PALOTURVALLINEN PUUTALO

Transkriptio

1 PALOTURVALLINEN PUUTALO

2 PALOTURVALLINEN PUUTALO 1

3 Kustantaja: Wood Focus Oy Kirjapaino: Vammalan Kirjapaino Oy, Vammala

4 PALOTURVALLINEN PUUTALO 3

5 SUOMENKIELISEN LAITOKSEN ALKUSANAT Tämä kirja on syntynyt vuosia kestäneen pohjoismaisen yhteistyön pohjalta. Suomen, Ruotsin, Norjan ja Tanskan viranomaiset, tutkimus-, rahoituslaitokset ja teollisuus ovat käyttäneet suuren määrän voimavaroja ja aikaa, jotta puun käyttö rakentamisessa olisi paloteknillisesti turvallista. Samalla tämä kirja liittyy laajaan kampanjointiin puunkäytön edistämiseksi rakentamisessa. Tämä kirja julkaistaan Wood Focus Oy:n julkaisusarjassa. Tässä esitetään myös menetelmiä ja laskentaohjeita, joita ei ole aikaisemmin maassamme käytetty. Niitä käytettäessä on otettava huomioon voimassa olevat rakentamismääräykset. Kirjan tiedot pohjautuvat laajaan tutkimusaineistoon. Tietojen merkitys on opastava ja tukevat monilta osin rakennus- ja puuteollisuuden tuotekehitystyötä. Risto Mäkinen Kehittämisjohtaja Ympäristöministeriö Käsillä oleva teos perustuu yhteispohjoismaisen Nordic Wood projektin tuloksena syntyneeseen ruotsinkieliseen alkuteokseen Brandsäkra trähus. Se julkaistiin vuonna 1998 ja se on osoittautunut paljon käytetyksi puun paloturvallisuutta käsitteleväksi alkuteokseksi eri pohjoismaissa. Tämän vuoksi siitä on päätetty julkaista myös suomenkielinen laitos. Alkuteoksen julkaisun jälkeen on tehty paljon uutta paloturvallisuutta koskevaa tutkimusta. Tämän vuoksi kirjaan on tehty joitain täsmennyksiä ja muutoksia käännöksen yhteydessä. Muun muassa ruotsalaisten palomääräysten kertaamista on rajoitettu ja niiden sijaan on keskitytty enemmän suomalaisiin määräyksiin. Todettakoon, että uusien tulosten perusteella myös alkuperäinen teos tullaan julkaisemaan uudelleen. Kirjan on kääntänyt suomenkielelle diplomi-insinööri Reino Niemimaa. Teoksen julkaisuasusta on huolehtinut arkkit.yo Mikko Lahikainen Tampereen teknillisestä korkeakoulusta. Sisällöllisistä asioista on vastannut projektipäällikkö Pekka Nurro Wood Focus Oy:stä. Mikko Viljakainen Johtaja, rakentamisen järjestelmät Wood Focus Oy 4

6 PALOTURVALLISET PUUTALOT - NORDIC WOOD-PROJEKTI Nordic Wood on pohjoismaisen puuteollisuuden tutkimus- ja kehitysohjelma, jonka tavoitteena on lisätä puun käyttöä. Ohjelmaa rahoittavat pohjoismainen puuteollisuus, Nordisk Industrifond sekä kansalliset tutkimus- ja kehitysorganisaatiot: Erhvervsfremmestyrelsen Tanskassa, TEKES Suomessa, Islands forskningsråd, Norges forskningsråd ja NUTEK Ruosissa. Ohjelmassa on viitisenkymmentä projektia. Paloturvalliset puutalot, jonka tavoitteena on vahvistaa puun paloteknistä asemaa, on yksi tämän ohjelman projekteista. Sen päätavoitteena on osoittaa että puu, yhdessä lämmöneristeen ja verhouslevyjen kanssa, on paloteknisesti mitoitettavissa oleva rakennusmateriaali, ja edelleen kehittää tästä syntyviä mahdollisuuksia. Puurakennusten palotekninen mitoitus perustuu aikaisempiin selvityksiin, rationaalisiin perusteluihin ja pitkäaikaiseen kokemukseen. Paloturvallisuutta koskevalla tiedolla täydennetään niitä ympäristöetuja jotka puu materiaalina tarjoaa. Pohjoismainen johtoryhmä: Vidar Sjödin, Brandforsk, ordf. (SE) Bjarne Lund Johansen, Træbranchens Oplysningsråd (DK) Charlotte Micheelsen, By- og Boligminister (DK) Tero Nokelainen, Finnforest (FI) Pekka Nurro, Finnish Wood Research (FI) Olavi Lilja, Ympäristöministeriö (FI) Wiran Bjørkmann, Statens bygningstekniske etat (NO) Stein Johannesen, Forestia (NO) Nils Knutsen, Gjensidige (NO) Rosemarie Lindberg, Träforsk (SE) Anders Paulsson, Bjerking Ingenjörsbyrå (SE) Projektiin osallistuneet tutkimuslaitokset ja tutkijat: Trätek - Institutet för träteknisk forskning: Jürgen König, Joakim Norén, Lazaros Tsantaridis, Lars Walleij, Birgit Östman NBI - Norgens byggforskningsinstitutt: Nils Forsén, Vidar Stenstad VTT - Valtion Tieteellinen Tutkimuskeskus / Rakennustekniikka / Palotekniikka: Tuula Hakkarainen, Jukka Hietaniemi, Esko Mikkola, Tuuli Oksanen LTH - Lund tekniska högskola / Brandteknik: Björn Karlsson, Sven Erik Magnusson, Tomas Rantasalo Raportin laatijat: Birgit Östman, Jürgen König, Esko Mikkola, Vidar Stenstad, Björn Karlsson ja Lars Walleij Kuvat: Helen Alterius, Lars Claesson, NBI ja Trätek 5

7 6

8 ESIPUHE Puun käytön edistämiseksi pohjoismaisen puuteollisuuden on yhtenäistettävä puun ja puutuotteiden kelpoisuutta osoittavat järjestelmänsä ja tekniset ratkaisunsa.tämä on tärkeää erityisesti paloalalla, jolla sekä tutkimusja kehitystoimintaa että viranomaisten määräyksiä harmonisoidaan yhä enemmän. EU:ssa tapahtunut kehitys, joka samalla antaa yhtenäistämiselle perustan, on tästä todisteena. Tämä käsikirja muodostaa käytännön sovellutuksia ajatellen kootun tuloksen pohjoismaisesta projektista Paloturvalliset puutalot joka on Nordic Wood ohjelman osa. Tuloksia on tämän lisäksi julkaistu erillisissä tutkimusraporteissa ja ammattikirjallisuudessa sekä esitelty konferensseissa. Käsikirjaa on myös täydennetty aikaisempien töiden tuloksilla sekä muista lähteistä saaduilla tiedoilla. Tarkoituksena on antaa konkreettisia ohjeita ja neuvoja jotka koskevat oleellisia paloteknisia vaatimuksia täyttävien puurakenteiden ja tuotteiden suunnittelua. Käsikirjassa käsitellään myös uusia eurooppalaisia paloluokkia ja palomitoitusmenetelmiä. Lisäksi siinä korostetaan yksityiskohtia jotka merkittävästi vaikuttavat puurakentamisen paloturvallisuuteen. Ohjeet on ensisijaisesti laadittu tukemaan monikerroksisten puutalojen rakentamista, mutta niitä voidaan luonnollisesti soveltaa myös matalampiin rakennuksiin. Sovellutukset vastaavat ensisijaisesti asuntorakentamisen tarpeita, mutta monet ratkaisuista soveltuvat myös yleisempään käyttöön. Monikerroksisiin puurakennuksiin liittyvien riskien arviointi muodostaa pohjoismaisessa projektissa oman osansa. Sen tuloksena laaditaan erillinen ohjekirja joka käsittelee erilaisten sekä passiivisten että aktiivisten palosuojaustoimenpiteiden arviointia. Tämä käsikirja valmistunee v Pohjoismainen projekti on tehty Nordic Wood-ohjelman puitteissa yhteistoiminnassa Trätek in, Norges byggforskningsinstitutt in, VTT/Rakennustekniikka/Palotekniikan ja LTH/Brandteknik in kanssa. Sitä on johtanut puu- ja rakennusteollisuuden, viranomaisten ja vakuutusyhtiöiden edustajista koottu johtoryhmä. Rinnakkaiseen pohjoismaiseen projektiin Monikerroksiset puutalot on pidetty tiiviisti yhteyttä. Projektiin ovat osallistuneet puu-, rakennus- ja rakennusmateriaaliteollisuus. Nordisk Industrifond ja eri kansalliset rahastot ovat rahallisesti tukeneet projektia. Toivomme että tämä käsikirja omalta osaltaan myötävaikuttaa paloturvallisen puutalorakentamisen lisääntymiseen. Kiitos Monet henkilöt ja organisaatiot ovat kommenteillaan ja ehdotuksillaan auttaneet tämän käsikirjan tekemisessä. Haluamme erityisesti kiittää johtoryhmien jäseniä ja projektiin osallistuneiden teollisuusyritysten edustajia. Arvokkaita näkemyksiä ja ehdotuksia ovat lisäksi antaneet Boverket, Räddninmgsverket, Räddningstjänsten i Göteborg, Brandkonsulten, Consultec, Glasuld, Schaumann ja Oulun yliopisto. Kiitämme lämpimästi kaikesta saamastamme avusta. Tekijät 7

