Liftonderzoek Afhandeling van noodsituaties

Daan TI3a

Liftonderzoek: Afhandeling van noodsituaties - Pagina 2 van 12

Inhoudsopgave Inleiding ................................................................................................................................................... 3

Achtergronden ........................................................................................................................................ 3

Technische aandachtspunten .................................................................................................................. 5

Liftgedrag en besturing ........................................................................................................................... 7

Gefaseerd gedrag ................................................................................................................................ 7

Evacuatiemodus .................................................................................................................................. 7

Conclusie ................................................................................................................................................. 8

Literatuurlijst ........................................................................................................................................... 9

Bijlage A: Zoektocht naar literatuur ...................................................................................................... 11

Auteur(s) Daan Opdrachtgever Leo van Wissing Titel Liftonderzoek Opleiding Technische Informatica Subtitel Afhandeling van noodsituaties Locatie Hogeschool INHolland Alkmaar Datum 22 juni 2011 Leerjaar 3 Versie 3 Periode TI12 (Remote Lift) Status Definitief Klas TI3a

Liftonderzoek: Afhandeling van noodsituaties - Pagina 3 van 12

Inleiding Dit is een onderzoeksrapport voor een fictieve liftfabrikant. De klanten van deze fabriek hebben

aangegeven dat er meer aandacht besteed moet worden aan een bepaald aspect van de liften: de

afhandeling van noodsituaties. Dit is een rapport over de zoektocht naar mogelijke verbeterpunten

op dat aspect.

De centrale onderzoeksvraag luidt: Welke technische verbeteringen kan de liftfabrikant doorvoeren

om de liften beter geschikt te maken voor noodsituaties? Deze vraag is op te delen in verdere

subvragen, waarop in het verder verslag antwoord wordt gegeven:

Welke rol kan een lift spelen in een noodsituatie?

In welke noodsituaties kan de rol van een lift belangrijk zijn?

Wat kan er in een liftsysteem fout gaan tijdens een bepaalde noodsituatie dat de lift

ongeschikt voor gebruik zou maken?

Welke maatregelen zijn daartegen te treffen?

Achtergronden Liften worden in het algemeen als onveilig beschouwd voor het gebruik bij een noodsituatie. De

enige noodsituatie die in dit verslag wordt overwogen is brand. Bij brand moet het volledige gebouw

zo snel mogelijk geëvacueerd worden waarbij veiligheid het grootste belang is. De National Fire

Protection Association (NFPA) stelt de belangrijkste argumenten tegen het inzetten van liften voor

evacuatie (NFPA 101 1976):

Personen die willen vluchten voor een brand moeten op een lift staan wachten, gedurende

zij blootgesteld kunnen worden aan vuur en/of rook en in paniek kunnen raken.

Automatische liften per ongeluk stoppen en de deuren openen op de verdieping waar de

brand woedt.

De meeste liften vertrekken niet voordat de deuren volledig gesloten zijn. Als veel mensen

proberen de lift in te dringen kan het de lift blokkeren.

Liften kunnen stuk gaan door het vuur, wat ervoor kan zorgen dat personen vast komen te

zitten in de lift. Bij een brand is er mogelijk geen tijd om de personen uit de kapotte lift te

redden.

Volgens Pauls et al. (1991, literatuurlijst [8]) wordt het toepassen van liften om evacuatie te

versnellen steeds meer overwogen. Bazjanac (1977) en Pauls (1977) deden uitgebreide

computersimulaties van het evacueren van hoge gebouwen met behulp van liften. Pauls (1977)

toonde met zijn computermodel aan dat het gebruik van liften om een gebouw te evacueren een

aanzienlijke tijdwinst kan opleveren, maar alleen voor hoge gebouwen. Figuur 1 kan gebruikt worden

om de evacuatietijd van verschillende situaties te voorspellen. Hierbij is vanuit gegaan van vier

personenliften (met een capaciteit van 19 personen en een maximumsnelheid van 4 tot 6 m/s) per

liftzone. In zijn simulaties werden de liften na het alarm pas bruikbaar zodra er door de brandweer

was bepaald welke liften er ingezet konden worden.

