O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eVeiligheidcement 2002 1 73Voor alle grootschalige en gecom-pliceerde projecten, waaronderprojecten met Meervoudig Ruim-tegebruik, is veiligheid een be-langrijk aspect, dat van te vorengoed onderzocht dient te worden[1]. Wat is veiligheid? In de veilig-heidsfilosofie wordt onderscheidgemaakt tussen fysieke en socialeveiligheid. Fysieke veiligheid be-treft kansen op verwonding ofoverlijden door oorzaken als cala-miteiten met gevaarlijke stoffenen andere rampscenario's zoalsbrand en overstroming. Fysiekeveiligheid omvat zowel aspectenvan interne als externe veiligheid.Socialeveiligheidbetreftaspectenvan mensen onderling, zoals cri-minaliteit en overlast. In dit arti-kel wordt nader ingegaan op defysieke veiligheid ? in het vervolgaangeduid als veiligheid ? ener-zijds en de omgang met risico-analyses anderzijds.Veiligheid is complementair metrisico(fig.1)enwordtderhalvege-associeerd met de mate van hetlopen van risico. De gangbare de-finitie van risico is de (faal)kansmaal het (negatieve) gevolg. Hetgevolg kan uitgedrukt worden inmateri?le schade of in slachtof-fers. Dit risico mag de maatschap-pelijke risico-acceptatienorm nietoverschrijden [3].Naast de gangbare definitie vanrisico bestaat ook de controver-si?le definitie hiervan, namelijkdepsychologischebenaderingvanrisico: een gebrek aan veronder-stelde beheersbaarheid [4].R i s i c o - a n a l y s eIn zijn algemeenheid geschiedtde bepaling van risico's door mid-del van een risico-analyse. Hierinwordenongevallenscenario'sge?n-ventariseerd en de kansen eropendegevolgenervanbepaald.Eenrisico-analysewordtgebruiktvoorhet toetsen van de veiligheid aaneen norm of het economisch op-timaliseren van processen enobjecten. Het doel van een risico-analyse is het leveren van eenbasis voor het nemen van ratio-nele beslissingen. Bij een risico-analyse kan onderscheid wordengemaakt in drie hoofdonderdelen(fig. 2) [3]:1. Een kwalitatieve analyse,bestaande uit de analyse vande functies en onderdelenvan het systeem, de inventa-risatie van bedreigingen,faalmechanismen, gevolgenen het vastleggen van deonderlinge samenhang.2. Een kwantitatieve analyse,bestaande uit de berekeningvan de faalkans, kwantifice-ring van gevolgen, bereke-ning van risico's en beoor-deling van het resultaat doortoetsing aan normen.3. Besluitvorming en toetsingvan het risico.R i s i c o - a c c e p t a t i eEen belangrijk onderdeel van derisico-analyse is het laatste deelvan stap 2 en stap 3, namelijk debesluitvorming en toetsing vanhet risico aan de maatschappe-lijke risico-acceptatienormen. Bijdeze toetsing wordt de mate vanacceptatie van risico's bepaald.Er zijn een viertal criteria die deacceptatie bepalen (fig. 2):? maatschappelijke risico-accepta-tienormen (individueel risicoen groepsrisico);? economische optimalisatie;? psychologische acceptatie;? politieke besluiten.De maatschappelijke risico-accep-tatienormen zijn te verdelen ingroepsrisico en individueel risico.In Nederland is door het minis-terie van VROM de norm voorIntroductie van een beoordelingsmethodiekBeoordeling veiligheid bijMeervoudig Ruimtegebruikir. S.I. Suddle, TU Delft/Corsmit Raadgevend Ingenieursbureau, Rijswijk *)*) De auteur is promovendus bij de faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen, sectie Gebouwen en Bouwtechniek aan de TUDelft en is constructeur bij Corsmit Raadgevend Ingenieursbureau, Rijswijk. Promotor is prof.dipl.