Reducing fire disaster risk through dynamic risk assessment and management (DYNAMIC)

Tette trehusmiljø (som Røros og Gamle Skudeneshavn) er knyttet til vår fortid og identitet og derfor verneverdige. Samtidig er de veldig utsatt for brann. Begynner det først å brenne i ett hus, kan spres brannen raskt. Derfor har brannvesenet krav på å komme frem innen 10 minutter etter innkalling. Trematerialer inneholder noe vann i porene, og mengden varierer med relativ luftfuktighet, som igjen er avhengig av temperaturen. Lufta kan inneholde mer vann når det er varmt, enn når det er kaldt. Er det 70% Luftfuktighet i værmeldingen, inneholder lufta 70% av den det den maksimalt kan inneholde for den gitte temperaturen. Er det kaldt, er mengden fuktighet i lufta liten. Når denne lufta kommer inn i husene, blir den varmet opp til innetemperatur, som er gjerne 20-49 °C høyere enn ute. Plutselig, blir denne lufta «sulten» på fuktighet, fordi den kan jo inneholde mye mer vann enn den gjør. Derfor trekker den til seg fuktighet fra vår hud, fra grønne inneplanter, men også fra trematerialer, møbler, gulv, tre-panel på vegger, og tak. Et 100 kg tre-møbel vil veie 95 kg etter en tid under slike tørre forhold. Alle trematerialene i hjemmene våre blir da mer brennbare. Det finnes en matematisk formel som forteller oss fuktinnholdet i tre-materialer, avhengig av relativ luftfuktighet, og en annen som beregner «Tid til overtenning» av trematerialer, avhengig av fuktinnhold. Overtenning er den raske overgangen fra beskjeden brann i et rom til hele rommet involveres i brannen, og det brenner svært intenst. Brannvesenet kan ikke hjelpe så mye hvis brannforløpet har kommet så langt. I DYNAMIC har vi vist at det er mulig, og nyttig, å beregne en brannfareindikator for trehus. Den matematiske modellen som vi utviklet estimerer luftfuktighet inne basert på målte verdier for luftfuktighet ute (fra værmeldingen). Deretter estimerer modellen fuktinnhold i tre-materialer, og tid til overtenning. Dette kombinert med data for vind kan gi varsel om ekstra farlige forhold inntil tre dager inn i framtiden. Vi har utviklet programvare og systemer som henter værdata direkte fra værstasjonene, slik at modellen kan beregne brannfare for et bestemt sted fortløpende, også for de ca. 70 verneverdige steder med tett trehusbebyggelse. Først brukte vi «cloud computing», men vi har også fått modellen til å kjøre på mobiltelefon (edge computing). Vi undersøkte hvor ofte trehusene de siste 10 år var ganske tørre, og det samtidig var sterk vind for tre steder, og fant 2 - 10 slike dager hver vinter. Kystnære steder er mer utsatt enn innlandssteder pga den kraftige vinden som ofte er der. Da kan brannvesenet sette inn ekstra tiltak på disse dager, som vårt system kan varsle ca. 3 dager i forkant. Tettsteder i kystnære strøk var tidligere omgitt av brannsikker, velpleid lyngmark. Forfedrene skapte dette landskapet for 5000 år siden. I flere tusen år ble lyngmarken brent med 10 - 20 års intervall for å skape gode beiter for villsau. Røsslyng er vintergrønn slik at dyrene kan gå ute også på vinterstid i områder med lite snø. Lyngmark er semi-naturlig, fordi vi ikke behøver å så lyng, men den trenger stell med brenning og beiting. Hvis ikke, taper den terreng i konkurransen mot andre planter, og dør. De siste ca. 70 årene har vi i liten grad latt villsau beite i utmarka fordi mange har fått andre jobber og landbruket har gått over til saueraser som trenger grønn innmark. De første årene uten stell av lyngmark merket vi ikke stort, men etterhvert ble våre landskaper overgrodd, og vi begynte å oppleve hissige branner, som brannen i Flatanger januar 2014. Den brannen ødela faktisk flest bygninger de siste 100 år i Norge. Vi studerte 6 branner som truet eller ødela deler av tettsteder, og fikk vite hva som utfordret brannvesenet og hva de lærte av erfaringene. Brannsjefene mente det er veldig viktig å redusere brannfarlig vegetasjon, spesielt nært husene. Dette kan gjøres med hogst, kontrollert brenning, og deretter følges opp med økt beitetrykk. Vi har hjulpet Norges mest aktive lyngbrennerlag, Haugaland Lyngbrannreserve, med å utføre effektive og trygge brenneøkter. Vi har bidratt i årlige seminar, undervist på kurs for nye medlemmer, og deltatt på brenning i lyngmarken. De personene som blir kjernemedlemmer i et slikt lag har et forhold til landbruket (bonde, vokst opp på gård) og samtidig er deltids (eller heltids) brannmannskap. Disse har nødvendig kompetanse og selvtillit til å sette i gang med brenning i overgrodde landskap. De er også i stand til å lære opp andre. Vi testet hvor mye brannfarlig einer 12 geiter kan spise om de går på et 12 mål friområde i et nabolag i to måneder, med digitalt gjerde. Og ja, geitene bidro ganske mye! I tillegg ble de godt likt av naboene som helst skulle se at de kom tilbake. De laget jo liv i 100-meterskogen. DYNAMIC har bidratt til å gjøre tette trehusmiljø og tettsteder omgitt av lyngmark litt tryggere mhp brannsikkerhet. Resultatene er relevante også andre steder.

