Huonepalon ankaruuteen vaikuttavat tekijät ja niiden huomioon ottaminen puurakenteiden palokestävyysmitoituksessa

Samankaltaiset tiedostot
PUUKERROSTALON PALOSUUNNITTELUOHJE TOIMINNALLINEN SUUNNITTELU

TOIMINNALLINEN PALOMITOITUS TERÄSRAKENTEIDEN SUUNNITTELUSSA

PALOTEKNINEN INSINÖÖRITOIMISTO MARKKU KAURIALA

Finnish Wood Research

PALOTEKNINEN INSINÖÖRITOIMISTO MARKKU KAURIALA

KANTAVIEN TERÄSRAKENTEIDEN OLETETTUUN PALONKEHITYKSEEN PERUSTUVA MITOITUS

Selvitys sprinklerilaitteistojen luotettavuudesta

KANSALLINEN LIITE STANDARDIIN. SFS-EN 1995 EUROKOODI 5: PUURAKENTEIDEN SUUNNITTELU Osa 1-2: Yleistä. Rakenteiden palomitoitus

TOIMINNALLINEN PALOMITOITUS

KANSALLINEN LIITE STANDARDIIN

KANSALLINEN LIITE STANDARDIIN. SFS-EN EUROKOODI 2: BETONIRAKENTEIDEN SUUNNITTELU Osa 1-2: Yleiset säännöt. Rakenteiden palomitoitus

Paloturvallinen puutalo RoadShow Palo-opas. Tero Lahtela

TOIMINNALLINEN PALOTURVALLISUUSSUUNNITTELU

Rakennusten paloturvallisuus määräykset ja ohjeet

STANDARDIPALONKESTÄVYYSKOKEIDEN TULOSTEN YLEISTÄMINEN KUORMITTAMATTOMAT OSASTOIVAT SEINÄT

RUOSTUMATTOMASTA TERÄKSESTÄ VALMISTETTUJEN PUURA- KENTEIDEN LIITOSTEN PALONKESTÄVYYS

PUURAKENTEET Uutta paloturvallisuudesta. Esko Mikkola Stefania Fortino Tuula Hakkarainen Jukka Hietaniemi Tuuli Oksanen

PUUKERROSTALON PALOSUUNNITTELUOHJE - TOIMINNALLINEN SUUNNITTELU Finnish Wood Research Oy

5 SUOJAVERHOUS 5.1 SUOJAVERHOUKSEN OMINAISUUDET 5.2 SUOJAVERHOUSTEN TOTEUTTAMINEN 5.3 SUOJAVERHOUSVAATIMUKSET P2-PALOLUOKAN RAKENNUKSESSA

TEKNINEN TIEDOTE Puukerrostalon toiminnallinen palotekninen suunnittelu

MUUTOSLOKI ( ) Kingspan Kooltherm -palosuunnitteluohje, palosuojaukset P1-paloluokan rakennuksen

Selvitys sprinklerilaitteistojen luotettavuudesta Mikko Nieminen

TRY TERÄSNORMIKORTTI N:o 10/1999 [korvaa Teräsnormikortin N:o 7/1998]

Ympäristöministeriön asetus rakennusten paloturvallisuudesta. Jorma Jantunen Puupäivät 2017, Helsinki

Savunpoiston mitoitus

Ympäristöministeriön asetus Eurocode standardien soveltamisesta talonrakentamisessa annetun asetuksen muuttamisesta

MITEN TULIPALO NÄKEE SUOMEN ASUNTOKANNAN?

Paloturvallisuustutkimus VTT:ssä. Paloklusteri Tuula Hakkarainen, erikoistutkija VTT

Jyri Outinen, Ruukki Construction Oy Teräsrakentamisen T&K päivät

Palosuojatut liitokset. Puurakenteiden palosuojatut liitokset

ECSC-PROJEKTI "ULKOPUOLISTEN TERÄSRAKENTEIDEN KESTÄVYYS TULIPALOSSA"

Puukerrostalon palomääräykset ja palosuojamaalit

Palo-osastoinnin luotettavuuden laskennallinen arviointi

Rakenteiden sisältämät palokuormat ja niiden suojaaminen. Esko Mikkola KK-Palokonsultti Oy

Palon leviämistä estävät räystäät

Ympäristöministeriön asetus kantavista rakenteista ja ohjeet. Betoniworkshop RT Jorma Jantunen

3 RAKENNUKSEN PALOTURVALLISUUDEN SUUNNITTELU. Kaava PALOKUORMA JA PALOKUORMARYHMÄT 3.2 RAKENNUKSEN KERROSMÄÄRÄ JA KORKEUS. 3.2.

