Ragennuksen rungon suunnittelu I

Paloturvallisuuden vaikutus rungon suunnitteluun
Mikko Leino
Tuomo Lindstedt
Katriina Meszka
Sisällysluettelo
Sisällysluettelo _______________________________________________________2
Rakennuksen palokuorma______________________________________________3
Palokuormaryhmät_______________________________________________________ 3
Yli 1200 MJ/m2; _______________________________________________________________3
Vähintään 600 MJ/m2 ja enintään 1200 MJ/m2; ____________________________________3
Alle 600 MJ/m2; _______________________________________________________________3
Rakennuksen paloluokka ______________________________________________3
Paloluokka P1 ___________________________________________________________ 3
Paloluokka P2 ___________________________________________________________ 4
Paloluokka P3 ___________________________________________________________ 4
Vaatimukset eri runkomateriaaleilla______________________________________4
Betonirakenteet __________________________________________________________ 4
Kemialliset muutokset__________________________________________________________4
Fysikaaliset muutokset _________________________________________________________4
Lämpötilan epätasainen jakautuminen ____________________________________________4
Betonin lujuuden aleneminen ____________________________________________________5
Muodonmuutokset_____________________________________________________________5
Teräsrakenteet __________________________________________________________ 6
Muutokset____________________________________________________________________6
Palosuojaus___________________________________________________________________6
Puurakenteet ____________________________________________________________ 7
Materiaalin ominaisuudet _______________________________________________________7
Puun lujuus palossa ____________________________________________________________8
Muodonmuutokset_____________________________________________________________8
Palon kehittymisen rajoittaminen ________________________________________9
Sprinklerien vaikutus suunnitteluun_____________________________________10
Ryhmittely _____________________________________________________________ 12
Palon leviämisen esto osastosta_________________________________________13
Osastoivat rakennusosat__________________________________________________ 13
Osastoivat ovet, ikkunat ja luukut _______________________________________________14
Läpiviennit __________________________________________________________________14
Ullakot, ontelot, ulkoseinät ja parvekkeet _________________________________________15
Savunpoisto ____________________________________________________________ 15
Poistuminen palon syttyessä ___________________________________________16
Uloskäytävät ___________________________________________________________ 17
Lähteet:____________________________________________________________19
2
Rakennuksen palokuorma
Rakennuksen palokuormalla tarkoitetaan sitä kokonaislämpömäärää, joka vapautuu kun
tilassa oleva aine täydellisesti palaa. Palokuormaan lasketaan kuuluvaksi kaikki tilassa oleva
palava materiaali, mukaan lukien irtaimisto, pintamateriaalit ja kantavat rakenteet.
Palokuorma määritetään palo-osaston käyttötavan perusteella. Palokuorma voidaan myös
määritellä arvioimalla tai laskemalla. Palonkehitystä arvioitaessa huomioon on otettava myös
palokuorman sijainnista koituva riski, materiaalien palamisnopeus ja muut
palamisominaisuudet kuten pisarointi tai räjähdysvaara.
Palokuormaryhmät
Palokuormat jaetaan Suomen Rakentamismääräyskokoelmassa kolmeen ryhmään. Eri
käytössä olevat rakennukset sijoitetaan näihin palokuormaryhmiin palokuorman tiheyden
perusteella. Rakentamis-määräyskokoelman antamassa ohjeessa on eri käyttötavat jaoteltu
alla esitetyllä tavalla. Suunnittelussa on kuitenkin huomioitava, että
rakentamismääräyskokoelman antavat ohjeet ovat periaatteita (hyväksyttäviä ratkaisuja),
eivät ainoita vaihtoehtoja kaikkiin tapauksiin.
Yli 1200 MJ/m2;
- Varastot, jotka ovat erillisiä palo-osastoja.
- Tuotanto- ja varastotilojen palokuorma arvioidaan kohdekohtaisesti.
Vähintään 600 MJ/m2 ja enintään 1200 MJ/m2;
- Osa kokoontumis- ja liiketiloista kuten myymälät, näyttelyhallit ja kirjastot
- Asuinrakennusten kellariosastot, jotka sisältävät irtainvarastoja
- Moottoriajoneuvojen korjaus- ja huoltotilat
Alle 600 MJ/m2;
- Asunnot, majoitustilat ja hoitolaitokset
- Osa kokoontumis- ja liiketiloista, kuten ravintolat, enintään 300 h-m2:n myymälät,
toimistot, koulut, urheiluhallit, teatterit, kirkot ja päivähoitolaitokset.
- Autosuojat.
- Myös tiloja, joiden palokuorman tiheys on yli 600 MJ/m2, mikäli tilat on varustettu
automaattisella sammutuslaitteistolla (sprinklerit).
Rakennuksen paloluokka
Rakennukset jaetaan kolmeen paloluokkaan P1, P2 ja P3, joiden tarkoituksena on asettaa
rajat rakennuksen suunnittelulle, toteutukselle ja käytölle. Eri paloluokissa sallitaan
rakennukselle tai sen osalle tiettyjä ominaisuuksia ja käyttötapoja.
Rakentamismääräyskokoelmassa todetaan, että rakennuksen eri osat voivat kuulua eri
paloluokkiin, mikäli palon leviäminen on estetty palomuurilla. Myös kerrosalalle asetetut
rajoitukset ovat lievemmät, mikäli rakennukseen asennetaan automaattinen paloilmoitin,
automaattinen savunpoistolaitteisto tai automaattinen sammutuslaitteisto.
