PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 - Pelastustieto

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013a)toiminnan vaiheille arvotaan todennäköisyysjakaumien perusteella realisaatioita, jakokonaisajan realisaatiot lasketaan skenaariokohtaista yhtälöä käyttäen.Menetelmät ja työkalutOperaatioaikamallin työkaluina käytetään tapahtumapuita, aikajanoja ja Monte Carlo –simulointia, joka toteutetaan VTT:llä kehitetyn Excel-pohjaisen PFS-ohjelman [9, 10] avulla.Tapahtumapuilla tunnistetaan erilaiset tilanteet ja määritellään niiden jakauma. Aikajanojenavulla määritetään operaatioaika, jota voidaan verrata vahinkojen ajalliseen kertymiseen.Tapahtumapuun haarojen todennäköisyydet ja aikajanan tapahtumien aikaviiveet määritetääntilastotietojen avulla. Tilastotietoja täydennetään tarvittavilta osin asiantuntija-arvioilla.Monte Carlo –simuloinnilla luodaan keinotekoisia tilastoja, jolloin lähtöparametrejamuuttamalla voidaan tutkia näiden muutosten vaikutuksia. Näin saadaan vaikuttavuusarvio.Tapahtumapuut asuntopalojen tarkastelussamallintamiseksi on siis ensiarvoisen tärkeäennustetaan oikein.Suihkujen mukaansa vetämän ilman määräaiemmin mainittua mikrosuutinta, sekä vikanavaan keskelle. Suuttimen ollessatakanakanavan keskilinjalla. Suuremmissa kvieressäAsuntopalojen tarkastelussa tapahtumapuu laaditaan erikseen henkilö- jaomaisuusvahingoille. Kuva 1 esittää henkilövahinkojen tapahtumapuuta. Vastaavanlainentapahtumapuu on tehty myös omaisuusvahingoille huomioiden mahdollisetalkusammutustoimet ja niiden tehokkuus sekä palokunnan suorittama sammutus jasavutuuletus.EI 30 -rakenneb)PaikallatoimintakykyisiähenkilöitäEi poistumistaajoissaPelastaminenN henkilöä paikallaPoistuminen ajoissaPelastaminen eitarpeenSyttyy asuntopaloPaikalla eitoimintakykyisiähenkilöitäEi poistumistaajoissaPelastaminenEi ketään paikallaAsukkaantoimintakyvyllä eimerkitystäPoistuminen eitarpeenPelastaminen eitarpeenPuun paloturvallinen käyttöparvekkeissa ja räystäissä s. 26Kuva 1. Henkilövahinkojen tapahtumapuu asuntopaloissa.Toimintavalmiuden vaikuttavuusasuntopaloissa s. 64Erilaisten tilanteiden todennäköisyyksien arvioimiseksi tapahtumapuuhun tarvitaanhaarautumistodennäköisyydet. Paikalla olevien henkilöiden lukumäärän (0–N) määrityksessäkäytetään pelastustoimen ruutuaineistoa, jonka perusteella arvioidaan asunnon asukkaidenlukumäärä, ja Tilastokeskuksen ajankäyttötutkimusta, jonka perusteella arvioidaan, ovatkoSammutuksen ja sammutus -järjestelmien simulointi s. 98asukkaat kotona. Asukkaiden toimintakykyä tarkastellaan Terveyden ja hyvinvoinninlaitoksen terveyskäyttäytymistutkimusten [11, 12] ja kotihoidon laskennan [13], Stakesintoimintakykytutkimuksen [14] sekä Tilastokeskuksen ajankäyttötutkimuksen alkoholinkäyttötietojenperusteella.Kuva 1. Tuulettuvan räystään ratkaisumalli: a) periaate ilman sisäänotosta, kun räystäs on EI30 suojattu alapuolelta ja b) ilmavirtauksen kääntyminen ulospäin palotilanteessa. [7]ESPOON HANASAARESSA 27.–28.8.20134Kuva 1. Vasemmalla, koejärjestely suihkujeOikealla,

23.5.ä ERICA korvaakeskuksisMonipotilast7.2.2013Raju hallipalovaati järeän sammutuksen s.8palo- ja pelastusalanammattiasiaa10 kertaa vuodessajo vuodesta 1950!Lukemisen arvoinen tarjous!n harppauksina s. 242013Kuppikuntaisuus ja sisäiset ristiriidatkiusaavat palokunnissa s. 40PELASTUSTIETO 2/2013 ILMESTYY 14.3. TEEMALLA PELASTAJAN VARUSTEETTulimeri veti taas laivan täyteeniloista palokuntaväkeä s.58Nyt Teillä on mahdollisuustilata Pelastustieto-lehti erikoishintaan40 €/vsk *Nykyautoissapiilee työturvariski s. 38Tilauksen voi jättää kätevästi osoitteeseentilaukset@pelastustieto.fi taisoittamalla 0303 9778 (Yap-Solutions Oy).Tarjouksemme on voimassa 31.12.2013 asti.* Tarjous koskee vain uusia tilauksia.Tilaus jatkuu normaalina kestotilauksena.3 2013Nykytekniikalla potkuasisäiseen viestintään s. 818.4.Oulu-Koillismaan pelastuslaitoshankki uusia sammutusautoja s. 28PELASTUSTIETO 5/2013 ILMESTYY 20.6. TEEMALLA VESIPELASTUSTirilän VPK kahmaisi Jehumaljanneljännen kerran s. 17Palo-, pelastus- ja vss-alan johtava ammattilehti, 64. vuosikertaLoviisa 13– mittava yhteisharjoitus s. 44palontorjuntatekniikka-erikoisnumeroJulkaisija Palo- ja Pelastustieto ry.K E M I J Ä R V E L L EPäätoimittaja Esa Aalto, esa.aalto@pelastustieto.fiPasilankatu 8, 00240 Helsinki • puh. 050 5620 735 • www.pelastustieto.fiUlkoasu ja taitto Kimmo Kaisto Kirjapaino PunaMustaKannen kuva Lassi RinneISSN 0031-0476, Aikakauslehtien liiton jäsen

SISÄLTÖPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013I: TULIPALOT JA IHMINEN4....... Liekkivammatilanne Suomessa sekä vammojen sairaalahoitokustannukset Haikonen, Kari8....... Sosiaalisessa mediassa syntyneen datan hyödyntäminen onnettomuuksissa ja muissa kriisitilanteissa Immonen, Aapo; Rantanen, Hannu13.... Häkä asuintaloissa Kokki, Esa17.... Mitoittavat tilanteet tulipalon aikaisessa poistumisessa. Kokeellinen tutkimus Rinne, Tuomo; Kling, Terhi; Grönberg, Peter ja Korhonen, Timo22.... Osaaminen onnettomuuksien ehkäisytyössä – miten voidaan hyödyntää nykyosaamista ja voittaa oppimisen haasteita? Saine-Kottonen, AnnukkaII: RAKENTAMINEN26.... Puun paloturvallinen käyttö parvekkeissa ja räystäissä Mikkola, Esko30.... Lentokonetörmäyksen synnyttämä tulipalo ydinvoimalan riskianalyysissä Hostikka, Simo; Silde, Ari; Sikanen, Topi ja Vepsä, Ari34.... Testimenetelmän luominen – Case jäteastian suojaetäisyyden määritykseen soveltuvan menetelmän luominen Kaukanen, Kimmo ja Heikura, Ville38.... Korjausrakentamisen paloturvallisuus Hakkarainen, Tuula ja Mikkola, Esko42.... EPS-eristettyjen julkisivujen paloturvallisuus kerrostaloissa Mikkola, Esko; Hakkarainen, Tuula ja Matala, Anna46.... Sään ja ilmaston vaihteluiden vaikutus metsäpaloihin Suomessa ja Euroopassa Venäläinen, Ari; Lehtonen, Ilari;Mäkelä, Hanna; Vajda, Andrea; Junila, Päivi ja Gregow HilppaIII: TILASTOT49.... Uutta asuinrakennusten syttymistaajuuksista Keski-Rahkonen, Olavi ja Karhula, Teemu54.... Pelastustilanteiden stokastinen operaatioaikamallinnus Kling, Terhi; Rinne, Tuomo; Vaari, Jukka ja Hostikka, Simo59.... Läpivirtaustutkimus tulella tehdyistä tuhotöistä, törkeistä vahingonteoista ja petoksista Mäkelä, Päivi64.... Toimintavalmiuden vaikuttavuus asuntopaloissa Tillander, Kati; Hakkarainen, Tuula; Kling, Terhi ja Rinne, Tuomo69.... Onnettomuusvahingot pelastustoimen toimintavalmiuden suunnittelussa Tillander, Kati; Hakkarainen, Tuula ja Rinne, Tuomo72.... ProntoX Sipilä, Matti; Kortelainen, Pekka; Ketola, JohannesIV: SIMULOINTI JA PALOTUTKIMUS76.... Pelastuslaitosten palontutkijoiden vuonna 2012 tutkimien teemojen välitulokset Hakala, Veli-Matti; Hoivanen, Raila; Jäntti, Jarkko;Paloluoma, Pasi; Pälviä, Tuomas ja Stén, Tapio.84... Sähkökaapelien palomallinnuksen uusia menetelmiä ja tuloksia Matala, Anna; Hostikka, Simo ja Mangs, Johan89.... Mikrokalorimetri – uusi materiaalien palamisominaisuuksien tutkimuslaite hankittu VTT:lle Mangs, Johan ja Matala, Anna94.... Tulipalon vaikutus rakenteisiin CFD-FEM -mallinnuksella Paajanen, Antti; Korhonen, Timo; Sippola, Merja ja Hostikka, Simo98.... Sammutuksen ja sammutusjärjestelmien simulointi Sikanen, Topi; Vaari, Jukka ja Hostikka, Simo103.Pelastuslaitoksen ja sprinklerilaitoksen jäähdytyskyvyn simulointi suuressa nestepalossa Vaari, Jukka; Kling, Terhi; Rinne, Tuomo ja Hostikka, Simo

Kari Haikonen ja Pirjo Lillsunde, Terveyden ja hyvinvoinnin laitos, Mannerheimintie 164a, 00300 HelsinkiLiekkivammatilanne Suomessasekä vammojensairaalahoitokustannuksetTiivistelmäSavun, tulen ja liekkien aiheuttamat vammat(ns. liekkivammat) vaativat usein kalliitahoitoja. Liekkivammoista aiheutuvia vuodeosastohoidonkustannuksia Suomessa ei oltututkittu. Tässä tutkimuksessa esitetään tiiviskokonaiskuvaus Suomessa vuodeosastohoitoonjohtavista liekkivammoista ja esitetäänniiden hoidon kustannusarviot.Kustannuslaskennan menetelmänä käytettiinkansallisen hoitoilmoitusrekisterin,HYKS:n, KYS:n sekä Terveyden ja hyvinvoinninlaitoksen, yliopistosairaanhoitopiirienja Kansaneläkelaitoksen Hoitoketjun toimivuus,vaikuttavuus ja kustannukset -projektinyhdistelyä ja siten tuotettuja vuodeosastohoidonhoitopäiväkustannuksia.Vuodeosastohoitoon johtavia liekkivammaloukkaantumisiaon tapahtunut karkeastiottaen 300 vuodessa (1.1.2000–31.12.2009).Lähes 80 % loukkaantuneista sai palovammanja 17 % palokaasumyrkytyksen vaillapalovammaa. Liekkivammaloukkaantumisenkeskiarvokustannus oli noin 20000 euroa.Summa on kaksijakoinen; palovammoja saaneillakeskiarvokustannus nousi 25000 euroon,kun taas pelkän palokaasumyrkytyksensaaneilla kustannus oli 3400 euroa keskimäärin.Valtakunnan tasolla keskimääräiset vuosikustannuksetolivat 6,1 miljoonaa euroa.TAUSTASairaalahoitoa vaatineiden liekkivammojenepidemiologiaa ei ole juurikaan tutkittu Suomessaennen kuin Haikonen ym. [1] tutkivatkoko maan kattavaa aineistoa käyttäenSuomen vuodeosastohoitoa vaativia liekkivammoja.Tämän lisäksi 1980-luvulla tehtiinkoko maan kattavasta aineistosta kaikenlaisiapalovammoja käsittelevä tutkimus [2].Lisäksi useampi tutkimus on tehty paikallisiaaineistoja käyttäen [3], [4], [5], [6]. Palovammojenja varsinkaan tuleen liittyvien palovammojenaiheuttamista kustannuksista eioltu julkaistu suomalaisia tutkimuksia. Epidemiologinentieto mahdollistaa liekkivammatilanteenhavainnollistamisen maan laajuisestija siten luo myös pohjaa, jonka päällekustannustietämys kasaantuu.Hyvin vaikeita palovammoja saaneen potilaansairaalahoidon kustannuksia on tutkittuja raportoitu lähinnä tapauskohtaisestiulkomaisissa tutkimuksissa. Sairaalahoidonkustannusten osuudeksi on arvioitu tutkimuksestariippuen satoja tuhansia eurojatai US-dollareita: noin 208000 US$ v. 1997[7], noin 142 000 US$ [8], noin 121000–761000 EUR [9]. Variaatio on siis suurta jalaskelmat perustuvat yksittäisiin potilaisiin.Joka tapauksessa on selvää, että hankalimminvammautuneiden hoitokulut ovat erittäinkorkeita. Norjalaisessa tutkimuksessa [10]arvioitiin palovammapotilaiden sairaalahoidonvuotuisten kustannusten Norjassa vuonna2007 olleen yli 10,5 miljoonaa euroa, tosinlaskentatapa perustui palovammoihin liittyviensairaalahoitojaksojen vuosisummaan.TAVOITTEETTässä tutkimuksessa arvioidaan savun, tulentai liekkien (liekkivammojen) takia aiheutuneidenvammojen sairaalahoidon kustannuksetSuomessa sekä esitetään tiiviisti Suomenliekkivammatilanne. Liekkivamma on tyypillisestipalovamma, mutta se voi olla myösesimerkiksi palosta seurannut häkämyrkytys.TUTKIMUSAINEISTOT JA MENETELMÄTLoukkaantumisten ja hoito koko naisuuksienmääritys ja metodologiaTämän tutkimuksen vahvuus ja ainutlaatuisuusperustuu koko maan kattavan kokonaisaineistonkäyttöön, jonka sisältämäthenkilötunnisteet mahdollistavat hoidon seuraamisenalusta loppuun sekä mahdollisuuteenyhdistellä eri tahoilta saatavia rekisteritietojatäysin deterministisesti mahdollistaenyksilötason pitkittäisseuraamisen jopa useidenvuosien ajalta.Tutkimus perustuu useiden rekisteriaineistojenyhdistelyyn. Keskeisimmän lähtökohdantutkimusaineiston kokoamiselle muodostaakansallinen hoitoilmoitusrekisteri, jokasisältää tiedot Suomen sairaaloissa ja terveyskeskuksissatapahtuvasta vuodeosastohoidostasekä myös erikoissairaanhoidon avokäynneistä.Hoitoilmoitusrekisteristä poimittiinhenkilöt, joilla on ollut vähintään yksi4 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