-ing. J.N.J.A Vambersk?y, co-promo-tor prof.ir. A.C.W.M. Vrouwenvelder.Veiligheid wordt de laatste jaren steeds vaker ter discussie gesteld bij ontwik-keling, realisatie en beheer van grootschalige projecten. Het is noodzakelijk deveiligheid in een zo vroeg mogelijk stadium zo nauwkeurig mogelijk vast teleggen. Aan de TU Delft wordt momenteel door de auteur een promotieonder-zoek verricht naar de veiligheidsaspecten van Meervoudig Ruimtegebruik.In dit artikel wordt een beeld gegeven over veiligheid in zijn algemeenheid.1 | Veiligheid uitgezet tegenrisico [1,2]ongewenste situatiegewenste situatieveiligheidrisicotoename risicoafname veiligheidverwachtingskosteninvesteringskostennormO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eVeiligheidcement 2002 174het groepsrisico vastgesteld. Dezeheeft betrekking op de kansver-deling van het aantal doden perjaar ten gevolge van een activiteitop ??n enkele locatie. Het indivi-dueel risico geeft de kans op over-lijden op een bepaalde plaats tenopzichte van een beschouwde ac-tiviteit,ongeachtdeaanwezigheidvan personen. Bij economische op-timalisatie is het de bedoeling eenmaatregel te kiezen die de veilig-heid doet vergroten, waarbij de to-tale kosten zo klein mogelijk zijn.Maatschappelijke acceptatie isnauw verbonden met psychologi-sche acceptatie. Publieke opinie endaaraan gekoppelde politieke be-sluiten spelen hierbij een belang-rijke rol [5]. De psychologische ac-ceptatieenpolitiekebesluitenzijnmeestal doorslaggevend als derisico-analyse zich beperkt tot dekwalitatieve risico-analyse. Terwijlals de kwantitatieve risico-analyseis uitgevoerd, de voorkeur meest-al wordt gegeven aan besluitvor-ming op grond van maatschappe-lijke risico-acceptatienormen ende economische optimalisatie.M a a t s c h a p p e l i j k e r i s i c o -a c c e p t a t i e n o r m e nBij beschouwing van de maat-schappelijke risico-acceptatienor-menkunnentweetoetsenwordengedaan, namelijk voor het indivi-dueel risico en voor het groepsri-sico [5]. Voor het individueel risicogeldt de norm [3, 5]:i. 10?4Pfi _______ (1)Pd|fiwaarin:Pfiis de kans op een ongevalf ten gevolge van activiteit i[jaar-1];Pd|fiis de kans op overlijden vaneen individu, gegeven dateen ongeval f ten gevolgevan activiteit i plaatsheeft enaannemende dat de persoonzich permanent, gedurende24 uur per dag onbeschermdop die plaats bevindt;iis de beleidsfactor die wordtbepaald op basis van demate van vrijwilligheid en/of belang van het individubij de activiteit, vari?rendvan 10 tot 0,01 (fig. 3);10-4is de statistische kans opoverlijden per jaar van jongemannen [jaar-1].Eenalgemeneformuleringvandenorm voor het groepsrisico vooreen periode van ??n jaar is [3, 5, 6]:Ci1 ? FN(n) __ voor alle n (2)n1 ? FN(n) = P(N > n) (3)waarin:Ciis de constante die de hoog-teligging van de FN-curvebepaalt;1 ? FN(n) is de overschrijdings-kans van het aantal dodelijkeslachtoffers, dat volgt uit deverdelingsfunctie van ditaantal, FN(n);n is het aantal dodelijke slacht-offers; is de steilheid van de norme-ring die de FN-curve bepaalt.Een normering met een steilheid = 1 wordt neutraal genoemd enlimiteert in feite de verwachtings-waarde van het aantal slacht-offers. Is de steilheid > 1, dan isde normering risico-avers. Groteongelukken met meerdere dode-lijke slachtoffers worden immerszwaarder meegewogen, en dezeworden met relatief kleinere kansgeaccepteerd. Een voorbeeld hier-van is dat men wel accepteert daterjaarlijksmeerdan1000mensenomkomen in het verkeer, terwijlde vuurwerkramp in Enschede,waarbij 17 mensen in ??n keeromkwamen, niet wordt