Paloluokka P1
-
Kantavien rakenteiden oletetaan pääsääntöisesti kestävän palossa sortumatta.
Rakennuksen henkilömäärää ei ole rajoitettu.
Rakennuksen kerroslukua, korkeutta tai kerrosalaa ei ole rajoitettu.
Esim. Sanomatalo, sairaalat, toimistorakennukset, yli 4 kerroksiset asuinrakennukset
3
Paloluokka P2
-
Kantaville rakenteille palotekniset vaatimukset edellistä luokkaa alhaisemmat
Turvallisuustason saavuttaminen rajoittamalla pintamateriaalien ominaisuuksia,
kerroslukua ja henkilömäärää
Paloluokka P3
-
Kantaville rakenteille ei aseteta erityisvaatimuksia palonkestävyyden suhteen.
Turvallisuustason saavuttaminen rajoittamalla rakennuksen kokoa ja henkilömäärää
rakennuksen käyttötavasta riippuen.
Vaatimukset eri runkomateriaaleilla
Eri runkomateriaalit käyttäytyvät palotilanteessa hyvin eri tavalla. Tämän vuoksi yleisimpien
runkomateriaalien käyttäytyminen palotilanteessa on tunnettava rakennusta suunniteltaessa,
jotta voidaan välttää rakenteen osittainen tai kokonaan romahtaminen ja liian suuret
muodonmuutokset.
Kantavat rakenteet suunnitellaan yleensä kestämään myös palonaikaisia rasituksia tietyn
ajan. Tällä pyritään osaltaan turvaamaan henkilöiden poistuminen rakennuksesta
palotilanteessa. Kantavia rakenteita ei mitoiteta palotilanteen varalta kaikkein pienimmissä ja
pienimpien ihmismäärien käyttämissä rakennustyypeissä, kuten omakotitaloissa.
Kantavat rakenteet voidaan valmistaa monista eri rakennusmateriaaleista, ja samassakin
rakennuksessa voidaan käyttää useita materiaaleja. Tavallisimpia kantavien rakenteiden
materiaaleja ovat betoni, teräs ja puu. Joskus käytetään näistä yhdistettyjä niin sanottuja
liittorakenteita. Muurattuja rakenteita (tiilet ja harkot) käytetään kantavina lähinnä pientalojen
perusmuuri- ja seinärakenteissa.
Kantavan rakenteen, rakennusosan tai liitoksen palonkestävyydellä tarkoitetaan
palonaikaisen kuormituksen vaatiman kantokyvyn säilymistä palossa.
Betonirakenteet
Betoni on itsessään syttymätön ja hyvin paloa eristävä materiaali, joka ei levitä tulipaloa tai
haihduta myrkyllisiä kaasuja (jotkut kevytbetonit, joissa esim. solupolystyreeniä palavat).
Betonirakenteessa tapahtuu kuitenkin lujuutta alentavia muutoksia sen altistuessa tulipalossa
esiintyville korkeille lämpötiloille.
Kemialliset muutokset
Betonin kalsiumhydroksidi hajoaa 500 oC:ssa ja kvartsin muutos tapahtuu 573 oC:ssa. 900 oC:ssa
kalsiumsilikaattihydroksidi hajoaa täydellisesti.
Fysikaaliset muutokset
Fysikaalisista muutoksista tärkein on veden poistuminen sementtiliimasta lämpötilan ollessa
100-850 oC. Betonin kuumentuessa kosteus pyrkii poistumaan, kiviaines laajenee ja samalla
sementtikivi kutistuu.
Lämpötilan epätasainen jakautuminen
Lämpötilan epätasainen jakautuminen voi aiheuttaa betoniin jännityksiä sekä halkeamia, sillä
runkoaineella ja sementtikivellä on erilaiset lämpölaajenemiskertoimet. Jännitykset ja
halkeamat laskevat betonin lujuutta
4
Taulukko 1. Fysikaaliset ja kemialliset muutokset sementtiliimassa ja kiviaineksessa
Betonin lujuuden aleneminen
Tulipalossa olleen betonin lujuus alenee sen jäähdyttyä pienemmäksi kuin ennen paloa tai
palon alkuvaiheessa. Lujuuden alenemiseen vaikuttavat ainakin palolämpötila ja
jäähdyttämisen kasto. Nopeasti jäähtynyt ja korkeassa lämpötilassa kuumentunut betoni
menettää lujuuttaan huomattavasti enemmän kuin matalassa lämpötilassa ollut ja hitaasti
jäähtynyt rakenne.
Taulukko 2: Lämpötilan vaikutus tavallisen betonin vetolujuuteen
Muodonmuutokset
Rakenteet on suunniteltava siten, että muodonmuutokset eivät palotilanteessa kasva liian
suuriksi. Teräsbetonirakenteet laajenevat palotilanteessa voimakkaasti, johon varaudutaan
suunnittelemalla rakennukseen sopivat liikuntasaumat.
Rakenteen kuumentuessa myös viruma kasvaa ja voi tulla merkittäväksi erittäin korkeissa
lämpötiloissa.
