplicht (zie 2.2.1). Het (veelal duurder) alternatief is het aanbrengen van een folie of deklaag op een betonnen constructie. Dergelijke folies en coatings zijn zelf typisch ook brandbaar, maar zijn aangebracht op een onbrandbare betonnen constructie. ^[4]

Toepasbaarheid

Onbrandbaar zijn en brandweerstand zijn enkel relevant voor een inkuiping waar er een risico is op een plasbrand, dus bij opslag van brandbare of ontvlambare vloeistof, of waar een extern brandrisico de integriteit van houder en inkuiping in het gedrang kan brangen. Inkuipingen opgetrokken uit aarden wallen worden gezien als onbrandbaar en brandwerend. Bestaande inkuipingen in staal of beton, en in het bijzonder de voegen ervan, zijn mogelijk niet (voldoende) brandwerend om garanties te bieden bij een maximaal brandscenario, waardoor er verbeteringen nodig kunnen zijn. Daarentegen is dit niet relevant bij vloeistoffen die niet brandbaar zijn, bijvoorbeeld waterige oplossingen (in het bijzonder als resistentie tegen het product een probleem kan zijn bij bv. beton, zie 4.6). Voor dergelijke vloeistoffen kunnen, als het extern brandrisico voldoende klein is, bijvoorbeeld inkuipingen uit kunststof (dat brandbaar is) worden toegepast (hoewel dit niet toegelaten is volgens huidige VLAREM definitie). Alternatief zijn in de chemie en brandstofsector kunststof houders met dubbele wand (tank-in-tanks) met permanente lekdetectie beschikbaar volgens verschillende EN normen (zie 3.2.2).

Milieu- en veiligheidaspecten

Het falen van de inkuiping bij een brand kan grote milieuschade veroorzaken bij vrijkomen van de vloeistof in de omgeving buiten de inkuiping, of door uitbreiding van de brand naar andere installaties. De mogelijk in de buurt opgestelde interventiediensten zouden tevens in gevaar gebracht worden door de plotseling sterk uitbreidende brand. Als de inkuiping voldoende bestand is tegen een mogelijke brand, m.a.w. zowel onbrandbaar als brandwerend, daalt het risico op dergelijke gebeurtenis drastisch. Als zowel de opgeslagen producten zelf (bv. waterige oplossing of een product met hoog vlampunt), als de omgeving een beperkt risico inhouden op brand, kan in bepaalde gevallen een kunststof inkuiping met brandvertragers voldoende bescherming voor veiligheid en milieu bieden tegen een aanvaardbare kost. Voor sommige agressieve producten is een kunststof constructie op vlak van resistentie meer geschikt dan beton, of moet er een deklaag of folie op het beton aangebracht worden (zie 4.6).^[5]

Financiële aspecten

Het aanleggen van een onbrandbare en brandwerende inkuiping houdt meestal een meerkost in ten opzichte van een brandbare/niet brandwerende inkuiping, in het bijzonder het brandwerend afdichten van voegen en doorvoeringen in betonnen constructies. Door de investering worden eventuele (mogelijk hoge) kosten voor bodemsanering of schade aan omliggende terreinen of installaties in de toekomst vermeden.

Codes van goede praktijk en regelgeving

De definitie van inkuiping in VLAREM beschrijft dat het gaat om een (vloeistofdichte) constructie uit niet-brandbare materialen. De definitie van een niet-brandbaar materiaal volgens VLAREM is “een materiaal wordt niet-brandbaar genoemd (NBN S21 - 201) wanneer het geen enkel uitwendig verschijnsel van merkbare warmte-ontwikkeling vertoont tijdens een genormaliseerde proef waarbij het aan een voorgeschreven verhitting blootgesteld wordt”. Hierbij wordt niet verder gespecifieerd welke graad van brandwerendheid of brandweerstand het materiaal moet hebben. Er wordt ook niet gespecifieerd of het gaat om het constructiemateriaal alleen, of ook voegmaterialen. Bovendien wordt geen onderscheid gemaakt naargelang het type opgeslagen vloeistof, de definitie geldt voor inkuiping van zowel ontvlambare en brandbare als andere gevaarlijke vloeistoffen.

De Belgische regelgeving met betrekking tot arbeidsveiligheid (Codex Welzijn op het Werk, boek III, titel 5) eist het gebruik van beton, metselwerk, aarde of een ander onbrandbaar materiaal.

