Typ om te zoeken

In the spotlight Techniek Woonzorgcentra Ziekenhuizen

Onduidelijkheid over de brandveiligheid van elektrische voertuigen in ondergrondse parkings

Delen

Over EV en laadinfrastructuur in ondergrondse parkings geven de verschillende brandweerzones tegenstrijdige signalen. EV wel toelaten maar laadpalen nietgeen van beide toelaten of juist allebei wél toelaten – maar onder strenge veiligheidsvoorwaarden. De onduidelijkheid leidt tot juridische en technische onzekerheid. Wat zijn de gangbare best practices op het vlak van brandveiligheid en waar moeten zorginstellingen als bouwheer rekening mee houden in hun ondergrondse parkeergarages?


 De wetgeving loopt achter, maar er bestaan waterdichte richtlijnen 

De bevoegheden over de brandveiligheid van EV zijn verdeeld over de FOD Binnenlandse Zaken en de FOD Economie. Dat is maar één reden waarom er in België nog geen wetgeving over bestaat. Het Fireforum overlegplatform (Fireforum Electrical Vehicles & Fire) zal binnen afzienbare tijd adviezen formuleren, zeg Fire Safety Engineer Robby De Roeck. “Het is sowieso een erg genuanceerd verhaal”. 

Ing. Robby De Roeck behandelt als Fire Safety Engineer complexe dossiers rond brandveiligheid in overleg met FOD Binnenlandse Zaken (via afwijkingsdossiers) en de brandweerIng. De Roeck ontwierp o.a. ook de parkeergarage van het UZ Leuven (zie elders in dit dossier) op brandveiligheid (rook – en warmteafvoerinstallatie, verder vermeld als RWA). 

Ing. Robby De Roeck (PgD Fire Safety Engineer, UGent)

Situatieschets: gedeelde bevoegdheden 

Ing. Robby De Roeck: “In 2014 werd bij de FOD Binnenlandse Zaken een werkgroep opgericht (onder de Hoge Raad voor beveiliging tegen brand en ontploffing) om een vernieuwd document (HR 1632) over brandveiligheid in parkeergarages te schrijven. Daar zijn variërende oplossingen uitgekomen voor voertuigen met fossiele brandstoffen en voertuigen op basis van CNGVoor voertuigen met LPG als brandstof is er een oplossing in de wetgeving sinds 2007. De brandweerdiensten passen HR 1632 proactief toe, maar het wordt pas wetgeving ergens midden 2022 – met de nuance dat de beschreven oplossingen in dit document in één beweging dan ook veilig worden bevonden voor EV.  

Een bijkomend punt is dat veiligheid deels ook een bevoegdheid is van de FOD Economiebevoegd voor het algemeen reglement op de elektrische installaties (AREI) waar ook de oplaadinfrastructuur van elektrische voertuigen toe behoort. Daarom zoekt o.a. Brandweer Vereniging Vlaanderen (BVV) naar een overkoepelende aanpak op basis van de nieuwste inzichten. Maar tot nu toe werken de verschillende zones vrijwel autonoom.” 

FireForumbest practices in kaart brengen 

Daarowerd op initiatief van FireForum een werkgroep over dit topic opgericht met de FODs, de brandweer, de stakeholders en de marktspelers. Niet om (in eerste instantie) wetgeving te schrijven, maar om de best practices in kaart te brengen. In 2021 zijn er zes meetings gepland”, vervolgt Ing. Robby De Roeck.  

In Nederland is over de thematiek intussen wel een document opgesteld door het IFV (Instituut Fysieke Veiligheid)dat een adviserende rol heeft. Het verdeelt de problematiek in vier assen: bouwkundig (bv. een bouwkundige structuur plaatselijk voorzien op een extra weerstand tegen hogere temperaturen, installatietechnisch (bv. sprinklers, branddetectie, RWA, dompelbak), organisatorisch (bv. evacuatieplan, instructies, wayfinding) en repressief (aangepaste interventie brandweer). Op al die vlakken is het zinvol om maatregelen te nemen. Richtinggevend is dat al zeer bruikbaar.” 

Wat zijn de risico’s van de batterijen van elektrische wagens?  