geaccep-teerd.2 | Risico-analyse en derisico-acceptatie3 | Individuele risico's inWesterse landen, geba-seerd op statistieken vande oorzaken voor dode-lijke ongelukken en hetaantal mensen die deel-namen aan een activiteit;bepaling [5]veiligheidrisico-analysekwantitatieve risico-analyse besluitvorming & toetsingkwalitatieve risico-analyserisico-acceptatiemaatschappelijke risico-acceptatienormeneconomiepsychologiepolitiekhoog jaongeval bij bergbeklimmen = 100ziekte = 10auto ongeval = 1vliegtuigongeval = 0,1fabrieksongeval = 0,01laag neeoorzaak risico-acceptatie beleidsfactorvrijwilligheidkansopoverlijdenperjaardirectvoordeel10?210?410?6O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eVeiligheidcement 2002 1 75Het ministerie van VROM han-teert de norm waarbij geldt datCi= 0,01 en = 2 (voor n 10), ookwel de ori?nterende waarde gehe-ten. Voor lagere risico's geldt hetALARA-principe (As Low As Rea-sonable Achievable), wat inhoudtdat risico's zo veel als redelijker-wijsmogelijkis,beperktdienenteworden. Het groepsrisico wordtmeestal in een FN-diagram weer-gegeven(fig.4).Dezegrafiekgeeftde verhouding weer tussen dejaarlijksekansopoverlijden(F)ende omvang van een groep slacht-offers dat tegelijk om het levenkomt (n).Als de verwachtingswaarde vanhet aantal dodelijke slachtoffersveel kleiner is dan de standaard-afwijking, geldt voor de factor Ci,bij een deterministische aantaldodelijke slachtoffers [3, 5]:i. 100Ci=[_______] (4)k . 2Nawaarin:Nais het aantal onafhankelijkelocaties waar de activiteitplaatsheeft;k is de risicoaversie-factor(meestal k = 3).V e i l i g h e i d s m a a tAls we de norm voor het individu-eel risico nader beschouwen, danzien we dat pas als het risico meteen factor tien afneemt, er sprakeis van een wezenlijke verbetering.Zo ook duidt een toename van hetrisico met een factor tien op eenwezenlijke verslechtering. De fac-tor tien doet heel snel denkenaan een logaritmische schaal metgrondtal 10. Voor het groepsrisicois de (dubbel)logaritmische weer-gave bij het FN-diagram een voorde handliggend denkpatroon. Deal eerder behandelde norm (for-mule1)voorhetindividueelrisicokan worden gezien als het indi-vidueel risico berekend met derisico-analyse, getoetst aan denorm voor het individueel risico.Formule 1 kan als volgt geschre-ven worden:IR = Pfi.Pd|fi i.10-4(5)IR is hierin de totale kansdeel vanhet risico, ook wel het individueelrisico genoemd, namelijk de kansop een dodelijke afloop, gegeveneen bepaald ongeval [jaar-1].Formule 5 anders geschrevengeeft:Pfi. Pd|fi_______ 1 (6)i. 10?4Veiligheid in de termen van indi-vidueel risico kan worden opge-merkt als een minimaal risico(maximale veiligheid) plus het in-dividueel risico getoetst aan denorm, in formulevorm:Rmin+ IR________ 1 (7)i. 10?4Deze toets wordt attractief op lo-garitmische schaal. Als wordt uit-gegaan van de gangbare definitievan risico, dan kan een mogelijkemaatstaf voor de veiligheid in for-mulevorm worden weergegeven:Rmin+ IRV = ?log ________ (8)i. 10?4waarin:V is de veiligheidsmaat[dimensieloos];Rminis het minimaal risico:0 ongelukken met dode-lijke afloop [jaar-1].Hiermee is een nieuw begrip ge-?ntroduceerd, namelijk de veilig-heidsmaat voor het individueelrisico.Hierbijisgekozenvooreenreferentie die (net) voldoet aan denorm voor het individueel risico.Gezien het feit dat Rmingelijk isaan 0, kan deze weggelaten wor-den in de formule en bovendienkan IR uit formule 6 hierin ge-substitueerd worden:Pfi. Pd|fiV = ?log ________ (9)i. 10?4Door het wegwerken van het min-teken