Liftonderzoek: Afhandeling van noodsituaties - Pagina 4 van 12

Bazjanac deed nog uitgebreidere simulaties dan Pauls. Hij vergeleek zijn computermodel met een

werkelijke brand in een kantoorgebouw van 22 verdiepingen in San Francisco, waarin ook de liften

werden gebruikt. De voorspelling van zijn computermodel was ruim drie maal korter dan de

werkelijkheid. Bazjanac gaf aan dat zijn simulaties uitgingen van gestroomlijnd gedrag van mensen

(Bazjanac, 1977). Zijn eindconclusie was dat de keuze om liften buiten gebruik te stellen in een

noodsituatie bepaald moet worden door een geautoriseerd persoon, gebaseerd op de individuele

situaties. Niet gebaseerd op voorafgesteld beleid.

Figuur 1 - Voorspelling van evacuatietijden voor variërende gebouwhoogtes en bezettingen, bij het

gebruik van alleen trappen en een combinatie met liften. Bron: Pauls (1977, literatuurlijst [22]).

Liftonderzoek: Afhandeling van noodsituaties - Pagina 5 van 12

Pauls (2003) beweert dat de beperkingen voor het gebruik van liften in een noodsituatie meer lijken

te liggen bij menselijk gedrag dan de techniek. Daarom moeten liften op een manier ontworpen

worden zodat personen de lift kunnen en willen gebruiken in een noodsituatie.

Technische aandachtspunten Deze sectie verdiept zich verder in de technische aandachtspunten die een lift veiliger kunnen maken

voor gebruik bij brand. Klote et al. (1995, zie literatuurlijst [13]) brengen in hun conceptuele

Emergency Elevator Evacuation System (EEES) de onderstaande tien technische aandachtspunten

naar voren. Voor meer informatie wordt de lezer verwezen naar Klote et al. (1995, zie literatuurlijst

[13]).

1. Brand in schacht: Bij een brand in een liftschacht moet de EEES uitgeschakeld worden. In hun

conceptuele EEES namen zij deze beslissing op basis van de technische mogelijkheden van

toentertijd (1995). Misschien is deze situatie sindsdien veranderd. Sprinklers in schachten

worden beschouwd als nutteloos en problematisch voor het veilig functioneren van een lift

(Barker 1995, zie literatuurlijst [16]).

2. Bescherming voor wachtende personen: Lobbies van een EEES moeten goede bescherming

bieden tegen hitte, vuur en rook voor wachtende personen. Een lobby moet worden

afgeschermd met brand-, hitte-, rook- en waterbestendige deuren.

3. Bescherming voor passagiers: Passagiers moeten beschermd worden tegen het openen van

liftdeuren op verdiepingen waar brand woedt. Toepasselijk is het gebruik van

aanroepknoppen die niet door hitte, vuur of rook kunnen geactiveerd worden, en/of in de

liftaansturing voorkomen dat liften kunnen stoppen op verdiepingen waar brand wordt

gedetecteerd.

4. Bescherming tegen vuur en hitte: Een aanpak hiervoor is het opdelen in compartimenten

met brandveilige barrières. Technieken voor algemeen brandveilig bouwen zijn al

welbekend. Meer literatuur hierover: Barnett (1992), Boring et al. (1981), Bushev et al.

(1978) en Campbell (1991). De NFPA stelt eisen over compartimentering in NFPA 101.

5. Bescherming van installatie tegen rook: Naast compartimentering kan met ventilatie en

overdruk de verspreiding en het effect van rook worden verminderd. Technieken hiervoor

worden gedetailleerd gepresenteerd door Klote en Milke (1992). Let wel op dat de

gegenereerde luchtdruk niet te groot is om de liftdeuren te openen. Verdere literatuur:

Barker (1995, zie literatuurlijst [16]).

