Rakenteellisen paloturvallisuus- tekniikan perusteita

Transkriptio

1 Rak RRTP Rakenteellisen paloturvallisuus- tekniikan perusteita Luento Hannu Hirsi

2 Luennon sisält ltö : Tulipaloihin varautuminen rakentamista koskevissa määräyksissä: Määräysten perustana oleva lainsäädäntö. Eri viranomaisten välinen työnjako. Palomääräysten historiallisesta kehityksestä. Suomen rakentamismääräyskokoelman osan E1 (Rakennusten paloturvallisuus) pääkohdat.

3 Paloturvallisuus : Ympäristö Rakennusten ulkopuolella olevan tulipalon aiheuttama palovaara, säteily, lentävä, palava aines ja Rakennus Sisäpuolinen tulipalo, syttymisherkkyys, palonleviäminen ja savunmuodostus. savunmuodostus

4 LAINSÄÄ ÄÄDÄNTÖ JA ERI VIRANOMAISTEN TEHTÄVÄT: T:

5 Määräysten perustana oleva lainsää äädäntö : Rakentamista ja paloturvallisuutta koskevat mm. seuraavat lait ja asetukset: Maankäyttö- ja rakennuslaki /132 Maankäyttö- ja rakennusasetus /895 Pelastuslaki /468 Lainsäädäntöön voi tutustua mm. internetissä osoitteessa Suomen nykyinen ohjeisto pohjautuu voimakkaasti EU:n direktiiveihin: E1 on kuitenkin kansallinen ohje, jota ollaan uudistamassa omista lähtökohdista.

6 Eri ministeriöiden iden tehtävät t : Ympäristöministeriö : Huolehtii muiden ministeriöiden ja viranomaisten antamien rakentamista koskevien määräysten yhteensovittamisesta. Julkaisee Suomen rakentamismääräyskokoelmaa E1. Antaa määräyksiä mm. rakennusosien ja rakennustarvikkeiden tyyppihyväksynnästä. Sisäasiainministeriö : Huolehtii palo- ja pelastustoimen ylimmästä johdosta, ohjauksesta ja valvonnasta. Huolehtii paloturvallisuuteen vaikuttavien laitteiden ja varusteiden teknisistä vaatimuksista. Kauppa- ja teollisuusministeriö : Vastuussa useista paloturvallisuuteen läheisesti liittyvistä alueista (mm. sähköturvallisuusmääräykset sekä säännökset kemikaaleista ja räjähdysvaarallisista aineista).

7 Eri viranomaisten tehtävät t : Rakennusvalvontaviranomaiset : Organisoitu kunnittain. Rakennuslupien hyväksyntä, rakennusten paloturvallisuuden varmistaminen rakennushankkeissa. Jatkuva valvonta (luvanmukaisuus). Paloviranomaiset : Organisoitu pelastusalueittain. Aalto / ENG : Länsi-Uudenmaan pelastuslaitos. Asiantuntija-apu rakennusvalvontaviranomaisille. Palotarkastukset vanhoissa rakennuksissa. Ulkoistettuja toimintoja : Automaattisia sammutuslaitteistoja (sprinklerilaitteistoja) koskeva tekninen ohjeistus, hyväksyntä ja tarkastus. Paloilmoitinlaitteistojen tarkastus.

8 PALOMÄÄ ÄÄRÄYSTEN HISTORIAA :

9 1800-luvun alku: kaupunkikohtaiset asemakaavat ja rakennusjärjestykset rjestykset Tavoitteena kaupunkipalojen torjuminen: Torien, katujen ja palokujien käyttö palon rajoittamiseen. Lehtipuiden käyttö säteilylämmön suojana.

10 1856 kaupunkien yleinen rakennussää ääntö : Kivitalojen rakentamista pyrittiin suosimaan : Kivitalojen korkeutta ei rajoitettu. Tontille suurempi rakennusoikeus, jos rakennettiin kivitalo. 1. ja 2. luokan kaupunkien keskeiset osat oli rakennettava mahdollisuuksien mukaan kaksikolmekerroksisin kivitaloin kaupungit oli jaettu kaikkiaan neljään luokkaan. Näistä periaatteista kehittyi myöhemmin rakennusten paloluokitus.

11 1936 sisäasiainministeri asiainministeriön paloluokituspää äätös s : Rakennukset ja rakennusosat ryhmiteltiin neljään palotekniseen luokkaan: A (palonkestävä), B (paloapidättävä), C (paloahidastava) ja D (palonarka). Korjaushankkeissa törmätään vahoihin paloteknisiin luokkiin. Saatettiin voimaan kaupunkikohtaisilla määräyksillä : ei sitonut maalaiskuntia.