merkintä vuodeosastohoidosta, jossa syyt viittaavatsavun, tulen tai liekkien takia saatuihinvammoihin. Poiminta tehdään ICD-10-tautiluokituksen mukaiseen hoitoilmoitusrekisteriinmerkittyyn vamman ulkoisen syynkoodiin sekä hoidon diagnoositietoon perustuen[1]. Tavoitteena on ollut, että aineistoonpoimiutuu kaikki sellaiset henkilöt ja heidänkaikki hoitojaksot, joilla on ollut vähintäänyksi liekkivammaan viittaava hoitomerkintä.Hoitoilmoitusrekisterin tutkimuskäyttö eiole yksioikoista. Tästä syystä hoitoilmoitusrekisterinkäyttö ja siihen liittyvät metodologisetseikat liekkivammatutkimuksen käytössäon tieteellisesti läpikäyty [11]. Tässä tutkimuksessahankittiin liekkivammapotilaidenkaikki vuodeosastohoito vuodesta 1987 alkaen,minkä jälkeen jokaiselle potilaalle muodostettiinsairaalahoidon episodit. Episodillatarkoitetaan yhtäjaksoista ketjutettua hoitoariippumatta osasto- tai sairaalasiirroista sallimallaenintään 2 päivän välin siirtojen välillä.Hoitoepisodi siis koostuu hoitojaksoista, jotkaovat yhteen liitetty kokonaisuudeksi. Tämänjälkeen jokaista episodia edeltävää kymmenvuotisjaksoamonitoroitiin jaksolla esiintyvänedeltävän episodin varalta. Jos edeltävälläkymmenen vuoden jaksolla ei esiintynytliekkivammaepisodia, tulkittiin kyseinenjakso ”uudeksi” episodiksi eli ”uudeksi” liekkivammatapaukseksi.Jos edeltävällä jaksollaesiintyi liekkivammaepisodi, tulkittiin jaksoedellä esiintyneen episodin jälkioperaatioksi.Tällä tavoin menetellen kerätty liekkivammapotilaidenaineisto mahdollisti ”uusien”liekkivammatapausten monitoroinnin esimerkiksivuodesta 2000 alkaen, joka todettiinensimmäiseksi sellaiseksi vuodeksi, jolloinaineiston kirjaamisasiat olivat tarpeeksihyvällä tasolla. Näin ollen hoitoilmoitusrekisteriinperustuva aineisto peitti ajanjakson1.1.2000–31.12.2009. Kustannusaineistojentapauksessa rekisteritietoa tarvittiin ainoastaanajalle 1.1.2001–31.12.2009, silläkustannustietoja ei ollut saatavilla vuodelle2000 tai aiemmin. Kustannustietomäärittelyntapauksessa episodia edeltävä monitorointijaksomääritettiin kahden vuoden pituiseksiperustuen tarkempaan tutkimustietoon[11]. Aiemmin käytetyn 10 vuoden monitorointijaksonyhteydessä tehty herkkyysanalyysikuitenkin osoitti liekkivammatilanteeseenliittyvien epidemiologisten tulosten olevankäytännössä samanlaisia kuin 2 vuodenperiodia käytettäessä, sillä henkilöillä esiintyvät”aidosti uudet” liekkivammat ovat hyvinharvinaisia. Kustannuslaskennassa näilläkuitenkin on jonkin verran eroa.KustannustietoaineistotHoitoilmoitusrekisteri ei sisällä hoitojaksoonliittyvää hoidon kustannustietoa. ErillisestiLiekkivammaloukkaantumisen keskiarvokustannusoli noin 20 000 euroa.hankittiin Helsingin ja Uudenmaan sairaanhoitopiirinTerveyden ja hyvinvoinnin laitoksentietokantaan toimittamat HYKS:ssätapahtuneiden vuodeosastohoitojaksojen yksilötasonkokonaiskustannustiedot. Lisäksihankittiin Kuopion yliopistollisen keskussairaalanyksilötason vuodeosastohoitojaksojenkokonaiskustannukset. Kyseiset yksilökustannuksetvoitiin deterministisestiyhdistää hoitoilmoitusrekisterin hoitojaksotietoihin.HYKS:n ja KYS:n yksilötasonhoitokustannukset hankittiin varmistamaan,että vaativimpien palovammahoitojen kustannustiedotolisivat mahdollisimman laadukkaita;Suomen kaksi palovammakeskustasijaitsevat Kuopiossa (KYS:ssä) ja Helsingissä(HYKS:ssä).Koska HYKS ja KYS peittävät vain osanSuomessa tapahtuvista vuodeosastohoitojaksoista,hankittiin puuttuvat jaksot metodologisestiestimoituina hoitopäivähintoina, joidenavulla hoitojakson hinta laskettiin. Syytähän on ensinnäkin se, että Suomen kaikistasairaaloista erillisesti pyydettävien yksilötasonhoitojaksohintojen hankkiminenolisi liian työlästä useine lupaprosesseineensekä toisekseen läheskään kaikissa paikoissaei joka tapauksessa ole kehittynyttä kustannustietojärjestelmää.Puutuvien hoitopäivähintojenestimointi suoritettiin Terveyden jahyvinvoinnin laitoksen, yliopistosairaanhoitopiirienja Kansaneläkelaitoksen Hoitoketjuntoimivuus, vaikuttavuus ja kustannukset-projektin [12] menetelmien avulla. Näidenkolmen edellä kuvatun kustannustietolähteenavulla voitiin asettaa koko aineiston kaikillehoitojaksoille kustannus. Laskemalla hoitoepisodiinkuuluvien hoitojaksokustannustensumma saatiin lopulta tapaturmaan liittyvävuodeosastoepisodin kokonaiskustannus.Palovammatietojen lisäaineistoTäydentävänä aineistona käytettiin Töölönsairaalan palovammakeskukseen 1.1.2001-31.12.2005 hoitoon tulleiden potilaiden tietoja.Töölön sairaalan palovammakeskuksessa,joka on Kuopion lisäksi toinen Suomenkeskitetyistä palovammayksiköistä, hoidetaankaikkein hankalimmin vammautuneita palovammapotilaita.Potilastiedoista saatiin lisätietoinarekisteritietoa täydentämään mm.palovamman laajuus. Tätä aineistoa käytettiintutkittaessa palaneen ihoalueen laajuudenyhteyttä kustannuksiin niiltä potilailta,jotka selvisivät hoidosta elossa.Tilastolliset menetelmätTilastollisina tunnuslukuina käytettiin aritmeettistakeskiarvoa, mediaania ja prosenttiosuuksia,joiden 95 %:n luottamusvälit (CI)approksimoitiin bootstrap-menetelmällä[13]. Kustannus–vamman laajuus -mallituksessakäytettiin yleistettyjen lineaaristen mallienGamma-regressiota logaritmisella linkkifunktiolla[14].TULOKSETLiekkivammatilanne suomessaPotilaat ja vammojen laatuVuosittain maan laajuisesti noin 300 henkilöäsai vuodeosastohoitoon johtavan liekkivamman.Loukkaantuneista valtaosa olimiehiä (74 %). Miehet olivat keskimäärinnuorempia keski-iällä (mediaani) 40 (41)vuotta kuin naiset 50 (51) vuotta. Loukkaantuneidenkeski-ikä nousi tutkimusjaksollanoin 0,8–0,9 vuotta per vuosi. Tämänoletetaan johtuvan ainakin osittain nuortentapaturmien vähenemisestä.Suurimmassa osassa tapauksista (77 %)vamma oli palovamma ja 17 prosentissa palokaasumyrkytysvailla palovammaa. Lopuissa6 prosentissa oli kyse vaihtelevan tyyppisistävammoista.Noin prosentissa liekkivammatapauksistaoli viitteitä itsensä vahingoittamisesta.Vammojen ilmaantuvuusLiekkivammojen kokonaisilmaantuvuudessaei ole ollut selkeää monotonista lasku-tai nousutrendiä. Kuitenkin ne tapaukset,joissa vammana oli palovamma vähenivät5,4/100000:sta 4,0/100000:een. Tämä vähenemäon pääosin miesten ansiota. Vastaavastipalokaasumyrkytykseen (vailla varsinaisiapalovammoja) johtaneet tapaukset lisääntyivät0,6/100000:sta 1,5/100000:een. Ikäryhmittäisetliekkipalovammojen ilmaantuvuudentrendit olivat laskevia etenkin nuortenikäluokkien miehillä.KuolleisuusKuusi prosenttia potilaista menehtyi ensim-PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 5

KIITOKSET 5250Hoitopäiviä keskimäärin200250Hoitopäiviä150Hoitopäiviä keskimäärin100keskiarvomediaanimäisen hoitoepisodinsa 200 aikana. Heistä 86 %oli saanut palovamman.Liekkivammojen 150 vuodeosastohoidonkustannuksetHoitopäiviä500keskiarvo0-­‐5 5-­‐10 10-­‐20 20-­‐30 30-­‐40 40-­‐50 50+Palaneen ihoalueen osuus %KokonaiskustannuksetKuva 1. Keskimääräiset hoitopäivät palaneen ihoalueen laajuuden mediaani suhteen.Vuosien 2001–2009 100 aikana keskimääräinensairaalahoidon vuosikustannus liekkivammoilleoli 5,6 (CI: 5,2–6,1) miljoonaa euroa Palaneen ihoalueen laajuuden vaikutus keskimääräiseen hoitoaikaanpotilaiden ensimmäisten hoitoepisodien osalta.Kustannus nousi 6,1 (CI: 5,6–6,7) mil-Keskimääräinen hoitoaika palaneen ihoalueen prosenttiyksikköä kohden oli 2.7 päivää ja50joonaan otettaessa mukaan jälkioperaatiot. mediaani Taulukko oli 1. 1.6 Keskiarvokustannusten päivää. Pienissä, alle estimaatit 5% palovammoissa (euroa) eräille ikä selvitään - palaneen keskimäärin alueen laajuus 7 päivänPalovammalliset tapaukset maksoivat vuodessa5,9 miljoonaa 0 euroa kaikkineen, kun taas10% 20% 30% 40%hoidolla, –yhdistelmille joskin puolet 95% luottamusväleineen.niistä voitiin hoitaa kahdessa päivässä tai nopeammin. Viisikymmentäprosenttia ja hieman laajemmin palaneiden keskimääräinen hoitoaika nousi runsaaseen 4kuukauteen käytettävissämme olleessa 8 potilaan osajoukossa. Annetut estimaatit ovatpalokaasumyrkytysten kustannukset 0-­‐5 5-­‐10 olivat 10-­‐2020v 20-­‐3016000 ± 30-­‐40 3400 40000 40-­‐50 ± 8500 50+ 80000 ± 19000 143000 ± 40000karkeita keskilukuja, 40v joihin 23000 liittyy ± 3300 huomattavaa 57000 ± hajontaa. 8800 112000 ± 23000 200000 ± 51000noin 190000 euroa.Palaneen 60v ihoalueen 32000 ± 6900 osuus 79000 % ± 18000 157000 ± 43000 281000 ± 89000Yksinkertainen kustannusmalliKeskikustannuksetHoitokustannusten Taulukossa 1 kuvataan selittymistä mallin muiden (1) tuottamia muuttujien ennusteita perusteella ja niiden mallitettiin luottamusvälejä. Gamma-regressiollaLuvut ovatKuva 1. Keskimääräiset hoitopäivätkäyttämällä suuntaa-antavia palaneenlogaritmistaihoalueen keskiarvon linkkifunktiota. estimaatteja. laajuuden Malli Mallinsuhteen. ei todennäköisesti yksinkertaisena tuota pitämiseksi hyviä ennusteita päädyttiin iän jaKeskimääräinen potilaskustannus oli noin selittämään palaneen kustannuksia alueen laajuuden ainoastaan suurilla tai palaneen hyvin pienillä ihoalueen arvoilla; laajuudella mm. noin (TBSA) 90% vammoista sekä potilaan oli19000 euroa ensimmäisen hoitoepisodin iällä. laajuudeltaan Sukupuoli korkeintaan poissuljettiin 40%. ei-merkitsevänä sekä mahdolliset komorbiditeetit jätettiin poisosalta Palaneen ja 20000 euroa ihoalueen jälkioperaatioineen. laajuudenmäärittämisvaikeuksienvaikutus keskimääräiseenvuoksi.hoitoaikaanMediaanikustannus oli noin 4200 euroa jälkioperaatioineen.Keskimääräinen Palovammoja hoitoaika saaneilla palaneen po-havaintoon. tävissämme ihoalueen olleessa prosenttiyksikköä 8 potilaan osajoukossa. kohden tamia ennusteita oli 2.7 ja päivää niiden luottamusvälejä. jaKustannustenaika YHTEENVETO nousi runsaaseenodotusarvolle4 kuukauteenestimoitiinkäytet-malli (1)Taulukossaperustuen1 kuvataanpalovammakeskuksenmallin (1) tuot-167tilailla kustannukset oli korkeammat; keskimäärin25000 euroa (mediaani 6900 euroa) joihin EEEE kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk liittyy huomattavaa = eeee ∝ sekä laskettu selvitäänAnnetut Tutkimuksessa estimaatit on ovat tiivistettynä karkeita keskilukuja, määritetty Luvut Suomen ovat vuodeosastohoitoon suuntaa-antavia keskiarvon johtaneiden estimaatteja.Malli ei todennäköisesti tuota hy-mediaani oli 1.6 päivää. Pienissä, liekkivammojen alle 5% palovammoissa tilannehajontaa. ∗ vuodeosastohoitojen keskimäärin Ä ∗Ä hoitokustannukset 7 päivän maan kattaviahoidolla, joskin puolet niistä voitiin aineistoja hoitaa käyttäen. kahdessa Vuodeosastohoitoon päivässä tai nopeammin. johtavia = liekkivammoja eeee . eeeeViisikymmentä.∗ on vuosittain .∗Ä keskimäärin (1)jälkioperaatioineen. Palovammattomilla, 300. Viime vuosikymmenen ajan palovammoja viä ennusteita saaneiden iän määrä ja palaneen on ollut alueen laskussa laajuudensuurilla nousi tai runsaaseen hyvin pienillä 4jamutta prosenttia palokaasumyrkytyksen ja hieman saaneilla laajemmin keskikulukuukauteen oli 3600 euroa käytettävissämme (mediaani 1100 eu-olleessa Hoitokustannusten euroa, joista 8 potilaan suurin selittymistä osajoukossa. syntyy muiden palovammoja Annetut noin 90 % estimaatit vammoista saaneiden oli hoidosta. ovat laajuudeltaan Pelkissä kor-Yksinkertainen palaneiden kustannusmallikeskimääräinen hoitoaikapalokaasumyrkytyksen nousussa. Vuosittaiskustannusten todettiin olevan noin arvoilla; 6 miljoonaa mm.roa) jälkioperaatioineen.karkeita keskilukuja, joihin liittyy muuttujien palokaasumyrkytyksissä huomattavaa perusteella hajontaa. mallitettiin hoidoksi Gammaregressiollahoitojakso. käyttämällä Näin ollen palovammallisilla logaritmista linkki-potilailla keskiarvokustannus ylsikin 25 000 euroon,riittää usein keintaan lyhyt tarkastusjakso 40 %. sairaalassa tai lyhytkun se jäi pelkän palokaasumyrkytyksen saaneilla 5 3 600 euroon.Palaneen Yksinkertainen ihoalueen laajuuden kustannusmalli vaikutus funktiota. Mallin yksinkertaisena pitämiseksikeskimääräiseen hoitoaikaanpäädyttiin selittämään kustannuksia ainoastaanvammoihin palaneen riitti ihoalueen n. 2-7 laajuudella päivän hoito. (TBSA) Vähintään Tutkimuksessa 50% palaneiden on joukossa tiivistettynä keskimääräinen määritettyYHTEENVETOPalaneen ihoalueen laajuus vaikutti voimakkaasti hoidossaoloaikaan. Muutaman prosentinKeskimääräinen hoitoaika palaneen ihoalueenprosenttiyksikköä Hoitokustannusten kohden selittymistä oli 2,7 päivääja käyttämällä mediaani oli 1,6 logaritmista päivää. Pienissä, linkkifunktiota. alle ei-merkitsevänä vaikutus hoitokustannuksiin. Mallin sekä mahdolliset yksinkertaisena Mallitusperusteisesti komorbi-liekkivammojen pitämiseksi arvioituna esimerkiksi tilanne päädyttiin 60-vuotiailla sekä laskettu saman vuo-muiden sekä hoitoaika potilaan muuttujienoli iällä. runsaat Sukupuoli perusteella4 kuukautta. poissuljettiin Palaneenmallitettiinalueen Suomen Gamma-regressiollalaajuuden vuodeosastohoitoon lisäksi iällä on johtaneiden huomattava5 prosentin selittämään palovammoissa kustannuksia selvitään keskimääriniällä. 7 päivän Sukupuoli hoidolla, joskin poissuljettiin puolet niis-ei-merkitsevänen vuoksi.kattavia aineistoja käyttäen. Vuodeosasto-ainoastaan diteetit kokoisen palaneen jätettiin palovamman pois ihoalueen määrittämisvaikeuksi-hoitaminen laajuudella kuin deosastohoitojen 20-vuotiailla (TBSA) sekä maksaa hoitokustannukset potilaan keskimäärin maan noinkaksinkertaisesti. Lisäksi palaneen alueen laajuuden kasvu lisää kustannuksia epälineaarisesti.Näin ollen korkeasekäikä jamahdollisetlaaja vamma yhtäaikaisestikomorbiditeetiton erityisenjätettiinhuono yhtälöpoiskustannustentä voitiin määrittämisvaikeuksien hoitaa kahdessa päivässä tai vuoksi. nopeammin.Viisikymmentä prosenttia ja hieman malli (1) perustuen palovammakeskuksen tain keskimäärin 300. Viime vuosikymme-kannalta. Kustannusten odotusarvolle estimoitiin hoitoon johtavia liekkivammoja on vuosit-laajemmin palaneiden keskimääräinen hoito-167 Laajimpien havaintoon. palovammojen toimivalla ehkäisyllä nen voitaisiin ajan palovammoja vaikuttaa saaneiden merkittävään määrä osaan onKustannusten odotusarvolle estimoitiin hoitokuluista, malli sillä verrattain (1) perustuen pieni osa potilaista palovammakeskuksen on laajasti palaneita ja tuottavat 167 suuren osanhavaintoon.vuosittaisista hoidon kokonaiskuluista. Laajoja palovammoja tiedetään aiheutuvan mm.asuntopaloista. Lisäksi asuntopalosta saattaa seurata palokaasumyrkytys.Palokaasumyrkytysten vähentäminen ei vaikuttaisi tuovan hoitokustannusten mielessä suurtaEEEE kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk = eeee ∝ ∗ säästöä, mutta Ä ∗Ä erityistä = huomiota eeee . eeee .∗ vaatii niiden rooli eeee .∗Ä asuntopaloissa. Palokuoleman (1) välitönkuolinsyy on yleisemmin palokaasumyrkytys kuin palovamma. Palokaasumyrkytyksiä ei siisvoida jättää huomiotta huolimatta matalammista hoitokustannuksista. Sillon tällöin laajojapalovammoja aiheutuu myös muissa tilanteissa vaatteiden syttymisestä. Lisäksi itsensävahingoittaminen tulella voi tuottaa laajat palovammat. Näiden kaltaisiin liekkivammoihinsaattaa olla vaikeaa kohdistaa ehkäisykeinoja.6 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