voor de logaritme ontstaatde formule:i. 10?4V = log ________ (10)Pfi. Pd|fiDat deze formule grote voordelenmet zich meebrengt in de huidigeformuleringkanhetbestewordenge?llustreerd aan de hand van eenvoorbeeld. Stel dat de volgende4 | FN-diagram met hierinde VROM-regel verwerkt[5, 6]1 101,0E-021,0E-031,0E-041,0E-051,0E-061,0E-071,0E-081,0E-09100 1000groepsrisicooverlijdenskansF(N>n)[1/jaar]n (aantal dodelijke slachtoffers)onacceptabel risicoacceptabel risicoALARAvrom-regelO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eVeiligheidcement 2002 176situatie van toepassing is:Pfi= 10-5[jaar-1];Pd|fi= 1 [-];i= 0,01 (onvrijwillige activiteit).Hiermee kan de veiligheidsmaatwordenberekendmetformule10.Deze bedraagt dan:Voor de veiligheidsmaat V volgteen bepaald getal. Voor het voor-beeld is dat ?1, hetgeen eropneerkomt dat de veiligheid on-voldoende is, want de gesteldeacceptatienorm voor individueelrisicowordtoverschreden.Inprin-cipe kan onderscheid gemaaktworden tussen drie situaties:1. V < 0 De berekende veilig-heid/risico voldoet niet aande risico-acceptatienormen.Hoe groter de overschrijdingvan het risico ten opzichtevan de norm (i. 10-4), des tekleiner het getal voor de vei-ligheid, des te onveiliger hetis. (Een afname van de veilig-heidsmaat betekent dat hetrisico ??n niveau toeneemt.)2. V = 0 De berekende veilig-heid/risico voldoet aan derisico-acceptatienormen.3. V > 0 De berekende veilig-heid/risico voldoet ruim aande gestelde risico-acceptatie-normen. (Een toename vande veiligheidsmaat betekentook dat het risico ??n niveauafneemt.)Gestreefd wordt om situatie 2 en3 te behalen, dus V 0. Gecom-bineerd met formule 10 geeft ditde norm voor de veiligheid intermen van individueel risico:i. 10?4V = log ________ 0 (11)Pfi. Pd|fiDe toets voor de veiligheid in ter-men van individueel risico kan inplaats van met formule 1 nu ookworden gedaan met formule 11.De uitkomst van de veiligheids-maat hangt af van het individueelrisico en . Tabel 1 en figuur 5geven de veiligheidsmaat weer,uitgezet tegen het risico voor eenbepaalde . Met dit model is deveiligheid in termen van indivi-dueel risico gekwantificeerd endirect te toetsen aan de acceptatie-normen voor individueel risico.Met dit instrument kunnen de ef-fecten worden bepaald van veilig-heidsmaatregelenopdeveiligheid-(smaat) voor individueel risico.Verder geldt de limiet:lim (V) = (11a)IR0In woorden uitgedrukt: indien ergeen sprake is van risico, nadertde veiligheidsmaat tot oneindig.E c o n o m i s c h c r i t e r i u mHet niveau van risico-acceptatiekan ook worden gezien als eeneconomisch beslissingsprobleem.In de praktijk wordt niet altijdvoorkeur gegeven aan de maatre-gel die voldoet aan de maatschap-pelijke risico-acceptatienormen,maar spelen ook economischeoverwegingeneenbelangrijkerol.Soms is een maatregel waarbij zomin mogelijk slachtoffers ver-wacht worden te duur en de maat-regel die zo goedkoop mogelijk islevert een groot verwacht aantalslachtoffers (risico's). Hiertussenmoet een evenwicht worden ge-zocht. Toch streeft men er naarom een zo goedkoop mogelijkemaatregel toe te passen, die bo-vendien ook nog voldoet aan demaatschappelijke risico-accepta-tienormen. In [5] wordt dit mini-maliseringsprobleem weergege-ven met:0,01 . 10?4 10?6V = log _________ = log _____ = log 10?1 = ?1 (10a)10?5 . 