6. Betrouwbare stroom: De technologie om de stroomvoorziening betrouwbaar te maken

bestaat al een tijd. Dit soort systemen wordt bijvoorbeeld al toegepast in ziekenhuizen, maar

dit is niet direct toepasbaar op een lift. De betrouwbaarheid van stroom valt te

onderverdelen in het garanderen van een stroombron en het distributienetwerk.

Noodgeneratoren kunnen worden ingezet als alternatieve stroombron. Het

distributienetwerk wordt betrouwbaarder door vuurbestendige stroomkabels, redundante

stroomverbindingen en door stroomkabels door brandveilige ruimtes te laten lopen.

Liftonderzoek: Afhandeling van noodsituaties - Pagina 6 van 12

Stroomkabels in de liftschachten hebben geen speciale bescherming nodig in het geval dat

het EEES systeem wordt uitgeschakeld als de brand de liftschacht binnendringt.

7. Bescherming tegen water van buitenaf: Door het gebruik van sprinklers kunnen de

elektronische componenten en verbindingen verstoord worden. Water dat de liftschacht

binnendringt kan ook problemen verzorgen bij de remsystemen. Gebruik watervaste

componenten of voorkom dat water de liftschacht binnendringt. Watervaste componenten

worden al toegepast in bijvoorbeeld buitenliften, welke beschermd moeten worden tegen

regen. Hiervoor is regelmatige inspectie nodig om te garanderen dat de watervastheid niet

verloren gaat door slijtage of verwering. Het voorkomen van de indringing van water in de

liftschacht en machinekamer kan gedaan worden door schuine vloeren, afvoerputten en

afdichting van liftdeuren. Een combinatie hiervan wordt gepresenteerd en aangeraden door

Klote et al. (1995, literatuurlijst [13]). Klote, Levin en Groner (1994) analyseerden het

afdichten van deuren. Verdere literatuur: Barker (1995, zie literatuurlijst [16]).

8. Bescherming van installatie tegen oververhitting: Oververhitting kan elektronische

componenten verstoren en beschadigen. Ventilatie en/of air conditioning in de

machinekamer is nodig. Met een apart koelsysteem voor de machinekamer kan de

betrouwbaarheid verhoogd worden. Mogelijke maatregelen om de betrouwbaarheid van dit

koelsysteem te verbeteren is bijvoorbeeld het plaatsen van het koelsysteem in de

machinekamer zelf. Klote et al. (1995, literatuurlijst [13]) presenteren meer methodieken en

maatregelen hiervoor.

9. Klemmende deuren: Door de gegenereerde luchtdruk voor rookbeheersing kunnen de

liftdeuren klem gedrukt worden. Stel de luchtdrukinstallatie in zodat het geen overbodig

hoge druk genereert en/of pas sterkere motoren toe om de wrijving te overwinnen.

10. Cilindereffect: Luchtverplaatsing door de beweging van de liftcabine in de schacht kan tot

gevolge hebben dat rook de liftschacht in wordt getrokken. Een simpele oplossing hiervoor

wordt gepresenteerd door Klote en Milke (1992).

Klote et al. (1995) pleiten ook voor het toepassen van communicatiesystemen in lobbies. Hiermee

kunnen reddingswerkers of het systeem te weten komen waar er personen op een lift staan te

wachten, en om die personen te informeren. Systemen voor zulke doeleinden bestonden toentertijd

nog niet (1995).

Barker (1995, zie literatuurlijst [16]) pleit dat bij hoge gebouwen met complexe liftsystemen een

centrale brandcommandopost voor liften aangelegd moet worden. De commandopost moet

tegelijkertijd de locatie, positie, richting, deurstatus en operationele modus tonen,

communicatiemiddelen bieden en liftbesturing en nog meer zaken. De plaatsing van de

commandopost is belangrijk. Voor gedetailleerdere informatie wordt de lezer verwezen naar Barker

(1995, zie literatuurlijst [16]).

Liftonderzoek: Afhandeling van noodsituaties - Pagina 7 van 12

Liftgedrag en besturing In deze sectie worden mogelijke verbeteringen van het liftgedrag en manieren van liftbesturing door

reddingswerkers.