Volgens het Nederlandse PGS 29 zijn de vereiste brandwerendheid voor de tankput en doorvoeringen afhankelijk van het maximale brandscenario. Het maximum voor deze brandwerendheid is volgens PGS 29 twee uur, langer kan niet gegarandeerd worden. Tankputdijken van aarde/zand/klei worden gezien als brandwerend.

Volgens PGS 30 moet de vloer van een inpandige opslagvoorziening zijn vervaardigd van onbrandbaar materiaal, beoordeeld over tenminste de eerste 10 mm van die afdekking, dat tenminste voldoet aan Euroklasse A1 (onbrandbaar) volgens NEN-EN 13501-1. Bij inpandige opslag van meer dan 3 m³ moet de lekbak van een kunststof tank voorzien in een brandwerendheid van tenminste 60 min volgens NEN 6068.

De inkuiping (lekbak) van een inpandige kunststof tank van meer dan 3 m³ voor polyesterhars, halfzware olie stoffen van ADR klasse 8 of diesel moeten volgens de Nederlandse Activiteitenregelgeving (zie 2.2.6) een brandwerendheid hebben van minstens 60 minuten volgens NEN 6068 (voorschrift uit PGS 30).

Volgens PGS 31 is bij de uitpandige opslag van ontvlambare vloeistoffen de tank geplaatst in een niet brandbare opvangbak (van staal of beton). Bij inpandige opslag van ontvlambare vloeistoffen moet de opvangbak van een tank voorzien in een brandwerendheid van ten minste 60 minuten. Voor inpandige opslag van ADR klasse 3, verpakkingsgroep II of III worden nog mogelijke aanvullende acties opgelijst, waaronder een stalen of bouwkundige bak, een vloer van de opslagruimte uit onbrandbaar materiaal volgens NEN 6064, en een brandwerend opvangbak met brandbestendige leidingdoorvoeringen.

In de Franse regelgeving over opslag van brandbare vloeistoffen moeten de wanden van inkuipingen onbrandbaar zijn. De ondersteuningen/steunwallen (merlons de soutien), indien deze er zijn, zijn ontworpen om te weerstaan aan een brand van vier uren. De muren, indien deze er zijn, hebben een brandweerstand van 240 minuten (RE 240) en doorboringen van muren door leidingen zijn afgedicht door materialen met een brandweerstand van 240 minuten (E 240). Deze voorwaarden zijn niet van toepassing voor bestaande installaties.

HSG 176 schrijft voor dat vloer en wanden uit beton of ander brandwerend materiaal zijn.

Het rapport Safety and environmental standards for fuel storage sites van PSLG verwijst onder meer naar de COMAH CA Containment Policy (beleidsdocument over inkuiping van de bevoegde authoriteit voor Seveso-bedrijven) uit 2008 dat vermeldt dat inkuipingen brandwerende structurele integriteit, voegen en doorvoeringen van leidingwerk hebben. Volgens het rapport is het overwegen van bescherming tegen brand in de risicobeoordeling voor de selectie van verschillende types van bekleding (‘lining’) belangrijk. Verbeteringen moeten aangebracht worden aan de brandweerstand van inkuipingsvoegen en doorvoeringen waar de bestaande opstelling onvoldoende brandweerstand heeft. Onderstaande beschrijft opties ter verbetering van de brandweerstand van nieuwe ontwerpen en, waar redelijkerwijze uitvoerbaar, bestaande situaties. Afdichtingen zijn beschikbaar met verhoogde brandweerstand.

Het rapport verwijst naar teststandaarden in BS (British Standard) 476 (BS 476-20:1987 en BS 476-22:1987) als goede richtlijn voor brandtesten op de materialen en structuren. De maximaal genoemde brandweerstand in BS 476 is vier uren. Testen van afdichtingen in combinatie met stalen platen wijzen op een verhoogde brandweerstand van brandwerende afdichtingen. Er moet gelet worden op de compatibiliteit met producten waarmee de afdichting in contact kan komen, zoals koolwaterstoffen of water (zie 4.6).

Volgens het rapport moeten metalen waterstops (zie 4.5) en brandwerende afdichtingen gebruikt worden bij nieuwe inkuipingen en waar redelijkerwijze uitvoerbaar (“als het risico aanvaardbaar is”) bij bestaande inkuipingen. Metalen waterstops zijn effectief in het weerstaan aan een brand, en voldoen aan de vereisten voor brandweerstand (en weerstand tegen corrosie) van BS 8007. In de praktijk wordt gebruik gemaakt van roestvast staal of koper, afhankelijk van de benodigde performantie.