9 LUKUOHJE Tämä käsikirja on tarkoitettu ensisijaisesti suunnitteleville arkkitehdeille ja insinööreille. Sitä voidaan myös käyttää koulutuksessa ja paloalaa koskevan lainsäädännön kehittämistyön tukena, ja siitä on hyötyä rakennus- ja puuteollisuuden tuotekehittäjille. Pohjoismaiset vaatimukset ja vaatimustasot ovat pääpiirteittäin samat, mutta niiden välillä on eroavaisuuksia. On siksi syytä korostaa, että esitettyjä ratkaisuja ja mitoitusmenetelmiä ei sellaisinaan voida soveltaa kaikissa pohjoismaissa. Niitä käytettäessä on huomioitava jokaisen yksittäisen maan rakentamismääräykset. Rakentamismääräykset eivät kuitenkaan aina ole yksityiskohtia ohjaavia tai ehdottomia, vaan niden perustana olevia toiminnallisia vaatimuksia voidaan täyttää eri tavoilla. On odotettavissa että kehitys kohti toiminnallisia vaatimuksia sisältäviä määräyksiä tulee jatkumaan. Käsikirjassa käsitellään pääasiassa niitä toimintoja (palo, ääni, ym) ja viranomaisvaatimuksia jotka välittömästi vaikuttavat puun käyttöön. Se käsittelee ensi kädessä rankarakenteisia kevytrakenteita jotka tehdään yhdistämällä useita materiaaleja, lähinnä mineraalivillaa ja verhouslevyjä. Paloteknilliset erityiskysymykset käsitellään laajemmin yleisissä paloalan käsikirjoissa. Arkkitehtejä ja insinöörejä kiinnostanevat lähinnä kappaleet 5 9, jotka auttavat erilaisia palovaatimuksia täyttävien puusta tehtyjen rakenteiden suunnittelussa. Kappale 6 on tarkoitettu rakennesuunnittelijoille ja esittelee uuden menetelmän rakenteen palonaikaisen kantavuuden laskemiseksi. Kappaleessa 9 luetellaan useita pohjoismaisessa projektissa kehitettyjä puun käyttöä lisääviä ratkaisuja. Tämän lisäksi kappaleessa 3 on tietoja paloteknisistä käsitteistä ja luokista, myös uusista nk. euroluokista, ja kappaleessa 4 annetaan kokonaisvaltaista suunnittelua koskevia ohjeita. Rakenneratkaisujen valinnassa on tärkeätä huomioida myös muut vaatimukset, lähinnä ehkä äänitekniikkaan liittyvät. Nämä eivät yleensä ole ristiriidassa palovaatimusten kanssa, mutta niiden huomioiminen voi joissakin tapauksissa edellyttää erityistoimenpiteitä. Puuteollisuudelle käsikirja antaa puutuotteiden palo-ominaisuuksia koskevia perustietoja ja perustan uusien tuotteiden ja käyttösovellutusten kehittämiselle. Viranomaisille käsikirjasta pitäisi voida muodostua tuki kun puurakennuksia koskevia uusia palomääräyksiä kehitetään ja pohjoismaisten määräysten välisiä eroavaisuuksia poistetaan. 8

10 SISÄLLYS ESIPUHE... 7 LUKUOHJE JOHDANTO Puurakenteiset kerrostalot Palon vaiheet Palon leviäminen Kokemuksia ja tilastotietoja Pohjoismaisia kokemuksia Kerrostaloja koskevat tilastot Pientaloja koskevat tilastot UUSIA MAHDOLLISUUKSIA PUUN KÄYTÖLLE POHJOISMAISSA Toiminnalliset vaatimukset Lyhyt katsaus pohjoismaiden rakentamismääräyksissä 1999 esitettyihin palovaatimuksiin Palosuojausstrategioita Sammutus Sprinklaus Savun ja palon leviämisen estäminen Riskiarviointi Riskeistä ja riskiarvioinnista Puukerrostalojen riskiarviointiin soveltuva indeksimenetelmä Ääneneristys PALOTEKNISIÄ KÄSITTEITÄ JA LUOKKIA Paloluokat Rakennusosat, pintakerrokset ja verhoukset Rakennusosat (seinät, väli/yläpohjat, pilarit ja vastaavat) Seinien ja kattojen pintakerrokset Suojaverhous Lattiapäällysteet PALOTEKNINEN SUUNNITTELU Paloturvallisuuden dokumentointi Suunnittelu, yleistä Paloturvallisuutta koskeva suunnittelu Palonaikainen kantavuus ja stabiliteetti Palon leviäminen rakennuksen sisällä Palon leviäminen muihin rakennuksiin Sammuttamisen helpottaminen Poistumisen turvallisuus ja nopeus

11 5 PALOTEKNINEN OSASTOINTI JA OSASTOIVAT RAKENTEET Osastointi Osastoivuus - Ei-kantavien rakenteiden palonkestävyys Yhteenlaskumenetelmä Rakenneratkaisuja osastoivat seinät PALONKESTÄVYYS KANTAVUUS Tuulikuormat. Runkojärjestelmä ja rungon stabiliteetti Rakennusosakohtainen mitoitus Yleistä Mitoituksen vaiheet Seinärankojen mitoitus Välipohjien (palkkien) mitoitus Kiinnitystarvikkeet ja liittimet Kuormat Materiaalien ja kantavuuden mitoitusarvot Puisia rankarakenteita koskeva laskentamalli Rakenteet Hiiltymisvaiheet Hiiltymissyvyys Palamattomien verhouslevyjen ja akustisten jousirankojen putoamiskriteerit Mallissa tarvittavat vakiot ja parametrit eräille levy-yhdistelmille Jäännöspoikkileikkaus Lujuus- ja jäykkyysarvoja Laskentaesimerkkejä Rakenneratkaisuja Yleistä Kantavat ja osastoivat seinät, yksinkertainen runko Kantavat ja osastoivat seinät, kaksoisrunko Molemmilta puolilta palolle altistetut kantavat väliseinät, yksinkertainen runko Huoneistojen väliset välipohjat Yläpohjat RAKENNEYKSITYISKOHTIA Palokatkot Ullakon osastointi Vesikatto ja räystäät Yleistä Kylmät ullakot Lämpimät ullakot

12 7.4 Parvekkeet ja luhtikäytävät Kantavat rakenteet Uloskäytävä pintakerrokset Uloskäytävissä olevat portaat Kantava rakenne Poistumistie pintakerrokset Läpiviennit ja laiteasennukset Ilmastointikanavat Putkiläpiviennit Sähköasennukset Vesi- ja viemäriasennukset PUU PINTAKERROKSENA/VERHOUKSENA Uloskäytävät Huoneistojen sisäiset seinä- ja kattopinnat Suojaverhous Lattiapäällysteet PUU JULKISIVUMATERIAALINA Yleiset rajoitukset Teknisiä ratkaisuja puujulkisivujen paloturvallisuuden parantamiseksi Sisätilojen sprinklaus Sprinklaamaton rakennus Julkisivuja koskevat hyväksymiskriteerit TYÖSUORITUS JA VALVONTA KIRJALLISUUS Viitteet Muu kirjallisuus Pohjoismaisia rakennusnormeja ja -ohjeita LIITE