De meeste elektrische wagens werken op lithiumion batterijen. Een Audi eTron heeft een batterij van 70 kWh, een Tesla 3 heeft 75 kWhMet +/- 15 kWh kan je +/- 100 km rijdenHoe ontstaat een brand? Een batterij is op zich vrij stabiel, maar bij een aanrijding of door een fout/defect bij het opladen kan hij ontbranden. Vooral de thermal runaway telt dan: door de brandbare vluchtige en zeer giftige chemische stoffen (zoals o.a. methaan, waterstoffluoride en waterstofchloride) blijft de batterij branden en de temperatuur kan 10 graden of meer per minuut exponentieel stijgenDe batterij zit ingekapseld in een battery package waarin de warmte zich verder opbouwt. De brandcurve zal per kWh in de batterij een hoger vrijkomend vermogen hebben en de batterij zal volledig uitbranden. Een batterij van 15-25 kWh zal een wagenbrand geven van 4 à 6 MW, bij 100 kWh of meer wordt dat 8 MW of meer. Ter vergelijking: een volgetankte doorsnee auto (met fossiele brandstof) is goed voor 6 MW. In beide gevallen bereiken de temperaturen van de vlammen 800°C of meerEen scenario is ook dat de elektrische wagen begint te branden en de stralingswarmte de ernaast geparkeerde voertuigen doet ontbrandenBelangrijk is dus om al dibrandoorzaken preventief uit te sluiten.” 

Wat moet een ondergrondse parking zeker hebben ter preventie en actieve brandveiligheidssystemen als ondersteuning van de evacuatie en interventie van de brandweer? 

“Ten eerste branddetectie die bij detectie de laadpalen direct uitschakeltDat maakt ook energie (elektrische voeding) vrij voor de aanwezige brandveiligheidsinstallaties. Een daaraan gekoppelde RWA is extreem belangrijk. Dat zorgt dat de giftige rook gekanaliseerd wordt naar een bepaalde zone of naar buiten – zo ver mogelijk van de gebouwen. Een RWA zorgt ook voor een onderdruk in de parking. De giftige rook blijft daardoor ter plaatse en verspreidt zich niet via spleten naar andere niveaus of naar de aangrenzende of bovenliggende evacuatieroutes. Ook erg belangrijk als de parking onder een gebouw ligt met niet-zelfredzame (slapende) personen zoals een ziekenhuis. Een RWA is er ook ter ondersteuning van de brandweer zodat die veiliger dichtbij de brandhaard kan komen, en niet continu in de giftige rook hoeven te opereren.” 

Nog een risicofactor voor het ontstaan van een batterijbranden zijn aanrijdingen van de EV en/of laadpaal, de reden waarom sommige brandweerzones geen EV in ondergronds parkings willen. Die aanrijdingen vermijden kan door bijvoorbeeld afscheidingen tussen de laadpunten en ook door de afstand tussen de voertuigen die laden groot genoeg te houden. Een sprinklerinstallatie zal het omhulsel van de wagens afkoelen. Blussen kan nietwel straling verminderen door energie weg te nemen en zo het uitbreiden van één enkele wagenbrand te verhinderen. 

Het blussen van een batterijbrand vereist een container met water in de buitenlucht. 

Een voertuig met een brandende batterij moet zo snel mogelijk uit de garage, de brandweer zal die moeten slepen. Daar moeten een container gevuld met water staan om het voertuig onder te dompelen. Dat zal de batterij koelen en gecontroleerd laten uitbrandenIndien de elektrische wagen uit deze container zou worden genomen vooraleer de batterij volledig is uitgebrand, dan zal de batterij opnieuw beginnen met branden. De EV-parkeerplaatsen moeten dus zo dicht mogelijk bij de uitgang liggen.” 

Snel het voertuig evacueren is belangrijk omdat de rook bij een batterijbrand extreem giftig is, door waterstoffluoride en waterstofchloride. Sprinklers houden de productie van deze giftige gassen dat niet tegen. De brandweer is er met een speciaal beschermingspak (PBM) amper 20 minuten tegen beschermd – zoals vermeld in het studierapport opgesteld door het Nederlandse IFV. 

Wat brengt de toekomst op het vlak van nieuwe preventiemaatregelen, normeringen en batterijtechnologie? 