Rakenteen kuumentuessa betonissa oleva vesi pyrkii kulkemaan rakenteen sisällä oleviin
viileämpiin huokosiin. Mikäli vesi ei pääse riittävästi kulkeutumaan näihin huokosiin, se
höyrystyy ja aiheuttaa vesihöyryllä kyllästetyn kerroksen pintakerroksen alle. Näin syntynyt
5
paine-ero pyrkii purkautumaan höyryn paineen kohotessa liian korkeaksi, jolloin kuiva
pintakerros irtoaa räjähdysmäisesti päästäen samalla voimakkaan äänen.
Teräsbetonirakenteissa betonipeite suojaa terästä liialta lämpötilan nousulta. Mikäli
betonipinta pääsee lohkeamaan, on vaarana terästen lämpötilan nousu ja lujuuden menetys.
Raudoitteiden lämpötilan nousua voidaan pyrkiä rajoittamaan sijoittamalla raudoitteet
mahdollisimman kauas pinnasta.
Kuva 1: Liittopilarin (300 x 8, 4 ø 16) lämpeäminen tulipalossa
Teräsrakenteet
Muutokset
Teräksen kimmokerroin ja lujuus heikkenevät lämpötilan noustessa. Kantavissa rakenteissa
teräksen lujuus pyritään siksi pitämään alle 500 oC:ssa. Teräksen sulamispiste on n. 1530 oC.
Teräksen lujuus lasketaan seuraavasti:
Palosuojaus
Teräsrakenne voidaan suojata joko verhoilemalla teräksen pinta aineella joka hidastaa
lämmön siirtymistä teräsrakenteeseen tai voidaan parantaa teräksen kykyä vastaanottaa
lämpöä.
Edellinen näistä tarkoittaa teräsrakenteen valamista betonin sisään, eristämällä teräs
palonkestävillä eristeillä tai levyttämällä sen pinta kipsilevyillä. Jälkimmäinen tarkoittaa
puolestaan teräksen lämmön vastaanottokyvyn parantamista valamalla betonia teräspilarin
sisään tai täyttämällä se vedellä. Tällöin suurin osa lämmöstä siirtyy putken sisällä olevaan
materiaaliin, jolloin kriittistä lämpötilaa ei saavuteta niin nopeasti kuin tavallisella teräsputkella.
Betonilla täytetty teräsputki lisää palonkestävyyden lisäksi myös rakenteen kantavuutta sen
normaalissa käyttölämpötilassa.
6
Yksikerroksisen tuotanto- ja varastorakennuksen teräsrungossa tai sen osissa voidaan
käyttää palosuojaamatonta terästä sellaisissa paikoissa, joissa paloturvallisuutta koskevat
ohjeet E2 edellyttävät 15 minuutin palonkestoaikaa seuraavissa tapauksissa:
• koko runko, kun rakennus on varustettu automaattisella vesisprinklauslaitteistolla,
jonka suunnittelussa on otettu huomioon rakenteiden jäähdytys
• kattorakenteet palotilan hitaan lämpötilan nousun vuoksi paloturvallisuusluokkaan 1
kuuluvissa paloa pidättävissä rakennuksissa, joiden korkeus on vähintään 14 m, kun
kattorakenteiden läheisyydessä ei ole huomattavaa palokuormaa
• pilarit, joiden poikkileikkaustekijä F/V on enintään 180m-1, paloturvallisuusluokkaan 1
kuuluvissa paloapidättävissä rakennuksissa
Tämä edellyttää lisäksi, että yläpohjan lämmöneriste on palamatonta tai tähän tarkoitukseen
erikseen hyväksyttyä rakennustarviketta ja kantavien rakennusosien ns. jatkuva sortuma on
estetty.
Puurakenteet
Materiaalin ominaisuudet
Puumateriaalin ominaisuudet vaihtelevat suuresti riippuen puulajista, kasvuolosuhteista ja
mistä osasta runkoa kappale on otettu. Puun lämpökapasiteetti kuusella ja männyllä on
1150kJ/Km2 ja lämmönjohtavuus syiden suuntaan on 0,22 W/Km, syitä vastaan kohtisuoraan
se on 0,14 W/Km. Puu koostuu pääasiassa hiilestä, vedystä ja hapesta, jotka materiaaleina
osallistuvat kaikki paloreaktioon. Puun muokkaaminen palamattomaksi on käytännössä
mahdotonta.
Puun syttymislämpötila ei ole vakio, vaan puu syttyy, mikäli lämpötila on tietyn ajan riittävän
korkealla. 180 asteessa syttymisaika on 15-20 minuuttia, kun puolestaan 250 asteessa
syttymisaika on likimain 5 minuuttia. Puu ei ole helposti syttyvä materiaali.
Hiiltymisnopeutena β käytetään standardipalokäyrän mukaisessa palossa seuraavia arvoja:
β= 0,7 mm/min kerrosliimatulle puulle
β= 0,8 mm/min rakennepuutavaralle
Puisen rakennusosan suorakaiteenmuotoisen poikkileikkauksen hiiltymissyvyys x voidaan
laskea hiiltymisnopeuden βja ajan t (min) avulla:
x = βt.
Taivutetussa rakennusosassa tulee sivusuuntaisen kiepahduksen olla estetty vaaditun
palonkestoajan. Puristetun puusauvan rajoittuessa muuhun rakennusosaan, kuten seinään,
tulee epäsymmetrisen hiiltymisen johdosta syntyvä epäkeskisyys ottaa huomioon
normaalivoiman epäkeskisyyttä laskettaessa. Rakennusosan nurjahduspituuteen vaikuttavien
muiden rakennusosien ja kiinnitysten tulee olla palonkestävyydeltään vastaavia kuin
mitoitettava rakennusosa. Ellei näin ole, tulee tämä ottaa huomioon rakennusosan tulipalon
aikaista nurjahduspituutta määritettäessä.