13 JOHDANTO 1 JOHDANTO 1.1 Puurakenteiset kerrostalot Puukerrostalojen määrä lisääntyy pohjoismaissa Puun on toimittava palon kaikissa vaiheissa Kokemuksia on lähinnä Yhdysvalloista Turvallisuustaso on säilytettävä Uusiutuvat paloturvallisuusvaatimukset luovat uusia mahdollisuuksia puurunkoisten kerrostalojen rakentamiseen. Aikaisemmin rakentamismääräykset ovat rajoittaneet puurunkoisten kerrostalojen kerrosluvun kahteen (Norjassa kolmeen). Rajoitusta on perusteltu kokemuksilla Pohjoismaissa aikaisemmin tapahtuneista aluepaloista. Tässä on kuitenkin sekoitettu toisiinsa toisaalta tiiviisti rakennetun alueen puisten julkisivujen ja katemateriaalien ja toisaalta rakennusten puisten runkorakenteiden vaikutukset tulen leviämiseen. Nyt tiedetään, että rakennusten runkorakenteet voidaan tehdä puusta yhtä paloturvallisiksi kuin muistakin materiaaleista, kunhan rakenneyksityiskohtiin kiinnitetään riittävästi huomiota. 12 UUDET PALOMÄÄRÄYKSET KORKEAMPIA PUUKERROSTALOJA Tietopohjan parantuessa on pohjoismaissa 1990-luvun puolivälin jälkeen rakennettu useita puukerrostaloja. Puurakenteiden käyttöä on perusteltu lähinnä rakennusajan lyhenemisellä ja puumateriaalin ympäristöystävällisyydellä. Ruotsissa valmistui ensimmäinen nelikerroksinen rakennus vuonna Samana vuonna valmistui Växjössä yksi nelikerroksinen ja yksi viisikerroksinen rakennus. Suomessa ensimmäinen puusta tehty kolmikerroksinen kerrostalo valmistui Tämän jälkeen Suomessa on toteutettu useita kerrostaloprojekteja. Koska ensimmäisten kohteiden rakentaminen aloitettiin ennen uusien määräysten voimaantuloa v. 1997, ne rakennettiin poikkeusluvalla vastaamaan tulossa olevia määräyksiä. Uudet määräykset rajoittavat kuitenkin edelleen puun käyttöä voimakkaasti. Puuta saadaan puurunkoisten kerrostalojen sisäpinnoissa käyttää hyvin rajoitetusti. Muista pohjoismaista poiketen julkisivut voidaan kuitenkin tehdä puusta, koska yli kaksikerroksisissa puurunkoisissa rakennuksissa sisätilojen lieskahdus ja siitä aiheutuva liekkien tunkeutuminen ikkunasta ja tulen leviäminen julkisivuun on estetty sisätilojen sprinklauksella. Tanskassa kahden ensimmäisen kohteen rakentaminen aloitettiin Niiden yhteinen asuinpinta-ala on m 2. Viiden kohteen rakentamista suunnitellaan. Edellä mainitut kohteet muodostuvat pääasiassa asuinrakennuksista. Lasketaan, että puukerrostaloissa (yli kaksikerroksiset rakennukset) valmistunut asuinpinta-ala on Ruotsissa vuoden 1998 loppuun mennessä n m 2, Suomessa n m 2 ja Norjassa 500 m 2 (yli kolmekerroksiset rakennukset).

14 JOHDANTO Lämpötila Lieskahdus Palon alkuvaihe Lieskahtanut palo Jäähtyminen Sisustus- ja pintamateriaalit Kuva 1.1 Palon vaiheet Ensimmäinen toimistorakennus on 5-kerroksinen rakennus, joka rakennettiin Ruotsin Skellefteån ulkopuolelle Siinä palon leviäminen ikkunoiden kautta julkisivuun estettiin paloluokitettujen ikkunoiden avulla. Ratkaisulla voitiin julkisivut kokonaisuudessaan tehdä puupintaisina. Valittua ratkaisua on kuitenkin vaikeata soveltaa asuinrakennuksiin, joissa jatkuvasti kiinnipidettäviä paloluokiteltuja ikkunoita on vaikeata käyttää. Toiminnalliset palovaatimukset tekevät tuloa Pohjoismaihin, mutta niiden käyttöönotossa ollaan vielä eri vaiheissa. Maissa sovellettavissa määräyksissä on muitakin eroja. Käsikirjassa keskitytään eroavaisuuksien vuoksi konkreettisiin ohjeisiin, jotka koskevat olennaisia paloteknisiä vaatimuksia täyttävien rakenteiden ja tuotteiden suunnittelua ja valmistusta. Ohjeissa on mahdollisuuksien mukaan noudatettu eurooppalaisessa standardisointityössä esiin tulleita tietoja ja hyödynnetty valmisteilla olevia eurostandardeja. Käsikirjan tietoja voidaan siten käyttää nykyisiä rakentamismääräyksiä täydentävänä tietona, ja varsinkin, kun uusia rakennus- ja rakenneratkaisuja tuodaan markkinoille. 13

15 JOHDANTO 1.2 Palon vaiheet Erityyppisten palovaatimusten ymmärtämisen helpottamiseksi seuraavassa selostetaan lyhyesti palon eri vaiheita. Palon alkuvaihe alkaa syttymisestä ja päättyy lieskahdukseen. Alkuvaiheen pituuteet vaikuttaa mm. palotilassa olevan palavan materiaalin määrä ja laatu sekä tilan ilmanvaihto (palon hapensaanti). Lieskahduksen jälkeen alkaa täysin kehittyneen palon vaihe, jossa huonetilan lämpötila pysyy suhteellisen vakiona. Palon jäähtymisvaihe alkaa, kun kaikki huonetilassa oleva palava aine on kulutettu loppuun, Palotilasta on poistuttava palon alkuvaiheen aikana. Alkuvaiheessa huonetilan yläosassa olevat kuumat palokaasut ja alaosassa oleva kohtalaisen raikas ilma muodostavat vielä toisistaan selvästi erottuvat vyöhykkeet. Lieskahdus, eli hetki jolloin kaikki palotilassa oleva palava aine syttyy, tapahtuu ylemmän kaasupatjan lämpötilan noustua n C:een. Tässä vaiheessa lattiaan kohdistuvan lämpösäteilyn intensiteetti on n kw/m 2. Ihmiset eivät kestä näin suuria lämpö- ja säteilyrasituksia, joten tiloista on poistuttava paljon aikaisemmin. Yleisesti katsotaan että tiloista on oltava poissa ennenkuin palokaasujen lämpötila nousee yli C. Tällöin lattiaan kohdistuva lämpösäteily on n. 2,5 kw/m 2 ja alemman vyöhykkeen lämpötila n. 80 C. Näitä rasituksia ihminen pystyy kestämään lyhyen ajan, vaikkakin kipua tuntien. Jotta poistuminen varmasti olisi mahdollista, palokaasuvyöhykkeen on lisäksi oltava vähintään noin kahden metrin korkeudella lattiasta Lieskahduksen jälkeinen täysin kehittyneen palon vaihe on rakenteiden säilymisen kannalta määräävä. Tässä vaiheessa korostuvat puun hyvät ominaisuudet, kuten suhteellisen hidas pinnasta etenevä tuhoutuminen, korkea palonaikainen lujuus ja pienet palonaikaiset muodonmuutokset. 14 Palon alkuvaiheessa on tärkeää saada poistumiseen käytettävissä oleva aika mahdollisimman pitkäksi ja poistumisolosuhteet mahdollisimman hyviksi. Puulle tyypillinen kohtuullinen savunmuodostus ei yleensä muodostu ongelmaksi, mutta puupintojen osallistuminen paloon muun palotilassa olevan palokuorman rinnalla tulisi ottaa huomioon paloteknisessä kokonaissuunnittelussa. Puurakenteiden palonkestävyyttä käsitellään lisää kappaleissa 5 (osastoivat ei-kantavat rakenteet) ja 6 (kantavat rakenteet). Detaljiratkaisuja (esim. palosulut) esitetään kappaleessa 7, pintamateriaalit/ verhoukset kappaleessa 8 ja puujulkisivut kappaleessa 9.

