TEKNINEN TIEDOTE PALORÄYSTÄS SISÄLTÖ PALORÄYSTÄS

Transkriptio

1 TEKNINEN TIEDOTE PALORÄYSTÄS SISÄLTÖ 1.0 YLEISTÄ....0 JULKISIVUPALO TUTKIMUKSET NYKYISET RATKAISUT Liekinohjain räystään alapinnassa Onteloventtiilit YLÄPOHJAN TUULETUS

2 1.0 YLEISTÄ RakMK:n osan E1 vaatimusten mukaan paloräystäs tarvitaan P paloluokan 3 8 kerroksisessa asuin ja työpaikkarakennuksessa (puukerrostalo), kun julkisivu on tehty D s, d luokan tarvikkeista (puujulkisivu). Paloräystäs tarvitaan myös P1 paloluokan rakennuksessa D s, d luokan julkisivun yhteydessä. Paloräystään tehtävänä on estää mahdollisen julkisivupalon leviäminen ullakkoon ja yläpohjan onteloon. Tässä teknisessä tiedotteessa esitetään EI 30 rakenteena toimivia paloräystäitä ja niiden suunnitteluperusteita. Esitetyillä räystästyypeillä voidaan täyttää RakMK:n osan E1 asettamat vaatimukset. Lainaus RakMK:n osasta E1 Rakennusten paloturvallisuus, Määräykset ja ohjeet 011 Taulukon huomautus ) Enintään 4-kerroksisessa asuin- ja työpaikkarakennuksessa ja tarkoitukseen sopivalla automaattisella sammutuslaitteistolla varustetussa enintään 8-kerroksisessa asuin- ja työpaikkarakennuksessa saa ulkoseinän ja tuuletusraon ulkopinnoissa käyttää D-s, d-luokan rakennustarviketta rakennuksen alinta kerrosta sekä uloskäytävien ja varateinä toimivien ikkunoiden tai muiden aukkojen ylä- ja alapuolella olevia pintoja lukuun ottamatta, kun: - palon leviäminen tuuletusraossa on rajoitettu vähintään kerroksittain riittävän tehokkaasti, - palon leviäminen vaakasuunnassa porrashuoneen ulkoseinän tuuletusrakoon on estetty, - palon leviäminen julkisivusta ullakkoon ja yläpohjaan on estetty EI 30-rakenteella, - julkisivurakenteen laajojen osien putoaminen palon sattuessa on riittävästi estetty ja - rakennuksia tai rakennelmia ei sijoiteta alle 8 metrin etäisyydelle julkisivusta, jollei rakenteellisin tai muin keinoin estetä palon leviämistä julkisivuun..0 JULKISIVUPALO Julkisivupalon saattaa aiheuttaa kuvassa 1 esitetyt tekijät. Huoneistopalon lieskahtamisen aiheuttaman julkisivupalon todennäköisyys sprinklatussa P paloluokan rakennuksessa on häviävän pieni, koska sprinklaus estää lieskahtamisen. Alimman kerroksen julkisivu tulee aina olla vähintään B s, d0 luokan tarvikkeista tehty, kun kysymyksessä on P paloluokan 3 8 kerroksinen asuin ja työpaikkarakennus. Tällä halutaan estää julkisivun syttymistä alimman kerroksen tasosta (auto tai roskalaatikkopalo). Sama vaatimus koskee joissakin tapauksissa myös P1 paloluokan rakennusta. Kuva 1. Tyypillisiä julkisivupalon aiheuttajia.