12 1962 sisäasiainministeri asiainministeriön palonkestävyysp vyyspäätös s : Vuoden 1936 määräyksiä kehitettiin ja täydennettiin : Rakennusten luokittelu (vastasi aiempaa luokkajakoa osittain). Rakennusosien luokittelu (palonkestoaika). Rakennustarvikkeiden luokittelu (palamattomat, palavat). Maaseutukunnat ja kaupungit samassa asemassa.

13 1976 Suomen rakentamismää ääräys- kokoelma : Rakentamista koskevia määräyksiä ja ohjeita koottiin yhtenäiseksi kokoelmaksi. Rakenteellinen paloturvallisuus : E1: määräykset ja ohjeet. E2 - E9: erityiskysymyksiä koskevia ohjeita. Määräyksiä uusitaan jatkuvasti : Osa E1 on uusittu vuosina 1981, 1997 ja 2002, Uudistustyö jälleen käynnissä.

14 SUOMEN RAKENTAMISMÄÄ ÄÄRÄYS- KOKOELMAN OSA E1

15 Lähtökohdat : Nykyisten rakentamismääräysten lähtökohtana ovat olennaiset vaatimukset : kantavien rakenteiden palonkestävyys riittävä, palon ja savun kehittymistä ja leviämistä rajoitettu, palon leviäminen lähistöllä oleviin rakennuksiin rajoitettu, rakennuksessa olevien henkilöiden poistuminen ja pelastaminen mahdollista sekä pelastushenkilöstön turvallisuus otettu huomioon. Olennainen vaatimus on EU:n direktiiveistä Suomen lainsäädäntöön tullut käsite.

16 Palotekninen suunnittelu : Olennaisen vaatimuksen täyttymisen osoittaminen : A Suunnittelu ja rakentaminen perustuvat rakentamismääräyksissä esitettyihin paloluokkiin ja lukuarvoihin - taulukkomitoitus. B Suunnittelu ja rakentaminen perustuvat oletettuun palonkehitykseen, kattaa rakennuksessa todennäköisesti esiintyvät tilanteet - toiminnallinen mitoitus.

17 A Taulukkomitoitus : Hyvät puolet : + Perustuu pitkään kokemukseen. + On käytännössä johtanut yleisesti ottaen riittävänä pidettyyn turvallisuustasoon. + Muodostaa kokonaisuuden, jossa kaikki osat ovat mietittyjä ja sopivat toisiinsa. + On yksinkertainen ja helppo soveltaa. Huonot puolet : Taulukkomitoituksen tavoitteena oleva turvallisuustaso ei käy ilmi määräyksistä. Vaikea soveltaa uusissa tilanteissa (uudentyyppiset rakennukset, rakenteet, materiaalit, ). Joiltain osin mielletty tulkinnanvaraiseksi ja / tai epäjohdonmukaiseksi. Arveltu johtavan turhiin kustannuksiin ilman vastaavaa turvallisuustason nousua.

18 B Toiminnallinen mitoitus : Hyvät puolet : + Tavoitteena oleva turvallisuustaso joudutaan ainakin periaatteessa määrittelemään eksplisiittisesti. + Tavoitteen saavuttamiseen voidaan käyttää joustavasti kaikkia keinoja. + Uusia ratkaisuja voidaan vertailla aiempiin. + Mahdollisesti voidaan saavuttaa kustannussäästöjä. Huonot puolet : Työläs, sopii lähinnä erityiskohteisiin. Monet menetelmät vaikeatajuisia ja vaativat erittäin korkeaa ammattitaitoa sekä käyttäjiltä että viranomaisilta. Monet mitoituksen perustaksi tarvittavat asiat ovat vielä toistaiseksi puutteellisesti tunnettuja.

19 Taulukkomitoituksen lähtl htökohdat : Taulukkomitoitus aloitetaan tekemällä joukko valintoja : Rakennuksen normaalikäytön perusteella tehtävät valinnat: Käyttötapa, kerrosluku, korkeus, kerrosala ja suurin sallittu henkilömäärä. Paloturvallisuussuunnitteluun liittyvät valinnat: Rakennuksen paloluokka ja palokuormaryhmä.

20 Valintojen etenemislogiikka :

21 Rakennuksen paloluokat : P1 - luokan rakennukset: vaativin luokka, ei käyttörajoituksia, kolme- tai useampikrs. kerrostalot, kestää tulipalon sortumatta. P2 - luokan rakennukset: henkilömääriä ja käyttötaparajoituksia, 1-2 kerroksisia, työpaikkarak. myös 3-4 kerroksisia, teollisuus-, varasto- ja myymälähallit. runko palavasta mat. mutta pinnoille tiukat vaatimukset. P3 - luokan rakennukset: paljon koko-, henkilö- ja käyttöraj. sekä -kieltoja, pientalot.