Jos puisiin rakennusosiin liittyy metallisia rakennus- ja liitososia, jotka saattavat tulipalossa
heikentää puisen rakennusosan palonkestävyyttä, on ne suojattava siten, että rakennusosan
tai liitoksen palonkestävyys vastaa puiselta rakennusosalta edellytettyä palonkestävyyttä.
Suojaamiseen voidaan käyttää esim. puuta, lastulevyä tai mineraalivillaa. Kerrosliimattujen
rakenteiden liimauksen tulee olla suoritettu fenoli-, resorisiniformaldehydiliimalla tai
paloteknisiltä ominaisuuksiltaan vastaavalla liimalla.
7
Puun lujuus palossa
Puun vetolujuuden määräävät selluloosamolekyylit alkavat hajota noin 200-250 oC:ssa.
Tämä lämpötila on palavassa puussa noin 5 mm hiiltymisrajasta. Puu menettää siten
lujuutensa hiiltymisrajasta 5mm syvyydelle. Puun sisäosissa lujuuteen vaikuttavat pääasiassa
kosteuden ja lämpötilan muutokset. Puukappaleen poikkileikkauksen ollessa pieni, oksien ja
muiden virheiden vaikutus kasvaa.
Muodonmuutokset
Muodonmuutoksia palossa aiheuttavat kosteuden ja lämpötilan muutos sekä ulkoiset
kuormat, joista selvästi suurin vaikutus on ulkoisilla kuormilla. Puurakenteissa
muodonmuutokset ovat yleensä pieniä eivätkä ne vaikuta rakennuksen tai rakennusosan
palonkestoaikaan.
Rakennusosan murtorajatilaa vastaava kantokyky määritetään kyseisen palonkestoajan
jälkeen hiiltymättä jääneelle poikkileikkaukselle. Paloteknisessä mitoituksessa käytetään
taulukossa esitettyjä lujuusarvoja.
Taulukko 3: Puun lujuuden arvot syiden suunnassa palotilanteessa
8
Palon kehittymisen rajoittaminen
Rakennusmateriaalit ja pintarakenteet on valittava siten, että ne eivät myötävaikuta palon
kehittymiseen vaaraa aiheuttavalla tavalla. Suomen rakentamismääräyskokoelmassa
todetaan, että rakennustarvikkeisiin ei saa sisältyä materiaaleja, jotka palavat ilman ilmasta
saatavaa happea tai tuottavat myrkyllisiä kaasuja tai ympäristölle haitallista jätettä.
Määräyksissä ei kuitenkaan rajoiteta pintojen peittämistä maalilla tai tapetilla. Eri paloluokille
sallitut materiaalit esitetään SRMK:n taulukossa 8.2.2 [Kuva 2]. Luokkavaatimukset koskevat
muita kuin pinta-alaltaan pieniä rakennusosia, kuten ikkunoita, ovia, jalkalistoja ja levyjen
välisiä saumoja.
Kuva 2: Sisäpuolisten pintojen luokkavaatimukset
9
Sprinklerien vaikutus suunnitteluun
Toisin kuin Ruotsissa tai Norjassa, Suomessa rakentamismääräykset rajoittavat edelleen
puun käyttöä jossain määrin. Korkeampien kuin nelikerroksisten rakennusten rakentaminen ei
ole sallittua. Lisäksi puukerrostalot on sprinklattava. Normaalissa puurakenteisessa
omakotitalossa (1-2 krs) puupintojen käyttöä sisäpuolen verhoilussa ei ole rajoitettu. Yli
kaksikerroksisissa paloluokan P1 rakennuksissa puupinnat ovat myöskin sallittuja, mutta
vastaavan korkuisissa luokan P2 rakennuksissa on puupintojen käyttöä rajoitettu.
Poistumisteillä ei puupintoja ole yleensä sallittu, lukuun ottamatta palosuojattua puuta, joka
täyttää pintakerros- ja verhousvaatimukset. Puun käyttöä lattiamateriaalina on rajoitettu
huomattavasti vähemmän kuin verhoilumateriaalina, käytännössä kaikissa mahdollisissa
rakennuksissa voidaan käyttää puuta lattiamateriaalina. Julkisivumateriaalina puu sallitaan
pieniin yhden perheen omakotitaloihin. Suurempiin 3-4 kerroksisiin rakennuksiin voidaan
julkisivu tehdä kokonaan puusta, kunhan paloturvallisuus varmistetaan rakenteellisilla
suojauksilla ja sprinklauksella.
Sprinklaus on yleisesti Yhdysvalloissa käytettävissä oleva palontorjuntamenetelmä.
Pohjoismaissa sprinklerien käyttö on huomattavasti alhaisemmalla tasolla kuin USA:ssa.
Sprinklerit sammuttavat tai tukahduttavat alkaneen tulipalon aikaisessa vaiheessa, jolloin
palokunnan toiminta helpottuu ja henkilöturvallisuus parantuu. Sprinklatuissa asunnoissa ei
juuri koskaan ole tapahtunut kuolemantapauksia, joten sprinklerit estävät tehokkaasti turhia
palokuolemia. Kun rakennus on sprinklattu, voidaan antaa teknisiä myönnytyksiä eli lieventää
vaatimuksia esimerkiksi pintakerrosten materiaaleissa.
