Lainaus RakMK:n osasta E1 Rakennusten paloturvallisuus, Määräykset ja ohjeet 2011

Transkriptio

1 1.0 YLEISTÄ Yli kaksi kerroksisessa asuin- ja työpaikkarakennuksessa, jossa julkisivu on tehty D-s2, d2-luokan tarvikkeista (esim. puu), tulee mahdollisen julkisivupalon leviäminen estää yläpohjaan ja sen onteloon EI 30-rakenteella. Julkisivupalon saattaa aiheuttaa kuvassa 1 olevat tekijät. Huoneistopalon lieskahtamisen aiheuttaman julkisivupalon todennäköisyys puukerrostalossa on häviävän pieni, koska sprinklaus estää lieskahtamisen. Osastoivan räystään suunnittelussa perusongelmana on palo- ja kosteusteknisen toimivuuden yhtäaikainen toteuttaminen. Tavallisesti tämä ongelma on sivuräystäillä, koska yläpohjan tuuletuksen tuloilma otetaan sivuräystäiltä. Lainaus RakMK:n osasta E1 Rakennusten paloturvallisuus, Määräykset ja ohjeet 2011 Taulukon huomautus 2) 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-s2, d2-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. Viereisen rakennuksen tai rakennelman palo Lieskahtava huoneistopalo Autopalo Roskalaatikkopalo Ilkivalta Kuva 1. Julkisivupalon tyypilliset aiheuttajat. 1

2 2.0 TULOILMA-AUKOT OTSALAUDASSA Kuvissa 2 ja 3 on esitetty yksi vaihtoehto rakenteesta, jolla julkisivupalon leviäminen yläpohjaan ja sen onteloon voidaan estää. Kyseisen räystään paloteknistä toimintaa on tutkittu polttokokeiden avulla (lähde /3/). Polttokokeissa on havaittu, että ohjaamalla liekit kauemmaksi räystään otsalaudasta, voidaan räystään otsalaudan kautta ottaa yläpohjan tuuletuksen tuloilmaa. Polttokokeissa havaittiin myös, että otsalaudan ohi ohjattu liekki aiheuttaa räystäsonteloon imua ulospäin, joka osaltaan estää palon leviämistä. Kuvassa 4 on esitetty kyseisen räystäsrakenteen rakenteelliset periaatteet. Vesikatteen alusrakenteena suositellaan käytettäväksi tähän tarkoitukseen olevaa vaneria, koska vaneri toimii samalla kuormia kantavana rakenteena, vesikatteen kiinnitysalustana, kattokannattimien sivuttaistuentarakenteena ja yläpohjan jäykistävänä rakenteena (levyjäykistys). Ilmavirtaus kääntyy ulospäin Kuva 2. Räystään alapinnassa olevalla puulevyllä liekit ohjataan kauemmaksi otsalaudasta, jossa tuuletusaukot sijaitsevat. 2

3 TEKNINEN TIEDOTE EI 30-rakenne, joka estää palon leviämisen yläpohjaan ja sen onteloon Kuva 3. Yläpohjan ontelon tuloilma otetaan räystään otsalaudassa olevista tuuletusaukoista. 3

4 Osastoiva rakenne EI 30 RÄYSTÄSELEMENTTI (rimoitus esimerkkinä) Liimaus + Ruuvaus Otsalauta Soiron leveys 48 mm Korkeus yläpaarteen mukaan Aluskatevaneri Pelti Pelti Esim. LVL-levy 200 mm Tuloilma-aukot Kuva 4. Osastoivan räystään (EI 30) rakenteelliset periaatteet, kun tuloilma-aukot ovat otsalaudassa. 4