ollut laskussa ja palokaasumyrkytyksen nousussa.Vuosittaiskustannusten todettiin olevannoin 6 miljoonaa euroa, joista suurin osasyntyy palovammoja saaneiden hoidosta. Pelkissäpalokaasumyrkytyksissä hoidoksi riittääusein lyhyt tarkastusjakso sairaalassa tai lyhythoitojakso. Näin ollen palovammallisilla potilaillakeskiarvokustannus ylsikin 25000 euroon,kun se jäi pelkän palokaasumyrkytyksensaaneilla 3600 euroon.Palaneen ihoalueen laajuus vaikutti voimakkaastihoidossaoloaikaan. Muutamanprosentin vammoihin riitti noin 2–7 päivänhoito. Vähintään 50 % palaneiden joukossakeskimääräinen hoitoaika oli runsaat 4 kuukautta.Palaneen alueen laajuuden lisäksi iälläon huomattava vaikutus hoitokustannuksiin.Mallitusperusteisesti arvioituna esimerkiksi60-vuotiailla saman kokoisen palovammanhoitaminen kuin 20-vuotiailla maksaakeskimäärin noin kaksinkertaisesti. Lisäksipalaneen alueen laajuuden kasvu lisää kustannuksiaepälineaarisesti. Näin ollen korkeaikä ja laaja vamma yhtäaikaisesti on erityisenhuono yhtälö kustannusten kannalta.Laajimpien palovammojen toimivalla ehkäisyllävoitaisiin vaikuttaa merkittäväänosaan hoitokuluista, sillä verrattain pieni osapotilaista on laajasti palaneita ja tuottavatsuuren osan vuosittaisista hoidon kokonaiskuluista.Laajoja palovammoja tiedetään aiheutuvanmm. asuntopaloista. Lisäksi asuntopalostasaattaa seurata palokaasumyrkytys.Palokaasumyrkytysten vähentäminen ei vaikuttaisituovan hoitokustannusten mielessäsuurta säästöä, mutta erityistä huomiotavaatii niiden rooli asuntopaloissa. Palokuolemanvälitön kuolinsyy on yleisemmin palokaasumyrkytyskuin palovamma. Palokaasumyrkytyksiäei siis voida jättää huomiottahuolimatta matalammista hoitokustannuksista.Sillon tällöin laajoja palovammoja aiheutuumyös muissa tilanteissa vaatteiden syttymisestä.Lisäksi itsensä vahingoittaminen tulellavoi tuottaa laajat palovammat. Näidenkaltaisiin liekkivammoihin saattaa olla vaikeaakohdistaa ehkäisykeinoja.Laajimpien palovammojen toimivallaehkäisyllä voitaisiin vaikuttaamerkittävään osaan hoitokuluista.LÄHDELUETTELO1. Haikonen K, Lillsunde PM, Lunetta P,Lounamaa A, Vuola J. Fire-related injurieswith inpatient care in Finland: A 10-year nationwidestudy. Burns (2012), http://dx.doi.org/10.1016/j.burns.2012.09.0212. Hytonen M, Honkanen R, AskoseljavaaraS. Incidence of Burns Requiring Hospitalizationin Finland in 1980. Ann.Chir.Gynaecol. 1987;76(4):218-221.3. Nieminen S, Laaksonen V, ViljantoJ, Pakkanen A. Burn Injuries in Finland.Scand J Plast Reconstr Surg Hand Surg1977;11(1):63-67.4. Papp A. The first 1000 patients treatedin Kuopio University Hospital Burn Unit inFinland. Burns 2009; 35(4):565-571.5. Papp A, Rytkonen T, KoIjonen V, VuolaJ. Paediatric ICU burns in Finland 1994-2004. Burns 2008; 34(3):339-344.6. Zeitlin R, Somppi E, Jarnberg J. PediatricBurns in Central Finland betweenthe 1960s and the 1980s. Burns 1993;19(5):418-422.7. Takayanagi K, Kawai S, Aoki R. Thecost of burn care and implications for efficientcare. Clin.Perform.Qual.Health Care1999 Apr-Jun;7(2):70-73.8. Eldad A, Stern Z, Sover H, NeumanR, Ben Meir P, Wexler MR. The costof an extensive burn survival. Burns 1993;19(3):235-238.9. Hemington-Gorse SJ, Potokar TS,Drew PJ, Dickson WA. Burn care costing:the Welsh experience. Burns 2009;35(3):378-382.10. Onarheim H, Jensen SA, RosenbergBE, Guttormsen AB. The epidemiologyof patients with burn injuries admitted toNorwegian hospitals in 2007. Burns 2009;35(8):1142-6.11. Haikonen K, Lunetta P, Lillsunde PM,Sund R. Methodological challenges in usingthe Finnish Hospital Discharge Register forstudying fire-related injuries leading to inpatientcare. BMC Med Inform Decis Mak2013 Mar 15;13:36.12. Peltola M, Juntunen M, Häkkinen U,Linna M, Rosenqvist G, Seppälä T, Sund R.http://www.thl.fi/attachments/perfect/PERFECTMenetelm%C3%A4raporttiV10.pdf(haettu 30.4.2013)13. Davison, A.C. and Hinkley, D.V.(1997) Bootstrap Methods and Their Application.Cambridge University Press.14. McCullagh P. and Nelder, J. A. (1989)Generalized Linear Models. London: Chapmanand Hall.KIITOKSETTutkimuksen toteuttamisen on mahdollistanutPalosuojelurahaston myöntämä erityisavustusvuosille 2011–2012 ja 2013–2014.Töölön palovammaosaston osastoylilääkäri,dos. Jyrki Vuolan palovammatuntemus jaasiantuntijatuki tutkimusprojektille on ollutavuksi tutkimuksessa.www.facebook.com/pelastusopisto.tkPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 7

Aapo Immonen, jatko-opiskelija, Itä- Suomen Yliopisto, Kansanterveystieteen Laitos, Itä-Suomen yliopisto, Kuopion kampusKansanterveystieteen ja kliinisen ravitsemustieteen yksikkö, PL 1627, 70211 KuopioHannu Rantanen, erikoistutkija, Pelastusopisto, Hulkontie 83, 70820 KUOPIOSosiaalisessa mediassa syntyneendatan hyödyntäminen onnettomuuksissaja muissa kriisitilanteissaTiivistelmäTieto- ja viestintäteknologian kehityksenmyötä on tiedonvälitys ja informaation jakamisenkeinot lisääntyneet ja monipuolistuneetmyös onnettomuus- ja kriisitilanteissa.Viimeisimpien suuronnettomuuksien jakriisien yhteydessä maailmalla on huomionarvoistaollut sosiaalisen median yhä laajentunuthyödyntäminen tiedonlähteenä ja informaationjakokanavana kansalaisten kesken.Tähän vaikuttavana tekijänä on mitä ilmeisimminollut sosiaalisen median sovellustenhelppokäyttöisyys sekä palveluiden hinta, jotkaovat käytännössä tarjonneet lähes kaikillemahdollisuuden jatkuvaan yhteydenpitoonja tiedon välitykseen.Samansuuntaista kehitystä on havaittuSuomessakin ja tämän myötä myös turvallisuusorganisaatioissaon ryhdytty selvittämäänkeinoja hyödyntää sosiaalisen median kauttasyntynyttä dataa sekä tilannekuvan muodostamisessaettä kansalaisten informoimisessa.Tiedonvälitys on paitsi nopeutunut, myösglobalisoitunut. Tapahtumaa ja sen kehittymistävoi seurata moderneilla informaatio -jakommunikaatioteknologian välineillä reaaliajassa.Esimerkiksi Jokelan koulusurmien viikolla,viiden suosituimman uutisvälineen sivuilletehtiin yhteensä yli 30 miljoonaa vierailua.Netin keskustelupalstalla tieto Jokelanammuskelusta oli jo kaksi minuuttia ennenkuin poliisit saapuivat paikalle. Yleisö eiole enää rajattu tiedotusvälineen levikki- taikuuluvuusalueelle ja lähetysaikoihin, vaantietoa tuotetaan ja haetaan ajasta ja paikastariippumatta.Tässä artikkelissa tarkastellaan erityisestisosiaalisen median yhteyteen kerääntyvän datansuodattamista ja jalostamista hyödynnettäväänmuotoon. Esimerkkinä käydään läpiAustraliassa tehtyä tutkimusta, jonka aineistonaon vuoden 2011 Queenslandin tulvatja saman vuoden Christchurchin maanjäristysUudessa Seelannissa. Artikkelin fokuksenaon tarkastella, kuinka sosiaalisessa mediassasyntynyt data on muunnattavissa tiedollajohtamisen välineeksi kriisi- tai onnettomuustilanteissa.Teoreettisena viitekehyksenäon käytetty UNDP:n United NationsDevelopment Program Security Model mallinadatan luokittelun perustana. Luokitteluauttaa viranomaisia hahmottamaan minkätyyppisestä tilanteesta on kyse.Nyky-yhteiskunnan haasteetonnettomuus- ja kriisitilanteissaYhteiskunta on kehittynyt valtavalla vauhdillaviime vuosien aikana. Kaksi merkittäväätekijää ovat teknologinen kehitys sekä tiedonnopea leviäminen. Teknologian kehityson jo tuonut mittavia etuja yhteiskunnalle jataloudelle, koskettaen lähes kaikkia elämänalueitamme;sillä on merkittävä rooli arjessa,kotona, työssä ja koulutuksessa [1].Yhteiskunta on viimeisten vuosien aikanamuuttunut entistä digitaalisemmaksi jahuomattava osa tiedosta ja tietoyhteiskunnanpalveluista kulkee sähköisiä reittejä pitkin[1]. Moderni yhteiskunta on monimutkainentaloudellinen, kulttuurinen ja hallinnollinenjärjestelmä, jonka menestys edellyttää,että sen eri osa-alueet sopivat hyvin yhteenja ovat sopusoinnussa jatkuvasti myösonnettomuus- ja kriisitilanteissa. Yhteiskuntaon monella tasolla verkottunut ja sen myötämyös haavoittuvampi siten, että yhden osaalueenongelmat heijastuvat helposti muihinkinja voivat tuottaa kasautuvia ongelmia.Esimerkiksi energiasektorilla tapahtuvavakava häiriö tuntuu nopeasti televiestintäsektorilla,jossa mikä tahansa häiriö vaikuttaanopeasti pankki- ja kuljetussektoreihin janiin edelleen.Monet kriittiset infrastruktuurit ovat nykypäivänäyksityisen liike-elämän hoidossa.Niiden palvelurakenteet ovat kehittyneet hyvinmonimutkaisiksi ja toisistaan riippuvaisiksi,ja ne kuuluvat monille eri omistajille.Tästä johtuen mikään julkishallinnon organisaatio,alue tai yritys ei voi enää yksin vastatapalveluiden toimivuudesta häiriötilanteissavaan toimivuuden takaamiseksi väestön, liike-elämänja julkishallinnon yhteistyötä varautumisessaja kriisitilanteissa. Tässä onnistuminenedellyttää uutta ajattelutapaa ja uusiatoimintamalleja, erityisesti PPP (Public-8 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