“We kijken uit naar onbrandbare/zelfblussende batterijen en automodellen die een inlaat voorzien voor de brandweer die zo rechtstreeks een blusmiddel in de batterij kan injecteren”, zegt ing. Robby De Roeck. De wereldwijde brandweerorganisatie CTIF (International Association of Fire and Rescue Services’) heeft ook meegewerkt aan ISO 17840, een wereldwijd document dat voorstelt aan de autobouwers om op elke auto een typelabel te kleven op dezelfde plaats: benzine, diesel, elektrisch, gas, LPG, waterstof… om zo snel en gericht de brandweer te kunnen laten ingrijpen. 

Er moet ook een voldoende grote bluscapaciteit zijn op de site zodat de sprinklers minimaal één uur kunnen blussen. Misschien raadzaam gezien de moeilijke berging van de EV om deze opgelegde blustijden te verlengen. Het bluswater in een waterbak zelf moet natuurlijk ook adequaat behandeld worden, gezien de zekere aanwezigheid van de giftige stoffen in dit bluswater. 

Conclusie: best practices en eenvormigheid komen in zicht 

De rol van de brandweer is de wetgeving (of de richtlijnen) te volgen. Omdat die nog niet op punt staan, neemt elke brandweerzone de beslissing die hen goed toeschijnt. In sommige gevallen laten ze zelfs geen elektrische voertuigen toe in ondergrondse parkeergarages. Met het adviserend document van Fireforum als leidraad, denk ik dat we dit jaar wel een nuttige aanzet zullen kunnen geven naar mogelijks meer eenvormigheid. Alle besproken maatregelen bieden alvast een leidraad”, besluit Ing. Robby De Roeck. 


 UZ Leuven: “Met onze laadinfrastructuur dragen we ons steentje bij aan elektrisch rijden” 

De parking van UZ Leuven telt 24 laadpalen voor elektrische voertuigen (EV), waarvan 14 ondergronds en 10 op het dakniveau. Zorg & Techniek vroeg Raf Ghijsen (afdelingshoofd droge technieken) en projectingenieur Frederik Schrooten naar de specifieke situatie. 

“Het aandeel parkeerplaatsen voor het opladen van elektrische wagens is en blijft beperkt – en  zelfs die beperkte infrastructuur is stap voor stap gegroeid”, zegt Ir. Raf Ghijsen. “We zijn gestart in 2014 met vier laadpalen. Op dit moment hebben we er 24 staan, waarvan 14 in het ondergrondse parkeergebouw voor de personeelsleden. Daarnaast staan er 10 laadpalen op het dak van de bezoekersparking.”  

De lithium-ion batterijen van de huidige generatie EV’s gaan er op termijn uit. 

Frederik Schrooten: “In 2014 stond EV-laadinfrastructuur nog in zijn kinderschoenen, dus we waren pioniers. De batterijtechnologie is sindsdien sterk aan het evolueren. Kort gesteld: niet alleen de autonomie, maar ook de veiligheid gaat er verder op vooruit. De fabrikanten schakelen over van lithium-ion batterijen naar nieuwe accutechnologieën. Wanneer de huidige batterijen na beschadiging ontvlammen, blijven ze zichzelf aanwakkeren en zijn dus uiterst moeilijk te blussen. 

“Een controle van de integriteit van de batterijen is dus zelfs bij een kleine botsing geen luxe voor elektrische wagens. Hopelijk zal nieuwe batterijtechnologie het laden nog veiliger maken.” Bijvoorbeeld met een solid state-accu neemt het risico op brand af, de energiedichtheid (de energie die een batterij kan leveren in verhouding tot het gewicht), neemt toe. In de toekomst zou het mogelijk worden om in amper enkele minuten een ​​elektrisch voertuig met een solid state-batterij op te laden. 

Is de laadpunttechnologie aan het evolueren? 

“Voor beperkte vermogens nauwelijks, de laadpalen op onze parkings laden maximaal 22 KW (400V/32A). Niet supersnel, maar veel sneller dan een thuisaansluiting. Verder voldoen onze mode 3 oplaadpunten uiteraard aan alle regels en normen.” Mode 3 wil zeggen dat pas wanneer de auto en het laadstation een geschikte laadstroom hebben ‘bepaald’ er spanning op het stopcontact komt. Via de laadkabel wordt doorgegeven welke stroom de auto mag afnemen via de zogenaamde ‘control pilot pin’ in de stekker.  