TERÄSPILAREIDEN KOTELOSUOJAUKSEN MALLINNUS FE-MENETELMÄLLÄ

AVARUUSRISTIKOIDEN PALOTEKNINEN MITOITUS

CENin tekninen komitea TC127 Rakennusten paloturvallisuus

EU:n FIRE-RESIST-projekti: Palosimulointimenetelmät tuotekehityksen tukena

Teräsrakenteiden suunnittelu ja mitoitus standardin SFS-EN 1993 ja kansallisten liitteiden mukaan,

10 PUURAKENTEIDEN PALOMITOITUS

Kohderyhmä: Kurssi soveltuu teräsrakenteiden parissa toimiville suunnittelijoille sekä soveltuvin osin tilaajille, tarkastajille ja valvojille.

Määräykset rakennusten paloturvallisuudesta Puutuoteteollisuuden tavoitteet palomääräysten uudistamisessa

Suojaverhoukset TEKNINEN TIEDOTE SUOJAVERHOUS

Betonisandwich-elementin, jossa on 40 mm paksu muovikuitubetoninen ulkokuori, käyttökelpoisuus ulkoseinärakenteena

TUTKIMUSRAPORTTI VTT-R (6) Sisällysluettelo

Puutuoteteollisuuden tutkimusagenda 2025

MITEN LUEN PALOMÄÄRÄYKSIÄ

PUUKERROSTALO - PALOMÄÄRÄYKSET - - Suojaverhoukset, pintaluokat, palokatkot. Tero Lahtela

SALI A. REIJONEN PEKKA PASSIIVINEN PALOSUOJAUS

rakenteiden suojaukselle ja toiminnallisen palomitoituksen ohjeiden selkeytys

PUUPALKIN JA -PILARIN PALOMITOITUS. Laskentapohja

Kohderyhmä: Kurssi soveltuu teräsrakenteiden parissa toimiville suunnittelijoille sekä soveltuvin osin tilaajille, tarkastajille ja valvojille.

Mahdollisuudet lisätä puun käyttöä hallirakentamisessa Päivi Myllylä, Puuinfo Oy

Finnforest Kerrostalojärjestelmä. Mika Kallio

Olennainen rakenneosa palossa

Puun paloturvallinen käyttö parvekkeissa ja räystäissä

Paineenhallinta huoneistopaloissa - tutkimushanke. Simo Hostikka Paloseminaari HILTON Kalastajatorppa, Helsinki

Massiivipuurakenteet työmaaolosuhteissa kosteuskäyttäytyminen ja siirtymät - Puupäivä 2018 Ville Mertanen

YM:n asetus rakennusten paloturvallisuudesta eristeiden kannalta. Paloseminaari Tuuli Kunnas

Rakentamisen hiilivarasto

RUOSTUMATTOMASTA TERÄKSESTÄ VALMISTETTUJEN PUURAKENTEIDEN LIITOSTEN PALONKESTÄVYYS

Teräsrakenteiden suunnittelu ja mitoitus standardin SFS-EN 1993 ja kansallisten liitteiden mukaan,

Uudet palomääräykset. rakentamisessa RATKAISUJA RAKENTAMISEEN PUU KERROSTALOISSA Päivi Myllylä

Puukerrostalon palotekniikka

Rakenteiden toiminnallinen palomitoitus

PAROC GROUP

R a k e n t e e t, s u u n n i t t e l u ja r a k e n t a m i n e n. J a n n e T o l p p a n e n S U O M A L A I N E N P U U K E R R O S T A L O

Rakenteellisen palontorjunnan keinot ja menetelmät

EPS-ohutrappausten palotekninen toimivuus. Julkisivuyhdistyksen seminaari Wanha Satama, Helsinki

Teräsrakenteiden suunnittelu ja mitoitus standardin SFS-EN 1993 ja kansallisten liitteiden mukaan,

Suomalaisen puurakentamisen asema ja mahdollisuudet

RD-PAALUSEINÄN PALONKESTÄVYYSTUTKIMUS RD-PILED WALL PERFORMANCE IN FIRE CASE STUDY

TUTKIMUSRAPORTTI VTT-R (8) Sisällysluettelo

Korkeiden rakennusten poistumisturvallisuus

RAUMAN PAPINPELLON ALOITUSKORTTELI

LOCAFI+ Legal Context

Puu pintamateriaalina_halli

KORJAUSVELAN LASKENTAMALLI KÄYTTÖÖN

TermoLog+ Lämpökuvaus ikkunaremontin tukena.