22 Palokuormaryhmä : Palokuorma on vapautuva kokonaislämpömäärä, kun tilassa oleva aine palaa täydellisesti : Palokuormaan kuuluvat sekä rakennus itse, että irtaimisto. palokuorman tiheys on palokuorma jaettuna huoneistoalalla (MJ/m2). Suunnittelussa käytettävät palokuormaryhmät ovat : Yli 1200 MJ/m2, vähintään 600 MJ/m2 ja enintään 1200 MJ/m2 ja alle 600 MJ/m2. Palokuorman tiheys voidaan erityistapauksissa myös laskea. Palokuormaryhmä määräytyy pääsääntöisesti käyttötavan mukaan.

23 Varsinainen mitoitus: Mitoitusta voidaan tarkastella kahdesta eri näkökulmasta : Passiiviset keinot : millä tavalla palon etenemistä hidastetaan ja palon aiheuttamia vahinkoja rajoitetaan ilman että ihmisten tarvitsee tehdä mitään palon aikana. Aktiiviset keinot : millä tavalla ihmiset voivat omilla toimenpiteillään rajoittaa palon aiheuttamia vahinkoja.

24 Passiiviset keinot : 1. Syttymisen estäminen. 2. Palon kehittymisen rajoittaminen. 3. Palon rajoittaminen paloosastoon. 4. Rakenteiden kantavuuden säilyttäminen. 5. Palon leviämisen estäminen naapurirakennuksiin. Ympäristö Rakennus Tila Kohde

25 Keinot eri vaiheissa tulipaloa :

26 Palon kehittymisen rajoittaminen : Tavoitteena hidastaa alkuvaiheessa olevan tulipalon kehittymistä => saadaan aikaa tulipalon havaitsemiselle, rakennuksesta poistumiselle ja palon sammuttamiselle. Tuloksena vaatimuksia sisäpuolisissa pinnoissa (seinät, sisäkatot, lattiat) ja ulkopuolisissa pinnoissa (ulkoseinät, katteet) käytettävien rakennustarvikkeiden palotekniselle käyttäytymiselle. Huom.: irtaimistolle yleensä ei vaatimuksia.

27 Rakenteellinen suojaaminen: Suojaverhous: Palamaton tai lähes palamaton verhous, joka pystyy 10 min suojamaan sen takana olevaa materiaalia syttymiseltä. Palosuojaus: Palamaton tai palava rakennusosan pintaan kiinnitetty verhous tai pinnoite, jonka avulla lisätään rakennusosan palonkestävyysaikaa. Paloeristys: Palamaton eristävä kerros, jonka avulla lisätään rakenteen palonkestävyysaikaa.

28 Palotekninen käyttk yttäytyminen ytyminen : Yhteisnimitys rakennustarvikkeiden ominaisuuksille, jotka kuvaavat niiden: syttymisherkkyyttä; palonlevittämistaipumusta; lämmönvapautumista palamisessa (palotehoa); savun ja myrkyllisten kaasujen tuottoa; ja palavien pisaroiden ja kappaleiden tuottoa. Paloteknistä käyttäytymistä tutkitaan testeillä, joissa paloaltistus on pääsääntöisesti pieni.

29 Rakennusosien ja tarvikkeiden paloluokitus: Rakennusosat jaetaan paloluokkaan kantavuuden R, tiiviyden E ja eristävyyden I sekä palonkestävyysajan perusteella. Rakennustarvikkeet 7 pääluokkaan. Lisäksi lisämääreitä savunmuodostuksen ja pisaroiden muodostumisesta. Lattioiden pintakerrokset voivat olla 7 luokkaa. Katteet jaetaan syttymisvaaran ja suojaamisominaisuuksien mukaan luokiteltuihin ja luokittelemattomiin.

30 Rakennusmateriaalit tulipalossa: Puu: osallistuu paloon, hiiltyminen hidastaa paloa, nop. 0,8 mm / min. Teräs: palamaton, lujuus alenee nopeasti lämpötilan noustessa tulipalossa. Betoni: palamaton, voi lohkeilla tulipalossa, lujuus alenee tulipalossa. Poltettu tiili: palamaton, valmiiksi poltettuna kestää hyvin tulipaloa. Muurauskivet ja harkot: palamattomia, kestävät hyvin tulipalossa. KOSTEUS!