16 JOHDANTO 1. Seinän läpi 2. Aukon, esim. oven, läpi 3. Vesikatteen yli 4. Vesikattorakenteen kautta 5. Sisäkaton läpi tai kautta 6. Lattian alta 7a. Vaakasuoran kanavan kautta, esim. ilmastointi 7b. Pystysuoran kanavan kautta, esim. ilmastointi 8. Porrashuoneiden, hissikuilujen ym. kautta 9. Välipohjien läpi 10. Ikkunoiden kautta 11. Julkisivun sisällä 12a. Julkisivun pintaa pitkin Lentopalo Lämpösäteily 12b. Räystään kautta vertikaali- tai horisontaalisuunnassa Lentopalo Liekkien leviäminen Lämpösäteily Lähellä olevaan rakennukseen 14. Ulkoisesta palolähteestä Kuva 1.2 Palon leviäminen rakennuksen sisällä ja rakennuksesta toiseen.

17 JOHDANTO 1.3 Palon leviäminen Palo leviää usealla eri tavalla sekä rakennuksessa että eri rakennusten välillä. Tärkeimmät leviämisreitit on koottu edellä olevaan kuvaan 1.2. Tätä kuvaa ontäydennetty kuvalla 12b, joka on ISOasiakirjasta /1-1/. Numerointi noudattaa ISO-asiakirjan numerointia. Esitettyjä leviämisreittejä löytyy kaikista rakennuksista. Puurakennuksissa jotkut reitit saattavat kuitenkin olla kriitillisempiä kuin muissa rakennuksissa. 1.4 Kokemuksia ja tilastotietoja Pohjoismaisia kokemuksia Puurakenteet eivät sorru palossa kovin helposti, joten ne ovat pelastus- ja sammutustyön kannalta turvallisia ratkaisuja. Rakenteiden ontelot, joita mahdollisesti on erityisesti vanhoissa rakenteissa, voivat kuitenkin muodostaa palonleviämisreitin, jossa palon sammuttaminen on erittäin vaikeata. Siksi palo-osastosta toiseen johtavia onteloita ei saa tehdä. Ontelot on aina katkaistava asianmukaisin palokatkoin, katso 7.1. Norjassa on muita pohjoismaita pidemmät kokemukset yli kaksikerroksisista puurakennuksista. Myös puujulkisivut ovat Norjassa tavallisia. Oslon palolaitoksen kokemusten /1-2/ mukaan sisäpuolinen palo leviää ensisijaisesti avonaisten tai epätiiviiden ovien, putki- ja kanavaläpivientien sekä roilojen kautta. Rakennuksen ulkopuolelta palo leviää ensisijaisesti kattorakenteiden, ikkunoiden ja ulkoseinän onteloiden kautta. 16 Oslon ja muiden suurempien kaupunkien palolaitosten mukaan vielä neljä kerrosta korkeat puujulkisivut eivät ole vaikeita sammuttaa. Maasta käsin paloa voi sammuttaa noin 12 m korkeuteen asti (noin neljä kerrosta). Soveltuvalla kalustolla päästään vielä tätäkin korkeammalle kunhan rakennuksen viereen on kaikissa olosuhteissa esteetön pääsy.

18 JOHDANTO Kerrostaloja koskevat tilastot Puurakenteisissa kerrostaloissa tapahtuneita tulipaloja koskevaa tilastoaineistoa on löytynyt ainoastaan Yhdysvalloista. (NFPA, National Fire Protection Association, palotilastot) /1-2, 1-3/. Siellä käytetyt rakenneratkaisut poikkeavat kuitenkin niin paljon pohjoismaissa viimeisen vuosikymmenen aikana käytetyistä ratkaisuista, että tämän aineiston perusteella tehtyjä arvioita ei voi suoraan siirtää meidän oloihin. Tilastosta on kuitenkin voitu tehdä johtopäätöksiä, joita on hyödynnetty pohjoismaisessa rakennekehittelyssä. Mm. rakenteissa oleviin onkaloihin ja automaattisten sammutuslaitteistojen antamiin mahdollisuuksiin on tällä perusteella kiinnitetty huomiota /1-9/ Pientaloja koskevat tilastot Lundissa Ruotsissa tehdyn laajan pientalopaloja koskevan selvityksen /1-5/ mukaan kuolemaan johtavien tulipalojen todennäköisyys on riippumaton runkomateriaalista. Aineelliset vahingot voivat kuitenkin muodostua suuremmiksi rakennuksissa joiden runko on tehty palavasta materiaalista. Samaan tulokseen tullaan myös suomalaisessa tutkimuksessa /1-6/. Siinä huomautetaan lisäksi, että tutkitut puurakennukset olivat keskimäärin vanhempia, mikä osaltaan on vaikuttanut aineellisia vahinkoja lisäävästi. Norjassa on tutkittu vuosina tapahtuneita rivitalopaloja /1-7/. Tässä todettiin mm. että palo levisi palo-osastosta toiseen yleisimmin kiertämällä osastoivat seinät ullakon ja/tai kattorakenteiden kautta. Raportista löytyy kuitenkin myös joitain tapauksia, joissa osastoiva rakenne oli pettänyt. Rakenteiden yksityiskohtiin ja eri rakenteiden välisiin liitoskohtiin on kiinnitettävä riittävästi huomiota. Ruotsissa pientalojen ja kerrostalojen paloturvallisuustasot vaikuttavat tilastojen valossa olevan samansuuruiset /1-8/. 17

19 UUSIA MAHDOLLISUUKSIA 2 UUSIA MAHDOLLISUUKSIA PUUN KÄYTÖLLE POHJOISMAISSA Toiminnallisten palomääräysten merkitys kasvaa Pohjoismaiset palomääräykset poikkeavat osittain toisistaan Esimerkiksi sammuttamisen osalta voidaan valita erilaisia palosuojausstrategioita Sprinklereitä ollaan tuomassa Pohjoismaihin Riskiarvioinnista tulee uusi tapa paloturvallisuuden arvioinnissa Ääneneristyksen vaatimat ratkaisut ovat usein samansuuntaiset paloturvallisten ratkaisujen kanssa, mutta tarkistus on aina suoritettava 2.1 Toiminnalliset vaatimukset Siirtyminen toiminnallisiin vaatimuksiin perustuviin rakentamismääräyksiin johtaa usein muutoksiin myös palomääräysten tavoitteissa /2-1, 2-2/. Tällä hetkellä useissa maissa kuten Ruotsissa ensisijaisena tavoitteena on henkilövahinkojen estäminen. Esimerkiksi vakuuttamalla hoidettavissa olevaa omaisuusarvojen suojelua pidetään omistajan tehtävänä. Muissa maissa, esimerkiksi Suomessa ja Norjassa, rakentamismääräysten säännöksillä pyritään suojaamaan myös omaisuutta ja ympäristöä. Näissäkin maissa omaisuuden suojaa lisätään vakuutuksiin liittyvillä ehdoilla. Pohjoismaat ovat edistyneet vaihtelevasti siirtymisessä toiminnallisiin vaatimuksiin perustuviin rakentamismääräyksiin. Ruotsissa uudet rakentamismääräykset, BBR 94, otettiin käyttöön Vaatimukset esitetään toiminnallisina eikä puun käyttöä materiaalina rajoiteta. Käytännön rakennustekniikka rajoittaa kuitenkin puun käytön yleensä korkeintaan 6 8-kerroksisiin rakennuksiin. Yleisimmin puukerrostalojen kerrosluku rajoittuu 4 6:een kerrokseen. Norjassa uusimmat rakentamismääräykset ovat vuodelta Niiden mukaan korkeiden rakennusten rungon on säilyttävä tuhoutumatta koko palon ajan jäähtymisvaihe mukaan lukien. Muilta osin Norjan määräykset ovat suhteellisen lähellä Ruotsin BBR 94:n määräyksiä. Suomen nykyiset määräykset astuivat voimaan Ne rajoittavat edelleen jossain määrin puun käyttöä. Puurunkoisissa rakennuksissa suurin sallittu kerrosluku on neljä. Puukerrostalot on myös sprinklattava. Tanskassa on tehty periaatepäätös toiminnallisiin määräyksiin siirtymisestä. Ensimmäisten muutosten jälkeen palomääräykset sallivat nelikerroksisten puukerrostalojen rakentamisen. Alustavan aikataulun mukaan seuraavat muutokset saatetaan voimaan vuoden 2001 aikana. Toiminnallisissa rakentamismääräyksissä rakennusten yksityiskohtiin kuten materiaalivalintaan kohdistuvat vaatimukset korvataan yleisillä usein laadullisilla ehdoilla, jotka koskevat käyttäjien turvallisuutta, mukavuutta ja vastaavia seikkoja. Materiaalivalintoihin ei puututa kunhan voidaan osoittaa, että toiminnalliset vaatimukset täyttyvät. Tällä käsikirjalla pyritään helpottamaan osoittamiseen tarvittavan dokumentaation laatimista sekä periaatetason että rakenteiden yksityiskohtien osalta. 18

