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
© Copyright 2024