Er bestaan ook mode 1, 2 en 4 oplaadpunten, elk met eigen specificiteit (bron: evpartner.nl). “Boven- en ondergronds staan dezelfde types laadpalen die beheerd worden door een provider. Er is weinig periodiek preventief onderhoud nodig en een defect wordt zo snel mogelijk hersteld. De duur van het exploitatiecontract is 15 jaar en daarin zijn we nu halverwege. Sowieso kan je de organisatie van elektrisch laden met de bijhorende infrastructuur niet snel veranderen.” 

De elektrische voeding van de laadpalen is gekoppeld aan de RWA (rook- en warmteafvoer) installatie. 

 “Het elektrisch vermogen dat wij aanleveren voor de laadpalen is een reservevermogen voor de parkeergebouwen. ”, zegt Raf Ghijsen.  Voor de ondergrondse parking is dat gereserveerd voor de RWA (rook- en warmteafvoer)-installatie. De elektrische voeding van de laadinfrastructuur wordt bij een branddetectie en de opstart van de RWA door de brandcentrale van UZ Leuven afgeschakeld, wat ook een eis is van de brandweer. Er is dus een wisselwerking tussen beide systemen.” Die interne branddetectie en -interventie verloopt via twee sporen. “De bewakingsdienst van het ziekenhuis wordt als eerste interventieploeg bij brand verwittigd, naast de automatische sturing van het systeem (liften, branddeuren, ventilatiesystemen en ook rook- en warmteafvoer in de parkeergarage). De preventiedienst van UZ Leuven houdt ook regelmatig overleg met de brandweer.” 

Laadinfrastructuur UZ Leuven

Thuis opladen is om praktische redenen aangewezen voor de bezoekers, maar ook voor de eigen medewerkers. Dit zal in de praktijk ook de belangrijkste vorm van elektrisch laden zijn. 

“Ja, het totaal aantal laadpunten zal vermoedelijk beperkt blijven”, vervolgt Ghijsen. “Ook voor woonwerkverkeer is thuis opladen de norm. Structureel opladen op het werk zal meestal onmogelijk zijn. Van de 2500 ondergrondse parkeerplaatsen zijn er 14 met laadpalen en er is momenteel geen plan om dat aantal te verhogen. De brandweer eist bovendien sinds juni 2019 dat nieuwe laadpunten in ondergrondse parkeergarages zich in de buurt van de inrit bevinden.” 

“Dat zijn maar een beperkt aantal plaatsen en dus een bottleneck om de laadinfrastructuur verder uit te rollen. Onze ondergrondse parkings zijn een keuze met aanzienlijke stedenbouwkundig voordelen, maar beperken in de huidige situatie het potentieel aantal laadpunten.” Laadpalen in de buitenlucht op het bovenste parkeerdek brengen geen speciale veiligheids- of onderhoudsmaatregelen met zich mee.” 

Frederik Schrooten. “Die laadpalen zijn echt gebouwd voor buitenomstandigheden, dus daar ligt zeker een mogelijke oplossing voor een infrastructuuruitbreiding. Alleen is het  momenteel niet duidelijk hoe de vraag naar laadpunten zal evolueren. Door de grotere autonomie van toekomstige batterijen zullen de voordelen van laadinfrastructuur op de parking van een ziekenhuis waarschijnlijk minder groot worden.” 

Specifieke instructies voor het gebruik van de laadpalen zijn er vanuit UZ Leuven niet voor de bezoekers en de werknemers. 

“De instructies zijn dezelfde als voor de gebruiker van een elektrisch voertuig: correcte laadkabel gebruiken en verder alle veiligheidsregels van het parkeergebouw in acht nemen”, zegt Ghijsen. “In de buurt van de laadpalen zijn brandblussers geïnstalleerd en ook aangeduid. Er is geen sprinklerinstallatie. Na de risicoanalyse en op basis van simulaties is bij de bouw van de parkeergebouwen gekozen voor RWA om de interventie van de brandweer zo snel mogelijk te laten doorgaan.” 