3 3.0 TUTKIMUKSET Paloräystäitä on tutkittu polttokokeilla 000 luvun alkupuolella ja kehityksen tuloksena on syntynyt kuvan periaatteella toimiva räystäsratkaisu, jossa yläpohjan korvausilma otetaan otsalaudassa olevista aukoista. Kyseisessä ratkaisussa paloräystään toiminta perustuu liekin ohjaamiseen otsalaudan ohi räystään alapinnassa olevalla levyrakenteella, jolloin räystäsonteloon muodostuu ulospäin suuntautuva ilmavirtaus. Tämän ansiosta palokaasut eivät mene räystäsonteloon. Ensimmäisissä kyseisellä tavalla toimivissa paloräystäissä käytettiin räystään alapinnassa liekinohjaimena peltilevyä. Peltilevyn tausta ei ollut eristetty, jolloin se kuumeni suhteellisen nopeasti sytyttäen sen takana olevat puurakenteet. Tuohon aikaan tämä oli kuitenkin riittävä paloräystäsratkaisu, koska palomääräyksissä ei ollut tarkkaa minuuttimäärää räystään osastoivuudelle. Kyseessä olikin tuolloin paloa hidastava räystäs. Kuva. 000 luvun alkupuolella kehitetyn paloräystään toimintaperiaate. 3

4 4.0 NYKYISET RATKAISUT Nykyisin palomääräyksissämme on asetettu paloräystäälle luokkavaatimus EI 30. Tämä vaatimus koskee myös ullakon ja yläpohjan ontelon vastaista rakennetta. Ullakon ja yläpohjan ontelon vastaisella seinällä osastoivuuden suunnittelussa voidaan hyödyntää seinän tuulensuojalevytystä ja yläpohjan lämmöneristystä. Vesikatteen alusrakenteena täytyy käyttää tarkoitukseen soveltuvaa puulevyä (esim. vaneri), koska perinteinen aluskatteesta ja ruoteista koostuva rakenne ei ole mahdollinen. Tämä johtuu siitä, että aluskatteen vedenpoiston järjestäminen on erittäin hankalaa, koska räystään rakenteista tulee tehdä mahdollisimman palotiiviitä. Puulevyn käyttäminen vesikatteen alusrakenteena helpottaa myös yläpohjan jäykistämistä niin käyttö kuin palotilanteessa. Kuva 3. Osastoivuuden tulee täyttyä myös ullakon ja yläpohjan ontelon vastaisella seinällä. 4.1 Liekinohjain räystään alapinnassa Kuvan periaatteella toimiva paloräystäs on nykyisinkin käyttökelpoinen, kun räystään alapinnassa oleva liekinohjain sekä ullakon ja yläpohjan ontelon vastainen seinä mitoitetaan täyttämään luokkavaatimus EI 30. Räystään alapinnassa voidaan nykyisinkin käyttää peltilevyä, jos sen taustalla on lämpöä eristävä rakennekerros, joka estää taustarakenteiden syttymisen 30 min palon aikana. Räystään alapinnan levytys voidaan tehdä myös kokonaan esimerkiksi LVL levystä (ks. kuva 4). Erityisen tärkeää on muistaa tässäkin tapauksessa, että osastoivia rakenteita kantavat rakenteet säilyttävät kantokykynsä palotilanteessa vähintään osastoivuusvaatimuksen ajan (R EI). Osastoivan rakenteen tulee siis pysyä paikoillaan ja ehjänä koko vaaditun palonkestoajan. 4