Puun termiset aineominaisuudet pyrolyysissa

Kerrostalorakentaminen Suomessa

EC4, Liittorakenteet Palomitoitus, palkit, pilarit ja laatat

OSA 1: PALO. Lähde: Puurakennuksen palotekninen suunnittelu, Unto Siikanen, professori Tampereen teknillinen korkeakoulu

Tiilipiipun palonkestävyysanalyysi Simulointi välipohjan paksuudella 600 mm Lämpötilaluokka T450

Puukerrostalon suunnittelu eurokoodeilla

Tiilipiipun palonkestävyysanalyysi Simulointi välipohjan paksuudella 600 mm Läpivienti täysin eristetty ja osittain tuuletettu rakenne

7 ULOSKÄYTÄVIEN PALOTEKNINEN SUUNNITTELU 7.1 ULOSKÄYTÄVÄT Porrashuone Avoin luhtikäytävä Varatienä toimiva parveke

Teräsrakennesuunnittelijoiden pätevöittämiseen tähtäävä koulutus 2014

Esimerkkilaskelma. NR-ristikkoyläpohjan hiiltymämitoitus

PUUN MAHDOLLISUUDET LÄHIL HIÖTALOJEN KORJAAMISESSA JA LISÄRAKENTAMISESSA. Puurakentamisen ja energiatehokkaan rakentamisen RoadShow 2011

Uusi rakenteiden mitoitusmenetelmä

Esimerkkilaskelma. NR-ristikkoyläpohjan hiiltymämitoitus

Esimerkkilaskelma. Liimapuupalkin hiiltymämitoitus

LUJITEMUOVISTEN JÄYKISTEPALKKIEN RAKENNESUUNNITTELU SARJATUOTANNOSSA. Markku Hentinen Max Johansson Aki Vänttinen

ASIANTUNTIJALAUSUNTO (5) Korvaa asiantuntijalausunnon / Esko Mikkola

TC 127 pintakerrokset ja katteet Tilannekatsaus

Puukerrostalojen asukas- ja rakennuttajakyselyt 2000 ja 2017

Transkriptio:

Huonepalon ankaruuteen vaikuttavat tekijät ja niiden huomioon ottaminen puurakenteiden palokestävyysmitoituksessa TkT Mikko Salminen TkT Jukka Hietaniemi Palotutkimuksen päivät, 29.8.2017 Palotekninen insinööritoimisto MARKKU KAURIALA Oy 1

SISÄLTÖ Katsaus huonepalon lämpötilan laskentamalleihin Puurakenteen palomitoituksesta CASE-esimerkki: 14-kerroksinen puukerrostalo

KATSAUS HUONEPALON LÄMPÖTILAN LASKENTAMALLEIHIN EN 1995-1-2. 2004. Eurocode 5: Design of timber structures Part 1-2: General Structural fire design. CEN. Brussels

KATSAUS HUONEPALON LÄMPÖTILAN LASKENTAMALLEIHIN EN 1995-1-2. 2004. Eurocode 5: Design of timber structures Part 1-2: General Structural fire design. CEN. Brussels

KATSAUS HUONEPALON LÄMPÖTILAN LASKENTAMALLEIHIN EN 1995-1-2. 2004. Eurocode 5: Design of timber structures Part 1-2: General Structural fire design. CEN. Brussels

KATSAUS HUONEPALON LÄMPÖTILAN LASKENTAMALLEIHIN EN 1995-1-2. 2004. Eurocode 5: Design of timber structures Part 1-2: General Structural fire design. CEN. Brussels

KATSAUS HUONEPALON LÄMPÖTILAN LASKENTAMALLEIHIN EN 1995-1-2. 2004. Eurocode 5: Design of timber structures Part 1-2: General Structural fire design. CEN. Brussels

