TUKES-julkaisu 1/21 SÄHKÖLAITTEIDEN PALO-OMINAISUUDET JA SÄHKÖLAITEPALOJEN SAMMUTTAMINEN Kokeellinen tutkimus Veli-Pekka Nurmi Veli-Matti Sääskilahti Mikko Törmänen Jukka Hietaniemi Johan Mangs Tuula Hakkarainen TURVATEKNIIKAN KESKUS HELSINKI 21
i SISÄLLYS TIIVISTELMÄ (Nurmi, TUKES)... III ALKUSANAT (Nurmi, TUKES)...V 1. KIRJALLISUUSELVITYS SÄHKÖLAITEPALOISTA (Hietaniemi, Mangs, Hakkarainen, VTT)...1 1.1. TELEVISIOT...1 1.2. TIETOKONEET...5 1.2.1. Pakattujen tietokonetuotteiden palokokeita...5 1.2.2. Näyttöpäätteiden palokokeita...6 1.3. SÄHKÖLAITTEIDEN MATERIAALIVAATIMUKSET (Nurmi, TUKES)...7 2. POLTTOKOKEET (Hietaniemi, Mangs, Hakkarainen, VTT)...7 2.1. LAITTEET...7 2.2. KOKEET...11 2.2.1. Mitatut ja määritetyt suureet...11 2.2.2. Kokeiden suoritus...12 2.3. POLTTOKOKEIDEN PÖYTÄKIRJAT...14 2.3.1. Televisiot...14 2.3.2. Pyykinpesukoneet...16 2.3.3. Astianpesukoneet...19 2.3.4. Jääkaappi-pakastin -yhdistelmät...22 2.4. POLTTOKOKEIDEN VALOKUVAT...26 2.4.1. Televisiot...26 2.4.2. Pyykinpesukoneet...27 2.4.3. Astianpesukoneet...28 2.4.4. Jääkaappi-pakastin -yhdistelmät...3 2.5. POLTTOKOKEIDEN TULOKSET KÄYRINÄ...32 2.5.1. Televisiot...32 2.5.2. Pyykinpesukoneet...35 2.5.3. Astianpesukoneet...38 2.5.4. Kylmälaitteet...41 2.6. POLTTOKOKEIDEN TULOSTEN TAULUKKOESITYS...45 2.7. PALOTEHON KASVUNOPEUDET...47 2.8. PALOSSA SYNTYVIÄ KEMIKAALEJA...47 2.9. POLTTOKOKEIDEN TULOSTEN YHTEENVETO...48 2.1. POLTTOKOKEIDEN TULOSTEN ARVIOINTIA...51 2.1.1. Sähkölaitepalon kehittyminen: yksinkertaisiin malleihin perustuva kvantitatiivinen arviointi...51 2.1.2. Suora liekkikontakti ja säteily...51 2.1.3. Kuuman kerroksen muodostuminen ja yleissyttyminen...52
ii 3. SAMMUTUSKOKEET (Nurmi, Sääskilahti, Törmänen, TUKES)...55 3.1. LAITTEET...55 3.2. KOEJÄRJESTELYT...56 3.2.1. Yleiset koejärjestelyt...56 3.2.2. Sammutuskokeiden yleispiirteet...57 3.2.3. Televisioiden sammutuskokeet...59 3.2.4. Pyykinpesukoneiden sammutuskokeet...6 3.2.5. Astianpesukoneiden sammutuskokeet...6 3.2.6. Kylmälaitteiden sammutuskokeet...61 3.2.7. Lieden virheellinen käyttö...62 3.3. SAMMUTUSKOKEIDEN PÖYTÄKIRJAT...62 3.3.1. Pyykinpesukoneet...62 3.3.2. Astianpesukoneet...64 3.3.3. Televisiot...66 3.3.4. Kylmälaitteet...68 3.3.5. Lieden virheellisen käytön kokeilu...7 3.4. SAMMUTUSKOKEIDEN TULOSTEN ARVIOINTIA...7 3.4.1. Pesukoneet...7 3.4.2. Televisiot...71 3.4.3. Kylmälaitteet...72 3.4.4. Lieden virheellisen käytön kokeilu...72 3.4.5. Palo- ja häkävaroittimet...73 4. JOHTOPÄÄTÖKSET (Nurmi, Sääskilahti, Törmänen, TUKES)...73 LÄHDELUETTELO...76 LIITE 1: PALO-OMINAISUUKSISTA...77 LIITE 2: ESIKOKEESSA POLTETUN TELEVISION PALO-OMINAISUUDET...83 LIITE 3: PALAVAN LAITTEEN AIHEUTTAMA UHKA: LASKENTA...84
iii TIIVISTELMÄ Alkuun päästyään sähkölaitepalot kehittyvät nopeasti ja luovuttavat paljon lämpöä. Siksi sähkölaitepalon yhteydessä kuuma kerros voi huonetilassa laskeutua hyvinkin nopeasti. Laskelmilla määritettynä suuntaa-antavat aika-arviot kerroksen alareunan laskeutumiselle huoneen puolivälin tasalle ovat lyhyitä, noin 2 sekuntia pyykinpesukoneella, puoli minuuttia astianpesukoneelle, kylmälaitteelle sekä televisioille pienessä huoneessa. Suuressa olohuonetta vastaavassa tilassa aika on noin 1 minuutti. Tutkituista sähkölaitteista kylmälaitteet tuottivat kaikkien suurimman palotehon. Niille havaitut suurimmat palotehot nousivat aina 2 kilowattiin saakka, joka on hyvin suuri paloteho tyypillisen keittiön suuruisessa tilassa. Myös astianpesukoneiden tuottama paloteho nousi varsin suureksi, 35-75 kw. Pyykinpesukoneiden paloteho oli hieman pienempi astianpesukoneiden (palotehohuiput 3-45 kw). Suhteutettuna pieniin kylpy- ja pesuhuonetiloihin, joissa pyykinpesukonepalot useimmiten tapahtuvat, ko. paloteho on kuitenkin varsin suuri. Televisioiden palotehot olivat suurimmillaan 25-3 kw. Kylmälaitteet sisältävät suurehkoja määriä polyuretaania kylmäeristeenä sekä muovisia pintoja ja lokeroita, mistä koesarjojen suurimmat palotehot johtuvat. Pyykinpesukoneiden, astianpesukoneiden ja kylmälaitteiden palon kehittyminen siihen pisteeseen, että paloteho alkaa nousta voimakkaasti, vie tavallisesti selvästi pitemmän ajan kuin TV-palon: ohjaustaulusta syttyneellä pyykinpesukoneella tämä viive on noin kymmenen minuuttia ja moottoritilasta syttyneellä pyykinpesukoneella jopa parikymmentä minuuttia; astianpesukoneilla ja kylmälaitteilla viiveen havaittiin olevan tyypillisesti 5-1 minuuttia. Yhdessä kokeessa paloteho nousi voimakkaasti jo 2-3 minuutin välillä. Siksi näiden laitteiden paloissa paikalla olevalla henkilöllä on yleensä enemmän aikaa sammutusyrityksiin tai poistumiseen kuin TV-paloissa. Toisaalta kaappiin sijoitettujen laitteiden sammutus voi olla ongelmallista. Jos sammutus ei onnistu viiveajan puitteissa, tilanne voi kehittyä muutamassa minuutissa todella vaaralliseksi. Aivan ensimmäisenä toimenpiteenä sähkölaitepaloissa on syttyvän laitteen irrottaminen sähköverkosta. Tällä toimenpiteellä voidaan jopa sammuttaa alkava palo. Jos sähkölaitepalo havaitaan heti palon alkuvaiheessa, kannattaa yrittää alkusammutustoimia, kuitenkin henkilöturvallisuutta vaarantamatta. Erityisesti palossa syntyvä savu voi aiheuttaa kohtalokkaita seurauksia yltiöpäiselle tai tietämättömälle sammuttajalle. Jos palon havaitseminen viivästyy, kannattaa keskittyä muiden pelastamiseen ja omaan pelastautumiseen. Mikäli palo on ehtinyt levitä laitteesta ympäröiviin rakenteisiin ja muihin materiaaleihin tai savua on jo oleskelukorkeudella, on palo edennyt niin pitkälle että sammutustoimissa on vaikea onnistua ja tällöin on keskityttävä pelastautumiseen, palon rajoit-
iv tamiseen (mm. ovet ja ikkunat kiinni sekä ilmastointi pois päältä) ja palokunnan hälyttämiseen. Koska kokeissa esille tullut sähkölaitepalojen rajuus oli yllättävää myös asiantuntijoille, tarvitaan asiassa tehokasta tiedotusta, jotta vaaratekijät tiedostettaisiin ja vaaratilanteisiin osattaisiin varautua. Sähkölaitteisiin liittyvän paloriskin vähentämisen kannalta on tärkeää, että laitteita käytetään ja niistä huolehditaan käyttöohjeiden mukaisesti. Laitteiden valmistajien ja kaupan tulisi huolehtia siitä, että laitteissa on aina selkeät käyttöohjeet. Pelastussuunnitelmat, joissa varaudutaan onnettomuustilanteisiin ovat toimitilojen lisäksi erittäin suositeltavia kotiympäristössä. Suunnitelmissa tulisi huomioida sähkölaitteiden mahdollinen syttyminen ja miettiä miten sähkölaitteet tarvittaessa irrotetaan nopeasti sähköverkosta. Kodeissa varautumisen yhteydessä kannattaa myös lapset opastaa sähkölaitteiden oikeaan käyttöön ja toimintaan hätätilanteissa. Perehdytys oikeisiin toimintatapoihin ja alkusammutusvälineiden käytön harjoittelu on tärkeää paloturvallisuuden parantamiselle.