Kriisinhallinta on syytä erotella (suur)onnettomuuksien hallinnasta (engl. Emergencyand Disaster Management activities). Yksi merkittävä ero on, että kriisinhallinta on pitempikestoistaja vaatii laajemman sidosryhmän kuin (suur)onnettomuuksien pelastustoiminta,joka kattaa vain ajallisesti lyhyen ja kohtuullisen selkeästi rajatun tehtäväko-Private-Partnership) yhteistyötä ja sen tunnistamista,että kriisitilanteen hoitoon osallistuvatkaikki, ja kaikki tarvitsevat ja myöskintuottavat tietoa, jonka oikea-aikainen käyttöon usein ratkaisevaa vaikeuksien ennaltaehkäisyssäja niiden voittamisessa ja normaalitilanteenpalauttamisessa.Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, ettäinformaation vaihto (Information Exhange)[2] ja tietämyksen jakaminen, (KnowledgeSharing) [3] edesauttaa kokonaisvaltaisentilannetietoisuuden syntymistä, jonka avullayhteiskunnallisiin poikkeamiin voidaanreagoida entistä varhaisemmin jopa ennaltaehkäistäniitä. Mitä enemmän ja tarkemminvallitsevasta tilanteesta kerätään dataaeri lähteistä ja mitä aiemmin asiantuntija saadatan analysoitavakseen sen nopeammin onsaatavissa kokonaiskuva tilanteesta ja sen kehittymisestä.Akateemisissa julkaisuissa kyseistävaihetta kuvataan termillä ’Sense makingphase’ [4,5].Kriisien ollessa poikkeukselliseen moniulotteisia,voidaan niitä lähestyä monesta erinäkökulmasta. Tässä artikkelissa tarkastellaanonnettomuuksia ja kriisejä inhimillisenturvallisuuden viitekehyksestä, jonka UN-DP on vuonna 1994 julkaistussa ’HumanDevelopment Report’ dokumentissaan jakanutseuraaviin osa-alueisiin: talousturvallisuus,ruokaturvallisuus, terveysturvallisuus,ympäristöturvallisuus, henkilökohtainen turvalli-suusyhteisöturvallisuus sekä poliittinenturvallisuus [6].Kriisinhallinta on syytä erotella (suur)onnettomuuksienhallinnasta konaisuuden (engl. Emergencyand Disaster Management activities).[7].Yksimerkittävä ero on, että kriisinhallinta on pitempikestoistaja vaatii laajemman sidosryhmänkuin (suur)onnettomuuksien pelastustoiminta,joka kattaa vain ajallisesti lyhyen jakohtuullisen selkeästi rajatun tehtäväko-konaisuuden[7].Pelastusviranomaiset ja muut pelastustoimintaanosallistuvat toimijat työskentelevätympäristössä, jotka koetaan uhrin näkökulmastakriiseiksi, viranomaisille tilanteet kuitenkinnäyttäytyvät yhtenä osana määritellyistätyötehtävistä. Pelastustoimintaan kuuluvattehtävät on kokonaisvaltaisen kriisinhallinnannäkökulmasta varsin selkeästi rajattu.Ne alkavat yleensä virallisen ilmoituksentai avunpyynnön jälkeen. On tärkeäähuomata, että kriisit saadaan päätökseen eriosapuolten näkökulmista eri aikaan. Vaikkapelastustoiminnan näkökulmasta tehtäväon hoidettu, kriisin omistajan näkökulmastakriisi voi jatkua pitkään ja sitä pyritään lievittämääneri sidosryhmien kanssa [7].Kriisinhallinnan näkökulmasta kriisit ovatlaajoja ja monimutkaisia operaatioita, joissatoimintaa on useassa kerroksessa, ’makrotason’poliittisesta päätöksenteosta aina ’mikrotason’toimenpiteisiin, joissa toiminnan painopisteon määritelty etukäteen erittäin tarkastija jossa organisaatiot hyödyntävät kaikenosaamisensa syvällisesti tarkkaan rajattuuntoimintaympäristöön. Mikrotason toiminnallaei tässä viitata organisaatioiden kokoon,vaan valikoituun erikoisosaamiseen,joita eri organisaatiot edustavat. Nämä eritasot eivät poissulje toisiaan, ne ovat pikemmintoisiaan täydentäviä toimintoja kriisinhallinnassa[8].Informaatio- ja kommuni kaa Tioteknologiankehitys, KriiTTisetmenestySTekijät sosiaalisen mediantuottaman tiedon hyödyntämisessäSuuronnettomuuksissa ja kriiseissä viestinnännopeus ja koordinointi on haaste. Nopeastitoimiva media siirtyy lähes välittömästipuhtaasta tapahtuman, onnettomuuden, uutisoinnistatilanteen taustoittamiseen. Koskamedia ja sen kautta kansalaiset elävät reaaliajassa,tulee myös viranomaisten pystyävastaamaan nopeasti kansalaisten tiedontarpeisiinja hyödyntää kansalaisten itse tuottamaatietoa [9].Sosiaalisen median käyttö lisääntyy myösviranomaisten kriisiviestinnässä koko ajan.Ulkoasianministeriö käytti tehokkaasti sekäFacebookia että Twitteriä Japanin luonnonkatastrofissa.Tällä hetkellä sosiaalisen medianohjeistus on hyväksytty tai valmisteilla useimmissaministeriöissä ja monissa niiden alaisissavirastoissa ja laitoksissa [10].Nyky-yhteiskunnassa dataa syntyy ja liikkuuvaltavia määriä sen ollessa niin heterogeenistä,ettei ilman luotettavaa varmuuttasen alkuperästä ja oikeellisuudesta ole mahdollistajohtaa syvällisiä analyysejä. Datanluotettavuuden varmistamiseksi on kyettävävarmistamaan sen koko elinkaaren hallinta,josta selviää mistä data on muodostunut, kukasen omistaa, kenellä on käyttö- ja muokkausoikeudetsiihen sekä miten, kuinka kauanja missä dataa säilytetään sekä milloin jamiten se aikanaan tuhotaan.Viime aikoina on esitelty useiden projektienlopputuloksina sosiaalisen median tek-Kuva 1, Kriisin eri vaiheetPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 9

nologioihin perustuvia ratkaisuja, joiden oletetaantuottavan tavalla tai toisella lisäarvoakriisin- tai onnettomuuden hallintaprosesseihin.Tämän artikkelin tuottamisen yhteydessätehdyn systemaattisen kirjallisuuskatsauksenperustella leimallista keskusteluille on ollutsen teknologiakeskeisyys, missä pyritäänpohtimaan mihin uutta teknologiaa olisi helpointasoveltaa sen sijaan, että pyrittäisiin kehittämäänpelastustoiminnan tai kriisinhallinnanprosesseja.Moderni lähestymistarkastelu, jota kuvaakäsite Knowledge Management (KM), pyrkiiongelmakeskeiseen lähestymiseen. Tarkastelunkohteena ovat prosessien muutokset.Tässä viitekehyksessä teknologia ei nähdäitseisarvona, vaan välineenä jolla toteutetaantarvittava muutos prosessissa. KM käsitteidenmukaan tieto muodostuu yhdistämällädata asiantuntijuuteen, jonka pohjaltamuodostuu informaatio. Informaatio taas onperusteltavissa olevan päätöksenteon peruspilari[2]. Tämän päivän tietoyhteiskunnankeskeisimpiä haasteita onkin syntyvän datansuuri määrä suhteessa asiantuntemukseen, sekädatan luottavuuteen, käytettävyyteen sekäomistajuuteen liittyvät kysymykset [11].KM:ssä ilmiötä ei tarkastella pelkästäänteknisestä viitekehyksestä, vaan prosessilla jatoimijoilla on ilmiössä yhtä suuri merkitys.KM on tapa tarkastella teknologian vaikuttavuuttasuhteessa toiminnan kehitykseensiten, että kysymyksenasettelu lähtee enemmäntoiminnan tarpeista kun teknisistä kysymyksistä,muodostaen dynaamisen vuorovaikutuksenteknologian ja käyttäjien välille.KM:n kolmas ulottuvuus on toimijat, joillatässä yhteydessä tarkoitetaan käyttäjiä, sidosryhmiäsekä toiminnallista ympäristöä [12].Toimintaympäristön kypsyydellä viitataantässä kontekstissa siihen, että toiminnan ollessavarsin haastavaa poikkeuksellisessa ympäristössä,on kiinnitettävä erityistä huomiota,että teknologian käytettävyys täyttää käyttäjienja toimintaympäristön sille asettamatvaatimukset. Käyttäjien kypsyyteen hyödyntääteknologiaa vaikuttaa myös suuresti systemaattinenkoulutus ja tekninen tuki, jokavarmistaa, että loppukäyttäjät ym-märtävätteknologian mukanaan tuoman lisäarvon [4,12]. Kokonaisarkkitehtuuriajattelu, jota mm.Valtionvarainministeriön JulkIT-hanke onvahvasti esittämässä yleiseksi viitekehykseksitulevaisuuden IT-strategioissa, tukee myösedellä kuvattua lähestymistäKansalaiset voivat osallistua tiedon tuottamiseenkriisinhallinnan kannalta aktiivisinatai passiivisina toimijoina. Osallistuva havainnointi(participatory sensing), tarkoittaatilannetta, jossa kansalaiset aktiivisesti tuottavattietoa järjestelmään. Tietoa voidaan tuottaajoko online-laitteilla, kuten matkapuhelimillatai offline-laitteilla, kuten kannettavattai työasematietokoneet. Lisäksi saman käsitteenalle luetaan usein myös sosiaaliseen mediaankirjoittaminen. Sosiaalisessa mediassasyntyvä data on yksi keskeisimpiä informaationlähteistä myös kriisitilanteissa. Kansalaisillaon yhä suurempi rooli kriisitilanteissainformaation lähteinä. Kriisitilanteessapaikalla olevat henkilöt turvautuvat entistäenemmän erilaisiin sosiaalisen median sovelluksiin.Näistä yleisimpiä ovat tänä päivänäFacebook ja Twitter mutta sosiaalisen medianlaajamittaisen hyödyntämisen osalta ollaanvasta aivan alkumetreillä ja on syytä olettaa,että tulevaisuudessa eri tapoja ja eri tekniikoitatulee olemaan laajasti käytössä.Erilaiset sensorit ja mittauslaitteet yleistyvätjatkuvasti esimerkiksi kaupunkiympäris-tössä,ja niiden lähettämää tietoa voidaanhyödyntää uusin tavoin. Älypuhelimet sisältävätjo nyt monia erilaisia sensoreita ja niidenmäärä tulee kasvamaan tulevaisuudessa.Ihminen voi myös toimia "sensorina" tekemälläerilaisia havaintoja esim. liikenteenruuhkista tai kaupungin ilmanlaadusta, taivedenkorkeudesta tulvan aikana. Osallistuvanhavainnoinnin ratkaisuja on kehitetty eritarpeisiin käyttäen erilaisia teknisiä havaintomenetelmiä.Alueelle on myös ehdolla arkkitehtuurejakuten G-Sense ja PRISM (Platformfor Remote Sensing using Smartphones)[13] mutta sekä tekninen että toiminnallinenkehitys alalla on vielä varsin vilkasta,joten toimintamallit tulevat kehittymäänjatkossa. Yhdysvalloissa on pitkä historia vapaaehtoistenhavainnontekijöiden verkostojenhyödyntämisestä [14] ja todistettavastiniillä on ollut suuri merkitys varoituspäätöksenteossa [15]. Silminnäkijähavaintoja hyödynnetäänvaroitusprosessissa myös esimerkiksiSaksassa ja Unkarissa[16]. Suomessakinkansalaisten aktiivisesta osallistumisesta on jokokemusta esimerkiksi voimakkaiden ukkospilvienaiheuttaman sään osalta. Siihen liittyväthavainnot perustuvat pääsääntöisesti ilmiönja tuhojen silminnäkijähavaintoihin. Koskaukkospilvien vaikutusalue on yleensä pieni,ei niihin liittyvistä suurista rakeista, myrskypuuskistatai trombeista juuri koskaan saadahavaintoja Ilmatieteen laitoksen havaintoasemilta.Suomessa VTT on ollut aktiivinentutkija osallistuvan havainnoinnin alueella jakehittänyt omaa EnviObserver-tuotettaan,jota on pilotoitu mm. ilman- ja vedenlaatututkimuksessa.Pilottikäytössä olleella Levälahti-sovelluksella,jota on tehty yhteistyössämm. Suomen ympäristökeskuksen, VTT:nja WWF:n kesken, voi lähettää omia levähavaintojaälypuhelimella. Havainnoissa lähetettiinlämpötilatiedot, aikaleima ja GPStiedotsekä kamerakuva, jonka avulla ympäristökeskuksessalaskettiin sameus- ja näkyvyysarvot.Osallistuvaan havainnointiin soveltuvaateknologiaa on siis jo laajasti kansalaistenkäytettävissä, mutta motivointi on edelleenavoin kysymys. Aihetta on sivuttu useissa tutkimuksissaja VTT:n on omassa raportissaanEnviObserver – Participatory Sensing Toolfor Environmental Monitoring (VTT 2011)tehnyt yhteenvetoa ja todennut, että osallistuvanhavainnoinnin sovellusten tulisi ollasellaisia, jotka motivoivat tekemään havainnointia.Kannustimet ja palautemenettelytvoidaan ottaa mukaan, mutta kannustimenei tarvitse olla välttämättä rahallinen. Seuraavatseikat motivoivat osallistumista:• Relevanssi – palvelun täytyy olla merkityksellinenkäyttäjälle ja liittyä hänen jo-kapäiväiseenelämäänsä• Välitön palaute käyttäjälle siitä, että annetuttiedot on otettu mukaan järjestelmään.• Palkkio – käyttäjille maksetaan tai annetaanmaksutta tietoa, jota ei ole muuten yleisestisaatavilla.• Sosiaaliset näkökohdat – Mukaan tulevatkäyttäjät saavat havainnoijan statuksen ja liittyvätvertaisverkostoon.• Muistutukset – käyttäjät muistutetaanhavaintojen tekemisestä ja pyydetään mukaanuusiin havainnointihankkeisiin.Datan käyttöoikeudet ovat tärkeä kriteeritiedon hyödyntämisessä. Esimerkiksi Twitteravaa vain osan liikenteestään kolmansienosapuolien käsiteltäväksi. Tällä tavoin datanomistaja voi sekä osallistua avoimeen jakeluunettä pitää arvokkaimman raakamateriaalinitsellään. Tällaisin rajoituksin mahdollistetaanpalveluiden sisältämän datan hyödyntäminenosana sovelluksia, mutta estetään da-Ulkoasianministeriö käyttitehokkaasti sekä Facebookia ettäTwitteriä Japanin luonnonkatastrofissa.10 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