Gefaseerd gedrag

Bukowski et al. (2010, zie literatuurlijst [10]) leggen uit dat volgens de American Society of

Mechanical Engineers (ASME) A17.1 veiligheidsnorm1 een lift een speciale werking moet hebben bij

branden. Deze modus met twee fasen heet de Firefighters Emergency Operation (FEO). Fase 1 wordt

geactiveerd door rookmelders in de lobbies, machinekamer en schachten. In fase 1 gaan de liften

direct naar de vluchtverdieping, parkeren daar met geopende deuren en worden buiten gebruik

gesteld. Als er brand is op de vluchtverdieping, parkeert de lift op een vooraf bepaalde alternatieve

verdieping.

In de Central County Fire instructies over de FEO (zie literatuurlijst [20]) wordt de werking van een lift

in noodstand toegelicht. In de hoofdlobby zit een schakelaar met drie standen:

ON. De lift opereert in Fase 1 modus.

OFF. De lift functioneert normaal (standaardinstelling).

BYPASS. De lift negeert rookmelders en functioneert normaal.

In de liftcabine zit een schakelaar waarmee reddingswerkers de lift in fase 2 kunnen laten werken.

Hiervoor moet de schakelaar in de hoofdlobby op ON gezet worden. In Fase 2 hebben

reddingswerkers directe besturing van de lift vanuit de cabine.

Evacuatiemodus

Een aangepast gedrag en besturing van een lift kan wenselijk zijn voor efficiëntere evacuatie. Klote et

al. (1995, literatuurlijst [13]) noemen mogelijke uitbreidingen op het liftsysteem die hiervoor van

toepassing zijn:

Het verwerken van signalen van andere gebouwinstallaties zoals rook- en hittesensoren,

ventilatie- en airconditioningsystemen en het stroomnetwerk.

Voorspellen van de uitbreiding van de brand door simulaties.

Aanpassen van liftgedrag op basis van de twee bovenstaande uitbreidingen (bijvoorbeeld

verdiepingen prioriteren of aanroepen negeren van verdiepingen waar brand wordt

gedetecteerd).

Klote et al. (1995) noemen ook het minimaliseren van de functies die de lift (automatisch)

stopzetten. Normaal wordt dat gedaan om het comfort of veiligheid van passagiers te verhogen,

maar in geval van brand zal een liftstop meer gevaar opleveren dan doorgaan in een onveilige staat.

Een bevoegd persoon schakelt deze modus handmatig in.

1 http://cstools.asme.org/csconnect/CommitteePages.cfm?Committee=L01030000

Liftonderzoek: Afhandeling van noodsituaties - Pagina 8 van 12

In evacuatiemodus is een ander liftalgoritme toepasselijk. Bukowski et al. (2010, zie literatuurlijst

[10]) lichten kort een algoritme toe waarin het gebouw van boven naar onder ontruimd wordt. De

hoogste verdieping waar de lift wordt aangeroepen krijgt voorrang, en de passagiers worden direct

naar de vluchtverdieping vervoerd. Liftaanroepingen op tussenliggende verdiepingen worden alleen

gezien als signaal dat daar personen staan te wachten. Dit blijft doorgaan tot het hele gebouw

ontruimd is of dat de lift in fase 2 wordt gesteld.

Conclusie De moderne techniek lijkt klaar te staan voor het ontwerpen en ontwikkelen van liftsystemen die

veilig en effectief toegepast kunnen worden bij brand of andere situaties waarbij een hoog gebouw

zo snel mogelijk ontruimd moet worden. In dit onderzoek zijn de grootste technische

aandachtpunten voor het ontwerpen van brandveilige evacuatieliften. De informatie in dit verslag,

en de literatuur waarnaar wordt verwezen moet voldoende begin zijn voor verder onderzoek naar

verbeteringen in de liftsystemen van de liftfabrikant.