v ALKUSANAT Tämä tutkimushanke toteutettiin osana Turvatekniikan keskuksessa vuonna 1996 käynnistettyä sähkön paloturvallisuuden tutkimusohjelmaa. Hankkeen tavoitteena on hankkia uutta tietoa siitä, miten tulisi toimia, jos sähkölaite syttyy. Hankkeen rahoituksesta vastasivat Turvatekniikan keskuksen lisäksi Palosuojelurahasto ja Suomen Vakuutusyhtiöiden Keskusliitto ry. Tutkimus koostui kolmesta osasta: 1) kirjallisuusselvityksestä, 2) polttokokeista sekä 3) sammutuskokeista. Kirjallisuusselvitys (luku 1) ja polttokokeet (luku 2) toteutettiin VTT Rakennustekniikan palotekniikan laboratoriossa Espoossa. Näiden tulosten raportointiosuuden lukuun ottamatta alalukua 1.3. laativat erikoistutkija Jukka Hietaniemi, erikoistutkija Johan Mangs sekä tutkija Tuula Hakkarainen VTT:ltä. Sammutuskokeet (luku 3) tehtiin Pelastusopiston harjoitusalueella Kuopiossa. Sammutuskokeiden raportoinnista sekä koko tutkimushankkeen suunnittelusta ja johtopäätöksistä (luku 4) vastaavat projektijohtaja Veli-Pekka Nurmi, turvallisuusinsinööri Veli-Matti Sääskilahti ja turvallisuusinsinööri Mikko Törmänen Turvatekniikan keskuksesta. Televisioiden materiaalianalyyseihin (SEM/EDS) he saivat arvokasta apua Keskusrikospoliisin rikosteknisestä laboratoriosta rikosinsinööri Lawrence Gunaratnamilta ja rikosinsinööri Kai Sjöholmilta. Panostaminen sähköturvallisuuden kehittämiseen erityisesti sähköpalojen osalta on nähty tärkeäksi myös maan johdossa. Paavo Lipposen 2. hallituksen kuluttajapoliittiseen ohjelmaan vuosille 2 23 on erääksi toimenpiteeksi kirjattu: "Selvitetään sähköturvallisuuden kehittämiseksi sähköisiin palonaiheuttajiin liittyviä riskejä sekä niiden ehkäisytoimia. Parannetaan aktiivisella kehittämistyöllä ja viestinnällä sähköturvallisuutta erityisesti sähkön paloturvallisuuden osalta." Tämä tutkimushanke on osaltaan auttamassa näiden tavoitteiden saavuttamisessa. Hyvästä yhteistyöstä Turvatekniikan keskus kiittää Pelastusopistoa, Keskusrikospoliisin rikosteknistä laboratoriota, VTT:tä sekä hankkeen aktiivista ohjausryhmää, jonka jäseninä olivat palotarkastaja Jari Pouta (Vantaan pelastuslaitos), vahingontorjuntapäällikkö Seppo Pekurinen (Suomen Vakuutusyhtiöiden Keskusliitto), opettaja Timo Loponen (Pelastusopisto) ja rikosinsinööri Kai Sjöholm (Keskusrikospoliisi). Helsingissä joulukuussa 2 Veli-Pekka Nurmi
1 1. KIRJALLISUUSELVITYS SÄHKÖLAITEPALOISTA Ennen kokeita tehtiin selvitys, jossa luotiin katsaus kirjallisuudessa esitettyihin tietoihin kotitalouksien sähkölaitteiden mahdollisesta syttymisestä ja palon kehittymisestä ajan funktiona. Tietoa haettiin palotekniikka- ja paloturvallisuusalan suuresta tietokannasta FIREDOC:sta televisioihin, kylmälaitteisiin, pyykinja astianpesukoneisiin sekä tietokoneisiin liittyvillä hakusanoilla. Lisäksi on käytetty palotekniikan laboratorion kirjaston aineistoa. Osoittautui, että julkista kvantitatiivista tietoa kotitalouksien sähkölaitteiden palon-kehittymisestä on niukasti. Kylmälaitteista, pyykin- ja astianpesukoneista ei löytynyt ollenkaan viittauksia palon kehittymisen tutkimuksiin. Televisioista ja tietokoneista löytyi muutama viite, joista seuraavassa esitetään keskeisimmät asiat. Televisioiden ja tietokoneiden palavasta materiaalista huomattava osa on niitä ympäröivässä muovikuoressa. Keskeinen asia niiden paloturvallisuuden kannalta on muovien palosuojaus, mikä tuotiin selvästi esille muutamassa kirjallisuusviitteessä. 1.1. Televisiot VTT:ssä vuonna 1984 tehdyissä kokeissa (Ahonen ym. 1984) poltettiin kolme mustavalkoista, 196 luvun alussa valmistettua televisiota huoneessa, jonka lattia-pinta-ala oli 3,6 m 2,4 m ja korkeus 2,4 m (ISO 975, 1993). Laitteiden rungot olivat pääosin puuta, taustalevy ja osa komponenteista sisälsivät muovia. Syttymislähde oli 1 ml isopropanolia matalassa astiassa jonka nestepinta-ala oli 8 cm 2. Astia oli sijoitettu vastaanottimen sisäpuolelle vasempaan alakulmaan. Isopropanolin palamisaika oli noin 1 min ja paloteho noin 4 kw. Kokeissa mitattiin paloteho (RHR) hapenkulutusmenetelmällä, vapautunut kokonaisenergia THR, kaasunlämpötilat 1 cm katon alapuolella suoraan laitteen yläpuolella T max ja katon keskipisteen kohdalla, säteilyvuo lattian keskipisteen tasossa, savun, CO:n ja CO 2 :n tuotto sekä kokonaismassahäviö. Lisäksi laskettiin tehollinen palamislämpö EHC. Kokeiden 1 ja 3 palotehokäyrät esitetään kuvassa 1.1a ja keskeisimmät tulokset taulukossa 1.1. Yhdysvalloissa tehtiin NBS:ssä vuonna 1988 laajahko kokeellinen vertailu erilaisten palosuojattujen ja palosuojaamattomien tuotteiden paloturvallisuudesta (Babrauskas ym. 1988). Tutkimuksessa tehtiin kolme koetta televisioiden iskun-
2 kestävästa polystyreeni-pohjaisesta sekoituksesta tehdyillä ulkokuorilla. Kaksi koetta tehtiin palosuojatulla materiaalilla (FR) ja yksi palosuojaamattomalla (NFR). Palosuoja-aineena oli lisätty 12 massa-% dekabromodifenyylioksidia ja 4 massa-% antimonioksidia. Jokaisen kuoren koko oli,36 m x,33 m x,25 m, kuoren paksuus 3 mm ja kuoren toisessa päässä oli teräslevyllä peitetty aukko. Kuoret eivät sisältäneet toimivia osia. Jokaisessa kokeessa oli kaksi televisiokuorta vierekkäin 25 mm etäisyydellä toisistaan. Kokeet tehtiin NBS:n huonekalukalorimetrilla ja sytytyslähteenä oli 5 kw maakaasupoltin,3 m televisiokuoria erottavan raon alapuolella. Poltin oli päällä 2 s ja sen koko oli 18 mm x 15 mm. Kokeiden kokonaiskesto oli 6 s. Mitatut palotehot esitetään kuvassa 1.1b ja keskeiset tulokset taulukossa 1.1. a) b) Kuva 1.1 Televisioiden palotehot VTT:n kokeissa 1984 (Ahonen ym. 1984); syttymishetket on merkitty nuolilla aika-asteikkoon (a). Televisioiden kuorien palotehot (Babrauskas ym. 1998), H= palosuojaamaton (NFR) kuori ja G = palosuojattu (FR) kuori (b). Taulukko 1.1. VTT:n vuoden 1984 (Ahonen ym.) ja NBS:n 1988 (Babrauskas ym.) televisiokokeiden keskeiset tulokset. NFR = palosuojaamaton, FR = palosuojattu. Koe no. Televisio M 1) (kg) M 2) (kg) RHR max (kw) THR (MJ) EHC (MJ/kg) T max ( o C) VTT 1 24 32.7 1.2 23 146 14 47 VTT 2 24 27.2 5.8 12 29 VTT 3 24 39.8 1.2 29 15 15 71 Tuottot (kg/kg) Y CO2 Y CO NBS 3 Kuori NFR 3,7 3,6 515 83 23 1,39,12 NBS 4 Kuori FR 3,7 2,1 18 4 2,72,48 NBS 15 Kuori FR 3,7 2,1 175 4 2,75,26 1) M = laitteen massa. 2) M = laitteen massahäviö kokeessa.