tan kopioiminen kokonaisuudessaan louhittavaksi.Kolmansien osapuolien kyky seuloatietoa keskusteluista tai tietokantoja on rajoitettuja rajoitusten purku onnistuu korkeintaaninvestoimalla merkittäviä summia datanostamiseen. [17] Avoimeksi onkin jäänytkeskustelu, millä perusteella kaupallinenyritys, tässä tapauksessa Twitter, on kyennytmäärittelemän kertyneen aineiston omistajuudenitselleen.Tyypillistä nykypäivän kriiseissä on, ettäne koetaan varsin subjektiivisiksi. Se mikäon jollekin kriisitilanne, voi toiselle olla normaaliaarkea. Juuri tämä tekee kriiseistä monitahoisiavaatien kriisinhallintaviranomaisiltapoikkeuksellista monialaista osaamistahyödynnettäväksi lyhyessä ajassa kovan paineenalla. Päätöksentekoprosesseja onkin pyrittyhelpottamaan tuomalla tilanteeseen mukaaneri toimialojen asiantuntijuutta tulkitsemaantilanteesta syntyvää dataa ja ennakoimaanmahdollisimman varhaisessa vaiheessatilanteen muodostumista [9,11]. Kriisinhallinnannäkökulmasta kriittiseksi menestystekijäksion muodostunut kyky saada mahdollisimmanvarhaisessa vaiheessa kokonaisvaltainenkäsitys tapahtuneesta perustuen kertyneeseenluotettavaan dataan.Myös viranomaisten keskuudessa on alettupohtia sosiaalisen median mukanaan tuomaalisäarvoa. Viranomaiset etsivät jatkuvastikeinoja hyödyntää kansalasia lisäresursseina.Sosiaalinen media välineenä voi toimija näidentoimijoiden yhdistäjänä. Ilmiötä on alettumyös tutkia syvällisemmin. Ilmiön ympärilleonkin syntynyt kokonaan oma tutkimusala,’Crisis informatics’. Sosiaalisen medianhyödyt näyttävät kiistattomilta; rat-kaisujenkäytettävyys, kustannukset sekä käytönjatkuvuus ovat ominaisuuksia, jotka takaavatratkaisujen laajamittaisen käytön lähitulevaisuudessakin.Käyttäjämäärät osoittavat,ettei kyseisen teknologian käytöstä tulla luopumaanlähitulevaisuudessa, joten on perusteltuaarvioida, miten kriisinhallinta voi hyödyntääko. teknologiaa. Haasteeksesi näyttääkuitenkin muodistuvan tietoturvallisuuteenliittyvät kysymykset.Case-esimerkki Queenslandin tulvat jaChriSTChurchin maanjäristysSuomessakin kansalaisten aktiivisestaosallistumisesta on jo kokemustaesimerkiksi voimakkaiden ukkospilvienaiheuttaman sään osalta.Seuraavassa tarkastellaan Australiassa tehtyätutkimusta, jonka aineistona oli vuoden2011Queenslandin tulvat ja saman vuodenChristchurchin maanjäristys Uudessa Seelannissa.Kyseisen vuoden alkupuolella kohtasiAustralian Queenslandia tulva peittäennopeasti mm. mittavan osan Brisbanen kaupunkia.Pian tämän jälkeen koki myös UusiSeelanti voimakkaan maanjäristyksen, mikätuhosi minuuteissa suuren osan Christchurchinkaupunkia. Molempien vakavien kriisienaikana todettiin sosiaalisessa mediassadramaattinen viestiliikenteen kasvu Twittermikroblogipalvelussa.Kyseinen poikkeamaherätti kiinnostuksen tutkimaan ilmiötä sekäarvioimaan, sisältävätkö kansalaisten sosiaalisenmedian kautta lähtemät viestit kriisinhallinnanviitekehyksestä sellaista tietoa,jota voidaan tulkita kriisinhallinnan näkökulmastaheikoiksi signaaleiksi, varhaisiksivaroituksiksi tai voidaanko syntynyttä dataamuutoin hyödyntää kriisinhallinnassa tai onnettomuustilanteissa?Työssä määriteltiin edellä mainitutUNDP:n turvallisuuden osa-alueet luokiksi,joihin sosiaalisessa mediassa onnettomuustilanteeseenliittyvät viestit pyrittiin luokittelemaan.Tavoitteena oli todentaa pystytäänköviestien perusteella määrittelemään minkätyyppisestä onnetonmudesta on mahdollisestikysymys, jotta tarvittavat asiantuntijaresurssitvoidaan ottaa käyttöön mahdollisimmanvarhaisessa vaiheessa.Ennen luokittelua oli kuitenkin kyettäväerottelemaan inhimillisen turvallisuuden näkö-kulmastarelevantti data. Tämä toteutettiinkäytännössä hyödyntämällä tiedolla johtamisenteoriaa (Knowledge Management,KM) Nonaka jonka mukaan maailma ontäynnä dataa, josta syntyy informaatiota tietämyksenja viisauden pohjaksi, kun asiantuntijakykenee tekemään johtopäätöksiä datanperusteella [3, 12]. Käytännössä mallissapyritään inhimillisen turvallisuuden avainkäsitteidenperusteella poimimaan tähän kontekstiinolennainen data arvioitavaksi. Kunkontekstin kannalta olennainen informaatioon eroteltu datasta, tapahtuu itse uuden tiedonluokittelu [3].Tutkimuksen tausta-aineisto kerättiinTwitter mikroblogi -palvelusta, joka on yksimaailman käytetyimmistä sosiaalisen mediansovelluksista. Twitterin perusideana ontarjota massajakeluna reaaliaikaista lyhytsanomapalvelua(max 140 merkkiä). Viestitvoidaan myös liittää metadataan lisäinformaatiotavarten. Keskeisenä ominaisuutenaTwitterissä on, että käyttäjät rajaavat viestittiettyihin sisältöihin, joka on helpotti myöstässä tutki-muksessa esitettyihin kriiseihinliittyvien viestien hakua [18].Tutkimus toteutettiin vuoden 2011 ja sentavoitteena oli luoda Twitter mikroblogi -palvelunkautta kyseisten kriisien aikana lähetetyilleviestille luokittelukriteeristö sekä ohjeistusaineiston luokittelulle inhimillisen turvallisuudenviitekehyksestä. Ttavoitteena oli ettäjatkossa mallista voitaisiin luoda geneerinen,jotta se soveltuu laajemminkin datan luokitteluunkriisitilanteissa.Tutkimuksessa käytetty aineisto valikoituiavainkäsitteiden perusteella noin 48000 twitter-viestistä,jotka oli tuotettu noin 18000 erilähteestä, tässä tapauksessa viestien kirjoittajasta.Analyysivaiheeseen valikoitui satunnaisotannalla339 viestiä, jotka luokiteltiin manuaalisestikolmen tutkijan voimin.Luokittelu tapahtui kahdessa eri vaiheessa.Ensimmäisessä vaiheessa pyrittiin erottelemaandatainformaatiosta. Annettu ohjeistustukehtui vahvasti Nonakan ja Takeuchinvuonna 1995 kuvaamaan tietoteoriaan (KnowledgeManagement, KM) [12]. Tämän mukaanmaailma on täynnä dataa, jota ei voi eikätarvitse hallita. Datasta syntyy informaatiotatietämyksen ja viisauden pohjaksi asiantuntijankyetessä tekemään johtopäätöksiädatan perusteella. [3].Työssä siis pyrittiin ensimmäisessä vaiheessaerottelemaan kriisinhallinnan näkökul-mastasellaiset viestit, jotka viittasivat johonkininhimillisen turvallisuuden osa-alueeseen.Nämä viestit tunnistettiin informaationlähteiksi ja loput kontekstin kannalta merkityksettömäksidataksi, jota ei hyödynnettyjatkokäsittelyssä.Toisen vaiheen luokittelun perustana käytettiinUNDP:n (United Nations DevelopmentProgramme) vuonna 1994 julkaistuaHuman Development -raporttia [6]. Kerättyaineisto luokiteltiin raportin mukaisten osaalueidenperusteella.Luokittelua varten kirjoitettiin erillinenohjeistus (guidelines), jonka luotettavuuttatestattiin Cohen's kappa -menetelmän avulla.Menetelmä on luokkamuuttujien välinenyhtäpitävyyden mitta ja jolla arvioidaan useammanarvioitsijan luokittelun menettelytavanyhtäpitävyyttä. Kappa-arvo on tilastotieteellinenlaskennallinen arvo, jota voidaan soveltaamonenlaiseen käyttöön ja joka on tilastollinenmitta tutkijoiden välisestä luotettavuudesta(interrater reliability). Kappa-arvoapidetään vankempana mittana kuin yksinkertaistaprosentuaalista yhtäpitävyydenPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 11

laskemista, koska kappa-arvo ottaa huomioonmyös sattuman. Manuaalisia luokittelukierroksiatehtiin kolme kappaletta, joidenvälissä ohjeistuksia tarkennettiin tutkijoiltasaadun palautteen perusteella.Ensimmäisen vaiheen luokittelu onnistuitutkijoilta ensimmäisestä kierroksesta lähtienCohen's kappa-vertailun perusteella kiitettävästi.Luokittelun jälkeen noin 24 % havaintoaineistostapäätyi hyödynnettäväksi luokitteluntoiselle kierrokselle. Toisen kierroksenluokittelun ohjeistus oli ensimmäisellä kierroksellapuutteellista johtaen siihen, etteivättutkijat päässeet yksimielisyyteen. Ohjeistustentarkennusten jälkeen toisen kierroksenluokittelun luotettavuus saatiin Cohen'skappa-vertailun perusteella hyväksyttäväksi jayhtäpitäväksi,. Haasteellisimmiksi luokitteluluokiksiosoittautuivat viestit, joissa viitat-tiinhenkilökohtaiseen, yhteisölliseen tai ympäristöönliittyviin uhkiin. Helpoimmin luokiteltaviaolivat talousturvallisuus, ruokaturvallisuus,terveysturvallisuus sekä poliittiseen turvallisuuteenliittyvät viestit..Tuloksena syntyi luotettava luokittelukriteeristö,jonka avulla saadaan tuotettua sosiaalisessamediassa syntynyt relevantti data oikeidenasiantuntijoiden käyttöön perustuenUNDP:n määrittelyihin. Kriisinhallinnan tavoitteidenmukaisiin ennaltaehkäiseviin toimenpiteisiintähtääviin prosessin muutoksiinpäästään, kun asiantuntijoiden analyysienperusteella saadaan entistä aiemmin kokonaiskuvapoikkeavasta yhteiskunnallisestatilanteesta.PohdintaaKehittyvissä yhteiskunnissa sosiaalinen medianäyttää olevan luonnollinen ja modernikehitystrendi datan tuottamiselle, jota kriisinhallinnankintulisi kyetä hyödyntämään.Kerätty data tulisi olla kriisinhallinnan kriittisentarkastelun kohde mahdollisten heikkojensignaalien tunnistamiseksi. Sosiaalisenmedian hyödyntäminen näyttää olevan myösvarteenotettava keino saada kansalaiset aktiivisiksitoimijoiksi kriisitilanteissa. Poikkeavaantilanteeseen ajautuneet kansalaiset, jotkavälittävät dataa kohteesta, voidaankin määritelläinteraktiivisiksi mobiileiksi sensoreiksi,jotka toimivat aktiivisina datan lähteinä.Tehdyn tutkimuksen pohjalta voi todeta,että sosiaalinen media on kriisitilanteissarunsas datan lähde, jonka informaatioarvoatulee kuitenkin kyetä tarkastelemaan kriittisesti.Syntyneen datan hyödynnettävyys kriisin-tai onnettomuuksienhallinnan aineistonavaatii, että koko data ja datan luotettavuushallitaan aina koko sen elinkaaren ajan. Tähäntarvitaan valmiita ja testattuja menetelmiä,joilla voidaan varmistaa data luotettavuussekä luokitella ja analysoida tietoa, niinettä datasta nousee merkityksellinen sekä tilannekuvanrakentamiseen ja päätöksenteonpohjaksi soveltuva informaatio esiin.Kritiikkiä kohdistuu tietoturvallisuuteenliittyviin kysymyksiin, kuten esimerkiksi siihenmiten varmistetaan tiedon oikeellisuus,muuttumattomuus (eheys) sekä datan luotettavuus.Lisäksi keskeisiksi kysymyksiksi nousevataineiston omistajuuteen, editointiin, arkistointiin,kaupalliseen käyttöön sekä tuhoamiseenliittyvät kysymykset, jotka tulisi ollaetukäteen määriteltyä ennen datan laajamittaisempaahyödyntämistä. nousevat esiin,kun kehitetään ja käyttöönotetaan osallistuvaanhavainnointiin tukeutuvia järjestelmiä.Tätäkin on tutkittu varsin laajasti ja mm.VTT on havainnut omissa piloteissaan asiantärkeyden. He havaitsivat myös ristiriidanyksityisyyden suojan ja tietojen laadun välillä.Käyttäjiä olisi ollut tarpeen luokitella, jottasaatuja tietoja olisi voitu evaluoida. Muttavaatimalla käyttäjäprofiilia ja mahdollistarekisteröitymistä olisi toisaalta rajoitettuhalukkaitten osallistujien määrää ja samallahyödyllisten havaintojen määrää.Suomalaisten turvallisuustoimijoiden näkökulmastaoleellista on, ettei tarkastelunasettelu ole teknologiakeskeistä, eikä pidättäydytäjuuri nyt käytössä olevien teknologioidenhyödyntämiseen. Tarkastelussa onkinsyytä laajemmin ottaa haltuun käynnissäoleva tietoyhteiskunnan uusi murros ja arvioida,millä reunaehdoilla sosiaalisen medianja muiden kehittyvien järjestelmien kauttasyntyvä informaatio voidaan parhaiten hyödyn-tääkriisitilanteissa.Tulevaisuuden teknologiset kehityssuunnatja niiden käyttötapojen ollessa tuntemattomia,olisi loogista pyrkiä luomaan kehityspolkutukemaan ongelmakeskeistä ratkaisua,jossa huomioidaan myös toimintaympäristönkypsyys teknologian avulla toteutettavaanprosessinmuutokseen.LÄHDELUETTELO1. Kohti esteetöntä tietoyhteiskuntaa. Toimenpideohjelma2011–2015 Liikenne- javiestintäministeriö, Ohjelmia ja strategioita1/2011.2. Awad, E.M.,Ghaziri, H. KnowledgeManagement. Prentice Hall, 2004.3. Bali, R.K., Wickramasinghe,N.,Lehaney. B. Knowledge Management Primer.Routledge, USA, 20084. Aaltonen, M., The third lens: multi-ontologysense-making and strategic decisionmaking.Ashgate Publishing House, 2007.5. Koraeus, M., Who Knows? The Use ofKnowledge Management in Crisis Crisis ManagementEurope Research Program, Volume36, Swedish National Defence Collegeand CRISMART, 2008.6. UNDP, The United Nations DevelopmentProgramme's 1994 Human DevelopmentReport: http://hdr.undp.org/en/reports/global/hdr1994/.Haettu 15.1.20137. McLoughlin, D. A Framework for IntegratedEmergency Management: A Challengefor Public Administration. Public AdministrationReview Vol. 45 pp. 165–172.1985.8. Häikiö, A., Narrow and Broad Interpretationof the Priority Areas in Civilian CrisisManagement' Teoksessa Korhonen S, SumuvuoriJ. 2006: 'From Conflicts to DevelopmentAn Introduction to EU Civilian CrisisManagement.' Jyväskylä: Gummerus KirjapainoOy, 2006.9. Immonen, A., Rantanen, H.. Informaatio-ja kommunikaatioteknologian (ICT) liiketoimintamahdollisuudetkriisinhallinnassa’Pelastusopiston julkaisu B-sarja: Tutkimusraportit4/2011. ISBN 978-952-5905-11. 2011.10. Pääministerin vastaus kirjalliseen kysymykseenSähköisen kriisiviestinnän paranta-misestaKK 1406/2010 vp http://www.eduskunta.fi/faktatmp/utatmp/akxtmp/kk_1406_2010_p.shtml11. Immonen, A., Bali, RK., Naguib, R.,2009: 'Towards a Knowledge-Based ConceptualModel for Post-Crisis Public HealthScenarios.' 4th International ConferenceHumanoid, Nanotechnology, InformationTechnology Communication and Control,Environment and Management (HNICEM).The Institute of Electrical and ElectronicsEngineers Inc. (IEEE).12. Nonaka, I., & Takeuchi, H. The knowledge-creatingcompany. Oxford UniversityPress, 1995.13. Perez, A., Labrador, M., Barbeau. G-Sense: A Scalable Architecture for GlobalSensing and Monitoring. IEEE Networks.24, 4 s. 57–64. 2010.14. Doswell ym. 1999; Moller 2001 DoswellIII, C. A., Moller, A. R. ja Brooks, H.E. 1999. Storm spotting and public awarenesssince the first tornado forecasts of 1948.Wea. Forecasting, 14, s. 544–557. 200115. McCarthy, D. H. 2002. The role ofground-truth reports in the warning decision-makingprocess during the 3 May 1999Oklahoma tornado outbreak. Wea. Forecasting,17,s. 647–649. 2002.16. Rauhala, J. ja. Schultz, D. M. Severethunderstorm and tornado warnings in Europe.Atmos. Res. 93, s. 369–380. 200917. Alanko Big data ja yksityisyydensuojalähde http://ivorio.fi/fi/blogi/big-data-ja-yksityisyydensuoja.Haettu 26.4.201318. Welcome to Twitter. Available: http://twitter.com. 201212 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