1 10?55 | Veiligheidsmaat uitgezettegen individueel risicobij verschillende 54321?1?2?3?4?51,0E-08onacceptabelrosicoacceptabelrisico1,0E-071,0E-061,0E-011,0E-0veiligheidsmaatrisiconorm-waarde = 0,01 = 0,1 = 1 = 1001,0E-051,0E-041,0E-031,0E-02Tabel 1 | Veiligheidsmaat uitgezet tegen individueel risico bij verschillenden waarde voor individueel risico veiligheidsmaatIR = Pfi. Pd|fi = 0,01 = 0,1 = 1 = 1010?2? 4 ? 3 ? 2 ? 110?3? 3 ? 2 ? 1 010?4? 2 ? 1 0 110?5? 1 0 1 210?60 1 2 310?71 2 3 410?82 3 4 510?93 4 5 6onacceptabelacceptabelO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eVeiligheidcement 2002 1 77waarin:Ctotzijn de totale investerings-kosten;C0(y) zijn de investeringskostenper veiligheidsmaatregel;j is het jaarnummer;r is de discontovoet;Cjis de materi?le gevolg-schade in jaar j;y is de beslissingsparame-ter; zijn de investeringskostenom een dodelijk slacht-offer te voorkomen;E(Nd) is het verwachte aantaldodelijk slachtoffers;E(Nd) = Pfi. Pd|fi. Npi;Npiis het aantal deelnemersaan een activiteit.Bij deze formulering stuit men opethischebezwaren:hoeveelismenbereid voor een mensenleven teinvesteren. Indien = 0, dan ont-staat uitsluitend een economischprobleem. Meestal wordt voorde waarde van een waarde aan-gehouden van 300 000,- tot 1 600 000,- [5].V e i l i g h e i d s k e t e nZoweldekwalitatievealsdekwan-titatieve risico-analyse hebben sce-nario's met elkaar gemeen. Ditkomt goed tot uiting in het zoge-naamde vlinderdasmodel (fig. 6).Hieriniseenfoutenboomuitgezettegen een gebeurtenissenboom.Gekekenkanwordenopwelkdeelvan een bepaald pad een bepaaldemaatregel kan worden uitgevoerdom de veiligheid te waarborgen.Indien het risico niet voldoet aandeveiligheidsnormen,kanwordengekeken of het risico kan wordengereduceerd.Doorhetnemenvanrisico-reducerende maatregelenwordt een bepaald risiconiveaubehaald. Deze maatregelen kun-nen betrekking hebben op debron van een calamiteit, maar ookop de gevolgen ervan. Bij de be-paling van veiligheidsmaatrege-len maakt men gebruik van zoweldeterministische als probabilistischemethoden. De probabilistische be-nadering is de enige kwantitatie-ve methode om onzekerheid in dewaarden van variabelen en ge-beurtenissen met een kleine kansvan voorkomen met daaraan ver-bonden onzekere gevolgen, te be-schrijven [8].Deverschillendemaatregelenkun-nen worden geclassificeerd vol-gens een model dat in Nederlandbekendstaatalsdeveiligheidsketen.DitmodelwordtgebruiktdoorhetMinisterie van Binnenlandse Za-keninintegraleveiligheidsrappor-tages [9]. De veiligheidsketen be-staat uit een vijftal schakels:1. Pro-actie: Het wegnemenvan structurele oorzaken vanonveiligheid (voork?men vaneen risicovolle situatie).2. Preventie: De zorg voor hetvoork?men van directe oor-zaken van onveiligheid enhet zoveel mogelijk beperkenvan de gevolgen van inbreu-ken op de veiligheid, indiendie zouden optreden (voork?-men van een incident en hetbeheersen van de ontwikke-ling van een incident).3. Preparatie: De daadwerkelij-ke voorbereiding op de tenemen acties bij eventueleongewenste situaties (het zosnel mogelijk beschermenvan de grotere bevolkings-groepen tegen blootstelling).4. Repressie: De daadwerkelijkebestrijding en de verleningvan hulp in ongewenste situ-aties.5. Nazorg: Hetgeen dat nodig isom zo snel mogelijk weerterug te keren in de`normale' verhoudingen.V e r v o l g o n d e r z o e kOp dit moment wordt het pro-motieonderzoek ? Veiligheid vanMeervoudig Ruimtegebruik ?verricht voor zowel de interneals externe veiligheid tijdens derealisatie- en de exploitatiefasevoor projecten waarbij Meervou-dig Ruimtegebruik centraal staat.Hierbij zal de grens worden be-paald van wat wel en wat nietacceptabel is qua overbouwing.MeervoudigRuimtegebruikwordtin