Liftonderzoek: Afhandeling van noodsituaties - Pagina 9 van 12

Literatuurlijst

[1] Liftinstituut – Congres Brandveiligheid en de rol van de lift daarbij http://www.congresbrandveiligheid.nl/

Paul van Soomeren (2007). Menselijk vluchtgedrag uit gebouwen. http://www.congresbrandveiligheid.nl/pdf/1415_Onvoorspelbaar_gedrag.pdf

P.J. Saaman (2007). Brandveiligheid en liften. http://www.congresbrandveiligheid.nl/pdf/1455_Bij_brand_wel_met_de%20_lift.pdf

CTBUH (2004). Emergency Evacuation elevator systems guideline. http://www.congresbrandveiligheid.nl/pdf/P6_Hoe_en_wat_-_Evacuatielift.pdf

[2] Arbo Online (2010). Het risico: Vluchtwegen. Geraadpleegd op 16 mei 2011. http://www.arbo-online.nl/artikelen/het-risico-vluchtwegen.29548.lynkx?thema=Home

[3] Rijkswaterstaat (2005). Uitgankelijkheid van wegtunnels voor mensen met een functiebeperking. Pagina 93 kopje e. Liften tot en met pagina 94. http://www.rijkswaterstaat.nl/images/Onderzoeksrapport%20Uitgankelijkheid%20van%20wegtunnels%20voor%20mensen%20met%20een%20functiebeperking_tcm174-270393.pdf

[4] Commercial Security Devices (z.d.). Het systeem van het brandalarm. Geraadpleegd op 16 mei 2011. http://www.commercialsecuritydevices.com/nl/het_systeem_van_het_brandalarm.html

[5] Nederlands Instituut Fysieke Veiligheid (z.d.). Zelfredzaamheid bij brand: Tien mythen ontkracht. http://www.nifv.nl/web/show/file/id=119682/filename=compleet.pdf/page=45197

[6] Wordlingo meertalig archief (z.d.). Lift. Geraadpleegd op 16 mei 2011. http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/nl/Elevator (inhoud is een Nederlandse vertaling van [wikipedia – elevator])

[7] Aardbevingradar (z.d.). Wat te doen bij een aardbeving. Geraadpleegd op 16 mei 2011. http://www.aardbevingradar.nl/aardbeving-en-nu.html

[8] Jake Pauls, Albert J. Gatfield, Edwina Juillet (1991). Elevator use for egress: The human-factors problems and prospects. http://wtc.nist.gov/pubs/elevators/pubs/3Pauls_R9100732_Elevator_Use_for-Egress.pdf

[9] Otis Elevator Company (z.d.). Potential role of elevators during emergencies. http://wtc.nist.gov/pubs/elevators/pubs/3Pauls_R9100732_Elevator_Use_for-Egress.pdf

Liftonderzoek: Afhandeling van noodsituaties - Pagina 10 van 12

[10] Richard W. Bukowski, PE, FSFPE, and Fang Li, MSFPE, Rolf Jensen & Assocs. Inc. (2010). Using Elevators In Fires. Geraadpleegd op 16 mei 2011. http://www.csemag.com/search/search-single-display/using-elevators-in-fires/7a08ea465a.html

[11] Philip Koopman (2011). 15 Advanced Elevator Behaviors. Pagina 22. http://www.ece.cmu.edu/~ece649/lectures/15_advanced_elevator.pdf

[12] Aaron Shui, Sadaf Mustafiz, Jörg Kienzle, Christophe Dony (z.d.). Exceptional Use Cases. http://hal-lirmm.ccsd.cnrs.fr/docs/00/10/65/04/PDF/D601.PDF

[13] John H. Klote, Bernard M. Levin, Norman E. Groner (1995). Emergency Elevator Evacuation Systems. http://www.fire.nist.gov/bfrlpubs/fire95/PDF/f95042.pdf

[14] Beth Tubbs (2007). Elevators and Egress. http://www.iccsafe.org/Communities/Accessibility/Documents/BSJ-accessibility.pdf

[15] NIST Building and Fire Research Laboratory (z.d.). Emergency Egress Strategies For Buildings. http://www.danielparejaortiz.es/ascensores/documentos/emergency%20egress%20strategies.pdf