KATSAUS HUONEPALON LÄMPÖTILAN LASKENTAMALLEIHIN LÄHESTYMISTAPA 1 EN 1995-1-2. 2004. Eurocode 5: Design of timber structures Part 1-2: General Structural fire design. CEN. Brussels

KATSAUS HUONEPALON LÄMPÖTILAN LASKENTAMALLEIHIN LÄHESTYMISTAPA 2 EN 1995-1-2. 2004. Eurocode 5: Design of timber structures Part 1-2: General Structural fire design. CEN. Brussels

KATSAUS HUONEPALON LÄMPÖTILAN LASKENTAMALLEIHIN HARMATHY & LIE EN 1995-1-2. 2004. Eurocode 5: Design of timber structures Part 1-2: General Structural fire design. CEN. Brussels

PUURAKENTEET - PALOMITOITUS Perustuu lähinnä tehollisen poikkileikkauksen menetelmään, jossa hiiltynyttä kerrosta ei oteta huomioon tehollisessa poikkileikkauksessa Standardipalo: vakio hiiltymisnopeus EN 1995-1-2:n mukaisesti ~300 o C:een isotermi EN 1995-1-2. 2004. Eurocode 5: Design of timber structures Part 1- Frangi, A. 2012. Fire resistance assessment of timber structures, Basic 2: General Structural fire design. CEN. Brussels design methods, Worked examples. Workshop Structural Fire Design of Buildings according to the Eurocodes Brussels, 27-28 November 2012.

PUURAKENTEET EN 1995-1-2, LIITE A:N MALLI Voidaan käyttää yhdessä EN 1991-1-2, Liite A:n parametristen palokäyrien kanssa Ottaa huomioon tilan vaipan termisiä ominaisuuksia, aukotuksen ja palokuorman tiheyden (jollain tarkkuudella) Aluksi vakio hiiltymisnopeus, sitten lineaarinen hidastuminen Rajoituksia käytölle annettu EN 1995-1-2:ssa ja EN 1991-1-2:ssa. Lisäksi antaa kevyen vaipan tapauksessa (puu) liian suuria lämpötiloja Parametrinen palo Standardipalo Hiiltymisnopeus ajan funktiona Esimerkki parametrisestä palokäyrästä

PUURAKENTEET EN 1995-1-2, LIITE B Kehittyneitä laskentamenetelmiä (FEM) voidaan käyttää hiiltymissyvyyden määrittämisessä (myös luonnollisissa paloissa) Annetut puun termiset ominaisuudet soveltuvat kuitenkin vain standardipalorasitukseen Lämmönjohtavuus Ominaislämpökapasiteetti Suhteellinen tiheys

PUURAKENTEET KEHITETTY MATERIAALIMALLI MCM (= Modified Conductivity Model) perustuen soveltuviin polttokokeisiin ja muihin tutkimuksiin (mm. Cachim & Franssen, Hopkin et al.) Hakkarainen König et al. Kinjo et al. Kinjo et al.

PUURAKENTEET SUOJAAMATON PUU JA SIITÄ SYNTYVÄ LISÄYS PALOKUORMAAN Kun toiminnallista mitoitusta käytetään, tarvitaan lähtötiedoksi palokuorman tiheys [MJ/m 2 ] EC1:n mukaan palokuormaan luetaan mukaan kantavat rakenteet (mikäli voivat palaa) Lopullinen palokuorma ja hiiltymissyvyys määritettävä iteratiivisesti Palokuorma Toistetaan kunnes lisäys palokuormaan on tarpeeksi pieni Palokuorma (hiiltymissyvyyden funktio) Hiiltymissyvyys (palokuorman funktio)

PUURAKENTEET ESIMERKKI TOIMINNALLISESTA MITOITUKSESTA Esitetty julkaisussa Puukerrostalon toiminnallinen palotekninen suunnittelu, 2015, Puuinfo Voidaanko käyttää suojaamatonta puuta puukerrostalon kantavissa rakenteissa? Esimerkissä oletetaan, että riskianalyysin avulla on määritetty mitoituspalon toistumisajaksi vähintään 769 000 vuotta (EC0, CC2) (sprinklereiden vaikutus, palokuormatiheyden jakauma, palokunnan toiminta otettu huomioon) Harmathyn ja Lien parametrista palomallia käytetty asunnon lämpötilojen laskennassa (hyvä vastaavuus koetuloksiin)