Sprinklatuissa tiloissa ei todennäköisesti pääse tapahtumaan lieskahdusta, vaan tulipalo
sammuu jo paljon ennen kuin tulenlieskat pääsevät työntymään ikkunoiden tai
ilmanvaihtoaukkojen kautta julkisivupinnoille. Tällöin etenkin julkisivupintojen vaatimuksia
voidaan kompensoida, mikäli rakennuksen huoneistot ovat sprinklattuja.
10
Palosuojaukset
Palosuojauksella saadaan rakenteiden palonkestävyyttä oleellisesti parannettua. Tämä
tapahtuu hidastamalla rakenteen lämpötilan nousua joko eristämällä tai lisäämällä rakenteen
ominaislämpökapasiteettia. Suojaus muodostuu suojausaineesta, asennusmenetelmästä ja
suojausrakenteesta. Suojauksen valintaan vaikuttavat asennusolosuhteet, suojattava
rakenne, käyttöolosuhteet ja kustannukset.
Kuivat suojausmenetelmät:
•
•
•
•
•
•
•
mineraalivillalevytys, vermikuliittilevytys, kalsiumsilikaattilevytys
puukipsilevytys
kipsilevyt ja - elementit
sementtiselluloosalevyt
erilaiset palosuojauskasetit
muuraukset; tiilet, harkot
puu
Märät palosuojausmenetelmät:
•
•
•
•
•
•
•
mineraalikuituruiskutus
vermikuliittiruiskutus
palosuojamaalaus
• Palosuojamaali laajenee kuumentuessaan ja muodostaa suojaavan
kerroksen suojattavan rakenteen ympärille
rappaukset
betoni yms. massavalut
teräs+betoni liittorakenne
vesi
Tavanomaisessa tulipalossa polyuretaani syttyy palamaan n. 30 sekunnissa. Tavallinen
solumuovi (polystyreeni) kestää tulta n. 2 minuuttia, ja lasivilla sulaa jo seitsemässä
minuutissa. Vuorivilla kestää tulta yli 120 minuuttia eli kunnes lämpötila ylittää 1000 C.
Kuva 3: Eri materiaalien lämmönkestoja
11
Palo-osastointi
Palo-osasto määritellään SRMK:n osassa E1 seuraavasti: Palo-osasto on rakennuksen osa,
josta palon leviäminen on määrätyn ajan estetty osastoivin rakennusosin tai muulla
tehokkaalla tavalla.
Palo-osastoinnin tarkoituksena on henkilöturvallisuuden, poistumisen turvaaminen,
omaisuusvahinkojen rajoittaminen, naapurin suojaaminen sekä pelastus- ja sammutustöiden
helpottaminen.
Rakennuksen eri kerrokset, kellarikerrokset ja ullakko on yleensä muodostettava eri paloosastoiksi (kerrososastointi). Palo-osaston koko tulee rajoittaa siten, että osastossa syttyvä
palo ei aiheuta kohtuuttoman suuria omaisuusvahinkoja (pinta-alaosastointi). Käyttötavaltaan
tai palokuormaltaan oleellisesti toisistaan poikkeavat tilat on muodostettava eri paloosastoiksi, jos se on tarpeellista henkilöiden tai omaisuuden suojaamiseksi
(käyttötapaosastointi).
Poistumisen turvaamiseksi tai pelastus- ja sammutustoimien helpottamiseksi palo-osastot
jaetaan lisäksi osiin:
– majoitustilat ja hoitolaitokset majoitushuoneittain;
– ullakot ja yläpohjan ontelot enintään 400 m2 osiin.
Rakennukseen, johon sijoitetaan palo- tai räjähdysvaarallinen tila, ei yleensä saa sijoittaa
asuntoja, majoitustiloja, hoitotiloja eikä kokoontumistiloja. Mikäli sijoittaminen erityisestä
syystä sallitaan, mainitut tilat eivät välittömästi saa rajoittua toisiinsa, tai tehokkain järjestelyin
on varmistettava, ettei tästä aiheudu henkilöille vaaraa. Räjähdysvaaraan nähden
edellytetään aina erikoissuunnittelua.
Palo-osastoa voidaan suurentaa varustamalla osasto automaattisella paloilmoittimella,
automaattisella savunpoistolaitteistolla tai automaattisella sammutuslaitteistolla.
Ryhmittely
Rakennukset tai niiden palo-osastot ryhmitellään niiden pääkäyttötavan perusteella.
Ryhmittelyn lähtökohtana on käyttöaika – päiväkäyttö, iltakäyttö tai yökäyttö – sekä se, miten
hyvin käyttäjät tuntevat tilat ja miten he kykenevät pelastautumaan itse tai toisten avustamina
palotilanteessa. Ryhmittelyluokkia ovat:
-
asunnot (esim. asuinhuoneistot, vapaa-ajan asunnot)
majoitustilat (esim. hotellit, lomakodit, asuntolat)
hoitolaitokset (esim. sairaalat, vanhainkodit)
kokoontumis- ja liiketilat (esim. ravintolat, myymälät, koulut)
työpaikkatilat (toimistot, virastot)
tuotanto- ja varastotilat (esim. teollisuustilat, varastot)
autosuojat
Ryhmittelyn mukaiset osastojen enimmäisalat on esitetty taulukossa 4.