3 Troitzsch (1999) on käsitellyt palosuojattujen ja palosuojaamattomien televisioiden paloturvallisuutta. Selvityksen tarkoitus oli määrittää vanhojen ja uusien eurooppalaisten, yhdysvaltalaisten ja japanilaisten televisioiden paloturvallisuuden taso, syttymisherkkyys ja käyttäytyminen syttymisen jälkeen eri syttymislähteillä. Televisioiden muovikuoret analysoitiin kemiallisesti muovilaadun ja palosuojauksen laadun määrittämiseksi. Taustalevyjen materiaalit testattiin ja luokiteltiin USA:n ja eurooppalaisten standardien mukaisesti. Taustalevyjen ja koko television käyttäytyminen selvitettiin palokokeissa, joissa vanhempien ja uudempien televisioiden taustalevyt altistettiin eri syttymislähteille. Syttymislähteet ja niiden ominaisuuksia esitetään taulukossa 1.2. Lisäksi tehtiin kaksi huonepalokoetta, joissa selvitettiin palon leviämistä televisiosta huoneen muuhun sisustukseen. Muovien syttyvyystestimenetelmiä ja luokituksia on esitetty standardissa UL94 Tests for flammability of plastic materials for parts in devices and appliances (1996). Jähmeille muovinäytteille luokka UL94 HB edellyttää, että Bunsenpolttimen liekin sytyttämän palon palamisnopeus vaakasuorassa näytteessä ei ylitä tiettyjä maksimiarvoja. Vaativammat luokat UL94 V, V1 ja V2 edellyttävät, että palo pystysuorassa näytteessä sammuu itsestään tietyn ajan kuluttua polttimen liekin sammuttamisesta. Luokka V sallii enintään 5 s liekehtimistä ja V1 enintään 25 s. Jos liekehtimisen kesto on alle 25 s mutta näytteestä tippuu palavia osia jotka sytyttävät puuvillapalasen näytteen alla, materiaalin luokka on UL94 V2.
4 Syttymislähde Heksameteenitetramiini tabletti Taulukko 1.2. Saksalaisessa televisioiden palokoesarjassa käytetyt syttymislähteet (Troitzsch 1999). Massa (g) Liekin korkeus (mm) Pieni kynttilä 14 1 15 Palamisaika (s) Tehollinen palamislämpö 2) (MJ/kg) Massan häviämisnopeus (g/min) Teho (W),15 5 1 8 15 3,,8,11 4 55 1) 1) 46,2,4 3 Kynttilä 53 15 3 46,2,8 6 Isopropanolilla 4 kasteltu kangaspala 13 2 3 21 24 3,4 3,25-3,7 1,6 1,9, 1³ Isopropanoli 16 6 8 12 18 3,4 53-8 27 4, 1³ (2 ml) 1) Altistusaika oli yleensä 5 min 2) Babrauskas & Grayson 1992, s. 21-217 Kokeiden tulokset ovat: Televisioiden taustalevyt ovat polystyreenista ja iskunkestävästa polystyreenista. Televisioissa käytetyt palosuoja-aineet pohjautuvat kaikki bromattuihin palosuoja-aineisiin yhdistettynä antimonioksiditehostusaineeseen. Syttyvyystesteissä havaittiin että palosuojatut muovit yleensä täyttivät pystysuorien testien (UL94 V) korkeat vaatimukset. Palosuojaamattomat muovit täyttivät vain vaakasuorien testien (UL94 HB) lievemmät vaatimukset. Palokokeissa, joissa käytettiin erikokoisia ulkoisia syttymislähteitä havaittiin, että palosuojatut UL94 V muovit eivät yleensä pala, mutta palosuojaamattomat HB-luokitetut muovit syttyvät helposti jo pienitehoisimmasta syttymislähteestä, joka vastaa oikosulkua tai satunnaista avoliekkikosketusta. Vanhempien eurooppalaisten televisioiden ja niiden taustalevyjen paloturvallisuustaso on yleensä korkeampi kuin uudempien Saksassa saatavien televisioiden. Uudet Saksassa hankitut televisiot ja taustalevyt syttyvät useimmissa tapauksissa pienitehoisimmasta syttymislähteestä. Japanissa ja Yhdysvalloissa hankittujen televisioiden paloturvallisuustaso oli korkea tai erittäin korkea.
5 Raportin yhteenvedossa todetaan, että televisioiden muovikuorien ja taustalevyjen tulisi täyttää UL94 V vaatimuksia riittävän korkean paloturvallisuustason varmistamiseksi. 1.2. Tietokoneet 1.2.1. Pakattujen tietokonetuotteiden palokokeita Hasegawa ym. (1999) on suorittanut pakattujen ja kuormalavoille lastattujen tietokonetuotteiden palokokeita. Alkuselvityksenä tehtiin myös yksittäisten pakattujen tuotteiden (taulukko 1.3) palokokeita. Kokeissa mitattiin paloteho, lämpösäteilyn intensiteetti ja kokonaisenergia. Näytteet sytytettiin 6,4 mm x 152 mm propaanipolttimella teholla 2 kw. Kokeissa mitatut palotehot esitetään kuvassa 1.2. Tietokonetuotteiden ja pakkausmateriaalin yhteenlaskettu paloteho nousee siis kuvan 1.2 mukaan lähes 4 kw:n tasolle. Taulukko 1.3. Hasegawan ym. (1999) alkuselvityskokeissa poltettuja pakattuja tietokonetuotteita. Tuote 1. Näyttöpääte Yksiaaltoinen aaltopahvilaatikko Polystyreenitäyte 2. Softwarepakkaus Näppäimistö Näppäimistön aaltopahvilaatikko Muovipussi 3. Sylimikro Aaltopahvilaatikko Polystyreenivaahtotäyte 4. Pöytätietokone,53 m,24 m,55 m Yksiaaltoinen aaltopahvilaatikko Polystyreenivaahtotäyte Massa (kg) 16,752 1,289,337,561 2,263,278,36 2,476,756,182 4,9,98,125
6 Kuva 1.2 Pakattujen tietokonetuotteiden palotehot Hasegawan ym. (1999) palokokeissa. 1.2.2. Näyttöpäätteiden palokokeita Ruotsalainen Statens provningsanstalt (Simonsson 1999) on tehnyt näyttöpäätteiden palokokeita yhdysvaltalaisen National Association of State Fire Marshalsin tilauksesta. Kokeissa selvitettiin viiden näyttöpäätteen syttyvyyttä kolmella eri syttymislähteellä: Tulitikku, altistuksen kesto noin 3 s Kynttilän liekki, likimäärin samankokoinen syttymislähde kuin tulitikku mutta altistuksen kesto pitempi, 5 min. Paperipallo, jonka liekin korkeus oli noin 1 cm. Altistuksen kesto oli noin 1,5 min. Paperipallo tehtiin kahdesta valkoisesta A4-arkista. Kolmen näyttöpäätteen muovikuori täytti standardin UL94 V vaatimukset, yksi oli UL94 HB luokiteltu ja yksi ei täyttänyt UL94 V vaatimuksia mutta oletettiin täyttävän UL94 HB vaatimukset. Kokeet suoritettiin lasten makuuhuoneeksi kalustetussa 2,4 m x 3,6 m x 2,4 m koehuoneessa (ISO 975, 1993). Kaikki UL94 V luokitellut näyttöpäätteet yritettiin sytyttää kaikilla syttymislähteellä yllä mainitussa järjestyksessä. Mikään syttymislähde ei sytyttänyt eikä saanut aikaan jatkuvaa palamista missään UL94 V luokitellussa kuoressa. Molemmat UL94 HB luokitellut kuoret syttyivät helposti tulitikun liekistä, jatkoivat palamista ja sytyttivät lieskahdukseen johtavan huonepalon.