20 UUSIA MAHDOLLISUUKSIA Alustava suunnittelu Käyttäjien itsensä määrittelemät ja viranomaisten määrittelemät tarpeet (Rakentamismääräykset) TOIMINNALLISET VAATIMUKSET Esisuunnittelu Annettu tulkinta (määräysten ohjeteksti) tai kohdekohtainen, seikkaperäiseen dokumentaatioon perustuva tulkinta TULKINNAT / YKSITYISKOHTAISET VAATIMUKSET Pääsuunnittelu Ennalta hyväksytyt ratkaisut (Rakennusmääräysten ohjetekstit ym.) ja/tai seikkaperäinen dokumentaatio (laskelmat, kokeet, asiantuntija-arviot) TEKNISET RATKAISUT Taulukko 2.1 Tarpeet ja vaatimukset 2.2 Lyhyt katsaus pohjoismaiden rakentamismääräyksissä 1999 esitettyihin palovaatimuksiin Pohjoismaiden palovaatimukset ovat yleisesti ottaen samanlaiset. Eroavaisuuksia löytyy mm. puukerrostaloja koskevien sovellutusten osalta. Määräyksiin on tehty useita muutoksia vuosina Seuraava katsaus kattaa hyvin lyhyesti tilanteen kesällä Katsauksessa on erityisesti huomioitu ne määräykset joilla puun käyttöä asuntorakentamisessa säädellään. Tarkemmat tiedot löytyvät ao. maan rakentamismääräyksistä. Kappaleessa 3 on enemmän tietoja paloteknisistä käsitteistä ja luokista. Näiden luokkien mukaisia puurakenteita ja -tuotteita annetaan kappaleissa

21 UUSIA MAHDOLLISUUKSIA Tanska Suomi Norja Ruotsi Puisia kerroksia -nyt 2 kerrosta 4 kerrosta (yleensä max 5 6 kerrosta) -uudet rakentamismääräykset 3 4-kerroksisia puurakennuksia koskeva lisäys marraskuussa 1999; toiminnallisuuteen perustuvat määräykset 2001 Kehittymässä toiminnalliseen suuntaan Rakenteita koskevat vaatimukset useampikerroksisissa rakennuksissa Toistaiseksi poikkeusluvan perusteella 3 4 kerrosta; R60, palamaton lämmöneriste ja sprinklaus 3 4 kerrosta: poistumiseen riittävä >4 kerrosta; selvittävä täydellisestä palosta 3 4 kerrosta: R kerrosta: R60/ R90 tai vaihtoehtoisesti täydellistä paloa koskevat laskelmat tai kokeet Taulukko 2.2 Puisten kerrosten lukumäärä asuinrakennuksissa ja kantavaa runkoa koskevat vaatimukset pohjoismaisissa palomääräyksissä. 2.3 Palosuojausstrategioita Kappaleessa kolme annetaan enemmän tietoa paloteknisistä käsitteistä ja luokista. Kappaleissa 5 9 kuvataan puurakenteita ja puutuotteita jotka täyttävät yllämainittuja paloteknisiä vaatimuksia. Palosuojausstrategiaan vaikuttavia tekijöitä ovat mm. paikallisen pelastuslaitoksen resurssit, aktiivisten suojausmenetelmien kuten sprinklauksen käyttö ja savun- ja palonleviämisen rajoittamista koskevat valinnat. Nämä kaikki vaikuttavat luonnollisesti palotekniseen suunnitteluun, josta tarkemmin kappalessa Sammutus Pelastuslaitoksen resurssit ja muut edellytykset on otettava huomioon suunnittelun kaikissa vaiheissa Sammutusyksiköiden lähtövalmius, toimintavalmiusaika, kalusto, miehistö ja sammutusveden saatavuus, rakennuksen saavutettavuus ja sammutusmahdollisuudet ulkoa ja sisältä ovat kaikki tekijöitä, jotka vaikuttavat rakennusta koskeviin suunnitteluratkaisuihin. Esimerkkejä näistä tekijöistä ovat: Hälytysjärjestelmä, asennetaanko, minkä tyyppinen Automaattinen sammutuslaitteisto (sprinklaus), asennetaanko Poistumistiet Rakennusosien palonkestävyys 20

22 UUSIA MAHDOLLISUUKSIA Tanska Suomi Norja Ruotsi Yhden perheen talot (1 2 kerrosta) Puupinnat sallitaan Kerrostalot (>2 kerrosta) -huonetiloissa Puupinnat (luokan 2 verhous) sallitaan seinissä 8 kerrosta Luokan P1 rakennukset: puupinnat sallitaan (luokka 2/- ) Luokan P2 rakennukset: ainoastaan vähäisiä puupintoja tai palosuojattua puuta (luokka 1/I) Puupinnat sallittuja palo-osastoissa tai 200 m³ Ainoastaan pienehköjä puupintoja tai palosuojattua puuta ( luokka II seinät, luokka I katot) -poistumisteissä Puupintoja ei yleensä sallita. Palosuojattu puu joka täyttää pintakerros- ja verhousvaatimukset voidaan käyttää. Taulukko 2.3 Seinien ja kattojen sisäpuoliset puusta tehdyt pintakerrokset ja verhoukset pohjoismaisten rakentamismääräysten mukaan. Tanska Suomi Ruotsi Yhden perheen talot (1 2 kerrosta) Puulattiat sallitaan Kerrostalot (>2 kerrosta) Puulattiat sallitaan sekä asunnoissa että poistumisteissä/porrashuoneissa Taulukko 2.4 Asuntojen puulattiat pohjoismaisissa rakentamismääräyksissä Tanska Suomi Norja Ruotsi Yhden perheen talot (1 2 kerrosta) Puiset julkisivut sallitaan Kerrostalot (>2 kerrosta) Enintään 20% julkisivupinnasta ja enintään 50% jokaisen kerroksen korkeudesta 3 4 kerrosta: 100% rakenteellisilla suojauksilla ja sprinklauksella Ei rajoituksia, jos on tavoitettavissa sammutuskalustolla (runkomateriaalista riippumatta) ja on saanut paikallisen palolaitoksen hyväksynnän. Puiset julkisivut sallitaan: -sprinklaamatta: rajoitetusti (n.20%) -sprinklattu: 100% -julkisivu-palokoe SP105 Taulukko 2.5 Puujulkisivut pohjoismaisissa rakentamismääräyksissä. 21