12
Taulukko 4: palo-osaston enimmäisala
Palon leviämisen esto osastosta
Osastoivat rakennusosat niihin liittyvine laitteineen ja varusteineen tulee tehdä siten, että
palon leviäminen osastosta toiseen estyy määrätyn ajan.
Osastoivat rakennusosat
Osastoivien rakennusosien luokkavaatimukset on esitetty taulukossa 5
Osastoivaksi rakennusosaksi voidaan hyväksyä rakenne, joka kokonaan tai joltain osin
täyttää vaatimukset pelkästään tiiviyden E osalta. Tämä edellyttää, että henkilöiden
poistuminen ei vaarannu eikä palo leviä toiseen palo-osastoon vaaditun palonkestävyysajan
kuluessa. Jos pelkästään tiiviysvaatimuksen täyttävän osan pinta-ala on suurempi kuin 0,1
m2, edellytetään tilanteen vaatimaa suojaetäisyyttä uloskäytävän kulkureittiin ja syttyviin
materiaaleihin.
Osastoivissa rakennusosissa käytettäville rakennustarvikkeille asetetaan luokkavaatimus A2s1, d0
- yli kaksikerroksisen P1-luokan rakennuksen uloskäytävien osastoivissa seinissä sekä
- kellaritilojen osastoinnissa, lukuun ottamatta P3-luokan rakennuksen vain yhdelle
asunnolle kuuluvaa kellaria.
13
Taulukko 5: Osastoivien rakennusosien luokkavaatimukset
Osastoivaksi rakennusosaksi voidaan hyväksyä rakenne, joka kokonaan tai joltain osin
täyttää vaatimukset pelkästään tiiviyden E osalta. Tämä edellyttää, että henkilöiden
poistuminen ei vaarannu eikä palo leviä toiseen palo-osastoon vaaditun palonkestävyysajan
kuluessa. Jos pelkästään tiiviysvaatimuksen täyttävän osan pinta-ala on suurempi kuin 0,1
m2, edellytetään tilanteen vaatimaa suojaetäisyyttä uloskäytävän kulkureittiin ja syttyviin
materiaaleihin.
Osastoivissa rakennusosissa käytettäville rakennustarvikkeille asetetaan luokkavaatimus A2s1, d0
- yli kaksikerroksisen P1-luokan rakennuksen uloskäytävien osastoivissa seinissä sekä
- kellaritilojen osastoinnissa, lukuun ottamatta P3-luokan rakennuksen vain yhdelle
asunnolle kuuluvaa kellaria.
Osastoivat ovet, ikkunat ja luukut
Osastoivassa rakennusosassa olevan oven, ikkunan ja muuta pienehköä aukkoa suojaavan
rakennusosan palonkestävyysajan tulee yleensä olla vähintään puolet osastoivalle
rakennusosalle vaaditusta palonkestävyysajasta.
Osastoivan oven tulee yleensä olla itsestään sulkeutuva ja salpautuva. Jos ovea pidetään
auki normaalikäytössä, se on varustettava laittein, jotka sulkevat oven palon sattuessa.
Majoitusliikkeiden osastoa osiin jakavat ovet on varustettava sulkimella.
Läpiviennit
Akilleen kantapäitä rakennuksissa ovat tiivistämättömät / avoimet kaapeli- ja putkiläpiviennit,
alakaton yläpuoliset rakenteet, avoimet ovet ja ikkunat sekä tiivistämättömät / avoimet
saumat. Näistä paikoista palo leviää useimmin palo-osastosta toiseen.
Osastoivan rakennusosan läpi saa johtaa tarpeelliset putket, roilot, kanavat, johdot ja hormit
sekä kuljetinlaitteistojen edellyttämät läpiviennit edellyttäen, ettei olennaisesti heikennetä
rakennusosan osastoivuutta. Joka tarkoittaa sitä, että läpivienti on tiivistettävä siten, että
läpiviennin palonkestoluokka on sama kuin osastoivan rakenteen palonkestoluokka.
14
Erilaisten läpivientien osalta vaadittuja ominaisuuksia ovat yleensä palon leviämisen esto,
kuumuuden eristäminen, savun ja kaasun pidättäminen, elastisuus sekä monissa tapauksissa
myös vedenpitävyys. Muoviputki- ja kaapeliläpivientien osalta vaatimuksena on myös
putkien/kaapeleiden sulaessa täyttää läpivienti savu-/kaasutiiviiksi laajenemalla.
Ullakot, ontelot, ulkoseinät ja parvekkeet
Ullakot ja ontelot on tehtävä siten, ettei palon syttymisen eikä palon ja savun leviämisen vaara
rakennuksessa olennaisesti kasva niiden johdosta.
Ontelot jaetaan osiin tehokkailla katkoilla palon leviämisen rajoittamiseksi. Katkojen
suunnittelussa tulee ottaa huomioon rakenteiden tuuletustarve ja muut rakennusfysikaaliset
lähtökohdat. Ullakon ja yläpohjan ontelon katkaiseva rakennusosa ulotetaan
vesikaterakenteeseen. Räystään ontelo katkaistaan siten, ettei palo pääse helposti
kiertämään ulkokautta: voidaan esimerkiksi käyttää riittävän leveää kaistaa B-s1, d0luokkaista tarviketta. P2-luokan 3–4-kerroksisessa rakennuksessa ulkonevat räystäät
rakennetaan tiiviiksi. Mikäli ullakon tai yläpohjan tuuletus räystään kautta on välttämätöntä,
tuuletusrako suljetaan ullakon ja onteloiden katkon kohdalla vähintään metrin matkalla.
