TEKNINEN TIEDOTE PALONKESTÄVÄ NR YLÄPOHJA 1.8.2016 SISÄLTÖ 1.0 YLEISTÄ...2 2.0 PALOSSA KANTAVA ALAPAARRE...3 2.1 Alapuolinen palo...3 2.2 Yläpuolinen palo...5 2.3 Alapaarteen stabiliteetti...5 3.0 PALORISTIKKO...7 3.1 Alapuolinen palo...8 3.2 Yläpuolinen palo...9 3.3 Paloristikon stabiliteetti... 10 1
1.0 YLEISTÄ Suojaamattoman NR ristikon kantavuus säilyy palossa tavallisesti alle 10 minuuttia. Syynä heikkoon palonkestoon on yleensä suojaamattomien naulalevyjen tartunnan pettäminen (naulalevyjen irtoaminen). NR ristikoilla voidaan kuitenkin toteuttaa järkevästi R 60 luokan yläpohja suunnittelemalla NR ristikot toimimaan myös palotilanteessa. Tämä voidaan tehdä kahdella erilaisella tavalla: a) NR ristikoiden alapaarteet mitoitetaan palotilanteessa kantavaksi rakenteeksi b) käytetään paloristikoita NR yläpohja tulee suunnitella palotilanteessa kantavaksi rakenteeksi taulukon 1 mukaisissa tapauksissa. Sekä alapuolinen palo että ullakkopalo tulee tutkia. Taulukko 1. Rakennuksen paloluokka Tapaus NR yläpohjan paloluokka P1 Max 2 krs. rakennus R 60, R 90 tai R 120 P2 Kaikki rakennukset R 30 tai R 60 P3 Kun yläpohja on osastoiva rakenne (kuvat 1 ja 2) R 30 Lainaus RakMK:n osasta E1 Rakennusten paloturvallisuus, Määräykset ja ohjeet 2011 Kohta 6.1.2 Jos kantavalta rakennusosalta vaaditaan pidempää palonkestävyysaikaa tiiviyden E ja eristävyyden I suhteen kuin kantavuuden R suhteen, käytetään pidempää palonkestävyysaikaa myös kantavuuden osalta. Kuva 1. Osastoiva yläpohja ei saa sortua alapuolisessa palossa ennen osastointiajan päättymistä. 2
Kuva 2. Osastoiva yläpohja ei saa sortua ullakkopalossa ennen osastointiajan päättymistä. 2.0 PALOSSA KANTAVA ALAPAARRE NR ristikoiden alapaarteet mitoitetaan palotilanteessa palkiksi, jotka yksin kantavat palotilanteen kuormituksen. Kyseisessä rakennemallissa yläpaarteen tasossa oleva rakenne saa sortua alapaarteen tasoon saakka, mikäli yläpaarteen tasossa oleva rakenne ei ole palotilanteessa kantava tai jäykistävä rakenne. NR ristikon jännevälistä riippuen palkkina toimiva alapaarre tarvitsee usein päätytukien lisäksi yhden tai useamman keskituen, jotta sen dimensiot eivät kasva liian suuriksi. Alapaarteen keskitukena voidaan hyödyntää väliseiniä tai palkkeja, jotka mitoitetaan kantaviksi palotilanteessa. Palotilanteessa kantavat väliseinät tulee huomioida huoneistoalaa laskettaessa, koska ne ovat pysyviä rakennuksen rungon osia, vaikka toimivatkin vasta palotilanteessa. Palkkina toimivan alapaarteen dimensioita valittaessa tulee muistaa, että NR ristikon puutavaran leveys on tavallisesti 42 48 mm. Palkkina toimiva alapaarre tulee voida liittää muihin ristikon sauvoihin naulalevyillä, joten kyseisen palkin leveys tulee olla sama ristikon muiden sauvojen kanssa. NR ristikon puutavaran leveydestä johtuen kyseinen palkki on hyvin kapea, joten sen kyljet tulee palosuojata hiiltymiseltä. Tyypillisessä toteutusratkaisussa alapaarteiden välit täytetään alapaarteen yläpinnan tasoon kivivillalevyillä tai muulla palotilanteessa toimivalla eristeellä. Palosuojaeristyksen päälle voidaan asentaa tarvittaessa puhallusvillaa lisälämmöneristeeksi. 2.1 Alapuolinen palo Alapuolisessa palossa NR ristikot palosuojataan alakattolevytyksellä joko vaaditun palonkestoajan (kuva 3) tai osaksi vaaditusta palonkestoajasta (kuva 4). Kuvan 4 tapauksessa alakattolevytyksen putoamisen jälkeen alapaarteiden alapinnan ja alapaarteiden kylkien suojaamiseen käytettävien eristelevyjen kannattimien (alakaton koolaus) annetaan hiiltyä. Kyseisten rakenteiden kantavuus osoitetaan hiiltymämitoituksen perusteella. Erityisen tärkeää on huolehtia liitosten palonkestävyydestä. Hiiltymästä johtuen palosuojaukseen käytettävien eristelevyjen kannattimet (alakaton koolaus) tulevat melko järeiksi. Tämän takia on suositeltavaa käyttää alakatossa palosuojausta vaaditulle palonkestoajalle, jolloin NR ristikot eivät hiilly eivätkä menetä ristikkotoimintaansa palotilanteessa. Samalla osastointi huoneiston ja ullakon välillä saadaan helposti toteutettua alakatossa olevalla levytyksellä. 3
Kuva 3. Vaaditulle palonkestoajalle suunniteltu alakattolevytys suojaa NR ristikoita alapuolisessa palossa (NR ristikko toimintakykyinen). Kuva 4. Hiiltymämitoitus johtaa järeisiin rakenteisiin ja osastoinnin hankalaan toteuttamiseen (alapaarre kantavana rakenteena). 4