Het rapport geeft aan dat het Buncefield incident heeft uitgewezen dat het plaatsen van stalen platen om de binnenzijde van bewegingsvoegen te bedekken de brandweerstand van de bestaande voegen verhoogde. De combinatie van (stalen) afdekplaten en brandwerende afdichting is aanbevolen als goede praktijk om te retrofitten op bestaande installaties, waar routine inspectie van de afdichting wordt uitgevoerd. Stalen platen zijn een praktische methode om de brandweerstand aanzienlijk te verhogen en het verlies van integriteit van voegmaterialen door brand te minimaliseren. Het ontwerp van stalen platen wordt bepaald door de specifieke omstandigheden van de toepassing, maar het rapport geeft wel algemene richtlijnen:

• materiaal: roestvast staal
• breedte: minimum 20 cm
• dikte: minimum 6 mm
• bevestiging aan inkuipingswand: roestvast stalen bouten door overmaatse sleufgaten

Overmaatse gaten laten verticale uitzetting van de plaat toe bij een brand, terwijl horizontale sleufgaten beweging van de wanden toelaten waar de plaat is vastgeschroefd aan beide zijden van de voeg. Platen kunnen worden vervaardigd uit korte stukken om het gewicht bij het vastmaken te beperken, met een overlappend stuk om overgangen tussen platen de bedekken, zie onderstaande figuur.

Figuur 41: Voorbeeld van dekplaat voor betonvoeg die aan één zijde is vastgeschroefd (Bron: PSLG)

Het rapport beschrijft verschillende mogelijke uitvoeringen van voegen in de wanden, en evalueert hun productbestendigheid, brandweerstand en verbetermogelijkheden. Zo schetst het de mogelijkheid om zonder metalen waterstop (plastic of geen waterstop), maar met brandwerende afdichting en metalen dekplaat, te voldoen aan BS 476, en voldoende vloeistofdichtheid en brandweerstand te bieden, mits voldoende inspectie.

Het rapport schetst analoog ook enkele mogelijke uitvoeringen van doorvoeringen van leidingen door inkuipingswanden, zowel voor bestaande als voor nieuwe doorvoeringen.

EI 19 verwijst ook naar de voorwaarden uit COMAH CA Containment policy (zie hierboven).

Volgens de Tankenpark richtlijn met de brandwerendheid van de putdijk, met inbegrip van de uitzettingsvoegen, afgestemd zijn op het maximaal te verwachten scenario. Doorvoeringen door een putdijk moeten brandwerend zijn.

De CDI Storage Terminals checklijst vermeldt het afdichten van uitzettingsvoegen en doorvoeringen met brandvertragend materiaal.

VERGELIJKING VLAREM II MET ANDERE STANDAARDEN

De tabel in bijlage ‘Vergelijking karakteristieken’ maakt de vergelijking van VLAREM met de andere standaarden. Er is voor de toewijzing van de kleuren enkel rekening gehouden met het voorschrift zelf, niet met de scope van de standaard. Dit is een belangrijk aandachtspunt, omdat de eigenschap ‘niet-brandbaar’ in VLAREM zit vervat in de definitie van inkuiping, en dus voor alle types vloeistoffen geldt. In de andere standaarden daarentegen, wordt gespecifieerd dat het gaat om opslag van ontvlambare of brandbare vloeistoffen. De standaarden die geen eisen opleggen op vlak van brandweerstand of onbrandbaarheid, zijn aangeduid in het rood. Eén standaard bevat (voor diens beperkte scope) gelijkaardige voorschriften voor de inkuiping (groen). Een andere legt brandvertragendheid op voor specifieke onderdelen ervan (oranje). Een aantal standaarden zijn specifieker of strenger dan VLAREM (blauw). Zij schrijven brandbestendigheid/brandweerstand voor (i.p.v. of ter aanvulling van “niet-brandbaar”), al dan niet met specifieke voorschriften voor het niveau dat moet behaald worden.