dit onderzoek begrensd doorhet realiseren van gebouwen bo-ven infrastructuur, hetzij wegen(fig. 7, foto 8), hetzij spoor-infra-structuur,*) of boven bestaandegebouwen (tabel 2).T e n s l o t t eIn dit artikel is een globaal modelvoor de veiligheid in termen vanindividueel risico opgesteld entoegelicht. Het grote voordeel vannPFj. {Cj+ . E (Nd)}Ctot= C0(y) +_________________j=1 (1 + r)jzodanig dati. 10?4 i. 10?4Pfi _______ of V = log _______ 0Pd|fiPfi. Pd|fiCi1 ? FN(n) __ (12)n6 | Vlinderdasmodel [7]toepassenmaartregelengebeurtenissenboomongevalfoutenboomminimaliseerO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eVeiligheidcement 2002 178dit model ten opzichte van dehuidigeaanpakisdathetresultaatdirect in veiligheid kan wordenuitgedruktendeeffectenvanmaat-regelen voor individueel risico ge-makkelijker met elkaar zijn te ver-gelijken.Voortsisdeomgangmetveiligheids- of risico-analyses,waarbij de nadruk lag op risico-ac-ceptatie, aan bod gekomen.Het model en de normen die indit artikel zijn toegelicht zullenworden toegepast in het onder-havige promotieonderzoek. Voorde benadering van de veiligheidvan mensen, zal onderscheid ge-maakt worden in drie verschillen-de situaties. Hiervan zullen risico-analyses worden opgesteld. In dekomende drie jaar zullen ookandere onderzoeken in het kadervan Meervoudig Ruimtegebruikgecombineerd met veiligheid deaandachtkrijgen,onderleidingvanprof.dipl.-ing.J.N.J.A.Vambersk ?y,hoogleraarutiliteitsbouwTU-Delft.L i t e r a t u u r1. Suddle, S.I., Veiligheid vanbouwen bij MeervoudigRuimtegebruik ? een onder-zoek naar de veiligheid vanderden bij bouwen vangebouwen boven wegen,sporen en gebouwen.Afstudeerrapport TU Delft,april 2001.2. Suddle, S.I., Veiligheidbouwen bij MeervoudigRuimtegebruik. Land+Water,september 2001.3. CUR-rapport 190, Kansen inde civiele techniek, Deel 1:Probabilistisch ontwerpen inde theorie. CUR, Gouda,maart 1997.4. Vlek, C.A.J., Beslissen overrisico-acceptatie; een psycho-logisch-besliskundige be-schouwing over risicodefini-ties, risicovergelijking enbeslissingsregels voor hetbeoordelen van de aanvaard-baarheid van riskante acti-viteiten. RijksuniversiteitGroningen, Gezondheids-raad, 's-Gravenhage.5. Vrouwenvelder, A.C.W.M.,Risk Assessment and RiskCommunucation in CivilEngineering. CIB Report,Publication 59, februari 2001.6. Vrijling, J.K., W. van Hengelen R.J. Houben, Acceptablerisk as a basis for design.Reliability Engineering andSystem Safety, Vol. 59,pp. 141-150.7. Oh, J.I.H., Co-operationbetween regulator andindustry with respect toinspections. Ministerie vanSociale Zaken en Werk-gelenheid, mei 2001.8. Vrijling, J.K. en J. Stoop,Naar ??n beslismodel voorde veiligheid. Watertovenaars,Vol. 17, pp. 202-213, Rijks-waterstaat, 1998.9. Beveiligingsconcept spoor-wegtunnels uitsluitend be-stemd voor goederenvervoer.Ministerie van BinnenlandseZaken, Directie Brandweeren Rampenbestrijding, 1997.Tabel 2 | Benadering van de veiligheid in drie verschillende situatiesbenadering van de veiligheid realisatie- exploitatie- soort boven bestaandefase fase veiligheid weg/spoor/gebouwveiligheid van het gebouw + + extern weg+spoor+gebouwop de infrastructuurveiligheid van de infrastructuur ? + extern weg+spoorop het gebouwveiligheid van de infrastructuur ? + intern weg+spoorop de infrastructuur8 | Voorbeeld Meervoudig Ruimtegebruikboven wegen: Das D?sseldorferStadttor [1]7 | Meervoudig Ruimte-gebruik boven wegen*) Zie ook het artikel van ir.drs. Th.S. deWilde in dit nummer van Cement.