Samoin tuuletusrako suljetaan räystäällä kerrosten ikkunoiden yläpuolisella osalla ja metrin
niiden pielien linjasta ulospäin.
Ulkoseinät ja parvekkeet on rakennettava niin, että palo ei leviä niiden kautta vaaraa
aiheuttavalla tavalla.
Ulkoseinärakenteiden suunnittelussa otetaan huomioon palon leviämisvaara ulkoseinän
ulkopintaa pitkin, ulkoseinärakenteen sisällä sekä ulkoseinän ja osastoivan rakennusosan
liitoksen kautta. Ikkunoiden suunnittelussa otetaan huomioon palon leviämisvaara osastosta
toiseen vastakkaisissa tai nurkikkaisissa ulkoseinissä olevien ikkunoiden kautta.
Savunpoisto
Rakennusten tulipaloissa syntyy runsaasti lämpöä, savua ja myrkyllisiä palamiskaasuja, jotka
vähentävät oleellisesti näkyvyyttä, vaikeuttavat rakennuksesta pelastautumista ja palokunnan
sammutustoimintaa sekä lisäävät lieskahdusvaaraa ja palorasitusta rakenteisiin.
Henkilöturvallisuuden, sammutustoiminnan sekä rakenteiden ja kiinteän omaisuuden
säilymisen kannalta on tärkeää poistaa syntyvä kuuma savu tehokkaasti jo palon
alkuvaiheessa.
Teollisuuden tuotanto- ja varastorakennukset sekä niihin savunmuodostuksen kannalta
rinnastettavat kohteet jaetaan savunpoistoluokkiin 1-4 (SL 1-SL4). Rakennuksen eri
palotekniset osastot voivat kuulua eri savunpoistoluokkaan. Oman savunpoistoluokkansa
muodostavat atriumtyyppiset asuin-, liike-, majoitus- ja julkiset rakennukset sekä näihin
rinnastettavat kohteet, joissa on valokatteisia tai muita vastaavia tiloja.
Savunpoisto voidaan järjestää manuaalisesti tiloissa, joissa henkilöturvallisuus ei edellytä
automaattista savunpoistolaitosta. Manuaalista savunpoistoa käytetään lisäksi automaattisella
sammutuslaitteistolla varustetuissa kohteissa, ellei henkilöturvallisuus nimenomaan edellytä
automaattisen savunpoistolaitoksen käyttöä. Savunpoistoaukkoina käytetään palokunnan
toimesta avattavia huoneen yläosassa sijaitsevia helposti avattavia tai rikottavia ikkunoita ja
luukkuja sekä korkeita oviaukkoja. Savunpoisto mitoitetaan taulukossa 6 esitettyjä
vähimmäisarvoja käyttäen. Aukkopinta-alana käytetään aukkojen yhteenlaskettua geometrista
alaa. Jos palo-osastossa on avoyhteydessä olevia tasoja, käytetään taulukon 6 lattiapintaalana kaikkien tasojen yhteenlaskettua pinta-alaa. Lisäksi poistumisteiden suunnittelussa on
otettava huomioon, ett. aukoista nouseva savu estää poistumisen avoportaita pitkin
ylemmältä tasolta alemmalle tasolle.
15
Taulukko 6: Savunpoistoaukkojen vähimmäispinta-ala Ac %:na lattiapinta-alasta ja
koneellisen savunpoiston vähimmäisvirtaama Vv m3/s 1000 m 2:n lattiapinta-alaa kohti
manuaalisessa savunpoistossa.
Automaattista savunpoistojärjestelmää käytetään henkilöturvallisuuden kannalta kriittisissä.
kohteissa, kun turvallinen poistuminen saattaa vaarantua tai sammutus- ja pelastustehtävät
sit. edellyttävät tilan koon, sijainnin, palokuorman määrän tai laadun, henkilömäärän tai muun
vastaavan syyn johdosta.
Savunpoiston laskentamenetelmässä käytetään vakiopalotehoa, joka saadaan palopinta-alan
ja palotehon tiheyden perusteella. Syntyvän savukaasun massavirta riippuu mm. huonetilan
geometriasta.
Poistuminen palon syttyessä
Rakennuksesta tulee voida turvallisesti poistua tulipalossa tai muussa hätätilanteessa.
Rakennuksessa tulee olla riittävästi sopivasti sijoitettuja, tarpeeksi väljiä ja helppokulkuisia
uloskäytäviä niin, että poistumisaika rakennuksesta ei ole vaaraa aiheuttavan pitkä.
Uloskäytävänä ei pidetä hissiä tai muuta vastaavaa laitetta. Jokaiselta poistumisalueelta on
oltava mahdollista
kuljettaa uloskäytävän kautta liikuntakyvytön henkilö paareilla. Uloskäytävän tulee johtaa ulos
maan pinnalle tai muulle palon sattuessa turvalliselle paikalle.
Etäisyys poistumisalueen kustakin kohdasta uloskäytävään määritetään lyhintä kulkukelpoista
reittiä pitkin. Jos kulkureitit kahteen erilliseen uloskäytävään osittain yhtyvät, yhteisen osan
pituus lasketaan kaksinkertaisena. Suurin sallittu etäisyys lähimpään uloskäytävään on
esitetty taulukossa 7.