23 UUSIA MAHDOLLISUUKSIA Sammutusedellytykset ovat usein puutteelliset. Syitä voivat olla: Palo kehittyy toimintavalmiusaikaan nähden liian nopeasti Palo leviää rakenteen onteloissa, joissa siihen on vaikeata päästä käsiksi Sammutusveden puute Ihmisten pelastaminen tai palon rajoittaminen on priorisoitava sammutustyötä korkeammalle. Palokunnan toimintamahdollisuudet on otettu huomioon kansallisissa palomääräyksissä. Palokunnan kalustolla on esteettä päästävä ikkunoiden luo, jos näitä käytetään varateinä. Suurempia rakennuksia on voitava sammuttaa kaikista suunnista. Ullakko- ja ontelopaloihin on päästävä käsiksi. Rakenteiden verhouslevyt on tarvittaessa voitava poistaa. Sammutusveden saatavuus on myös oltava turvattu vuoden kaikkina aikoina Sprinklaus Pohjoismaissa asuntoihin ei yleensä asenneta sprinklereitä. Yhdysvalloissa asuntojen henkilöturvallisuutta kuitenkin parannetaan yleisesti sprinklereillä. Rakennuksen rungon materiaaliin ei silloin kiinnitetä huomiota, koska irtaimen sisustuksen palo-ominaisuudet joka tapauksessa ovat henkilöturvallisuuden kannalta merkittävin tekijä. Yhdysvalloissa käytetään kustannusten saamiseksi hyväksyttävälle tasolle yleisesti yksinkertaisia vesijohtoverkkoon kytkettyjä sprinklerijärjestelmiä. Asuntoihin asennetut sprinklerit sammuttavat tai tukahduttavat palon hyvin aikaisessa vaiheessa, jolloin palokunnan toimintaedellytykset paranevat. Yhdysvalloissa saadut kokemukset osoittavat myös, että sprinklerit selvästi vähentävät palokuolemariskiä. Sprinklattujen talojen tulipaloissa ei ole rekisteröity yhtään tai hyvin harvoja kuolemantapauksia /2-3, 2-4/. Sprinklauskysymyksessä Pohjoismaiden kannat eroavat toisistaan. Norjassa ja Ruotsissa paloturvallisuusvaatimukset täytetään ilman sprinklausta. Suomen rakentamismääräyksissä sprinklausta vaaditaan joissakin tapauksissa. Tanska ei vielä ole muodostanut kantaansa. Jos talot sprinklataan muita vaatimuksia voidaan lieventää eli tehdä nk. teknisiä kompensaatioita. Mahdollinen lievennyksen kohde on pintakerroksia koskevat vaatimukset. Kun palo jo sen alkuvaiheessa sammutetaan sprinklereillä, eivät pintakerrokset ehdi osallistua paloon. 22

24 UUSIA MAHDOLLISUUKSIA Sprinklerin vaikutus tulee selvimmin esille julkisivumateriaalia koskevissa valinnoissa. Sprinklattu tila ei todennäköisesti kehity lieskahdusasteelle, jolloin myöskään ikkunoista ei työnny lieskahduksen synnyttämiä liekkejä. Julkisivuun kohdistuvia vaatimuksia voidaan tällöin nieventää. Sprinklattuihin taloihin voidaan siten tehdä puuverhoiltuja julkisivuja. Tällä perusteella suomalaisten puukerrostalojen julkisivut on voitu tehdä puusta, kun taas ruotsalaisissa puukerrostaloissa julkisivut on rapattu Kokemuksia Yhdysvalloista /2-3/ Yhdysvalloissa panostettiin 1980-luvun alusta lähtien erittäin voimakkaasti sprinklaukseen liittyvien teknisten ratkaisujen kehittämiseen. Tavoitteena oli ensisijaisesti henkilöturvallisuuden lisääminen. Yhdysvallat kuuluu niihin teollisuusmaihin, joissa paloissa kuolleiden lukumäärä sekä absoluuttisesti että suhteellisesti katsottuna on suurin luvun alkuvuosina kuoli paloissa vuosittain yli ihmistä, joista noin 70 % olivat asuntopalojen uhreja. Kuolemantapausten vähentämiseksi ryhdyttiin kehittämään sprinklerijärjestelmiä, jotka aikaisempia järjestelmiä paremmin sammuttaisivat tai tukahduttaisivat palon jo sen alkuvaiheessa. Toisena tavoitteena oli vähentää asennuskustannuksia niin paljon, että sprinklerijärjestelmät tulisivat taloudellisesti kiinnostaviksi. Tämä saavutettiin mm. käyttämällä järjestelmissä muovi- ja kupariputkia tavanomaisten teräs- tai rautaputkien sijasta, vähentämällä järjestelmän toimivuusaikaa, kytkemällä sprinklerijärjestelmä rakennuksen käyttövesiputkistoon ja asentamalla sprinklerit ainoastaan syttymisen kannalta riskialtteimpiin tiloihin. Sprinklerjärjestelmien luomiin mahdollisuuksiin herättiin myös paikallisella tasolla. Kaliforniassa useat kunnalliset palokunnat olivat oma-aloitteisesti ryhtyneet selvittämään asuinrakennusten sprinklaukseen liittyviä kysymyksiä. Nopeasti kasvavissa kunnissa asuntojen sprinklaus nähtiin myös vaihtoehtona uusien paloasemien rakentamiselle. Asuntojen sprinklausta koskevat vaatimukset olivat aluksi paikallisia ja saatettiin voimaan paikallisilla määräyksillä. Tällä hetkellä Yhdysvalloissa sprinklereitä vaaditaan noin 200:ssa kunnassa. Asunto- ja rakennustyypit, joita vaatimukset koskevat, vaihtelevat kuitenkin kunnasta toiseen. Arviolta 1 % kaikista Yhdysvalloissa olevista yhden ja kahden perheen taloista ja n. 10 % kaikista useamman perheen taloista on varustettu asuntosprinklerillä v

25 UUSIA MAHDOLLISUUKSIA Paloviranomaisilla on paikallisesti oikeus myöntää helpotuksia muista paloturvallisuuteen liittyvistä vaatimuksista, jos asunnot sprinklataan. Tavallisimmin helpotukset kohdistuvat palo-osastojen kokoon tai rakennusosia koskeviin vaatimuksiin. Myös kunnan infrastruktuuria koskevista vaatimuksista voidaan poiketa sprinklaamalla asunnot. Nämä helpotukset voivat koskea tien leveyttä (vaikuttaa raskaan palokaluston liikkuvuuteen), pussikatujen suurinta sallittua pituutta, katupalopostien keskinäistä etäisyyttä, pelastuspalvelun ajoneuvojen ajoteitä, ajoneuvojen kääntöpaikkoja tai suurinta kadun ja talon välistä etäisyyttä. Suomen Vakuutusyhtiöiden Keskusliitto on laatinut kaksi sprinklereiden teknisiä ohjeita koskevaa julkaisua, Sammutuslaitteistot enintään 4-kerroksisissa P1- ja P2-luokan asuinrakennuksissa ja Sprinklerisäännöt. Näistä ensimmäinen käsittelee puukerrostaloissa käytettäviä ns. asuntosprinklereitä ja toinen varsinaisia automaattisia sammutuslaitteistoja, joiden vesimäärä riittää alkavan palon sammuttamiseen. Ruotsissa noudatetaan asuntosprinklereiden asennuksissa tavallisesti kahta NFPA:n julkaisemaa suositusta, NFPA 13D ja 13R. NFPA 13D sovelletaan yhden ja kahden perheen taloihin ja NFPA 13R rakennuksiin joiden kerrosluku on korkeintaan 4. Suositukset ovat saatavissa ruotsinkielisinä käännöksinä /2-5, 2-6, 2-7, 2-8/. Joissakin kunnissa suosituksia täydennetään esim. paluuvirtaussuojia koskevilla vaatimuksilla. Tällä halutaan estää sprinklerijärjestelmässä olevaa vettä sekoittumasta juomaveteen. On syytä huomata, että asuntosprinklerikonseptiin myös kuuluu savuilmaisimilla aktivoituva hälytysjärjestelmä luvulta lähtien on paloissa kuolleiden lukumäärä laskenut selvästi luvun ensimmäisen puoliskon aikana asuntopaloissa kuoli vuosittain keskimäärin n ihmistä. Palovaroittimien lisääntyneen käytön uskotaan vaikuttaneen huomattavasti tähän kehitystrendiin. Yksiselitteistä tilastoa sprinklauksen vaikutuksesta ei ole. Suhteellisen harvat asunnot on varustettu sprinklerillä, joten mahdolliset tilastot ovat myös sen vuoksi epävarmoja. NFPA:n vuosina kerättyyn aineistoon perustuva analyysi viittaa kuitenkin siihen, että asuntopaloissa kuolleiden määrä olisi vähentynyt 9,44 kuolleesta 3,89:ään kuolleeseen 1000 paloa kohti. 24