7 1.3. Sähkölaitteiden materiaalivaatimukset Sähköpalojen kannalta keskeisimmät laitevaatimukset on esitetty tietotekniikan laitteita 1, kodin elektroniikkaa 2 sekä kotitaloussähkölaitteita 3 koskevissa eurooppalaisissa standardeissa. Näistä tietotekniikan laitevaatimuksia voidaan pitää selvästi kehittyneimpinä, koska ne sisältävät vaatimuksen tunnistaa ja koteloida syttymisen kannalta vaarallisimmat komponentit. Myös materiaalien palosuojausvaatimukset ovat tiukimmat juuri tietotekniikan laitteiden osalla. Keveimmät vaatimukset koskevat kotitaloussähkölaitteita (mm. kylmälaitteet ja pesukoneet). 2. POLTTOKOKEET 2.1. Laitteet Kokeissa tehtiin 14 palokoetta käyttäen 3 televisiota, 3 pyykinpesukonetta, 4 astianpesukonetta ja 4 jääkaappi-pakastin -yhdistelmäkylmälaitetta. Laitteet on esitetty taulukossa 2.1. Tutkitut laitteet olivat joko uusia tai käytettyjä. Täysin toimivia ne eivät kuitenkaan olleet, vaan ne oli poistettu käytöstä tai myynnistä joidenkin vikojen takia (joissain oli pintavikoja, toisissa sähköt eivät menneet päälle, jne.). Tarkempia tietoja laitteista, kuten niiden mitat sekä tietoja niiden rakenteesta, yms. on esitetty taulukossa 2.2. Taulukossa 2.1 lueteltujen televisioiden lisäksi tehtiin yksi harjoituspoltto pienikokoisella vanhalla televisiolla (Luma LF51M34, lyhenne TV). Tämä laite poltettiin lastulevystä tehdyn TV-tason päällä. Televisiot ja pyykinpesukoneet sekä astianpesukoneet AP1 ja AP2 ja kylmälaitteet KL1 ja KL2 poltettiin palamattoman alustan päällä (vapaana). Astianpesukoneiden AP3 ja AP4 sekä kylmälaitteiden KL3 ja KL4 kokeet tehtiin siten, että laitteet oli sijoitettu kaapin sisään (kaapissa), jotta koetilanne vastaisi laitteen käyttötilannetta, ks. kuva 2.1. Astianpesukoneille käytettyjen kaappien massa oli n. 23 kg ja jääkaappi-pakastin -yhdistelmien lastulevykaappien massa oli n. 51-52 kg. Kaapit oli tehty melamiinipintaisesta lastulevystä. Poltettaessa laitteissa ei ollut kytkettynä virtaa. Pyykin- ja astianpesukoneet sekä kylmälaitteet olivat kokeen aikana tyhjiä. 1 EN 695 2 EN 665 3 EN 6335-1
8 Taulukko 2.1 Kokeissa käytetyt laitteet. Laite Lyhenne Polttotapa Televisio 1 (28") TV1 Vapaana Televisio 2 (25") TV2 vapaana Televisio 3 (28") TV3 vapaana Pyykinpesukone 1 PK1 vapaana Pyykinpesukone 2 PK2 vapaana Pyykinpesukone 3 PK3 vapaana Astianpesukone 1 AP1 vapaana Astianpesukone 2 AP2 vapaana Astianpesukone 3 AP3 kaapissa Astianpesukone 4 AP4 kaapissa Jääkaappi-pakastin *) 1 KL1 vapaana Jääkaappi-pakastin 2 KL2 vapaana Jääkaappi-pakastin 3 KL3 kaapissa Jääkaappi-pakastin 4 KL4 kaapissa *) Jatkossa jääkaappi-pakastin -yhdistelmäkaappeja kutsutaan lyhyyden vuoksi kylmälaitteiksi.
9 Taulukko 2.2. Laitteiden mitat ja muita yksityiskohtia. Laite Leveys (mm) Korkeus (mm) Syvyys (mm) Laitteen massa (kg) Kaapin massa (kg) Rakenne TV1 76 57 42 31,83 - Muovikuorinen, 28 kuvaputki TV2 65 5 42 24,42 - Muovikuorinen, 25 kuvaputki TV3 75 54 47 3,53 - Muovikuorinen, 28 kuvaputki PK1 4 84 6 69,32 - Ulkovaippa, kansi ja pohjalevy terästä Pesuallas muovia, pesurumpu terästä PK2 4 84 6 69,91 - Pyykinpesukoneet 1 ja 2 saman malliset PK3 4 85 59 63,29 - Ulkovaippa ja kansi terästä paitsi takaseinän yläosa muovia, ei pohjalevyä Pesuallas muovia, pesurumpu terästä AP1 45 81 58 35,58 - Eriste vihreä, huopamainen Sivu-, takaseinät, luukku ja pohjalevy terästä; ei kansilevyä Ohjaustaulusta puuttuu oikea alakulma AP2 6 84 58 47,5 - Eriste musta, bitumimainen Sivu-, takaseinät, luukku ja pohjalevy terästä; ei kansilevyä AP3 6 82 58 47,29 22,31 Astianpesukoneet 2 ja 3 samanmalliset AP4 59 81 57 43,59 22,56 Sivuseinät ja luukku terästä Ei takaseinää, teräksinen sokkeli myös takana Pohjalevy muovia; ei kansilevyä KL1 59 195 6 69,99 - Sivuseinät terästä, kaikki välitasot muovia Moottoritilan ja pakastimen välillä ei ole metallilevyä Moottorin alla on teräslevy, sen edessä avointa Kylmäaine R134a tetrafluorietaani CF 3 CH 2 F KL2 59 185 6 67,23 - Sivuseinät terästä, jääkaapin katto muovia, ei metallilevyä Jääkapin ja pakastimen välillä on metallilevy joka putosi kokeen aikana Moottoritilan ja pakastimen välillä ei ole metallilevyä Moottorin alla on teräslevy 16 mm 59 mm, sen edessä avointa Kylmäaine R6a isobutaani C 4 H 1 KL3 59 185 6 63,89 52,5 Sivuseinät terästä, jääkaapin katossa on teräslevy 52 mm 59 mm Jääkaapin ja pakastimen välillä ei ole metallilevyä Moottoritilan ja pakastimen välillä on teräslevy Moottorin alla on teräslevy 24 mm 59 mm, sen edessä avointa Kylmäaine R12 diklooridifluorimetaani CCl 2 F 2 KL4 55 188 6 7,56 51,35 Sivuseinät terästä, jääkaapin katto muovia, ei metallilevyä Jääkaapin ja pakastimen välillä ei ole metallilevyä Moottoritilan ja pakastimen välillä ei ole metallilevyä Moottorin alla on teräslevy 245 mm 55 mm, sen edessä avointa Kylmäaine R134a tetrafluorietaani CF 3 CH 2 F
1 Astianpesukoneet a) b) Kylmälaitteet c) d) Kuva 2.1 Astianpesukoneiden ja kylmälaitteiden asennus kaappiin: laitevalmistajien ohjepiirrokset (a ja b) ja toteutus (c ja d). poistoputkessa: O 2 => paloteho CO 2 CO savuntiheys lämpötila massavirta pinnan lämpötilaa mitataan 5 termoparilla tutkittava laite palokaasujen keräilykupu sytytyslähde: noin kilowatin propaaniliekki virt.mitt. vaaka havainnointi: - koepöytäkirja: kokeen eteneminen - valokuvaus - videokuvaus Kuva 2.2 Kokeiden järjestely.
11 2.2. Kokeet Polttokokeet tehtiin VTT Rakennustekniikka/Palotekniikan suuressa koehallissa 1.-19.4.2. Koejärjestely on esitetty kuvassa 2.2. Kokeiden aikaiset tapahtumat tallennettiin pitämällä koepöytäkirjaa sekä valokuvaamalla ja videoimalla. Koepöytäkirjat ja valokuvat on esitetty luvussa 2.3. Mittaukset ja laitteen kalibroinnit tehtiin standardin ISO 975 (1993) mukaisesti. 2.2.1. Mitatut ja määritetyt suureet Materiaalien ja tuotteiden palo-ominaisuudet kuvaavat tutkittavan tuotteen palamista tietyissä olosuhteissa. Ne kuvaavat sitä, miten tutkittava kohde syttyy, miten nopeasti palaminen kehittyy ja paljonko se tuottaa lämpöä, savua ja kemiallisia yhdisteitä. Tutkittavalle kohteelle ominaisten piirteiden, kuten materiaalit ja rakenne, lisäksi mitattuihin palo-ominaisuuksiin vaikuttaa aina myös ulkoisia tekijöitä, kuten polttotilan koko ja hapensaanti. Palo-ominaisuuksia ja niitä kuvaavia suureita on tarkasteltu liitteellä 1. Tässä tutkimuksessa tarkastellut palo-ominaisuutta kuvaavat suureet ovat seuraavat: Palaessa vapautuva lämpö: - paloteho RHR (kw), - tehollinen lämpöarvo EHC (MJ/kg), Savunmuodostus: - savun muodostumisnopeus RSP (m 2 /s) ja MRSP (g/s), - savun tuotto SEA (m 2 /kg) ja Y smoke (kg/kg). Hiilimonoksidin (CO) ja hiilidioksidin (CO 2 ) muodostuminen: - CO:n ja CO 2 :n muodostumisnopeudet RCO ja RCO 2 (g/s), - CO- ja CO 2 -tuotto Y CO ja Y CO2 (kg/kg). Palamisen kasvunopeus: tälle suureelle saadaan arvio sovittamalla paraabelikäyrä mitattuun palotehokäyrään: mitä jyrkemmin käyrä nousee, sitä suurempi t 2 -mallin kasvunopeus α (kw/m 2 ). Näitä suureita voidaan kuvata lyhyesti seuraavasti: Paloteho on tulipalon ajava voima, se määrää, miten palo kehittyy ja millaisia seurauksia siitä voi olla. EHC on materiaaliin sitoutuneen lämpöenergian mitta, se liittyy siis tilan lämpökuormaan. Savunmuodostus-suureiden RSP ja SEA kuvaavat savun optista tiheyttä: niiden avulla voidaan laskea, miten savuiseksi palotila tulee. Massaperustaiset savusuureet MRSP ja Y smoke kuvaavat, miten savua massana mitattuna syntyy. Kaasujen CO ja CO 2 muodostumisnopeuksien ja tuottoarvojen
12 avulla voidaan määrittää, milloin palotilan ilma tulee ihmiselle liian myrkylliseksi. Kokeissa mitattiin myös palamisessa hävinnyt massa ajan funktiona (ML, kg) sekä laitteiden pinta-/sisälämpötiloja. Joissain kokeissa mitattiin savukaasujen poistoputken O 2 -, CO 2 - ja CO-pitoisuutta, savun tiheyttä, lämpötilaa ja massavirtausta. 2.2.2. Kokeiden suoritus Kokeiden kulku oli yleispiirteissään seuraava: Ensin käynnistettiin poistoputken ja näytteen lämpötilan mittausten ja vaa an tiedonkeruut ja sytytyslähde vietiin paikalleen mahdollisimman tarkkaan kaksi minuuttia tämän jälkeen. Sytytyshetki on kokeen ajan nollahetki. Video käynnistettiin n. 1 sekuntia ennen sytytystä. Valokuvia otettiin palotilanteen mukaisesti siten, että etenkin palon kehittyminen huippuun asti ilmenee havainnollisesti kuvasarjoista. Kuvia otettiin myös ennen koetta, palon hiipumisvaiheessa ja kokeen jälkeen. Poistoputken ja lämpötilojen tiedonkeruu lopetettiin viimeistään tunnin kuluttua tiedonkeruun aloittamisesta. Vaa an tiedonkeruun annettiin olla päällä siihen asti kunnes tuli sammui tai sammutettiin. Kuhunkin laitteeseen kiinnitettiin viisi K-tyypin lämpötila-anturia. Antureiden paikat on lämpötilatulosten lukemisen helpottamiseksi esitetty tuloskäyrien yhteydessä. Joidenkin kokeiden annettiin kestää niin kauan, että tuli sammui itsestään, mutta jotkut kokeet keskeytettiin. Kolmella kylmälaitteella keskeytyksen syynä oli se, että niiden tuottama paloteho nousi niin korkeaksi, että koetta ei voitu jatkaa ilman koelaitteiston vahingoittumisen vaara. Kunkin kokeen yksityiskohtaiset tapahtumat on esitetty luvussa 2.3. Laitteet sytytettiin 1 mm pituisella propaanikaasupolttimella, jonka 7-1 mm korkea liekki kosketti sytytettävää kohtaa. Polttimen liekki on esitetty kuvassa 2.3. Polttimen teho kokeissa oli noin 1 kw, paitsi pyykinpesukoneen PK3 kokeessa, missä teho oli 3 55 W. Laitteet sytytettiin liekillä, koska kokeiden tarkoituksena oli tutkia, miten sähkölaitteiden palaminen etenee sen jälkeen, kun laitteessa oleva vika on edennyt niin pitkälle, että se on laitteeseen aiheuttanut pienen liekin. Eri vikaantumismekanismeja ja niihin liittyvää kytemistä ei tarkasteltu.