Esa Kokki, Pelastusopisto, PL 1122, 70820 KuopioHäkä asuintaloissaTiivistelmäTutkimuksen tavoitteena oli tarkastella häkäpitoisuuksiaItä-Suomen asuinrakennuksissatalvella 2011. Tutkimuksen aineisto kerättiinkyselylomakkeella neljän pelastusalueen palotarkastustenyhteydessä. Häkäpitoisuuksienmittaamisessa käytettiin pelastusviranomaistenhäkämittareita. Aineisto analysoitiin kuvailevintilastollisin menetelmin.Joka kymmenennessä asuinrakennuksessaesiintyi kohonneita häkäpitoisuuksia. Asuinrakennustenpääasiallinen hään lähde oli leivinuuni.Lämmityskaudella tulisijaa käytettiinviikoittain. Häkävaroitin oli hankittujoka kolmanteen asuntoon. Puolet varoittimistaoli asennettu seinälle ja puolet kattoon.Mitä vanhempi ja kokeneempi tulisijan käyttäjäoli, sitä useammin asuinrakennuksessa ilmenikohonneita häkäpitoisuuksia. Palamisenpitkittämisellä, säätämällä savuhorminsulkupeltiä pienemmälle ja pellin aikaisellasulkemisella, oli yhteys kohonneisiin häkäpitoisuuksiin.Kohteissa, joissa mitattiin kohonneitahäkäpitoisuuksia, asukkaat kokivatuseasti terveydentilansa huonoksi.JOHDANTOHäkää syntyy, kun palaminen on epätäydellistä.Suomessa todetaan vuosittain noin satakuolemaan johtanutta häkämyrkytystä. Tilastokeskuksenkuolemansyytilastojen mukaan5–20:ssä tapauksista häkäkuolema ei ole liittynyttulipaloon. [1,2]Häkämyrkytysten ennaltaehkäisy on osapelastuslaitosten riskienhallintatyötä. Pelastusalanasiantuntijat ovat arvioineet, että kaikillakansalaisilla ei ole riittävää kokemustatulisijojen käytöstä, eivätkä he myöskään olesaaneet siihen asianmukaista perehdytystä.Toisaalta on epäilty, että myös kokeneet tulisijojenkäyttäjät saattavat altistua arjessaankorkeille häkäpitoisuuksille.Palotarkastajat pyrkivät suosittelemaan häkävaroittimiakohteisiin, joissa häkäesiintymänriski on kohonnut. Häkäonnettomuuksien ehkäisyssäon esitetty erilaisia näkemyksiä häkävaroittimenoikeasta sijoittelusta. Häkäkaasujenkäyttäytymistä erilaisissa rakennuksissa eiole pystytty uskottavasti todentamaan, koskailman liikkuminen tilassa riippuu monista tekijöistä,muiden muassa ilmanvaihdon voimakkuudestaja häkäkaasujen lämpötilasta.TUTKIMUKSEN TAVOITTEETTutkimuksen [3] tavoitteena oli tarkastellahäkäpitoisuuksia tutkimusalueen asuinrakennuksissatalvella 2011, lämmityskaudella.Varsinaisia tutkimuskysymyksiä olivat:• Onko käyttökokemuksella yhteyttä tulisijojenkäyttöön?• Onko tulisijojen tai hormien iällä yhteyttähäkäesiintymiin?• Onko ilmanvaihtojärjestelmillä yhteyttähäkäesiintymiin?• Onko muita tekijöitä, joilla on yhteyttähäkäesiintymiin?• • Onko häkäpitoisuuksilla yhteyttä asukkaidenterveydentilaan?TUTKIMUSAINEISTOAineisto kerättiin 1.1.–30.4.2011 välisenäaikana Etelä-Karjalan, Etelä-Savon, Pohjois-Karjalan ja Pohjois-Savon pelastuslaitostenalueilla asuinrakennusten palotarkastustenyhteydessä. Häkäpitoisuudet mitattiin kaikissakohteissa samanlaisella häkämittarilla. Kyselylläkerättiin rakennusten tulisijojen käyttöönja asukkaiden terveyteen liittyviä tietoja.Havaintoja kertyi yhteensä 754 kappaletta,mikä on noin viidesosa alueella tehdyistä palotarkastuksista(Taulukko 1).Analysoinnissa aineistoa kuvailtiin tunnuslukujenja kuvioiden avulla. Muuttujienvälisiä riippuvuuksia tarkasteltiin ristiintaulukoinnillaja testattiin siihen liittyvälläkhii-toiseen -testillä. Muuttujien keskilukujeneroja testattiin Mann Whitneyn U- jaKruskall-Wallisin testillä.TULOKSETRakennuksetLähes kaikki aineiston rakennukset olivatomakotitaloja. Rivitaloja ja kerrostaloja oliyhteensä 12 kappaletta. Yleisin rakentamisajankohtaoli 1980-luku. Rakennuksista kolmannesoli rakennettu vuosien 1980–1999välisenä aikana. Vanhin rakennus oli arvioituolevan vuodelta 1800 ja uusin rakennuksistaoli valmistunut tarkastusvuonna. Tutkimusaineistonasuinrakennusten jakaumavastaa hyvin pitkälti Suomen asuinrakennuskantaa[2]. Vuosina 1980–1999 rakennettujaoli aineistossa hieman enemmän (35 %) kuinkoko maan asuinrakennuskannassa (28 %).Rakennusten ilmanvaihto tapahtui pääasiassapainovoimaisesti (71 %). Koneellinenpoistoilmanvaihto oli noin 15 prosentissakohteissa. Koneellinen tulo- sekä poistoilmanvaihtooli 14 prosentissa kohderakennuksista.Kolmasosassa kohteista oli tehty ikkunaremontti.Näistä 85 prosenttia oli kohteita,joissa oli painovoimainen ilmanvaihto.Kohteista 6 prosentissa ikkunaremont-PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 13

Taulukko 1. Palotarkastusten ja palautettujen tutkimuslomakkeiden määrät pelastuslaitoksittaintutkimusajanjaksolla.palotarkastuksiapalautettujalomakkeitalomakkeita /palotarkastuksiaEtelä-Karjala 735 95 13 %ti oli tehty viiden vuoden kuluessa. Ikkunatiivisteetoli vaihdettu viiden vuoden sisällä29 prosentissa kohteista. Näistä 71 prosenttiaoli kohteita, joissa on painovoimainen ilmanvaihto.Kolmasosassa kohteista tulisijanyhteydessä oli oma tuloilmalähde.Tulisijat ja muutasuinrakennusten häkälähteetAsuinrakennuksissa oli tulisija kahdeksaakohdetta lukuun ottamatta. Kolmasosassaoli kaksi tulisijaa ja lähes yhtä usein asuinrakennuksessaoli yksi tulisija. Yhdessä kohteessaoli kahdeksan käytössä olevaa tulisijaa.Tulisijojen käyttöaste lämmityskaudellaoli korkea. Tulisijaa lämmitettiin päivittäin78 prosentissa ja viikoittain 19 prosentissakohteista.Kolme neljäsosaa hormeista oli yli 20 vuottavanhoja. Lisäksi 15 prosenttia oli yli 10vuotta vanhoja hormeja. Suurimmassa osassahormin ikä vastasi tulisijan ikää. Ainoastaankiukaiden kohdalla tulisija oli useimmitennuorempi kuin hormi.Suurimmassa osassa (87 %) kohteista lakisääteinennuohous oli tehty viimeisen 12kuukauden aikana. 65 kohteissa, joissa lakisääteisestänuohouksesta aikaa oli yli vuosi,useimmiten tulisijaa käytettiin kuitenkinpäivittäin. Muutamissa kohteissa nuohous olitehty omatoimisesti ja joissakin hormia ei oltunuohottu lainkaan, vaikka tulisijaa käytettiinpäivittäin.Asuinrakennuksista 318 kohteessa oli leivinuuni(Taulukko 2). Liesileivinuuniyhdistelmäoli 313 kohteessa. Puulämmitteinenkiuas oli 274:ssä ja muuripata 22 kohteessa.Takka oli 214 kohteessa, takkaleivinuuniyhdistelmä99 kohteessa ja avotakka 22 kohteessa.Keskuslämmityskattila oli 89 kohteessa.Lämmitysuuni tai -kamina oli 90 kohteessa.Puolet tulisijoista oli yli 20 vuotta vanhoja.Takkaleivinuuniyhdistelmät ja kiukaat olivatainoat tulisijatyypit, joissa yli 20 vuotta vanhempiaoli alle puolet. Puolet tulisijoista olitehdasvalmisteisia ja puolet paikalla muurattuja.Liesileivinuuneista, leivinuuneista, avotakoistaja lämmitysuuneista yli kaksi kolmasosaaoli paikalla muurattuja.Neljäsosassa kohteista oli savuhormissa savupelti,joissa oli täysin tiiviin sulkemisen estävälovi tai reikä. Kolmasosassa kohteista ainakinyksi tulisija oli kytketty savuhormin lisäksierilliseen häkähormiin.Kyselylomakkeella kysyttiin muista mahdollisistahäkälähteistä. Käytössä olevia nes-14 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013Etelä-Savo 311 159 51 %Pohjois-Savo 471 41 9 %Pohjois-Karjala 1 912 459 24 %Yhteensä 3 429 754 22 %Analysoinnissa aineistoa kuvailtiin tunnuslukujen ja kuvioiden avulla. Muuttujien välisiä riippuvuuksiaTaulukko 2. tarkasteltiin Tulisijojen ristiintaulukoinnilla lukumäärä asuinrakennuksissa ja testattiin ja siihen pääasiallinen liittyvällä häkäkaasujen khii-toiseen -testillä. lähde.Muuttujien keskilukujen eroja testattiin Mann Whitneyn U- ja Kruskall-Wallisin testillä.tulisija, pääasiallinen pääasiallinenTULOKSETlähde, n (%) lähde / tulisija,n%RakennuksetLiesileivinuuni 313 92 (17 %) 29 %Lähes kaikki aineiston rakennukset olivat omakotitaloja. Rivitaloja ja kerrostaloja oli yhteensä12 kappaletta. Yleisin rakentamisajankohta oli 1980-luku. Rakennuksista kolmannes olirakennettu Leivinuuni vuosien 1980–1999 välisenä 318 aikana. Vanhin 310 (56 rakennus %) oli arvioitu 97 olevan % vuodelta1800 ja uusin rakennuksista oli valmistunut tarkastusvuonna. Tutkimusaineiston asuinrakennustenjakauma vastaa hyvin pitkälti Suomen asuinrakennuskantaa [2]. Vuosina 1980–1999rakennettujaTakkaleivinuunioli aineistossa hieman enemmän99(35 %)56 (10kuin%)koko maan asuinrakennuskannassa57 %(28 %).Avotakka 22 1 (0 %) 5 %Rakennusten ilmanvaihto tapahtui pääasiassa painovoimaisesti (71 %). Koneellinen poistoilmanvaihtooli noin 15 prosentissa kohteissa. Koneellinen tulo- sekä poistoilmanvaihto oli 14prosentissa Takka kohderakennuksista. Kolmasosassa 214 kohteista 71 (13 oli %) tehty ikkunaremontti. 33 % Näistä 85prosenttia oli kohteita, joissa oli painovoimainen ilmanvaihto. Kohteista 6 prosentissa ikkunaremonttioli tehty viiden vuoden kuluessa. Ikkunatiivisteet oli vaihdettu viiden vuoden sisälläKiuas 274 3 (1 %) 1 %2Muuripata 22 0 (0 %) 0 %Lämmitysuuni 69 10 (2 %) 14 %Lämmityskamina 21 0 (0 %) 0 %Keskuslämmityskattila 89 6 (1 %) 4 %Tieto puuttuu 205Yhteensä 1 441 754 (100%)te- Häkäpitoisuus ja maakaasulaitteita asuinrakennuksissaoli harvoin, seitsemässäprosentissa kohteista. Asunnon lähel-Häkäpitoisuus asuinrakennuksissalä Joka olevia kymmenennessä autokatoksia, voimakasta kohteessa tupakointia84 tai kohteessa, maakellaria joissa ei myöskään hetkellinen mainittu pitoisuus mo-poikkesi kohonneita nollasta, häkäpitoisuuksia pienin mitattu (Taulukko arvo oli 3). 2 ppm jahavaittiin Joka kohonneita kymmenennessä häkäpitoisuuksia kohteessa (Taulukko havaittiin 3). Niissänesti korkein häkälähteenä. 500 ppm. Korkeimman hetkellisen Niissä pitoisuuden 84 kohteessa, mediaani joissa oli hetkellinen 18 ppm ja pitoisuuskertymä poikkesi poikkesi nollasta, nollasta, pienin mitattu pienin mitattu arvo arvokeskiarvo 32ppm. Asukkaat Niissä nimesivät 76 kohteessa, pääasialliseksi joissa häkäkaasujenoli 1 lähteeksi ppm ja korkein useimmiten 130 (310 ppm. kertaa) Häkäpitoisuuden lei-oli 2 ppm 15 minuutin ja korkein kertymän 500 ppm. mediaani Korkeim-oli 15 ppm ja15 minuutinvinuunin. keskiarvo Niissä 22 ppm. kohteissa, joissa leivinuuni man hetkellisen pitoisuuden mediaani oli 18oli lähes kaikissa, se oli nimetty pääasialliseksilähteeksi (Taulukko 2).teessa, joissa 15 minuutin kertymäppm ja keskiarvo 32 ppm. Niissä 76 koh-poikke-4