The project had close cooperation with several stakeholders important for the conservation of heathland, which increases the fire safety in the WUI. We cooperated with the civic group Haugaland Lyngbrannreserve in prescribed burns, exchanged knowledge and practices with them and assisted on prescribed burner courses. The group consists primarily of farmers, who help each other to conduct prescribed burns on own properties, but also academics and ecologists are welcome as members. Haugaland Lyngbrannreserve initially, did not have a fire safety focus. Only improved grazing, and improved visual qualities in the landscape. DYNAMIC introduced the fire safety objective, in combination with the other objectives, and the group has adopted it. They have performed burning sessions in the WUI, to reduce fire hazard in neighbourhoods, with the Fire Service present to calm the inhabitants about the temporarily increased risk. This focus will stay with them, also after the completion of DYNAMIC. Academic members of the DYNAMIC project will continue to do prescribed burns, also as "burn bosses". The goat-project, with Nofence restriction of the animals, was “copied” by the Municipality of Karmøy summer 2023. The municipality rented 8 goats, to graze along a public tour road, close to a lake (Moksheimsvannet). Goats were also employed to graze along the fence of industrial sites in Karmøy, to avoid vegetation encroachment, and ensure visibility / control of the facility area. The mobile application for fire risk warning is available for the three fires services that have been project partners in Dynamic, (Haugesund Brannvesen, Rogaland Brann og Redning, and Bergen Brannvesen), as well as Haugaland Brann og Redning. We will soon improve the availability of the application to all Fire Services in Norway, which have Dense Wooden Home sites within their jurisdiction. The PhD-study of Ruben Dobler Strand, titled “Development and Evaluation of a Predictive Fire Risk Modelling and Notification System for Wooden Homes”, which he defended om January 28th, 2025, established a fruitful link between the Fire Safety and Data Science groups in HVL. Ruben Dobler Strand is now employed at the Fire Safety education at HVL. The PhD study of Anna Marie Gjedrem, titled “Innovative and Sustainable Solutions for Wildland-Urban Interface Fire Risk Management in Coastal Norway”, which she defended in November 2023, established cooperation with the European University Cyprus. She is now on a post-doc position in Australia. Four Fire Safety MSc studnets and five Data Science MSc students conducted their MSc Thesis in DYNAMIC. In addition to three Fire Safety and three Data Science BSc students, who conducted their Bachelor Thesis. Five of the students (2 MSc students and 3 Bachelor students) are also co-authors in respsective articles.

DYNAMIC is an interdisciplinary project focusing on fire disaster prevention, e.g. the 2014 Lærdalsøyri and Flatanger fires. Changes in climate, land-use, buildings, infrastructure and demography are increasing the fire risk in previously low-risk areas in Norway. DYNAMIC will map and model the abiotic, biotic, and human drivers of these changes in fire risk, develop risk forecasting strategies, and contribute to identify effective short and long term risk reducing measures. Two interconnected innovative aspects of DYNAMIC are (i) our radical cross-disciplinary expertise, as we are the first project, to our knowledge, integrating expertise form fire science, contingency management, computer science, meteorology, risk management, health, cultural landscape management, farming, and ecosystem science, and (ii) our cross-sectorial approach where the scientists collaborate closely throughout the project period with fire brigades, farming communities, and civic habitat management interest groups. DYNAMIC shall identify and monitor significant risk contributing factors, develop forecasting systems for high risk conditions and warn the emergency systems and the public when appropriate regarding single structure fire risk, conflagration risk and Calluna (No: røsslyng) dominated WUI fire risk. DYNAMIC shall support recent civic efforts in coastal Norway to reduce accumulated degenerated fire prone Calluna, intruded by very flammable junipers, and support and optimize innovative prescribed burning and fire control methods. Camp fires as ignition source will be addressed. Proactive emergency responses based on forecasted risk, and computer based training programs, will be developed, assessed and optimized. To reduce the likelihood of massive loss of lives, e.g. Greece and California 2018, warning systems aimed at supporting individuals at risk will be developed and tested. DYNAMIC will participate in the new IAFSS "Large Outdoor Fires & the Built Environment" Work Group.