5 Kuva 4. Paloräystäs toteutettuna räystään alapinnassa olevalla osastoivalla LVL levyllä. 5

6 ESIMERKKI Mitoitetaan räystään alapinnan osastoivana rakenteena toimivan LVL levyn paksuus ja sen kiinnityksen kestävyys palotilanteessa. Asetetaan levypaksuudelle vaatimus, että siitä tulee jäädä jäljelle 30 minuutin palon jälkeen noin 1 mm (noin 4 viilua). Tällöin levyn voidaan olettaa pysyvän paikoillaan koko palonkestoajan. Levyn alapuolella olevaa rakolaudoitusta ei huomioida hiiltymämitoituksessa. LVL levy on standardin EN mukaista. LVL levyn palosuojausaika h p = 33 mm β 0 = 0,65 mm/min t ch hp min RIL kaava ,65 0 LVL levyn paksuus LVL levyn yksidimensionaalinen hiiltymisnopeus Kyseinen LVL levy suojaa sen takana olevaa rakennetta hiiltymiseltä 50 minuuttia, jolloin levy on palanut kokonaan pois. LVL levyn hiiltymissyvyys β 0 = 0,65 mm/min t = 30 min LVL levyn yksidimensionaalinen hiiltymisnopeus palokestoaika dchar,0 0 t 0, mm RIL kaava 3.1 Kyseisestä LVL levystä palaa pois 30 minuutin aikana 0 mm. Levystä jää jäljelle 13 mm, jolloin levyn voidaan olettaa pysyvän paikoillaan koko palonkestoajan. LVL levyn kiinnitys LVL levy kiinnitetään kantavaan rakenteeseen tulen vastaiselta puolelta esimerkiksi kulmalevyillä, jolloin liitokset ovat palosuojattuja. Lisäksi LVL levyn etureuna kiinnitetään otsalautaan ruuveilla, joita suojaa palolta levyn alapuolella oleva lauta C18 0x10. Tarkastetaan seuraavassa laudan palosuojauskyky ruuviliitoksen kannalta. h p = 0 mm suojalaudan paksuus β n = 0,8 mm/min sahatavaran nimellinen hiiltymisnopeus t req = 30 min vaadittu palonkestoaika t d,fi = 15 mm suojaamattoman ruuviliitoksen palonkestoaika (RIL taulukko 6.1) hp 0 tch 5 min RIL kaava ,8 Mitoitusehto tch treq 0,5 td, fi RIL kaava 6. tch 30 0,5 15,5 min 5 min,5 min Ehto täytyy Kyseisen ruuviliitoksen palonkestävyys on riittävä 30 minuutin palolle. Suojalauta kiinnitetään nauloilla tai ruuveilla LVL levyyn. Ruuvien kohdalla liitinjako on max 100 mm ja reunaetäisyys on min 0 mm (laudan paksuus). 6

7 4. Onteloventtiilit Nykyisin Suomessa on saatavilla SECURO:n valmistamia FB onteloventtiilejä, joita valmistetaan paloluokkiin EI 30, EI 60 ja EI 90 sekä erilaisiin käyttötarkoituksiin. Firebreather tuotteilla on VTT:n lausunto (Nro VTT S ) palorajoittimien palonkestävyydestä asennettuna räystäs ja seinärakenteisiin. Lausunto sekä asennusohjeet ovat saatavilla maahantuojalta. Venttiilien sulkeutuminen perustuu palossa laajenevaan materiaaliin. Kuva 5. FB onteloventtiili paloräystääseen tai osastoivaan seinään. Kuva 6. FB onteloventtiili ulkoverhouksen tuuletusrakoon tai paloräystääseen (toimii myös pieneläinverkkona). 7

8 Kuvan 5 onteloventtiiliä voidaan käyttää paloräystäässä kuvan 7 periaatteella. Räystään alapintaan suunnitellaan EI 30 rakenne, johon kyseiset venttiilit asennetaan. Kuva 7. FB onteloventtiili asennettuna osastoivan räystään alapintaan (kuva: SECURO). 8

9 Kuvan 6 onteloventtiiliä voidaan käyttää paloräystäässä kuvan 8 periaatteella. Tällöin voidaan käyttää normaalia avoräystästä, koska EI 30 rakenne muodostetaan ulkoseinärakenteen tasoon. Kyseinen venttiili toimii samalla pieneläinverkkona tuuletusraossa. Kuva 8. Paloräystäs toteutettuna FB onteloventtiilillä. 9