Taulukko 3. Mitattuja häkäpitoisuuksia.si nollasta, pienin mitattu arvo oli 1 ppmja korkein 130 ppm. Häkäpitoisuuden 15minuutin kertymän mediaani oli 15 ppm jakeskiarvo 22 ppm.Palotarkastusten yhteydessä tulisijaa lämmitettiinparhaillaan kahdessa kohteessa kolmesta.Yhdeksässä kymmenestä kohteesta tulisijaaoli lämmitetty vuorokauden aikana.Häkävaroitin oli 29 prosentissa kohteista.Vähän yli puolessa häkävaroitin oli asennettuseinälle ja vajaassa puolessa kattoon. Jokaneljännessä kohteessa häkävaroitin on joskushälyttänyt.Korkeinhetkellinenpitoisuus15 minuutinkertymäHäkäpitoisuus0 ppm,n (%)Nollasta poikkeavat häkäpitoisuudet [ppm]vaihteluväli(min, max)mediaanikeskiarvokeskihajonta657 (87 %) (2, 500) 18 32 58678 (90 %) (1, 130) 15 22 23Asukkaat ja tulisijojen käyttäjätSuurin osa vastaajista asui useamman hengentaloudessa, yksin asuvia miehiä oli 18prosenttia ja yksinasuvia naisia 8 prosenttiavastaajista. Tulisijojen pääasiallisen käyttäjänkeskimääräinen ikä oli 55 vuotta. Asunto jatulisija olivat asukkaille tuttuja. Nykyisessäasunnossa asumisajan keskiarvo oli 21 vuottaja nykyisenkaltaisen tulisijan käyttökokemuskeskimäärin 27 vuotta.Suurin osa tulisijojen käyttäjistä (79 %)sulkee savuhormin pellit kokonaan vasta kunkekäleiden hehku on loppunut. Vastaajista16 prosenttia sulkee pellin, kun tulipesässäon punahehkuisia kekäleitä. Vastaajista 5prosenttia sulkee pellin vanhan ajan ohjeidenmukaan, kun siniset liekit häviävät. Joka kolmasvastaaja myönsi pitkittävänsä palamistasäätämällä savuhormin sulkupeltiä.Joka kolmas myönsi polttavansa roskia taimuita epäpuhtaita materiaaleja tulisijassaan.Lähes puolet vastaajista (44 %) ei ollut saanutopastusta tulisijojen käyttöön. Opastustasaaneista 23 prosenttia oli lukenut ohjeettulisijan käyttöohjeesta. Loput olivat saaneetopastusta muualta, useimmiten perinnetietoa.Asukkaiden terveySTiedotTutkimuksessa haluttiin selvittää asuinrakennuksissaesiintyvien korkeiden häkäpitoisuuksienvaikutuksia. Vaikutusten selvittämiseksiasukkailta kysyttiin terveystietojayhdeltä henkilöltä asuinrakennusta kohti.Vastauksia saatiin 746 asukkaalta.Terveystietoihin vastanneista 68 prosenttiaoli miehiä. Vastaajien keskimääräinen ikäoli 58 vuotta. Asukkaista 42 prosenttia tunnustitupakoineensa säännöllisesti joskus elämänsäaikana. Nykyisin päivittäin tupakoi 17prosenttia ja satunnaisesti tupakoi 7 prosenttiavastaajista. Kaksi kolmesta vastaajasta arvioioman terveydentilansa hyväksi. Huonoksiterveydentilansa arvioi 6 prosenttia vastaajista.Häkäaltistuminen voi aiheuttaa erilaisia ihmisilleoireita tai vaivoja [1]. Moni näistä oireistatai vaivoista on varsin yleisiä ja niitä voiaiheutua monista muistakin syistä. NenänPalotarkastusten yhteydessä tulisijaa lämmitettiin parhaillaan kahdessa kohteessa kolmesta.Yhdeksässä kymmenestä kohteesta tulisijaa oli lämmitetty vuorokauden aikana.Häkävaroitin oli 29 prosentissa kohteista. Vähän yli puolessa häkävaroitin oli asennettu seinälleja vajaassa puolessa kattoon. Joka neljännessä kohteessa häkävaroitin on joskus hälyttänyt.tukkoisuutta ja nuhaa oli ilmennyt viimeisen Tässä esitellään ne tulokset, missä yhteys olipuolen Asukkaat vuoden ja tulisijojen aikana lähes käyttäjät puolella vastaajista.Päänsärkyä ja pahoinvointia oli esiinty-tilastollisesti merkitsevä.Suurin osa vastaajista asui useamman hengen taloudessa, yksin asuvia miehiä oli 18 prosenttinytjokaja yksinasuvianeljännellänaisiavastaajista.8 prosenttiaAllergia-,vastaajista.silmieräinenärsytys-, ikä oli nenän 55 vuotta. ärsytys-, Asunto kurkun ja tulisija tai nie-olivat tulisijojen asukkaille käyttö tuttuja. Nykyisessä asunnossaKorkea Tulisijojen häkäpitoisuus pääasiallisen käyttäjän ja keskimäälunasumisajan ärsytys- ja keskiarvo nenän kuivuusoireita oli 21 vuotta ja tai nykyisenkaltaisen -vaivoja27 vuotta. oli ilmennyt noin joka viidennellä vastaa-Tulisijojen pääasiallisen käyttäjän iällä oli yh-tulisijan käyttökokemus keskimäärinjalla. Hengitysvaikeuksia, sydänperäistä rintakipuaja huimausta oli esiintynyt noin johempitulisijan käyttäjä oli, sitä useamminteys korkeisiin häkäpitoisuuksiin. Mitä van-Suurin osa tulisijojen käyttäjistä (79 %) sulkee savuhormin pellit kokonaan vasta kun kekäleidenhehku on loppunut. Vastaajista 16 prosenttia sulkee pellin, kun tulipesässä on punahehkuisiakymmenennellä kekäleitä. Vastaajista vastaajalla. 5 prosenttia Pahoinvointi sulkee pellin kohteessa vanhan mitattiin ajan ohjeiden korkeita mukaan, häkäpitoisuuk-kun sinikaon set vaivannut liekit häviävät. 6 prosenttia Joka kolmas vastaajista vastaaja viimeiseminpuolen sulkupeltiä. vuoden aikana. oireista päänsärkyä käyttökokemuksella oli yhteys korkeisiin hä-myönsi sia pitkittävänsä (p=0.045). palamista Nykyisen säätämällä kaltaisten tulisijojen savuhor-esiintyy tutkimusjoukossa hieman vähemmän käpitoisuuksiin. Mitä pidempi tulisijan käyttökokemuskuinJokayleisestikolmasväestössä.myönsi polttavansaVuonna 2007roskiamiehistätai muita epäpuhtaitaoli,materiaalejasitä useammintulisijassaan.kohteessaLähesmitattiinpuolet vastaajista (44 %) ei ollut saanut opastusta tulisijojen käyttöön. Opastusta saaneista 23prosenttia32 prosenttiaoli lukenutja naisistaohjeet44tulisijanprosenttiakäyttöohjeesta.ilmoittiuseimmiten kärsineensä perinnetietoa. päänsärystä [4]. Savuhormin sulkupellin sulkemisajankoh-Loputkorkeitaolivathäkäpitoisuuksiasaaneet opastusta(p=0.004).muualta,Sairauksista keuhkoputken tulehdus, keuhkokuumeAsukkaiden tai muu terveystiedot hengitystieinfektio oli lää-Mitä aikaisemmin hormin pelti suljettiin, sidallaoli yhteys korkeisiin häkäpitoisuuksiin.kärin toteama viimeisen puolen vuoden aikanayhteensä 62 henkilöllä (6 %). Allergikäpitoisuuksia(p=0.001). Palamisen aikaiseltäuseammin kohteessa mitattiin korkeita hänennuha oli 53 henkilöllä (7 %) ja astma la savuhormin pellin säätämisellä oli yhteys45 henkilöllä (6 %). Keuhkoahtaumatautioli lääkärin toteama 16 henkilöllä (2 %) pitkitettiin säätämällä savuhormin sulkupel-5 korkeisiin häkäpitoisuuksiin. Kun palamistaja silmän sidekalvontulehdus 15 henkilöllä(2 %). Lääkärin toteama keuhkosyöpä oli ta häkäpitoisuuksia useammin, kuin kohteistiäpienemmälle, kohteessa mitattiin korkei-yhdellä henkilöllä. Sairauksista astman esiintyvyystutkimusjoukossa on hieman korkesa,joissa palamista ei pitkitetty (p=0.018).ampi kuin yleisesti väestössä. Vuonna 2007 Korkea häkäpitoisuus jamiehistä 4 prosentilla ja naisista 5 prosentillaoli lääkärin toteama tai hoitama astma [4].kohteiden tiedotLeivinuunien iällä oli yhteys korkeisiin 15Korkeat häkäpitoisuudetminuutin häkäpitoisuuskertymiin. Mitä vanhempileivinuuni oli, sitä korkeampia pitoisuuskertymiämitattiin (p=0.038). Leivinuu-Korkean häkäpitoisuuden rajana tutkimuksessakäytettiin arvoa 30 ppm, mikä vastaa nien valmistustavalla oli yhteys korkeisiin 15arvoa 35 mg häkää yhdessä m 3 :ssa ilmaa. Sosiaali-ja terveysministeriön [5] määrittämä muuratuissa leivinuunien yhteydessä mitat-minuutin häkäpitoisuuskertymiin. Paikallahaitalliseksi tunnettu pitoisuus häkäkaasulle tiin korkeampia pitoisuuskertymiä (p=0.015).on 30 ppm 8 tunnin aikana. Tutkimuksessa Takkojen kohdalla löytyi ero savuhorminpellin tiiveydessä. Ne takat, joissa sa-käytetyt häkämittarit hälyttivät, jos hetkellinenmittaustulos ylitti 30 ppm, joten se on vuhormissa ei ollut aukkoa sulkupellissä,kohonneita häkäpitoisuuksia oli enem-luonteva valinta korkean häkäpitoisuuden raja-arvoksi.Korkeita häkäpitoisuuksia verrattiinkaikkiin edellä mainittuihin tekijöihin. komän kuin niissä, joissa sulkupellissä oli auk-(p=0.016).PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 15