26 UUSIA MAHDOLLISUUKSIA Sprinklauksella olisi siten vähennetty kuolemantapausten määrää 59%. Samantyyppisiä kokemuksia on saatu suoraan sprinklausta vaativista kunnista. Sprinklatuissa asunnoissa palokuolemat ovat hyvin harvinaisia. Asuntosprinklereiden käytön lisäämiseksi niiden aiheuttamia kustannuksia pyritään jatkuvasti vähentämään. Vedentarpeen vähentämiseksi on tutkittu mm. vesisumuun perustuvien järjestelmien soveltuvuutta asuntojen sprinklaukseen. Tulosten mukaan vesisumu soveltuu hyvin käytettäväksi asuntopaloissa esiintyvien palotilanteiden sammuttamiseen. Tehdyt kustannuslaskelmat osoittavat kuitenkin, että vesisumuun perustuvat järjestelmät ovat tavanomaisia asuntosprinklereitä kalliimpia. Jos veden saatavuus on heikko, nämä järjestelmät voivat kuitenkin olla kiinnostava vaihtoehto. Paloilmaisimien avulla aktivoitavia sprinklerijärjestelmiä on myös tutkittu. Ne on ensisijaisesti tarkoitettu käytettäviksi liikuntarajoitteisten henkilöiden käyttämissä tiloissa kuten esimerkiksi vanhusten asuntoloissa ja hoitolaitoksissa. Asuntojen sprinklaus on herättänyt kiinnostusta monissa maissa, mm. Kanadassa, Australiassa, Uudessa Seelannissa, Englannissa ja Pohjoismaissa. Mallia on haettu Yhdysvalloista, mutta tekniikka on sovellettu paikallisiin olosuhteisiin. Asennettujen sprinklerien määrä on kuitenkin vielä pieni Pohjoismainen sovellutus Suomessa puukerrostalot on sprinklattava /2-6/. Vuoden 1996 jälkeen rakennetut puukerrostalot on siksi kaikki sprinklattu. Ensimmäisissä kohteissa käytettiin suhteellisen järeitä järjestelmiä, mutta sovellutuksia on myöhemmin kevennetty. Muissa pohjoismaissa valmistellaan yksinkertaisten sprinklerjärjestelmien käyttöönottoa. 25

27 UUSIA MAHDOLLISUUKSIA Leviämisreitti Toimenpiteet A. Sisäpuoliset ovet (avoimet/epätiiviit) pystysuorat putki- ja kanavaläpiviennit roilot ja asennuskuilut itsesulkeutuvat ovet ovilevyn ja karmin välin tiivistyminen palosulku palo-osaston rajalla eri kanavat eri palo-osastoille/huoneistoille palosulku palo-osaston rajalla B. Ulkopuoliset kattorakenne ikkunat ulkoseinien ontelot räystään tiivistäminen lämmöneristetty vesikatto/lämmin ullakko ullakon osastointi riittävä ikkunoiden välinen etäisyys pystysuunnassa, esim. ikkunan korkeus paloluokitetut ikkunat itsesulkeutuvat ikkunaluukut julkisivuverhous ilman ilmarakoa palosulku ilmaraossa jokaisen kerrostason kohdalla Taulukko 2.6 Vastaavat rakenneratkaisut annetaan lähinnä kappaleissa 7 ja Savun ja palon leviämisen estäminen Savun ja palon leviäminen voidaan estää muutamalla suhteellisen yksinkertaisella toimenpiteellä. Nämä kohdistetaan ensisijaisesti yleisimpiin savun leviämisreitteihin. 2.4 Riskiarviointi Rakennusteollisuudessa viimeisten kahden vuosikymmenen aikana tapahtuneen kehityksen seurauksena rakennukset ovat jatkuvasti tulleet monimutkaisemmiksi ja aikaisemmin totutusta poikkeavammiksi. Rakentamismääräysten aikaisemmin yksityiskohtaiset ja/tai hyväksyttyjä teknisiä ratkaisuja sisältävät vaatimukset on osittain korvattu toiminnallisilla vaatimuksilla, joissa vaatimustasot kuvataan ohjetekstien avulla. Vaatimustasojen asettaminen tällä tavoin on nykyisen tiedon avulla kuitenkin vaikeata, usein mahdotonta. Soveltuvien laskentamenetelmien puuttuessa on myös vaikeata osoittaa, että esitetty ratkaisu täyttää määräysten edellyttämän turvallisuustason. Käynnissä olevissa tutkimusprojekteissa selvitetään, miten paloriskit tulisi puurunkoisissa rakennuksissa ottaa huomioon /2-9/. Tavoitteena on myös tehdä vertailuja samanlaisiin palamattomalla rungolla 26

28 UUSIA MAHDOLLISUUKSIA tehtyihin rakennuksiin. Riskiarviointimenetelmiä ja lähtötietoja koskevan inventoinnin antamien tulosten perusteella päätettiin kehittää semi-kvantitatiivinen menetelmä, ns. indeksimenetelmä. Tässä kappaleessa annetaan lyhyt selostus riskiarviointimenetelmistä yleensä ja kuvataan lyhyesti Nordic Wood -projektissa kehitettyä riskiarviointimenetelmää. Puu- vai kivitalo? Riskeistä ja riskiarvioinnista Käsitettä riski käytetään hyvin erilaisissa yhteyksissä ja käsitteen sisältö vaihtelee samaten käsittelijän mukaan /2-9/. Useita termejä, kuten riskin suuruuden arviointi (riskanalys, risk analysis), riskin merkittävyyden arviointi (riskbedömning, risk evaluation) ja riskin hyväksyttävyyden arviointi (riskvärdering, risk assessment) käytetään riskien kvantifiointiin liittyvän työn eri osien kuvaamiseen. Käsite riskin hyväksyttävyyden arviointi määritellään kirjallisuusviitteessä /2-10/ seuraavasti: riskin hyväksyttävyyden arviointi muodostaa kootun arvioinnin riskin siedettävyydestä, kun samanaikaisesti huomioidaan riskin suuruus, toiminnasta saatava hyöty ja riskin arvioinnin epävarmuudet. Riskin hyväksyttävyyden arviointiin käytetyt menetelmät voidaan ryhmittää seuraavasti Laadulliset eli kvalitatiiviset menetelmät Määrälliset eli kvantitatiiviset menetelmät Yhdistetyt eli semikvantitatiiviset menetelmät 27

29 UUSIA MAHDOLLISUUKSIA Laadullisia menetelmiä on jo kauan käytetty mm. vakuutusteollisuudessa. Näissä menetelmissä työkaluina käytetään kirjallista aineistoa, jossa laadullisesti selostetaan eri tapahtumien esiintymisriskejä, ja tarkistusluetteloita, joissa tärkeät riskitekijät tunnistetaan. Kohdekohtaisten tarkistusluetteloiden laatiminen on kuitenkin vaikeata. Lisäksi puhtaasti laadullisissa menetelmissä eri riskitekijöiden merkitystä ei myöskään voida verrata keskenään. Tästä syystä tarvitaan myös määrällisiä menetelmiä. Määrällisissä menetelmissä hyväksyttävälle riskille määritetään kvantitatiivinen mitta, epävarmuudet kvantifioidaan ja riskiä kuvaava mittaluku arvioidaan sopivalla menetelmällä (yleensä laskentamallilla). Eräiden puukerrostalorakentamisen kannalta kiinnostavien vaatimusten osalta tarvittavat todennäköisyyksiä koskevat lähtöarvot, laskentamenetelmät ja hyväksyttävää riskiä koskevat kvantitatiiviset lukuarvot kuitenkin puuttuvat. Puhtaasti kvantitatiivisilla menetelmillä voitaisiin siten esittää ainoastaan osa asetettavista vaatimuksista. Yhdistetyissä menetelmissä valitaan ammattitaitoon perustuvan arvioinnin ja kokemuksen perusteella muutama tarkasteltavan ongelman kannalta tärkeäksi katsottu muuttuja. Paloturvallisuustarkastelussa valitaan sekä turvallisuutta lisääviä että sitä heikentäviä muuttujia, joille annetaan numeerinen arvo. Näistä lasketaan riskille indeksiarvo, joka verrataan muihin vastaavilla arvioinneilla saatuihin arvoihin tai sovittuun standardiarvoon. Nordic Wood -projektissa kehitetty indeksimenetelmä on tätä tyyppiä Puukerrostalojen riskiarviointiin soveltuva indeksimenetelmä Erityyppisissä rakennuksissa esiintyvien paloriskien arvioimiseksi on kehitetty useitakin indeksimenetelmiä. Nordic Wood -projektissa käytetään yleistä indeksimenetelmää jossa paloturvallisuuteen liittyvät parametrit asetetaan keskinäiseen tärkeysjärjestykseen /2-11/. Menetelmässä paloturvallisuuteen liittyvät tekijät järjestetään hierarkisiin tasoihin. Ylimpänä on valittu kokonaistavoite, (esim. talon on oltava paloturvallinen), sen jälkeen määritellään osatavoitteet (esim. henkilövahingot ja omaisuusvahingot tulee estää). Seuraavalla tasolla määritellään strategiat (esim. palon leviäminen palo-osastosta toiseen estetään, savun leviäminen palo-osastosta toiseen estetään, jne.). Viimeisenä määritellään lukuisa määrä rakennukseen ja sen sijaintiin liittyviä parametrejä (esim. mahdollisen sprinklerijärjestelmän ominaisuudet, rakenteiden kantavuus, palokunnan sijainti ja kalusto, jne.) 28