[16] Frederick H. Barker (1995). Multi-purpose Elevators for Accessibility and Emergency-use. http://www.barkermohandas.com/images/Elevators%20for%20Accessibility%20&%20Emergencies.pdf

[17] Richard W. Bukowski (). Emergency Egress from Ultra Tall Buildings. http://www.ctbuh.org/Portals/0/Repository/T17_Bukowski.ffc17441-cd56-4657-84f5-6eda63ee7e44.pdf

[18] Norman E. Groner (2002). A Compelling Case for Emergency Elevator Systems. Geraadpleegd op 16 mei 2011. http://www.fireengineering.com/index/articles/display.articles.fire-engineering.volume-155.issue-10.world-trade-center-disaster.volume-ii-the-ruins-and-the-rebirth.a-compelling-case-for-emergency-elevator-systems.html

[19] Wikipedia (z.d.). Elevators. Geraadpleegd op 16 mei 2011. http://en.wikipedia.org/wiki/Elevator

[20] Central County Fire (z.d.). ELevatorEmergency Operation – Phase I and II. http://www.ccfdonline.org/TrainingDocuments/ElevatorPhaseIandII_TechRescue_TS.pdf

[21] The Pennsylvania Code (z.d.). §7.33. Operation of elevators under fire or other emergency conditions. Geraadpleegd op 16 mei 2011. http://www.pacode.com/secure/data/034/chapter7/s7.33.html

[22] Jake Pauls (2003). Elevators and Stairs for Evacuation: Comparisons and Combinations. http://cstools.asme.org/csconnect/pdf/CommitteeFiles/19516.pdf

Liftonderzoek: Afhandeling van noodsituaties - Pagina 11 van 12

Bijlage A: Zoektocht naar literatuur Voor dit onderzoek is er gezocht op internet. De gekozen zoektermen zijn toegepast op verschillende

zoekmachines. De zoektermen en resultaten daarvan staan in Tabel 1. In de tabel staan referenties

naar de literatuurlijst. De grijze vakken geven aan dat de zoekopdracht geen relevante resultaten

opleverde.

Zoekterm Zoek

mac

hin

e

Go

ogl

e

Go

ogl

e Sc

ho

lar

Bin

g

INH

olla

nd

bib

lioth

eek-

cata

logu

s

Lift noodsituatie gedrag [1]

Lift noodsituatie afhandeling

Lift noodsituatie maatregelen [2], [3], [4], [5]

Lift noodsituatie [6]

Lift noodknop

Lift aardbeving [7]

Lift brand

Lift ramp

Lift brandvrij

Lift klem

Lift vast

Lift storing

Lift-storing

Lift noodstop

Liftfunctie noodsituatie

Liftfunctie brand

Liftfunctie aardbeving

Liftfunctie ramp

Lift ontwerp noodsituatie

Lift ontwerp brand

Lift ontwerp aardbeving

Lift ontwerp ramp

Liftsysteem noodsituatie

Liftsysteem aardbeving

Liftsysteem brand

Liftsysteem ramp

Elevator emergency behavior [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17]

[8], [15], [17], [18] [13], [18]

Elevator emergency button [19], [20] [12] [19]

Elevator emergency mode

Elevator earthquake

Elevator fire

Elevator disaster

“liften zijn ontworpen”

“Elevators are designed”

Tabel 1 - Zoekresultaten

Liftonderzoek: Afhandeling van noodsituaties - Pagina 12 van 12

Nota: In het begin van dit onderzoek werd ook gezocht met Yahoo! (via www.alltheweb.com kom je

daar terecht). Het viel snel op dat de resultaten vrijwel identiek waren aan de resultaten bij Bing. Het

was makkelijk te ontdekken dat Yahoo! gebruik maakt van de Bing zoekmachine voor zijn resultaten.

Onderaan de pagina staat “Powered by Bing™”. Om deze reden is deze zoekmachine achterwege

gelaten.

Nota: Na het zoeken naar “Elevator emergency button” werd besloten dat er genoeg bronnen waren

gevonden. De resterende zoektermen zijn daarom achterwege gelaten.