10 5.0 YLÄPOHJAN TUULETUS Ulkoilmalla tuuletetun yläpohjan tuuletuksen mitoitusohjeita on esitetty taulukossa 1. Yläpohjan pinta ala lasketaan kuten huoneistoala. Ulkoilmaan rajoittuviin tuuletusaukkoihin voidaan asentaa sinkitty teräsverkko estämään pieneläinten pääsy yläpohjaan. Teräsverkon silmäkoon tulee olla vähintään 4 6 mm, koska silmäkooltaan pienempi verkko saattaa tukkeutua ilmassa olevista roskista hyvinkin nopeasti. Tuuletusaukossa olevan verkon tai säleikön vaikutus aukon pinta alaan huomioidaan pienennyskertoimella, joka saadaan taulukosta. Taulukko 1. Ohje Katon kaltevuus Aukkojen tehollinen kokonaispinta ala [ yläpohjan pinta alasta] Tuloilma RakMK:n osa C Kaikki Yhteensä 4,0 Poistoilma RIL : 10,5,5 RIL > 1 : 10,0,0 Taulukko. Tuote Aukon koko Pienennyskerroin Puristettu peltisäleikkö [1] 00 x 00 0,3 Puristettu peltisäleikkö [1] 50 x 50 0,7 Valettu säleikkö [] 00 x 00 0,58 Valettu säleikkö [] 50 x 50 0,58 Hitsattu peltisäleikkö [3] 300 x 300 0,50 Hitsattu peltisäleikkö [3] 400 x 400 0,50 Muoviverkko 150 x 150 0,89 Metalliverkko 150 x 150 0,94 [1] [3] [] ESIMERKKI Määritetään kuvan 4 mukaisessa tapauksessa räystään otsalaudassa olevien tuloilma aukkojen ja teräsprofiilissa olevien reikien koko, kun yläpohjan koko on 10 m x 0 m. Tuloilma otetaan kahdelta 0 m pitkältä sivuräystäältä. Tuloilma aukot otsalaudassa (b x h) Katonkaltevuus α = 1 : 5 Tuloilma aukkojen tehollinen kokonaispinta ala on,0 yläpohjan pinta alasta (RIL ) Metalliverkon pienennyskerroin on 0,94 Tuuletusaukon korkeus h = 40 mm Tuuletusaukkojen määrä yhteensä n = 0 kpl + 0 kpl = 40 kpl A A A yp m mm ef, tulo tulo A mm yp A mm pienennyskerroin 0,94 ef, tulo Atulo 4553 b 66 mm 70 mm hn

11 Tuloilmareiät teräsprofiilissa Reiän halkaisija d = 30 mm Reikien jako k = 50 mm Reikien määrä yhdessä ristikkovälissä n = 18 kpl Tuuletusaukon leveys otsalaudassa b = 66 mm Tuuletusaukon korkeus otsalaudassa h = 40 mm A vaad bhpienennyskerroin , mm mm vaad OK d Areiät n A Mitoitustulos Kyseisessä tapauksessa yhdellä 0 m pitkällä sivuräystäällä otsalaudassa tarvitaan 0 kpl tuloilma aukkoja 70 mm x 40 mm (1 kpl / ristikkoväli) ja teräsprofiilissa tuloilmareiät d = 30 mm k jaolla 50 mm. Lähteet ja lisätiedot /1/ Suomen Rakentamismääräyskokoelma osa E1, 011. // Suomen Rakentamismääräyskokoelma osa C, /3/ Hietaniemi J, Hakkarainen T, Huhta J, Jumppanen U M, Kouhia I, Vaari J, Weckman H; Ontelotilojen paloturvallisuus, Ontelopalojen leviämisen katkaiseminen, VTT Tiedotteita 0, 003. /4/ Nieminen J, Rantamäki J; Tuuletettava alapohja, VTT Tiedotteita 141, /5/ RIL , Puurakenteiden suunnitteluohje, eurokoodi EN , 009. /6/ RIL , Rakennusten veden ja kosteudeneristysohjeet,