2.2 Yläpuolinen palo Ullakkopalossa oletetaan, että yläpaarteen tasossa olevat rakenteet sortuvat (mikäli eivät ole palotilanteessa kantavia tai jäykistäviä rakenteita) ja yläpohjan kantavuus mitoitetaan pelkästään alapaarteen tasossa olevien rakenteiden varaan. Paarteiden välissä olevat levymäiset palosuojaeristeet suojaavat alapaarteen kylkiä hiiltymiseltä. Mahdollista puhallusvillaa ei huomioida palomitoituksessa. Kuva 5. Ullakkopalossa kantavuus mitoitetaan yläpinnastaan hiiltyneiden alapaarteiden varaan. 2.3 Alapaarteen stabiliteetti Palotilanteessa kantavana alapaarteena voidaan käyttää sahatavara, LVL tai liimapuupalkkia. Vaarnapalkkia ei saa käyttää palotilanteessa tähän tarkoitukseen. Johtuen NR ristikoiden kapeasta puutavarasta palkkina toimivasta alapaarteesta tulee poikkileikkaukseltaan kapea ja korkea, joten se vaatii suhteellisen tiheän kiepahdustuennan. Suositeltava tapa kiepahdustuennan toteuttamiseen on alapaarteiden väliin asennettavat levymäiset jäykisteet. Kyseiset jäykisteet on suositeltavaa valmistaa samasta materiaalista kuin alapaarre. Tällöin kiepahdustuentaan käytettävät rakenneosat ovat samassa tasossa alapaarteiden kanssa ja hiiltyvät vain yläpinnastaan alapaarteiden tapaan. Lisäksi kiepahdustukeen syntyvä vaakavoima F d saadaan siirrettyä luotettavasti alakattolevytykselle (kuva 6). Kiepahdustuet kiinnitetään alapaarteisiin ja alakaton koolaukseen voimasta F d aiheutuville liitosvoimille. Kiepahdustuenta voidaan toteuttaa myös alapaarteen päälle asennettavilla orsilla. Tämä on kuitenkin paloteknisesti haastava ratkaisu, koska kyseiset orret ja niiden liitokset tulee suunnitella yläpohjan palonkestoajalle. Erityisesti orren liitos alapaarteeseen on kriittinen palonkestävyyden näkökulmasta. 5
Kuva 6. Suositeltava alapaarteen kiepahdustuentasysteemi (periaatepiirros). 6
3.0 PALORISTIKKO NR ristikko voidaan suunnitella sellaiseksi, että se toimii ristikkona myös palotilanteessa. Tavallisesti tällainen NR ristikko valmistetaan siten, että vähintään kolme NR ristikkoa liitetään ristikkotehtaalla ruuveilla, pulteilla tms. toisiinsa. Rinnakkain yhteen liitettävien ristikoiden määrä suunnitellaan tapauskohtaisesti. Toisiinsa liitettyjen ristikoiden välissä käytetään paloteknistä tiivistystä, jotta palo ei pääse ristikoiden väliseen saumaan ja tätä kautta naulalevyihin. Tällaisen paloristikon palonkestävyys perustuu siihen, että rinnakkain toisiinsa liitetyistä NRristikoista uloimmat ristikot toimivat palosuojauksena. NR ristikoiden valmistajilla on valmiita ratkaisuja tällaisten paloristikoiden toteuttamiseen. Kuva 7. Useammasta NR ristikosta koostuva paloristikko (Mikkelin paloasema). 7
3.1 Alapuolinen palo Alakatolla varustetussa yläpohjassa paloristikot on suojattu alapuolisessa palossa alakaton levytyksellä, joka samalla toimii osastoivana rakenteena huoneiston ja ullakon välillä. Paloristikot eivät välttämättä tarvitse palonkestävyyden näkökulmasta alakaton levytystä, joten ne mahdollistavat myös yläpohjarakenteet, joissa ristikot ovat samassa palo osastossa huoneiston kanssa. Kuva 8. Lämmöneristeitä ei tarvitse käyttää paloristikoiden yhteydessä ristikoiden palosuojaukseen. 8
3.2 Yläpuolinen palo Ullakkopalossa ja tapauksessa, jossa ristikot ovat samassa palo osastossa huoneiston kanssa, paloristikot ja niiden jäykistyssysteemi altistuvat palolle. Stabiliteettituentojen tulee säilyttää toimintakykynsä yläpohjalta vaaditun palonkestoajan. Kuva 9. Paloristikon stabiliteettituennat ovat järeitä. 9
3.3 Paloristikon stabiliteetti Paloristikot toimivat ristikkona myös palotilanteessa, joten tällaisen NR yläpohjan jäykistyssysteemi tulee suunnitella samaan paloluokkaan ristikon kanssa. Yläpaarteen nurjahdustuenta, mahdollinen uumasauvojen nurjahdustuenta ja ristikoita pystyssä pitävät tukirakenteet eivät saa menettää toimintakykyään yläpohjalta vaaditun palonkestoajan sisällä. Ristikoiden tuentaan käytettävissä puuosissa tulee olla riittävä hiiltymävara tai ne tulee palosuojata. Samoin tuentasysteemin liitosten tulee olla palonkestäviä sellaisenaan tai ne tulee palosuojata. Kuva 10. Kolmesta yhteen liitetystä NR ristikosta koostuva paloristikko polttokokeen jälkeen (kuva: Sweco Rakennetekniikka Oy). Lähteet ja lisätiedot /1/ Suomen Rakentamismääräyskokoelma osa E1, 2011. 10