“Sinds de laadpalen zeven jaar geleden geplaatst werden, wordt er dagelijks intensief gebruik van gemaakt. Dat wijst op een frequent verkeer met elektrische voertuigen. Toch was er nog nooit een incident. Onze ervaring is dus positief, maar de strenge veiligheidsmaatregelen blijven natuurlijk onverminderd van kracht.” 


“Gebrek aan regelgeving rond EV’s en brandveiligheid maakt materie complex voor de brandweer” 

Met een exclusieve inzage voor Zorg & Techniek in een ontwerpdocument van het ziekenhuis voor de risico’s van het opladen van EV in ondergrondse parkings, wil Lieven Rijckaert (Majoor Brandweerzone Midwest en directeur beleidsinformatie Sint-Andries Ziekenhuisaantonen hoe elke beslissing hierover voor elke brandweerzone een evenwichtsoefening is. Het Tieltse ziekenhuis koos uiteindelijk op basis van de risicoanalyse voor het toelaten van EV in parkeergarage; laden gebeurt enkel bovengronds. Enkele uittreksels.   

In 2012 werd door het Sint-Andriesziekenhuis een parkeergebouw met twee bouwlagen in gebruik genomen. Om op de vraag of elektrische voertuigen ook gebruik kunnen maken van dit parkeergebouw een antwoord te geven werd door de dienst preventie een risicoanalyse uitgevoerd. 

Brand tot op 15 meter benaderbaar 

Het parkeergebouw is gelegen onder een deel van het ziekenhuisgebouw. Het parkeergebouw werd uitgerust met een RWA installatie conform aan de norm NBN S21-208-1. Naargelang van de plaats van de brand zijn voor deze rook-en warmteafvoer installatie diverse scenario’s voorzien. Op die manier kan een brand door de brandweer tot op 15 meter kan benaderd worden. 

Opladen: enkel in open lucht 

Op basis van een risicoanalyse besliste de directie van het Sint-Andriesziekenhuis om elektrische voertuigen toe te laten in het ondergronds parkeergebouw. De mogelijkheid om voertuigen op te laden werd evenwel niet ondergronds maar op een buitenparking voorzien.  

“Absoluut géén algemene richtlijn” 

Maj. Lieven Rijckaert benadrukt: “Het gebrek aan regelgeving rond EV en brandveiligheid maakt dit tot bijzonder complexe materie voor elke brandweerzone. Deze beslissing is nadrukkelijk genomen op basis van de specifieke risicoanalyse gemaakt voor de situatie in het Sint-Andriesziekenhuis en kan in geen geval gebruikt worden als leidraad elk ander gebouw (ziekenhuizen of niet) met een parkeergarage met twee bouwlagen.” Waarvan akte. 

Lieven Rijckaert (Majoor Brandweerzone Midwest en directeur beleidsinformatie Sint-Andries Ziekenhuis)


Wat is een ‘open’ of ‘gesloten’ parking? 

In 2012 heeft het begrip ‘open parking’ een engere definitie gekregen. Zo worden bepaalde parkings die volgens de definitie uit het Koninklijk Besluit Basisnormen als open beschouwd konden worden, voortaan als gesloten bestempeld. Aangezien deze parkings soms onderhevig zijn aan eisen ter preventie van rookverspreiding, verplichten de brandweerdiensten doorgaans om een RWA-systeem (rook- en warmteafvoer) te installeren volgens de norm NBN S 21-208-2. 

Sinds 1 april 2017 zijn de eisen in verband met de compartimentering en de evacuatie versoepeld:  

  • In de parkings van middelhoge of hoge gebouwen mag de toegang tot niet-bewoonde ruimten (bv. lokalen voor elektriciteitstransformatie en opslag- en archiveringsruimten) tegenwoordig uit één enkele EI1 60-deur bestaan (en niet langer uitsluitend uit een sas met twee EI1 30-deuren) 
  • Per bouwlaag hoeft er slechts één enkele uitgang aanwezig te zijn, zij het onder zeer strikte voorwaarden (maximaal twee bouwlagen met parkeerplaatsen en maximaal 15 m af te leggen tot een evacuatieweg en 30 m tot de uitgang).

bron: Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf (WTCB) 

Laat een commentaar na

Your email address will not be published. Required fields are marked *