30 UUSIA MAHDOLLISUUKSIA Parametrit voidaan edelleen jakaa kvantifioitavissa oleviin alaparametreihin. Nämä voidaan ryhmittää päätöstaulukoiksi tai niille voidaan muulla tavalla antaa arvosana. Jokainen parametri saa siten mitattavissa olevan arvosanan. Kun indeksimenetelmän rakenne on vahvistettu, annetaan osa- ja kokonaistavoitteille sekä eri parametreille painoarvot suhteessa toisiinsa. Indeksimenetelmän rakenne sekä tavoitteiden, strategioiden ja vaikuttavien tekijöiden painoarvot kehitettiin ns. Delphi-menetelmällä / 2-12, 2-13/. Tämä on hyväksi todettu menetelmä asiantuntijoista kootun ryhmän näkemysten yhdistämiseksi kokonaisnäkemykseksi. Tässä tapauksessa Delphi-paneeliin oli jokaisesta kehitystyöhön osallistuneesta pohjoismaasta (Tanska, Suomi, Norja ja Ruotsi) koottu viisi asiantuntijaa, joiden asiantuntemus koski mitoitusta, testausta, pelastuspalvelua, vakuutusta ja tutkimusta, eli yhteensä 20 asiantuntijaa. Pohjoismaista koottu projektiryhmä kehitti indeksimenetelmän rakenteen lähettämällä Delphi-panelille kyselyjä joilla indeksimenetelmän rakenne asteittain tarkennettiin. Kun rakenne saatiin valmiiksi, määriteltiin samalla tavalla kokonais- ja osatavoitteiden sekä parametrien painoarvot. Kohteen parametrien painoarvoista ja parametreille annetuista arvosanoista voidaan kohteen paloturvallisuudelle laskea indeksiarvo. Tätä indeksiarvoa voidaan käyttää erilaisten paloturvallisuuteen vaikuttavien parametrien kuten runkomateriaalin tai erilaisten paloturvallisuutta lisäävien toimenpiteiden vaikutuksen vertailuun. Nordic Wood projektissa kehitetty menetelmä on toistaiseksi alustava, koska sitä ei ole verifioitu tai verrattu muihin menetelmiin. Menetelmän antamat tulokset on jatkotyössä tarkoitus verrata mm. tietokonelaskelmien ja kokeiden antamiin tuloksiin. Indeksimenetelmän nykyinen versio esitellään yksityiskohtaisesti internetissä saatavilla olevissa julkaisuissa /2-14/. Valmis indeksimenetelmä on julkaistu v

31 PALOTEKNISIÄ KÄSITTEITÄ JA LUOKKIA 2.5 Ääneneristys Pohjoismainen projekti Trähus i flera våningar on kehittänyt joukon ääntä hyvin eristäviä rakenteita. Erityisesti keveät puuvälipohjat on onnistuttu kehittämään entistä paremmiksi. Kehitettyjen rakenteiden askelääneneristys on hyvä myös matalilla alle 100 Hz taajuuksilla. Hyvät äänitekniset ominaisuudet on osoitettu sekä mittauksin että haastattelemalla rakennettujen kerrostalojen asukkaita. Äänitekniikkaa koskevat suunnitteluohjeet selostetaan erillisessä pohjoismaisessa käsikirjassa jota NBI Norjassa valmistelee /2-15/. Rakenteille asetetut ääneneristysvaatimukset saavutetaan usein ratkaisuilla, jotka perustuvat usean päällekkäisen rakennekerroksen yhteisvaikutukseen. Tällaisten rakenteiden palotekniset ominaisuudet, erityisesti palonkestävyys, ovat useimmiten hyvät. Joskus palo- ja ääniteknisten vaatimukset kuitenkin asettavat rakenneratkaisuille ristiriitaisia vaatimuksia. Esimerkiksi paloteknisten vaatimusten asettamat tiiveysvaatimukset voivat joissain tapauksissa heikentää rakenteiden ääniteknisiä ominaisuuksia. Toinen esimerkki on rakennuksen jäykistäminen suurilla yhtenäisillä levypinnoilla, joka ratkaisu kuitenkin väliseinien kohdalla voi sivutiesiirtymän johdosta heikentää seinän erottamien tilojen välistä ääneneristävyyttä. On siis syytä tarkistaa, että valitut ratkaisut täyttävät kaikki niille asetetut vaatimukset. 30

32 PALOTEKNISIÄ KÄSITTEITÄ JA LUOKKIA 3 PALOTEKNISIÄ KÄSITTEITÄ JA LUOKKIA 3.1 Paloluokat Rakennusten paloluokka määräytyy erilaisin perustein eri pohjoismaissa. Koska rakennuksiin kohdistuvat vaatimukset perustuvat paloluokkiin, myös vaatimukset ovat maittain erilaiset. Seuraavassa esitetään tiivistelmä eri pohjoismaiden käytännöstä. Tarkemmat yksityiskohdat käyvät ilmi ao. maan rakentamismääräyksistä. Tanska Tanskassa rakennuksia ei jaeta luokkiin. Suomi Palotekniset vaatimukset määräytyvät rakennuksen paloluokan mukaan Rakennusosien palnkestävyyttä koskevat merkinnät ovat samat kaikissa EU:n jäsenmaissa Pintakeroksille ja rakennusmateriaaleille on olemassa sekä pohjoismaisia että EU:n uusia euroluokkia P1: Paloluokkaan P1 kuuluvan rakennuksen kantavien rakenteiden oletetaan pääsääntöisesti kestävän palossa sortumatta. Rakennuksen kokoa tai henkilömäärää ei rajoiteta. P2: Kantavien rakenteiden vaatimukset voivat olla paloteknisesti edellisen luokan tasoa matalampia. Riittävä turvallisuustaso saavutetaan asettamalla vaatimuksia erityisesti pintakerrosten ominaisuuksille. Kerroslukua ja henkilömäärää rajoitetaan käyttötarkoituksen mukaan. P3: Luokassa ei ole palonaikaiseen kantavuuteen kohdistuvia vaatimuksia. Riittävä turvallisuustaso saavutetaan rajoittamalla rakennuksen kokoa ja henkilömäärää sen käyttötarkoituksen mukaan. Norja Norjassa rakennukset jaetaan sekä riski- että paloluokkiin (ks. taul. 3.1). Riskiluokituksessa rakennukset jaetaan henkilöturvallisuuteen liittyvien riskien mukaan kuuteen riskiluokkaa, 1 6. Rakennusluokka (BKL) huomioi henkilöturvallisuuden lisäksi yhteiskuntaan ja ympäristöön kohdistuvat riskit. Rakennusluokkia on neljä, 1 4. BKL4:ssä ei ole minimivaatimuksia, vaan hyväksyntää varten tulee tehdä kohdekohtainen täydellisesti dokumentoitu palotekninen selvitys. Ruotsi Br 1: Rakennukset joissa on enemmän kuin 2 kerrosta. Kaksikerroksiset rakennukset: tilapäiseen yöpymiseen, sairaille tai liikuntarajoitteisille tarkoitetut rakennukset, rakennukset joiden toisessa kerroksessa on kokoontumistiloja. Br 2: Kaksikerroksiset rakennukset: rakennukset joissa on enemmän kuin kaksi asuinhuoneistoa, tai kokoontumistila pohjakerroksessa, tai ovat pinta-alaltaan yli 200 m 2. Yksikerroksiset rakennukset: hoitolaitokset. Br 3: Muut rakennukset (esim. yhden ja kahden perheen talot). Kuva 3.1 Rakennuksen luokka määräytyy mm. sen korkeuden, kerrosluvun ja käyttötarkoituksen perusteella. 31