31 Lämpötilan vaikutus teräksen lujuuteen ja kimmokertoimeen:

32 Betoniseinän n palonkestävyys ja paksuus:

33 Muurattujen rakenteiden palonkestävyys:

34 Rakenteiden kantavuuden säilyttäminen tulipalossa: Sortuminen ei saa aiheuttaa vaaraa määrättynä aikana palon alkamisesta. Luokka voidaan osoittaa : kokeellisesti, laskennallisesti tai yhdistämällä koe- ja laskentatulokset.

35 Suojaustavat: Tiilet ja harkot. Levyttämällä: kipsi- ja puukipsilevyt, mineraalivillalevyt, vermikuliitti- ja perliittilevyt, kalsiumsilikaattilevyt. Ruiskuttamalla: mineraalikuituja, vermikuliittia, suojamaaleja, rappaamalla tai betoni. Puulla.

36 Esimerkki SBI-testi : Testistandardi EN 13823: Paloaltistus 30 kw propaanikaasupoltin. Kehitetty eurooppalaisena yhteistyönä. Suomessa rakentamismääräyksiin vuonna 2002.

37 Palon rajoittaminen palo-osastoon osastoon ja osastoivien rakenteiden palonkestävyys : Tavoitteena estää lieskahtaneen palon leviäminen ja rakennuksen sortuminen => Tavoitteena turvata rakennuksen muissa paloosastoissa oleskelevat ihmiset. Seurauksena vaatimuksia osastoivien rakenteiden ja rakennusosien palonkestävyydelle.

38 Palo-osastointi: osastointi: Tarkoitus: henkilöturvallisuuden, poistumismahdollisuuksien turvaaminen, omaisuusvahinkojen rajoittaminen, naapurin suojaaminen ja pelastus ja sammutustoimien helpottaminen. Pinta-alaosastointi: tehdään ensin rakennukselle, sitten kerros ja käyttötapaosastointi. Kerrososastointi: kellarin, kerrosten ja ullakon eristämistä toisistaan. Käyttötapaosastointi: käyttötavan ja toisaalta palokuorman määrän perusteella. Erityistilojen osastointi: muuntamot, maalaamot, maalivarastot...

39 Palonleviämisen estäminen osastosta toiseen: Osastoivat rakennusosat: väliseinät ja -pohjat, ullakoiden osastointi. Osastoivat ovet: liittymät, kynnykset, sulkeutuvat ja salapautuvat, automaattiset palo-ovet. Lasirakenteet: tiivis, särkymätön ja säteilyä eristävä. samenevat palolasit. Läpiviennit: tiivistettävä, seurattava. Julkisivut ja räystäät: verhousten ontelot, räystäät.

40 Palon kehittymisen rajoittaminen: Rakennuksissa on käytettävä rakennustarvikkeita, jotka eivät myötävaikuta palon kehittymiseen vaaraa aiheuttavalla tavalla. rakennusmateriaalit, sisäpuoliset pinnat, julkisivupinnat, katteet ja lattiapinnoitteet.

41 Palon leviämisen estäminen : A. Talot yhdessä: väliseinä EI30, eri tonteilla, palomuurit. B. Etäisyys 0-4m: väliseinä EI30, ei ikkunoita. C. Etäisyys 4-8m: väliseinä EI30, rajoitetusti pieniä ikkunoita. D. Etäisyys yli 8 m: Ei vaatimuksia. D. B. C. A.

42 Poistumistiet: Uloskäytävät: varsinaiset ja varatiet, leveys >= 1200 mm. R rakenteita, vaikeasti syttyvät paloalevittämättömät pinnat. Kulkureitti uloskäytävälle: pituus m. Poistumisalue: poistutaan samaan uloskäytävään. Ovet poistumisreitillä : avautuminen poistumissuuntaan, lukitsemattomia, mutta salpautuvia. Opastus ja valaistus : merkkivalaistus ja turvavalaistus.

43 Standardipalokäyr yrä : Määritelty standardissa ISO 834. Toteutetaan koepolttouuneilla, joissa öljy- tai kaasupolttimet. Testattava rakenne asennetaan uunin seinälle tai kattoon. Palokuorma ei lopu kuten käy todellisessa tulipalossa.

44 Ja aktiiviset keinot : Ympäristö Rakennus Tila Kohde Jauhe 1. Palon havaitseminen. Palovaroittimet ja -hälyttimet. 2. Rakennuksessa oleskelevien ihmisten varoittaminen ja palokunnan hälyttäminen. 3. Ilmanvaihdon sammuttaminen ja alkusammutus. 4. Poistuminen. Ovien sulkeminen. 5. Palokunnan toiminnan avustaminen ohjeiden mukaan. Näistä lisää seuraavissa Lassen luennoissa. Paloposti Sammutuspeite Sankoruisku Varaudu!