PUURAKENNE-ESIMERKKI: TARKASTELTAVA HUONE 9 % kaikista pinnoista suojaamatonta puuta (= palokuormaa) Palokuorman tiheys 600 MJ/m 2 (lattialla) = 141 MJ/m 2 (kaikkia pintoja kohden) Huom! Lähtöarvot eivät ole mistään todellisesta kohteesta

Temperature [ o C] PUURAKENNE-ESIMERKKI: AUKKOTEKIJÄ Oletukset aukkotekijästä vaikuttavat parametriseen palokäyrään 95 %:ssa tapauksista ikkuna rikkoutuu kun kaasun lämpötila on välillä 250 530 o C 1200 1000 800 600 400 200 0 6 min 530 o C 250 o C 0 15 30 45 60 75 90 Time [min] F=0,03 Standard fire F=0,01 F=0,05 F=0,07 F=0,09 F=0,113 Hietaniemi, J. 2005. Probabilistic simulation of glass fracture and fallout in fire. VTT Working Papers 41. Espoo. Aukkotekijä F = 0,113 (molemmat ikkunat rikkoutuvat palossa)

Temperature [ o C] PUURAKENNE-ESIMERKKI: ITERATIIVINEN LASKENTA Tässä tapauksessa iteraation suppenemiseen tarvittiin 3 laskentakierrosta Iteration round (i) qt,d,i [MJ/m 2 ] dchar,i [mm] qadd,i [MJ/m 2 ] qadd,i / qt,d,i 1 141,18 44 31,43 22 % 2 172,61 53 6,43 4 % 3 179,04 55 1,43 1 % Parametriset palokäyrät (Harmathy & Lie) 1200 1000 Standard fire 800 600 400 200 1 2 3 0 0 15 30 45 60 75 90 Time [min]

CASE: 14-KERROKSINEN PUINEN ASUINKERROSTALO Ei mahdollista taulukkomitoituksen mukaan Tarkasteltiin kantavia rakenteita ja suojaverhouksia oletettuun palonkehitykseen perustuvassa mitoituksessa

PUINEN KERROSTALO - RISKIANALYYSI Vertailu hyväksyttävän ratkaisun turvallisuustasoon Lopputuloksena saadaan mitoituspalokuorma, jolle kantavat rakenteet mitoitetaan

PUINEN KERROSTALO HIILTYMIEN LASKENTA Hiiltymissyvyydet laskettiin SAFIR ohjelmalla (kehitetty materiaalimalli) Otettiin huomioon kantavien rakenteiden hiiltymästä tuleva lisäys palokuormaan Mitoituspalot Suojaamattoman puurakenteen hiiltymä mitoituspalossa

PUINEN KERROSTALO LASKENTAMENETELMIEN VALIDOINTI Käytetyn laskentamenetelmän vertailu kanadalaisten polttokokeiden tuloksiin (Hevia, 2014) CLT-rakenteiset huoneet, joiden palokuorma koostui huonekaluista ja vaatteista. Osa vaipasta suojaamatonta puupintaa

PUINEN KERROSTALO LASKENTAMENETELMIEN VALIDOINTI

PUINEN KERROSTALO LASKENTAMENETELMIEN VALIDOINTI

PUINEN KERROSTALO LOPPUTULOS Kohde voidaan toteuttaa Rakenteet mitoitetaan luokkaan R90 Asuntojen seinistä / katoista noin 25 % voisi olla näkyvää puupintaa

YHTEENVETO Harmathyn ja Lien malli toistaa eri suuruusluokan koetuloksia varsin hyvin ja poikkeamat koetuloksista tapahtuvat turvalliseen suuntaan Harmathyn ja Lien mallia voidaan käyttää puurakenteiden palomitoituksessa, jossa lasketaan puurakenteen hiiltymä Iteratiivisella laskentamenetelmällä voidaan ottaa huomioon näkyville jäävistä puupinnoista tuleva lisäys palokuormaan Oletettuun palonkehitykseen perustuvalla mitoituksella voidaan perustella yli 8-kerrosta korkeat puukerrostalot ja näkyviin jäävät puupinnat

KIITOS MIELENKIINNOSTA! KYSYMYKSIÄ?