13 1 mm Kuva 2.3 Sytytysliekki. Televisiokokeissa poltin sijoitettiin noin 1 mm taustalevyn tuuletusaukkojen alle jolloin polttimen liekki työntyi television sisäpuolelle. Pyykinpesukonekokeissa PK1 ja PK2 poltin sijoitettiin muovisen pesualtaan alle takaseinään tehdyn 2 mm 11 mm aukon kautta. Pyykinpesukonekokeessa PK3 poltin sijoitettiin ohjaustaulun sähköjohtonipun alle takaseinän muovisen yläosaan tehdyn 2 mm 11 mm aukon kautta. Teholla 3 W poltin sammui 35 s jälkeen, minkä jälkeen sitä yritettiin sytyttää uudelleen puhalluslampulla. Tällöin takaseinän aukon reuna syttyi puhalluslampun liekistä. Astianpesukonekokeissa poltin sijoitettiin moottoritilan keskelle muoviosien alle. Poltinta varten tehtiin koneen takaseinään aukko, jonka mitat olivat astianpesukonekokeessa AP1 4 mm 15 mm ja astianpesukonekokeissa AP2, AP3 ja AP4 15-25 mm 15-115 mm. Astianpesukonekokeissa 3 ja 4 tehtiin vastaavasti 15 mm 115 mm aukko mineraalivilla-seinään koneen takana. Jääkaappi-pakastinkokeissa poltin sijoitettiin moottoritilan keskelle etäisyydelle 1-2 mm sen ja pakastimen välitason muovipinnan alle. Polttimen etäisyys takaseinästä oli 1-14 mm. Jääkaappi-pakastinkokeissa KL3 ja KL4 tehtiin vastaavasti 25 mm 14 mm aukko mineraalivillaseinään koneen takana.
14 2.3. Polttokokeiden pöytäkirjat 2.3.1. Televisiot Televisiokokeiden aikana tehdyt havainnot on esitetty taulukoissa 3.1, 3.2 ja 3.3. Taulukko 3.1. Televisio 1, kokeen aikana tehdyt havainnot. Aika (h:min:s) Havainto :: Poltin asetetaan taustalevyn tuuletusaukkojen alle, teho 1 kw ::5 Polttimen yläpuolelta putoaa palavaa, sulaa muovia :1:15 Poltin pois :2: Lammikkopalo television taustalevyn alla :2:1 Koko taustalevy tulessa :2:2 Kuvaputki rikkoontui, imploosio (kuva 3.c) :3:3 Kuori kuvaruudun sivujen vieressä palamatta :3:53 Etuosa kaatui taaksepäin vaaka-asentoon (kuva 3.1d) :1:25 Lammikkopalo :13: Palo heikkenee 1:6:11 Palo sammui Kokeen jälkeen Televisio paloi loppuun, kaikki palava materiaali on hävinnyt Taulukko 3.2. Televisio 2, kokeen aikana tehdyt havainnot. Aika (min:s) Havainto : Poltin asetetaan taustalevyn tuuletusaukkojen alle, teho 1 kw :45 Polttimen yläpuolelta putoaa palavaa, sulaa muovia 1:5 Poltin pois 1:25 Koko taustalevy tulessa 2: Sisusta tulessa 2:4 Koko yläkansi tulessa 2:55 Kuvaputki rikkoontui (imploosio) ja etuosa kaatui eteenpäin vaaka-asentoon 7: Laaja lammikkopalo 12:3 Palo heikkenee 57:5 Palo sammui Kokeen jälkeen Televisio paloi loppuun, kaikki palava materiaali on hävinnyt
15 Taulukko 3.3. Televisio 3, kokeen aikana tehdyt havainnot. Aika (min:s) Havainto : Poltin asetetaan taustalevyn tuuletusaukkojen alle, teho 1 kw :55 Taustalevy palaa (kuva 3.1i) 1:3 Lammikkopalo taustalevyn alla 2:5 Propaanikaasusyöttö keskeytetään 2:2 Poltin pois 3:2 Lammikkopalo koko television alla 3:35 Liekkejä yläkannen läpi 3:45 Sisusta tulessa 3:55 Kuvaputki rikkoontui, imploosio 4:1 Vain kuvaruudun ympäristö palamatta 5:5 Etuosa kaatui eteenpäin vaaka-asentoon 6:2 Iso lammikkopalo, leveys noin 1 m 18:1 Iso lammikkopalo 54:3 Palo sammui Kokeen jälkeen Televisio paloi loppuun, kaikki palava materiaali on hävinnyt
16 2.3.2. Pyykinpesukoneet Pyykinpesukonekokeiden aikana tehdyt havainnot on esitetty taulukoissa 3.4, 3.5 ja 3.6. Taulukko 3.4. Pyykinpesukone 1, kokeen aikana tehdyt havainnot. Aika (h:min:s) Havainto :: Poltin asetetaan moottoritilaan pesualtaan alle, teho 1 kw :2:15 Moottoritilan pohjalle tippuu palavia pisaroita :2:5 Muovisuikaleita sulaa moottoritilan pohjalle :6:4 Poltin on sulaneen muovin peitossa ja on todennäköisesti sammunut :6:5 Propaanikaasusyöttö keskeytetään :8:2 Moottoritilan pohjalla palaa :13: Savua kannen alta edestä ja takaa :15: Vasemman sivun maali ruskistuu :16:5 Liekkejä vasemman sivun yläreunan raosta :18:15 Liekkejä ohjaustaulun ja ulkovaipan raosta :18:4 Jatkuvia liekkejä ohjaustaulusta (kuva 3.2c) :19:1 Kansi irronnut, painuu sisään, koko kone liekeissä :23: Intensiivinen palo (kuva 3.2d) :28:35 Palo heikkenee :48:3 Liekkejä satunnaisesti koneen yläreunan yli 1:59:45 Palo sammui Kokeen jälkeen Kone paloi loppuun, kaikki palava materiaali on hävinnyt. Koneen ulkopuolelle ei muodostunut lammikkopaloa koneen suljetun rakenteen vuoksi. Vesiletkut ja sähköjohto paloivat koneen ulkopuolella.