Aanbevelingen voor het standaardkader in VLAREM

• Voorstel: Schrappen uit de definitie van ‘inkuiping’ in VLAREM dat de constructie “niet-brandbaar” is: “een kuipvormige uitgevoerde vloeistofdichte constructie, die in staat is om de lekvloeistof te weerhouden; onder deze definitie valt tevens de "opvanglade" bedoeld in het besluit van de Vlaamse regering van 27 maart 1985 houdende reglementering van de handelingen binnen de waterwingebieden en de beschermingszones”
  • Argumentatie: Een niet-brandbare inkuiping is in de praktijk niet van toepassing op alle types vloeistoffen (bv. waterige oplossingen). Eisen met betrekking tot brandbaarheid van de inkuiping worden beter specifiek opgelegd voor opslag van brandbare en ontvlambare vloeistoffen (zie volgende punten).
• Voorstel: Bepaling dat inkuiping onbrandbaar is bij opslag van ontvlambare of brandbare vloeistoffen (vlampunt tot 100 °C), toevoegen aan sectorale voorwaarden
  • Argumentatie: Dit is een versoepeling ten opzichte van de huidige definitie van een inkuiping, die dit eist, onafhankelijk van het vlampunt van de opgeslagen vloeistof. Voor vloeistoffen die een hoger of geen vlampunt hebben (bv. een waterige oplossing) is het risico op een plasbrand binnen de inkuiping immers zeer beperkt. Bovendien zijn niet voor alle producten onbrandbare materialen beschikbaar die resistent zijn tegen het opgeslagen product (zie 4.6). Er is geen eensgezindheid binnen het begeleidingscomité of dergelijke voorwaarde aangewezen is voor de brandbare vloeistoffen met een vlampunt boven 100 °C. In het voorstel wordt de verplichting voorgesteld voor vloeistoffen met een vlampunt tot 100 °C. De meeste risicovolle brandbare vloeistoffen vallen hieronder. Hiervan kan worden afgeweken in overleg met de brandweer.

Het is echter ook mogelijk dat de inkuiping onderhevig is aan extern brandrisico. Voor dit extern risico wordt hieronder een voorstel gedaan.

• Voorstel: Eisen brandweerstand bij opslag van van ontvlambare of brandbare vloeistoffen toevoegen aan de sectorale voorwaarden: “De brandweerstand van de inkuiping, inclusief voegen en doorvoeringen, wordt bepaald volgens een code van goede praktijk, in functie van het maximaal brandscenario.”
• Argumentatie: Deze verwoording is gelijkaardig aan deze in de PGS richtlijnen en de Tankenparken richtlijn. Voor grotere/meer risicovolle installaties laat het voorstel een grote mate van flexibiliteit en maatwerk toe, in functie van het maximaal brandscenario. Voor kleinere installaties kan een meer concrete houvast wenselijk zijn. Het is echter heel complex om voorwaarden voor te stellen die toepasbaar zijn op alle diverse houders en hun inkuipingen, en de brandrisico’s die eraan verbonden zijn. Daarom wordt hier de algemene verwoording “maximaal brandscenario” gekozen. In vele gevallen zal dit een plasbrand in de inkuiping zijn. Het risico hangt onder meer af van de opgeslagen producten, maar ook van de aanwezige (vaste) interventiemiddelen. Voor de concrete invulling van dit voorstel kan bijvoorbeeld gekeken worden naar de Nederlandse PGS richtlijnen, omdat deze een goed onderscheid maken naargelang het type installatie (zie ‘Codes van goede praktijk en regelgeving’ hierboven). De verwoording laat voldoende flexibiliteit om de brandweerstand af te stemmen op het aanwezige brandrisico, dus het lijkt niet nodig om brandbare vloeistoffen met een vlampunt boven 100 °C hiervan uit te sluiten.

Het is echter ook mogelijk dat de inkuiping onderhevig is aan extern brandrisico. Voor dit extern risico wordt hieronder een voorstel gedaan.

• Voorstel: Sectorale voorwaarde toevoegen: “Inkuipingen uit brandbare of niet brandbestendige materialen in een zone waar hittestraling of blootstelling aan vlammen mogelijk is, dienen afgeschermd te zijn of aangepast te zijn aan het aanwezige brandscenario.”
  • Argumentatie: Dit voorstel komt tegemoet aan het extern brandrisico. Het laat flexibiliteit om op maat van de installatie, in functie van de ligging ten opzichte van externe risicofactoren, maatregelen te treffen om te vermijden dat de inkuiping faalt. Dit is vooral relevant wanneer op basis van het risico van de opgeslagen producten binnen de inkuiping geen onbrandbare materialen of materialen met hoge brandweerstand nodig zijn (zie bovenstaande voorstellen).