16
Taulukko 7: Kulkureitin enimmäispituus uloskäytävään
Taulukossa 7 esitetyistä arvoista voidaan poiketa jos,
– poistuminen hätätilanteessa on mahdollista avattavien ikkunoiden kautta maanpinnan
tasolla olevasta kerroksesta tai
– rakennus on varustettu automaattisella sammutuslaitteistolla.
Uloskäytävät
Rakennuksen jokaiselta poistumisalueelta, jossa muutoin kuin tilapäisesti oleskelee tai
työskentelee henkilöitä, tulee yleensä olla vähintään kaksi erillistä, tarkoituksenmukaisesti
sijoitettua uloskäytävää.
Yksi uloskäytävä sallitaan enintään kahdeksankerroksisessa rakennuksessa, kun
2
2
poistumisalueen käyttötapana on asunto, alle 300 hm : n työpaikkatila taikka alle 300 hm :n
tuotanto- tai varastotila. Tällöin poistumisalueilta on lisäksi oltava varatie, jonka kautta
pelastautuminen on mahdollista omatoimisesti tai palokunnan toimenpitein.
Yksi uloskäytävä voidaan sallia myös pienissä majoitustiloissa ja hoitolaitoksissa sekä
pienissä kokoontumis- ja liiketiloissa, jos tästä ei ole vaaraa henkilöturvallisuudelle.
Poistumisalueilta on yleensä oltava lisäksi varatie.
Uloskäytävän vähimmäisleveys lasketaan uloskäytävän kautta poistuvien henkilöiden
lukumäärän perusteella. Poistumisalueen henkilömäärä saadaan jakaa eri uloskäytävien
osalle ja uloskäytävien leveydet lasketaan yhteen. Henkilöiden määränä on ensisijaisesti
käytettävä suurinta poistumisalueelle aiottua henkilömäärää. Jos samaan uloskäytävään
liittyy useita poistumisalueita, leveys mitoitetaan henkilömäärältään suurimman
poistumisalueen mukaan.
Uloskäytävän leveyden tulee yleensä olla vähintään 1200 mm. Poistumisalueella, jonka
henkilömäärä on enintään 60, saa toinen uloskäytävä olla 900 mm levyinen. Enintään
kaksikerroksisessa asuinrakennuksessa sallitaan yksi 900 mm levyinen uloskäytävä.
Uloskäytävien yhteenlaskettu vähimmäisleveys on 1200 mm ensimmäistä 120 henkeä
kohden ja leveyttä lisätään 400 mm kutakin seuraavaa 60 henkeä kohden. Uloskäytävään
17
johtavan sisäisen käytävän leveys lasketaan kuten uloskäytävän leveys käytävää kulkevan
henkilömäärän mukaan.
Uloskäytävän vapaan korkeuden tulee olla vähintään 2100 mm.
Uloskäytävä muodostetaan yleensä omaksi palo-osastokseen. Uloskäytävien tulee olla P1luokan rakennuksessa vähintään taulukon 8 mukaisia
Taulukko 8: P1-luokan rakennuksen uloskäytävät
Yli kaksikerroksisen P1-luokan rakennuksen uloskäytävän porrassyöksyt ja tasanteet tulee tehdä vähintään A2-s1, d0-luokan rakennustarvikkeista.
Porrassyöksyjen ja -tasanteiden tulee täyttää luokan R 30 vaatimukset, kun siihen
johtavien tilojen palokuorma on alle 600 MJ/m2. Vastaava vaatimus on R 60, kun
palokuorma on tätä suurempi. P2-luokan 3–4-kerroksisen rakennuksen uloskäytävän
porrassyöksyjen ja tasanteiden sekä niitä kannattavien rakenteiden tulee täyttää
luokan R 60 vaatimukset. Uloskäytävään ei saa sijoittaa sellaisia tarvikkeita,
rakennusosia eikä laitteita, jotka lisäävät palokuormaa tai savunmuodostuksensa
takia vaarantavat henkilöturvallisuutta.
18
Lähteet:
Suomen Rakentamismääräyskokoelma, osat B4, B7, B10 ja E1 sekä E2
http://www.tkk.fi/Yksikot/Talo/opetus/Patuper/2005/Seminaarit/AABKNT/paloturvallisuus_beto
ni.pdf
http://www.tkk.fi/Yksikot/Talo/opetus/Patuper/2005/Seminaarit/OPKTMJT/Puun_paloominaisuudet.pdf
http://www.tkk.fi/Yksikot/Talo/opetus/Patuper/2005/Seminaarit/OPKTMJT/Puun_paloominaisuudet.pdf
http://www.woodfocus.fi/data.php/200205/053141200205131331_kappale2.pdf?woodfocusid
=2#search=%22rakennuksen%20rungon%20syttymisen%20est%C3%A4minen%22
http://www.palokatkoyhdistys.fi/files/lapivientien_palokatkot_2007.pdf
http://www.if.fi/web/fi/industrial.nsf/noframes/3824B376A456CB53C1256CFD003FD4FF/$FILE/sav
unpoisto_sohje_B7.pdf
http://www.fyslab.hut.fi/~tko/Rak-43.521/Paloturvallisuustek_luenn.ppt
19