17 Taulukko 3.5. Pyykinpesukone 2, kokeen aikana tehdyt havainnot. Aika (h:min:s) Havainto 1. yritys :: Poltin asetetaan moottoritilaan pesualtaan alle, teho 1 kw 2:15 Sulaa muovia valuu polttimen päälle 3:5 Poltin on sammunut 5:1 Moottoritilassa ei ole paloa 2. yritys :: Poltin asetetaan moottoritilaan pesualtaan alle ::25 Sulaa muovia valuu pesualtaan pohjasta :3:4 Muovi syttyy :4:15 Poltin pois :5:25 Muovi palaa pohjalevyn päällä :1: Palo kasvaa moottoritilassa :15: Lisää savua :18:15 Liekkejä ohjaustaulun etureunasta :19: Puolet ohjaustaulusta liekeissä :2: Koko ohjaustaulu liekeissä :21:25 Liekkejä myös edestä ja vasemmalla :23.4 Liekkejä jatkuvasti edestä (kuva 3.2h) :27: Koko pesukone tulessa :33: Palo heikkenee 1:55:35 Palo sammui Kokeen jälkeen Kone paloi loppuun, kaikki palava materiaali on hävinnyt. Kansi pysyi koneen päällä kokeen aikana. Ulkopuolelle ei muodostunut lammikkopaloa koneen suljetun rakenteen vuoksi. Vesiletkut ja sähköjohto paloivat koneen ulkopuolella
18 Taulukko 3.6. Pyykinpesukone 3, kokeen aikana tehdyt havainnot. Aika (h:min:s) Havainto :: Poltin asetetaan ohjaustaulun alle, teho 3 W (kuva 1 a) ::35 Poltin sammui :1:15 Poltin sytytettiin uudelleen puhalluslampulla :1:5 Polttimen teho 55 W :2:25 Propaanikaasusyöttö keskeytetään :2:55 Takaseinän muovisen yläosan poltinreiän reuna syttyi puhalluslampusta (kuva 3.2j) :6:25 Puolet ohjaustaulusta on liekeissä :7:55 Palavia noroja valuu ohjaustaulusta pitkin takaseinää :1:45 Muovinen pohja n. 2 cm ohjaustaulun alla on palanut :11:25 Palo voimistuu (kuva 3.2k) :18:45 Liekkejä kannen etuosan alta :25:25 Kansi putosi koneen sisään :31:15 Lammikkopalo koneen edessä ja vasemmalla (kuva 3.2l) :45:3 Lammikkopalo hiipuu 1:8: Liekkejä satunnaisesti koneen yläreunan yli 1:36: Palo sammui Kokeen jälkeen Kone paloi loppuun, kaikki palava materiaali on hävinnyt
19 2.3.3. Astianpesukoneet Astianpesukonekokeiden aikana tehdyt havainnot on esitetty taulukoissa 3.7, 3.8, 3.9 ja 3.1. Taulukko 3.7. Astianpesukone 1, kokeen aikana tehdyt havainnot. Aika (h:min:s) Havainto Ennen koetta Luukku on 1 cm raollaan yläreunasta ja pohjalevy raollaan 3 cm vasemmasta takanurkasta. Ohjaustaulusta puuttuu oikea alakulma :: Poltin asetetaan moottoritilaan pesualtaan alle, teho 1 kw :1:45 Savua takaa :2:25 Liekkien heijastusta pohjalevystä :2:55 Savua edestä :3:35 Palo kasvaa moottoritilassa :4:2 Liekkejä luukun raosta (kuva 3.3a) :5:15 Eriste pesualtaan päällä savuaa :5:35 Eriste pesualtaan päällä syttyy :5:45 Ohjaustaulu palaa :7:55 Lammikkopalo koneen edessä :8:7 Luukku aukesi 9 asteen kulmaan :8:45 Eriste takana palaa :12: Palo heikkenee :17: Moottoritila kokonaan tulessa :18:3 Liekkejä raosta vasemmalla takana :22: Palo moottoritilassa heikkenee 1:27: Pohjalevyn päällä on vielä hehkupalo Kokeen jälkeen Kone paloi loppuun, kaikki palava materiaali on hävinnyt
2 Taulukko 3.8. Astianpesukone 2, kokeen aikana tehdyt havainnot. Aika (h:min:s) Havainto Ennen koetta Luukku on kiinni :: Poltin asetetaan moottoritilaan pesualtaan alle, teho 1 kw :1:4 Liekkejä moottoritilassa :2:25 Poltin pois :4:25 Moottoritila kokonaan tulessa :4:4 Liekkejä pesualtaan päällä :9:25 Pesualtaan päällä palaa, takana kaukalon pohjalla palaa koneen ulkopuolella :16: Ohjaustaulun pinta palaa :18:25 Ohjaustaulu sulanut, putoaa :19: Etuosa liekkien peitossa (kuva 3.3h) :2: Muovia palaa lammikkona koneen edessä :21: Palo heikentynyt 2:2: Palo sammui Kokeen jälkeen Kone paloi loppuun, kaikki palava materiaali on hävinnyt Luukku ei auennut kokeen aikana Taulukko 3.9. Astianpesukone 3, kokeen aikana tehdyt havainnot. Aika (min:s) Havainto Ennen koetta Luukku on kiinni : Poltin asetetaan moottoritilaan pesualtaan alle, teho 1 kw 1:15 Savua edestä 3:3 Poltin pois 4:3 Moottoritila tulessa 5:5 Lastulevyn palamisen naksahduksia 5:25 Liekkejä astianpesukoneen ja lastulevytason välissä 6: Savua, ei liekkejä näkyvissä (kuva 3.3j) 6:28 Liekki edestä lastulevytason alta 6:45 Savu tummuu 7:5 Liekkejä jatkuvasti edestä lastulevytason alta 11: Ohjaustaulun yläreuna palaa 13: Palavaa muovia kaukalon pohjalla edessä (kuva 3.3l) 15: Vasen lastulevyseinä palaa, syttyi palavasta muovilammikosta 17:4 Lastulevytason etureuna syttyi 22:24 Mineraalivillalevy takana putosi osittain kaukalon ulkopuolelle 26: Palo on heikentynyt 29:4 Vasen lastulevyseinä putosi kaukalon ulkopuolelle 33:4 Oikea lastulevyseinä putosi kaukalon ulkopuolelle 38:3 Sammutus vedellä Kokeen jälkeen Astianpesukone on tuhoutunut. Luukku ei auennut kokeen aikana
21 Taulukko 3.1. Astianpesukone 4, kokeen aikana tehdyt havainnot. Aika (min:s) Havainto Ennen koetta Luukku on kiinni : Poltin asetetaan moottoritilaan pesualtaan alle, teho 1 kw 2:35 Poltin pois, moottoritilassa palaa 6: Savua edestä (kuva 3.3n) 7: Lisää savua edestä 8:14 Luukku aukesi noin 45 asteen kulmaan (kuva 3.3o) 8:3 Luukku aukesi 9 asteen kulmaan 8:4 Liekkejä lastulevytason alta 9:35 Alempi astiakori syttyi 11:3 Koko pesutila liekeissä 12:3 Liekkejä takaa 24: Edessä luukun alla on sulaa muovia joka ei ole syttynyt 25:3 Lastulevyt palavat, moottoritilassa palaa 35:2 Muovilammikko edessä syttyi 44:39 Vasen lastulevyseinä putosi kaukalon ulkopuolelle 45:3 Sammutus vedellä Kokeen jälkeen Astianpesukone on tuhoutunut
22 2.3.4. Jääkaappi-pakastin -yhdistelmät Jääkaappi-pakastin -yhdistelmien polttokokeiden aikana tehdyt havainnot on esitetty taulukoissa 3.11, 3.12, 3.13 ja 3.14. Taulukko 3.11. Jääkaappi-pakastin 1, kokeen aikana tehdyt havainnot. Aika (min:s) Havainto : Poltin asetetaan moottoritilan ja pakastimen välitason muovipinnan alle, teho 1 kw :45 Välitasosta tippuu palavia pisaroita :55 Takaseinän pahvi on syttynyt (kuva 3.4a) 2: 1 m korkuiset liekit takaseinässä 2:15 Liekit kaapin yläreunassa 5: Propaanikaasusyöttö keskeytetään 6: Koko takaseinä tulessa (kuva 3.4b) 7:35 Kylmäaine purkautuu, pistoliekki 8:3 Pakastimen ovi aukeni noin 1 cm 8:55 Liekkivälähdys pakastimesta 9:1 Mustaa savua pakastimesta 11: Liekkejä pakastimesta (kuva 3.4c) 12: Jääkaapin oven tiivisteet palaa 13:35 Jääkaapin ovi raollaan 15:1 Pakastimen ovi putosi 15:17 Jääkaapin ovi putosi 15:25 Sammutus vedellä Kokeen jälkeen Muovinen katto, takaseinä, jääkaapin-pakastimen välinen välitaso, sisävaippa ja eristeet hävinneet. Kaapin pohjalla on näiden jäännöksiä. Kylmäjärjestelmän juotokset ovat ainakin kahdessa kohdassa sulaneet.