5 3.0 YLÄPOHJAN TUULETUKSEN MITOITUS 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 yläpohjan onteloon. Teräsverkon silmäkoon tulee olla vähintään 6x6 mm 2, koska silmäkooltaan pienempi verkko saattaa tukkeutua ilmassa olevista roskista. Tuuletusaukossa olevan verkon tai säleikön vaikutus pinta-alaan huomioidaan pienennyskertoimella, joka saadaan taulukosta 2. Taulukko 1. Ulkoilmaan rajoittuvien tuuletusaukkojen yhteenlaskettu tehollinen pinta-ala eri ohjeiden mukaan. OHJE KATON KALTEVUUS AUKKOJEN TEHOLLINEN PINTA-ALA RakMK:n osa C2 Kaikki 4,0 promillea yläpohjan pinta-alasta RIL < 1:20 5,0 promillea yläpohjan pinta-alasta RIL :20 tulo 2,0 promillea ja poisto 2,5 promillea Taulukko 2. Tuuletusaukon pienennyskertoimia /4/. SÄLEIKKÖ TAI VERKKO AUKON KOKO KERROIN Puristettu peltisäleikkö [1] 200x200 0,23 Puristettu peltisäleikkö [1] 250x250 0,27 Valettu säleikkö [2] 200x200 0,58 Valettu säleikkö [2] 250x250 0,58 Hitsattu peltisäleikkö [3] 300x300 0,50 Hitsattu peltisäleikkö [3] 400x400 0,50 Muoviverkko 150x150 0,89 Metalliverkko 150x150 0,94 [1] [3] [2] ESIMERKKI Määritetään kuvan 3 mukaisessa tapauksessa räystään otsalaudassa olevien tuloilma-aukkojen koko, kun yläpohjan koko on 10 m x 20 m. Tuloilma otetaan kahdelta 20 m pitkältä räystäältä, joissa on yhteensä n = 40 kpl tuuletusaukkoja. Tuuletusaukkojen korkeus h = 25 mm ja aukossa on metalliverkko. Katon kaltevuus on 1 : 5. A yläpohja = 20 m x 10 m = 200 m 2 = mm 2 α = 1 : 5 Tuloilma yhteensä 2,0 promillea yläpohjan pinta-alasta (RIL ) A tuloilma 2 2 = Ayläpohja = = mm Atuloilma A ef, tuloilma = = = mm aukon pienennyskerroin 0,94 L aukko = Aef, tuloilma mm h n = Yhdellä 20 m pitkällä räystäällä tarvitaan tuloilma-aukot 25 mm x 430 mm k1000 (käytännössä 1 kpl / ristikkoväli). 2 5

6 4.0 OSASTOIVAN RAKENTEEN MITOITUS Osastoiva rakenne tulee olla sellainen, että se pysyy paikoillaan ja suojaa räystäskannatinta sekä ullakon vastaisen seinän kantavia rakenteita hiiltymiseltä 30 min ajan. Kuvan 3 tapauksessa osastoivana rakenteena räystään alapinnassa on käytetty 33 mm paksua LVL-levyä ja ullakon vastaisessa ulkoseinässä 33 mm paksua LVL-levyä yhdessä 9 mm paksun tuulensuojakipsilevyn kanssa. Tuulensuojakipsilevy tarvitaan tuulensuojan pintaluokkavaatimuksen takia, joka tapauskohtaisesti on A2-s1, d0 tai B-s1, d0. ESIMERKKI Mitoitetaan räystään alapinnan osastoivana rakenteena toimivan LVL-levyn paksuus. Asetetaan levypaksuudelle vaatimus, että siitä tulee jäädä jäljelle 30 minuutin palon jälkeen noin 12 mm (noin 4 viilua). Tällöin levyn voidaan olettaa vielä pysyvän paikoillaan 30 minuutin palon jälkeen. LVL-levy on standardin EN mukaista. LVL-levyn takana olevan rakenteen hiiltymisen alkamishetki t ch voidaan laskea seuraavasti: h p = 33 mm LVL:n paksuus t ch hp 33 = = = 50 min β 0,65 0 (RIL kaava 3.10) Kyseinen LVL-levy suojaa sen takana olevaa rakennetta 50 minuuttia, jolloin levy on palanut kokonaan pois. LVL-levyn hiiltymissyvyys d char,0 voidaan laskea seuraavasti: t = 30 min palokestoaika dchar,0 = β0 t = 0, mm (RIL kaava 3.1) Kyseisestä LVL-levystä palaa pois 30 minuutin aikana 20 mm. Näin ollen levystä jää jäljelle 13 mm => Levyn voidaan olettaa pysyvän paikoillaan 30 minuutin palon jälkeen. Liittimiä ei tarvitse palomitoittaa, koska räystäselementti on suunniteltu siten, että liittimet eivät altistu suoralle palorasitukselle. 6