23 Taulukko 3.12. Jääkaappi-pakastin 2, kokeen aikana tehdyt havainnot. Aika (min:s) Havainto : Poltin asetetaan moottoritilan ja pakastimen välitason muovipinnan alle, teho 1 kw :35 Välitasosta tippuu palavia pisaroita :45 Takaseinän pahvi on syttynyt 1:3 1,2 m liekit takaseinässä 2:5 Propaanikaasusyöttö keskeytetään 2:1 Liekit kaapin yläreunassa 2:45 Koko takaseinä tulessa, palavaa ainetta kaukalon pohjalla 3:3 Puolet kaapin katosta tulessa 4:2 Koko kaapin katto tulessa 5:55 Liekkejä kaapin alta edessä 7:15 Jääkaapin oven tiivisteitä palaa 7:45 Mustaa savua 9:45 Jääkaapin ovi aukesi noin 5 cm 1:15 Jääkaappi kokonaan tulessa 11:1 Pakastimen ovi aukesi 9 asteen kulmaan 11:2 Pakastin kokonaan tulessa (kuva 3.4g) 12:2 Sammutus vedellä Kokeen jälkeen Muovinen katto, takaseinä, jääkaapin-pakastimen välinen välitaso, sisä-vaippa ja eristeet ovat hävinneet. Kaapin pohjalla on näiden jäännöksiä. Jääkaapin oven eriste jäi puolisulaneena roikkumaan sivuseinien väliseen tukilevyyn (kuva 3.4h). Kokeen aikana ei havaittu kaasuvuotoa tai kylmäaineen syttymistä, eikä auenneita putkiliitoksia kokeen jälkeen. Kompressorin kyljessä oleva putki katkaistiin, sieltä tuleva kaasu haisi nestekaasulle ja syttyi puhalluslampun liekistä
24 Taulukko 3.13. Jääkaappi-pakastin 3, kokeen aikana tehdyt havainnot. Aika (h:min:s) Havainto :: Poltin asetetaan moottoritilan ja pakastimen välitason muovipinnan alle, teho 1 kw 2:3 Poltin pois 3:5 Liekkejä lastulevykaapin pohjan alta jääkaapin yläpuolella (kuva 3.4j) 5: Ohjaustaulu kaapin yläosassa sulaa 5:2 Lastulevykaapin etuseinä palaa 5:45 Villaseinä takana puhki jääkaapin korkeudella 7:15 Jääkaapin ovi putosi kaukalon ulkopuolelle (kuva 3.4k) 8: Puolet jääkaapista palaa 9:5 Koko jääkaappi palaa 12:45 Lastulevykaapin etuseinä putosi (kaukaloon?) 15:3 Jääkaapin ja pakastimen välinen lattia palanut puhki, pakastimessa palaa 16:3 Pakastimen ovi on raollaan 18:2 Pakastimen ovi liikahti 18:27 Pakastimen ovi aukesi 9 kulmaan, putosi eteenpäin, pysyy kaukalossa (kuva 3.4l) 21:15 Lastulevykaapin katto putosi 22:45 Vasemman lastulevyseinän yläosa putosi kaukalon ulkopuolelle 24:45 25:4 Oikea lastulevyseinä putosi kaukalon ulkopuolelle 23:45 Sammutus vedellä Kokeen jälkeen Takaseinä, jääkaapin-pakastimen välinen välitaso, sisävaippa ja eristeet ovat hävinneet. Kaapin pohjalla on näiden jäännöksiä. Teräslevy katossa on osittain painunut sisään. Juotokset kaapin takana sulaneet, moottori-tilassa kompressorien lähellä ehjät. Kokeen aikana ei havaittu kylmä-aineen syttymistä
25 Taulukko 3.14. Jääkaappi-pakastin 4, kokeen aikana tehdyt havainnot. Aika (h:min:s) Havainto :: Poltin asetetaan moottoritilan ja pakastimen välitason muovipinnan alle, teho 1 kw 1:3 Mustaa savua 2:1 Poltin pois 3:3 Villaseinän oikeassa reunassa noin,5 m korkea rako pakastimen kohdalla 4: Noin 1 m korkeat liekit takana (kuva 3.4n) 4:35 Liekkejä pakastimen alta edestä 4:5 Liekkejä pakastimen oven oikeasta reunasta 6:4 Villaseinän rako kasvaa 7: Pakastimen ovi raollaan 7:41 Kylmäaine purkautuu, pistoliekki takana 8:35 Villaseinän oikeassa reunassa rako jääkaapin kohdalla 9:2 Pakastimen ovi irtosi saranoistaan, jäi pystyyn ja peittää osittain pakastinta 9:4 Pakastin kokonaan tulessa 1:2 Koko etuosa liekeissä 1:42 Jääkaapin ovi aukesi 2 3 cm 12:2 Lammikkopalo kaapin edessä (kuva 3.4p) 13: Jääkaapin ovi noin 2 3 astetta raollaan 13:2 Jääkaapin ovi aukeaa lisää 13:25 Jääkaapin ovi putosi 13:4 Sammutus vedellä Kokeen jälkeen Jääkaapin eristeet: takaseinästä n. 5 % hävinnyt, sivuseinät ja katto ovat hiiltyneet vain pinnasta, lattiasta noin 15 % hävinnyt, ovi 1 % hävinnyt Pakastimen eristeet: takaseinä hävinnyt, oikea sivuseinä n. 5 % hävinnyt, vasen sivuseinä n. 7 % hävinnyt, katto noin 3 % hävinnyt, lattia 1 % hävinnyt, ovi n. 7 % hävinnyt. Juotokset moottoritilassa ovat sulaneet
26 2.4. Polttokokeiden valokuvat 2.4.1. Televisiot Kuvassa 3.1. on esitetty televisioiden polttokokeiden aikana otettuja valokuvia. TV 1 a) :4 b) 1:35 c) 2:2 d) 3:53 TV 2 e) :15 f) 1:35 g) 2:25 h) 3: TV 3 i) :55 j) 2:5 k) 4:45 l) 5:25 Kuva 3.1 Valokuvia televisioiden polttokokeista.
27 2.4.2. Pyykinpesukoneet Kuvassa 3.2. on esitetty pyykinpesukoneiden polttokokeiden aikana otettuja valokuvia. PK 1 a) 7:5 b) 18:25 c) 18:55 d) 22:5 PK 2 e) Ennen koetta f) 17:55 g) 19:25 h) 23:55
28 PK 3 i) Ohjaustaulu ennen koetta j) 2:55 k) 11:55 l) 31:45 2.4.3. Astianpesukoneet Kuva 3.2 Valokuvia pyykinpesukoneiden polttokokeista (jatkoa). Kuvassa 3.3. on esitetty astianpesukoneiden polttokokeiden aikana otettuja valokuvia. AP 1 a) 4:55 b) 6:25 c) 1: d) 28: AP 2 e) Pesutila ennen koetta f) 6: g) 1: h) 19: Kuva 3.3 Valokuvia astianpesukoneiden polttokokeista (jatkuu seuraavalla sivulla).
29 AP 3 (kaapissa) i) Ennen koetta j) 6: k) 9:3 l) 13: AP 4 (kaapissa) m) Moottoritila ennen koetta n) 6: o) 8:2 p) 1:1 Kuva 3.3 Valokuvia astianpesukoneiden polttokokeista (jatkoa).
3 2.4.4. Jääkaappi-pakastin -yhdistelmät Kuvassa 3.4. on esitetty jääkaappi-pakastin -yhdistelmien polttokokeiden aikana otettuja valokuvia. KL 1 a) 1:25 b) 5:55 c) 11:1 d) 13:5 KL 2 e) 1:25 f) 5:35 g) 11:2 h) Kokeen jälkeen Kuva 3.4. Valokuvia jääkaappi-pakastin -yhdistelmien polttokokeista (jatkuu seuraavalla sivulla).
31 KL 3 (kaapissa) i) Ennen koetta j) 4: k) 7:3 l) 18:5 KL 4 (kaapissa) m) Ennen koetta n) 4: o) 6: p) 12:3 Kuva 3.4. Valokuvia jääkaappi-pakastin -yhdistelmien polttokokeista (jatkoa).
32 2.5. Polttokokeiden tulokset käyrinä 2.5.1. Televisiot Televisioiden RHR, ML ja EHC on esitetty kuvassa 4.1 (TV: ks. liite 2). Savunmuodostussuureet on esitetty kuvassa 4.2. sekä CO- ja CO 2 -tulokset kuvassa 4.3. Lämpötilamittaustulokset on esitetty kuvassa 4.4. a) RHR (kw) 3 25 2 15 1 TV1 TV2 TV3 b) RHR (kw) 3 25 2 15 1 TV1 TV2 TV3 5 5 5 1 15 2 25 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 c) 6 TV1 5.27 d) 5 ML (kg) 5 4 3 2 1 TV2 TV3 5.15 4.56 EHC (MJ/kg) 4 3 2 1 TV1 TV2 TV3 1 2 3 4 5 6 5 1 15 2 25 3 Kuva 4.1. Televisiot: RHR (aika -3 min) (a), RHR (aika -1 min) (b), ML (c) ja EHC (d). Luvut massanhäviämiskäyriä esittävässä kuvassa osoittavat hävinneen massan kokonaismäärän kokeen lopussa.
33 a) 1 8 TV1 TV2 TV3 b) 1.4 1.2 1. TV1 TV2 TV3 RSP (m2/s) 6 4 MRSP (g/s).8.6.4 2.2 5 1 15 2 25 3. 5 1 15 2 25 3 c) 15 12 TV1 TV2 TV3 d).2.15 TV1 TV2 TV3 SEA (m2/kg) 9 6 3 Y_smoke (kg/kg).1.5 5 1 15 2 25 3. 5 1 15 2 25 3 Kuva 4.2. Televisiot, savunmuodostus RSP (a), MRSP (b), SEA (c) ja Y smoke (d). 1.4 a) TV1 b) 1.2 TV2 1. TV3 25 2 TV1 TV2 TV3 CO-tuottonopeus (g/s).8.6.4.2 CO2-tuottonopeus (g/s) 15 1 5. 5 1 15 2 25 3 5 1 15 2 25 3
34 c) Y_CO (kg/kg).3.25.2.15.1 TV1 TV2 TV3 d) Y_CO2 (kg/kg) 5 4 3 2 TV1 TV2 TV3.5 1. 5 1 15 2 25 3 5 1 15 2 25 3 Kuva 4.3. Televisiot, CO- ja CO 2 -muodostus: RCO (a), RCO2 (b), Y CO (c) ja Y CO2 (d). T1 1 8 TV1 TV2 TV3 T2 1 8 TV1 TV2 TV3 T (C) 6 T (C) 6 4 4 2 2 T3 1 5 1 15 2 25 3 8 TV1 TV2 TV3 T4 5 1 15 2 25 3 1 TV1 TV2 8 TV3 T (C) 6 T (C) 6 4 4 2 2 T (C) T5 1 5 1 15 2 25 3 8 6 4 TV1 TV2 TV3 5 1 15 2 25 3 mittauspisteet T2 T3 (kyljessä) T4 (T3:n vastakkaisella puolella) 2 T1 T5 (sisällä) 5 1 15 2 25 3 Kuva 4.4. Televisiot: laitteiden pintalämpötilat eri kokeissa. Lämpötilamittauspisteet on esitetty alhaalla oikealla.
35 2.5.2. Pyykinpesukoneet Pyykinpesukoneiden RHR, ML ja EHC on esitetty kuvassa 4.5. Savunmuodostussuureet on esitetty kuvassa 4.6. sekä CO- ja CO 2 -tulokset kuvassa 4.7. Lämpötilamittaustulokset on esitetty kuvassa 4.8. a) 5 4 PK1 PK2 PK3 b) 5 4 PK1 PK2 PK3 RHR (kw) 3 2 RHR (kw) 3 2 1 1 c) 1 2 3 4 5 6 14 PK1 12 12.3 PK2 1.4 1 PK3 1.1 d) 5 1 15 2 25 3 5 4 ML (kg) 8 6 EHC (MJ(kg) 3 2 4 2 2 4 6 8 1 12 14 PK1 1 PK2 PK3 1 2 3 4 5 6 Kuva 4.5. Pyykinpesukoneet: RHR (aika -6 min) (a), RHR (aika -3 min) (b), ML (c) ja EHC (d). Luvut massanhäviämiskäyriä esittävässä kuvassa osoittavat hävinneen massan kokonaismäärän kokeen lopussa.
36 a) 3 PK1 b).3 PK1 PK2 PK2 PK3 PK3 RSP (m2/s) 2 MRSP (g/s).2 1.1 1 2 3 4 5 6. 1 2 3 4 5 c) 15 PK1 d).2 PK1 12 PK2 PK3.15 PK2 PK3 SEA (m2/kg) 9 6 3 Y_smoke (kg/kg).1.5 1 2 3 4 5 6. 1 2 3 4 5 6 Kuva 4.6. Pyykinpesukoneet, savunmuodostus RSP (a), MRSP (b), SEA (c) ja Y smoke (d). a).7 b) PK1 CO-tuottonopeus (g/s).6 PK2 PK3.5.4.3.2.1 CO2-tuottonopeus (g/s) 35 3 25 2 15 1 5 PK1 PK2 PK3. 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5
37 c).3 PK1 d) 5 PK1.25 PK2 PK3 4 PK2 PK3 Y_CO (kg/kg).2.15.1 Y_CO2 (kg/kg) 3 2.5 1. 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 Kuva 4.7. Pyykinpesukoneet, CO- ja CO 2 -muodostus: RCO (a), RCO2 (b), Y CO (c) ja Y CO2 (d). T1 1 8 PK1 PK2 PK3 T2 1 8 PK1 PK2 PK3 T (C) 6 T (C) 6 4 4 2 2 T3 1 1 2 3 4 5 PK1 PK2 8 PK3 T4 1 1 2 3 4 5 PK1 PK2 8 PK3 T (C) 6 T (C) 6 4 4 2 2 T (C) T5 1 1 2 3 4 5 8 6 4 PK1 PK2 PK3 1 2 3 4 5 mittauspisteet T2 T3 (kyljessä) T4 (T3:n vastakkaisella puolella) 2 1 2 3 4 5 T1 (rummun sisällä) Kuva 4.8. Pyykinpesukoneet: lämpötilat laitteen pinnalla (T2-T5) ja sen sisällä (T1) eri kokeissa. etupuoli takapuoli T5
38 2.5.3. Astianpesukoneet Astianpesukoneiden RHR, ML ja EHC on esitetty kuvassa 4.9. Savunmuodostussuureet on esitetty kuvassa 4.1. sekä CO- ja CO 2 -tulokset kuvassa 4.11. Lämpötilamittaustulokset on esitetty kuvassa 4.12. a) 8 6 AP1 AP2 AP3 (kaappi) AP4 (kaappi) b) 8 6 AP1 AP2 AP3 (kaappi) AP4 (kaappi) RHR (kw) 4 RHR (kw) 4 2 2 1 2 3 4 5 6 5 1 15 2 25 3 c) 2 15 19.1 18.6 AP1 AP2 AP3 (kaappi) AP4 (kaappi) d) 5 4 AP1 AP2 AP3 (kaappi) AP4 (kaappi) ML (kg) 1 8.4 EHC (MJ/kg) 3 2 5 6.1 1 2 4 6 8 1 12 1 2 3 4 Kuva 4.9. Astianpesukoneet: RHR (aika -6 min) (a), RHR (aika -3 min) (b), ML (c) ja EHC (d). Luvut massanhäviämiskäyriä esittävässä kuvassa osoittavat hävinneen massan kokonaismäärän kokeen lopussa.
39 RSP (m2/s) a) 8 7 6 5 4 3 AP1 AP2 AP3 (kaappi) AP4 (kaappi) b) MRSP (g/s).9.8.7.6.5.4.3 AP1 AP2 AP3 (kaappi) AP4 (kaappi) 2.2 1.1 1 2 3 4. 1 2 3 4 c) 15 12 AP1 AP2 AP3 (kaappi) AP4 (kaappi) d).2.15 AP1 AP2 AP3 (kaappi) AP4 (kaappi) SEA (m2/kg) 9 6 3 Y_smoke (kg/kg).1.5 1 2 3 4. 1 2 3 4 Kuva 4.1. Astianpesukoneet, savunmuodostus RSP (a), MRSP (b), SEA (c) ja Y smoke (d). a) 1.4 b) AP1 1.2 AP2 AP3 (kaappi) 1. AP4 (kaappi) CO-tuottonopeus (g/s).8.6.4.2 CO2-tuottonopeus (g/s) 6 5 4 3 2 1 AP1 AP2 AP3 (kaappi) AP4 (kaappi). 1 2 3 4 1 2 3 4
4 c) Y_CO (kg/kg).3.25.2.15.1 AP1 AP2 AP3 (kaappi) AP4 (kaappi) d) Y_CO2 (kg/kg) 5 4 3 2 AP1 AP2 AP3 (kaappi) AP4 (kaappi).5 1. 1 2 3 4 1 2 3 4 Kuva 4.11. Astianpesukoneet, CO- ja CO 2 -muodostus: RCO (a), RCO2 (b), Y CO (c) ja Y CO2 (d). T1 1 8 AP1 AP2 (ei toiminut) AP3 (kaappi) AP4 (kaappi) T2 1 8 AP1 AP2 AP3 (kaappi) AP4 (kaappi) T (C) 6 T (C) 6 4 4 2 2 T3 1 1 2 3 4 5 8 AP1 AP2 AP3 (kaappi) AP4 (kaappi) T4 1 1 2 3 4 5 8 AP1 AP2 AP3 (kaappi) AP4 (kaappi) T (C) 6 T (C) 6 4 4 2 2 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 T (C) T5 1 8 6 AP1 AP2 AP3 (kaappi) AP4 (kaappi) mittauspisteet T2 T3 (kyljessä) 4 T4 (T3:n vastakkaisella puolella) 2 1 2 3 4 5 T1 (rummun sisällä) Kuva 4.12. Astianpesukoneet: lämpötilat pinnalla (T2-T5) ja sisällä (T1) eri kokeissa. etupuoli takapuoli T5
41 2.5.4. Kylmälaitteet Kylmälaitteiden RHR, ML ja EHC on esitetty kuvassa 4.13. Savunmuodostussuureet on esitetty kuvassa 4.14. sekä CO- ja CO 2 -tulokset kuvassa 4.15. Lämpötilamittaustulokset on esitetty kuvassa 4.16. a) 25 2 KL1 KL2 KL3 (kaappi) KL4 (kaappi) RHR (kw) 15 1 5 5 1 15 2 b) 4 35 3 KL1 KL2 KL3 (kaappi) KL4 (kaappi) 33.6 c) 5 4 KL1 KL2 KL3 (kaappi) KL4 (kaappi) ML (kg) 25 2 15 14.3 15.3 18. EHC (MJ/kg) 3 2 1 5 1 5 1 15 2 25 5 1 15 Kuva 4.13. Kylmälaitteet: RHR (a), ML (b) ja EHC (c). Kokeet lopetettiin sammuttamalla vedellä. Luvut massanhäviämiskäyriä esittävässä kuvassa osoittavat hävinneen massan kokonaismäärän kokeen lopussa.