7 ESIMERKKI Mitoitetaan ullakon vastaisen ulkoseinän osastoivana rakenteena toimivan LVL-levyn paksuus, joka on 9 mm paksun tuulensuojakipsilevyn alla. Asetetaan levypaksuudelle vaatimus, että siitä tulee jäädä jäljelle 30 minuutin palon jälkeen noin 6 mm (noin 3 viilua). Tällöin levyn voidaan olettaa vielä pysyvän paikoillaan 30 minuutin palon jälkeen. LVL-levy on standardin EN mukaista. Tuulensuojakipsilevyn takana olevan rakenteen hiiltymisen alkamishetki t ch saadaan ohjeen RIL taulukosta 3.4S (saumat alle 2 mm leveitä): t = 11 min ch Kyseinen tuulensuojakipsilevy suojaa sen takana olevaa rakennetta 11 minuuttia, jolloin levy on palanut kokonaan pois. Tuulensuojakipsilevyn takana oleva LVL-levy on lämmennyt 11 minuutin aikana, jolloin se hiiltyy nopeammin kuin suojaamaton puulevy. Nopeampaa hiiltymistä esiintyy ajan hetkeen t a saakka, joka voidaan laskea seuraavasti: k 3 = 2 t f = 11 min hiiltymisnopeuden korotuskerroin puulevyille suojauksen murtumishetki (tässä suojauksena kipsilevy) t a = min 2 t = 2 11 = 22 min f tf = + 11 = 30 min k β 2 0, (RIL kaava 3.8) Kipsilevyn murtumisen jälkeen LVL-levy hiiltyy tavallista nopeammin 22 minuutin ajan eli koko loppuajan kipsilevysuojauksen murtumisesta lähtien 30 minuuttiin saakka. Lämmenneen LVL-levyn hiiltymissyvyys d char,0 voidaan laskea seuraavasti: k 3 = 2 t f = 11 min t = 30 min hiiltymisnopeuden korotuskerroin puulevyille suojauksen murtumishetki (tässä suojauksena kipsilevysuojaus) palokestoaika d = k β ( t t ) = 2 0,65 (30 11) 25 mm char,0 3 0 f Kyseisestä LVL-levystä, joka on suojattu kyseisellä kipsilevyllä, palaa pois 30 minuutin aikana 25 mm. Näin ollen levystä jää jäljelle 8 mm => Levyn voidaan olettaa pysyvän paikoillaan 30 minuutin palon jälkeen. Kipsilevyn liittimet asennetaan kipsilevyvalmistajan ohjeen mukaan. LVL-levyn liittimet valitaan puulevyjen kiinnitysohjeiden mukaan. Puulevyn liittimiä ei tarvitse erikseen mitoittaa, koska puulevyn takana ei tapahdu hiiltymistä ennen levyn murtumista ja levyyn ei kohdistu kuormitusta. Lähteet ja lisätietoja /1/ Suomen Rakentamismääräyskokoelma osa E1, /2/ Suomen Rakentamismääräyskokoelma osa C2, /3/ Hietaniemi J, Hakkarainen T, Huhta J, Jumppanen U-M, Kouhia I, Vaari J, Weckman H; Ontelotilojen paloturvallisuus, Ontelopalojen leviämisen katkaiseminen, VTT Tiedotteita 2202, /4/ Nieminen J, Rantamäki J; Tuuletettava alapohja, VTT Tiedotteita 1241, /5/ RIL , Puurakenteiden suunnitteluohje, eurokoodi EN , /6/ RIL , Rakennusten veden- ja kosteudeneristysohjeet,