Korkea häkäpitoisuus jaasukkaan terveySTiedotAsukkaan omalla mielipiteellä nykyisestä terveydentilastaoli yhteys korkeisiin häkäpitoisuuksiin.Mikäli terveydentila oli miellettyhuonoksi, kohteessa mitattiin useamminkorkeita häkäpitoisuuksia kuin tapauksissa,joissa asukas arvioi terveydentilan hyväksi(p=0.043).Kyselylomakkeella kysytyistä oireista, vaivoistatai sairauksista ainoastaan huimauksellaoli yhteys korkeisiin häkäpitoisuuksiin(p=0.035). Yhteys ei selity asukkaan tupakoinnilla,sillä nykyisen tupakoinnin ja huimauksenvälillä ei ole yhteyttä.Häkäpitoisuuksiin yhteydessä olevientekijöiden keskinäiset yhteydetKorkeisiin häkäpitoisuuksiin yhteydessä olevientekijöiden välillä löytyi keskinäisiä yhteyksiä.Ainoastaan savuhormin pellin sulkemisellaei ollut minkään muun tekijän kanssayhteyttä.Käyttäjän ikä ja tulisijan käyttökokemuskorreloivat keskenään. On luonnollista, ettätulisijan käyttökokemus on pidempi vanhemmillahenkilöillä. Palamisen pitkittäminensulkupeltiä säätämällä korreloi sekä tulisijankäyttäjän iän että käyttökokemuksenkanssa. Mitä vanhempi tai kokeneempi tulisijankäyttäjä oli, sitä useammin tämä pitkittipalamista säätämällä sulkupeltiä pienemmälle.Myös leivinuunin ikä korreloi sekä tulisijankäyttäjän iän että käyttökokemuk-senkanssa. Mitä vanhempi tai kokeneempi tulisijankäyttäjä oli, sitä useammin myös leivinuunioli vanhempi. Leivinuunin valmistustapakorreloi käyttökokemuksen kanssa. Mitäkokeneempi tulisijan käyttäjä oli, sitä useamminleivinuuni oli paikalla muurattu. Myöshäkäreiän olemassaolo korreloi tulisijan käyttökokemuksenkanssa. Mitä kokeneempi tulisijankäyttäjä oli, sitä harvemmin takan savuhorminsulkupellissä oli aukko.Myös terveystietoihin asukkaan iällä oli yhteyttä.Mitä vanhempi asukas oli, sitä useamminhän tunsi yleisen terveydentilansa huonoksitai erittäin huonoksi. Lisäksi vanhemmatasukkaat tunsivat huimausta useamminkuin nuoret asukkaat.POHDINTAARakennuksessa voi esiintyä kohonneita häkäpitoisuuksia,mikäli tulisijaa käytetään väärin.Käyttäjän iän ja käyttökokemuksen yhteyttähaluttiin selvittää, koska oli epäilys,että toisaalta kokemattomat tulisijan käyttäjätvoivat tehdä virheitä, jotka aiheuttavathäkäpitoisuuksien kohoamista. Toisaaltaoli epäilyksiä, että ikääntyneellä väestöllä ontulisijojen käyttöön liittyviä perinnetietonaopittuja tapoja, jotka voivat aiheuttaa häkäpitoisuuksienkohoamista. Tällaisia ovat esimerkiksisavuhormin sulkupellin säätäminenpienemmälle häkäkaasuja tuottavan palamisenaikana tai pellin sulkeminen kekäleidenhehkuessa palamisajan lisäämiseksi tai lämmönhukanestämiseksi.Nuorilla käyttäjillä ei havaittu kohonneitahäkäpitoisuuksia, mutta vanhemmilla ja kokeneemmillakäyttäjillä sen sijaan havaittiin.Palamisen pitkittämisellä oli yhteys kohonneisiinhäkäpitoisuuksiin.Tulisijan ominaisuuksilla epäiltiin olevanyhteyttä kohonneisiin häkäpitoisuuksiin. Paikallamuurattujen ja tehdasvalmisteisten tulisijojenvälillä arvioitiin voivan olla eroja häkäesiintymissä.Tulisijan ja savuhormin iälläepäiltiin myös olevan mahdollisesti yhteyttäkohonneisiin häkäpitoisuuksiin. Uudisrakentamisessasavuhormin sulkupeltiin vaaditaanhäkäkaasujen poistumisen mahdollistavaaukko. Sen vaikutusta häkäesiintymiinhaluttiin selvittää. Erillisen häkähormin kytkennänja erillisen tuloilma-aukon yhteyttäalhaisempiin häkäpitoisuuksiin haluttiinmyös selvittää. Myös hormin nuohoamattomuudenyhteyttä kohonneisiin häkäesiintymiinhaluttiin selvittää.Vanhojen ja paikalla muurattujen leivinuunienyhteydessä havaittiin kohonneita häkäpitoi-suuksia.Takkojen yhteydessä häkäreiänpuuttuminen oli yhteydessä häkäesiintymiin.Muita yhteyksiä ei havaittu.Rakennuksen ilmanvaihdolla oletettiin olevanyhteys häkäesiintymiin. Etukäteisolettamusoli, että painovoimaisen ilmanvaihdonomaavissa kohteissa ilma vaihtuu niin hyvin,että häkäesiintymiä ei havaita. Toisaaltaoli esitetty epäilyksiä, että painovoimaisessaasunnossa ilmanvaihtuminen voi olla hidasta,ilmanpaineesta, ikkunaremontista tai ikkunoidentiivistyksestä johtuen. Näihin epäilyihinei saatu tässä tutkimuksessa vahvistusta.YHTEENVETOJoka kymmenennessä itäsuomalaisessa omakotitalossamitattiin kohonneita häkäpitoisuuksia.Asuinrakennusten pääasiallinenhäkäkaasujen lähde on tulisija, asukkaidenarvioimana useimmiten leivinuuni. Läheskaikissa omakotitaloissa tulisijaa käytetäänpäivittäin tai viikoittain lämmityskaudella.Häkävaroitin on hankittu joka kolmanteenasuntoon. Puolet varoittimista on asennettuseinälle ja puolet kattoon. Joka kymmenennessäkohteessa lakisääteisestä nuohouksestaoli kulunut yli vuosi. Vastaajista 44 prosenttiaei ole saanut opastusta tulisijan käyttöön.Näiden lisäksi 30 prosenttia vastaajista olisaanut opastusta perinnetietona.Tulisijan käyttökokemuksella on yhteyshäkäesiintymiin. Mitä vanhempi ja kokeneempitulisijan käyttäjä on, sitä useamminasuinrakennuksessa ilmenee kohonneita häkäpitoisuuksia.Palamisen pitkittämisellä, säätämällä savuhorminsulkupeltiä pienemmälle ja pellin aikaisellasulkemisella, on yhteys kohonneisiinhäkäpitoisuuksiin.Tulisijojen ja hormien iällä ei ole yleistäyhteyttä häkäesiintymiin, ainoastaan leivinuunientapauksessa. Kohonneita häkäpitoisuuksiailmeni yli 20 vuotta vanhojen ja paikallamuurattujen leivinuunien yhteydessä.Asuinrakennuksista 71 prosentissa oli painovoimainenilmanvaihto. Ilmanvaihtojärjestelmälläei ollut yhteyttä häkäesiintymiin.Takkojen yhteydessä havaittiin, että jos savuhorminpellissä ei ollut tiivistä sulkemista estävääaukkoa, kohteessa mitattiin kohonneitahäkäpitoisuuksia.Asukkaan kokemalla yleisellä terveydentilallaoli yhteys häkäesiintymiin. Mikäli terveydentilakoettiin huonoksi, kohteessa mitattiinkohonneita häkäpitoisuuksia. Lukuisistahäkäaltistukseen yhdistettävistä oireista, vaivoistatai sairauksista ainoastaan huimauksenja kohonneen häkäpitoisuuden välillä havaittiinolevan yhteyttä.KIITOKSETTutkimuksen idean isä oli palomestari JukkaTaskinen Pohjois-Karjalan pelastuslaitoksesta.Tutkimusaineiston keräsivät Etelä-Karjalan,Etelä-Savon, Pohjois-Karjalan ja Pohjois-Savonpelastuslaitosten palotarkastajat. Tutkimusaineistontallensivat Pelastusopiston palopäällystökurssinopiskelija Kari Kummunsaloja toimistosihteeri Arja Miettinen. Hankkeenohjausryhmään kuuluneet Kuopion yliopistollisensairaalan, Nuohousalan Keskusliiton,Sisäasiainministeriön pelastusosaston,Suomen pelastusalan keskusjärjestön ja Turvallisuus-ja kemikaaliviraston edustajat ansaitsevatkiitokset. Tutkimus sai taloudellistatukea Palosuojelurahastolta ja Dräger SuomiOy:ltä.LÄHDELUETTELO1. Mustajoki, P. Häkämyrkytys. LääkärikirjaDuodecim. Terveyskirjasto. www.terveyskirjasto.fi/terveyskirjasto/tk.koti?p_artikkeli=dlk00759. Luettu 17.11.2011.2. Tilastokeskus. Suomen tilastollinen vuosikirja2011, 2011, Tilastokeskus.3. Kokki, E. Häkä asuintaloissa 2011,2012, Pelastusopiston julkaisu, B1/2012.4. Helakorpi, S, Prättälä, R, Uutela, A.Suomalaisen aikuisväestön terveyskäyttäytyminenja terveys, kevät 2007, 2008, Kansanterveyslaitoksenjulkaisuja B6/2008.5. Sosiaali- ja terveysministeriö. HTP-arvot2009 – Haitallisiksi tunnetut pitoisuudet,2009, Sosiaali- ja terveysministeriön julkaisu11/2009.16 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

Tuomo Rinne, Terhi Kling, Timo Korhonen ja Peter Grönberg, VTT, PL 1000, 02044 VTTMitoittavat tilanteet tulipalonaikaisessa poistumisessa.Kokeellinen tutkimusTIIVISTELMÄTämä artikkeli pohjautuu VTT:n koordinoimanTULPPA-projektin loppuraporttiin,jossa esitetään kokeelliseen tutkimukseenperustuen tuloksia ja havaintoja neljästäerilaisesta koeasetelmasta, jotka liittyivät mm.pelastushenkilöstön ja poistuvien ihmistenvastavirtaustilanteisiin ja ihmisten liikkumiseenpoistumisturvallisuuden kannalta mitoittavimmissarakennuksen kohdissa, kutenportaikoissa ja oviaukoissa. Lisäksi hankkeessatarkasteltiin kulkureittien ja ovien valintaanliittyviä tilanteita ja ihmisten liikkumistanäkyvyyden ollessa rajoitettua. Kokeet toteutettiinerillisinä ja valvottuina harjoituksina,joihin osallistui vapaaehtoisia koehenkilöitä(opiskelijoita ja varusmiehiä). Fyysisesti raskaimmissakokeissa koehenkilöiden kuntotasooli yleisesti ottaen hyvä ja BMI normaali.JOHDANTOPoistumistilanteessa yhdistyvät ympäristön jahenkilöiden vuorovaikutteisuus niin päätöksenteoneri vaiheissa kuin fysikaalisissa ilmiöissäkin.Olosuhteet eivät ole yleensä pysyviävaan muuttuvat ajan suhteen hetkellisesti,paikallisesti ja vieläpä usein ihmisten tiedostamatta.Poistumistilanteiden monitorointiavoidaan toteuttaa mm. poistumisharjoituksissa,joista saatavan tiedon määrä ja aineistonlaatu riippuvat paljolti kohteesta itsestään jasen turvallisuuskulttuurista. Normaalit kiinteistöissäsuoritettavat poistumisharjoituksettarjoavat olosuhteet, joissa poistuvat henkilötovat yleensä hyvin tietoisia tulevasta harjoituksesta.Tämä vaikuttaa henkilöiden poistumisenaikaiseen käytökseen mm. siten, ettätuttujen reittien käyttö korostuu, kaikki rakennuksessaolevat poistuvat, reagointivaiheon hyvin samankaltainen eri henkilöidenkesken jne.Sen sijaan yksittäisinä kenttäkokeina suoritettavattilanneharjoitukset mahdollistavat eriilmiöiden tarkemman seurannan suuremmillatoistomäärillä. Tällöin koetilanteessa pystytäänyksilöimään henkilöitä ja monitoroimaantarkemmin myös yksilötasolla tapahtuviailmiöitä. Lisäksi valikoiduilla koeasetelmillavoidaan saavuttaa hyvinkin erilaisiatuloksia verrattuna tavanomaisiin poistumisharjoituksiin.Näiden seikkojen merkitys korostuuetenkin verrattaessa kohteiden suunnittelussakäytettyjä reunaehtoja (alkuperäisetmitoitusarvot ja ns. perustilanteet) ja käytönaikaista toiminnallisuutta (painotus mahdollisestink. herkkyystarkasteluissa), jossa myöshenkilökunnan toiminta ja rooli otetaan tietoisemminhuomioon.AINEISTO JA MENETELMÄTTaustaKokeisiin liittyvä suunnittelu aloitettiin syksyllä2011 ja varsinaiset kokeet suoritettiinmaaliskuussa 2012. Ennen suunnitteluvaihettaoli tutustuttu alan kirjallisuuteen ja pyrittiinlöytämään sellaisia koeasetelmia, joitaei ollut tutkittu vielä runsaasti tai joidenjotkin jo tutkitut asiat kaipasivat uudelleentarkastelua eri näkökohdista. Syksyn ja alkuvuoden2012 aikana koepaikoilla käytiintutustumassa useaan otteeseen mm. soveliaidenkoepaikkojen löytämiseksi. Koehenkilöidensijainnin (Kuopion seudulta) ja käytännönasioiden, esim. kuljetusten, takiapäädyttiin valitsemaan koepaikat Kuopionalueelta. Nämä olivat Puijon torni, Lippumäenuimahalli, Pelastusopisto ja KarjalanLennosto. Näiden lisäksi kokeita pidettiinAalto-yliopiston tiloissa Espoossa. Kuopiossasuoritetut kokeet tapahtuivat viikolla13/2012. Edeltävä viikko oli nk. valmisteluviikko,jolloin tuleviin kokeisiin liittyen valmisteltiinmm. tarvittavat tilapäisrakenteet jakuljetettiin paikalle tarvittavaa kalustoa ym.Kuopion seudulla koeasetelmat liittyivät portaikkoihin,ovigeometrian ja näkyvyyden vaikutukseen.Aalto-yliopiston kokeet liittyivätkahden ryhmän vastavirtaukseen käytävällä.Koepäivien sisältö oli rakennettu siten, ettäaamulla tehtiin tarvittavia asennuksia ennenkuin koehenkilöt saapuivat koepaikalle.Koepäivään sisältyi 2–3 taukoa (sis. lounastauon).Ennen koepäivää annettiin yleisentason informaatio tulevasta, kuitenkin niinettei tutkimuksellisista ilmiöstä puhuttu janäin vaikutettu koehenkilöiden asenteisiintai käyttäytymiseen. Tarkat ja lyhyet kuvauksetvarsinaisista suorituksista (3–6 per päivä)annettiin juuri ennen kyseisten suoritustenaloitusta kootusti joko yksilö- tai ryhmäta-PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 17

den ikäjakauma oli 20–34 vuotta ja Karjalan Lennoston varusmiesten 19–21 vuotta. Sekärusmiesten että Pelastusopiston opiskelijoiden joukossa oli kummassakin kaksi naista.Taulukko 1. Koehenkilöiden prosenttiosuudet ja luokittuminen viimeisimmän Cooper-testin tulos (m)tuloksen perusteella.solla. Kokeiden jälkeen koehenkilöt Kuva 1. täyttivätkuhunkin koeasetelmaan Cooper-tuloksen liittyvän kysy-jakauma kista (yhtenäinen luokitus viiva normaalijakaumasovite luokitusperuste mediaani 2607 m ja hKoehenkilöiden prosenttiosuus (varusmiehet) kai-a) BMI:n ja Cooper-tuloksen välinen yhteys ja b)myslomakkeen.jonta 257 m).5,6 % huono 1600–2199 mtarvita suurta voimaa. Kokeessa käytettävä geometria edustaa hyvin yksinkertaista ra15,3 % keskitaso 2200–2399 mjoka löytyy yleensä jokaisesta kiinteistöstä uloskäytäviin johtavilla ovilla. VaKoehenkilöt ja monitorointi56,4 % poistumisharjoitusten hyvä yhteydessä 2400–2800 vihreiden m kupujen annetaan olla paikallaan (eikä niitä22,7 % jolloin reittejäkään erinomainen ei käytetä) yli 2800 tai m ne poistetaan, jotta olisi mahdollista käytKoehenkilöt olivat Kuopion alueella tehdyissäkokeissa pääasiassa Aalto-yliopiston varusmiehiä (noin tiloissa tehdyissä käytäväkokeissa opiskelijoita oli 83 henkilöä. Opiskelijatpoistumisreittejä kuin tavallisesti.50 henkilöä) ja Pelastusopiston täyttivät opiskelijoita(viisi henkilöä). Kuopion puoli, alueen ikä kokeissa sekä arvio omasta kävelynopeudesta verrattuna muihin (opiskelijoihin) nähden.kokeiden jälkeen palautelomakkeen, jossa kyseltiin2heidän taustatiedoistaan suku-koehenkilöille jaettiin rintaan Koehenkilöistä ja selkään numerolaput,joiden avulla heidät va: 7 pystyttiin % 18–20-vuotiaita, yh-23 % 21–22-vuotiaita, 27 % 23–24-vuotiaita ja loput 43 % 25-59 (71 %) oli miehiä ja 24 (29 %) naisia. Ikäjakauma ikäryhmittäin oli seuraa-lähtödistämään tarvittaessa videoanalyysistä vuotiaita taikka ja kyselykaavakkeistasaatuihin hkoksi tietoihin. 54 Kaikissa % ja hitaahkoksi 6 %.vanhempia. Oman kävelynopeutensa arvioi olevan normaaliksi (luokkahuone) 40 %, nopea-kokeissa päämääränä ei ollut tutkia yksilötasonilmiöitä vaan keskityttiin Koko koko tutkimushankkeessa ryhmänkoehenkilöiden monitorointi perustui koetta valvovien jasuoritukseen. Kuopion alueen toimitsijoina kokeissa olleiden perustiedoissakysyttiin mm. Toimitsijoita kuntotasoa, ikää, olivat VTT:n tutkijat (3–4 henkilöä) ja Pelastusopiston henkilökuntaan kuuluvathenkilöiden havainnointiin sekä videokameroilla kuvattuun aineistoon.pituutta, viimeisimmän Cooper-testin tai päällystökurssilta tulostajne. Näiden asioiden uskottiin suoritetuissa vaikuttavan kokeissa oli toimitsijoina VTT:n henkilöiden lisäksi kaksi henkilöä yliopistonvalmistuvat henkilöt (3 henkilöä). Tämän lisäksi Aalto-yliopiston tiloissakoeasetelmien fyysisimmissä puolelta. suori-tuksissa. Videokameroita oli kokeesta riippuen noin 4–6 kpl, ja ne asennettiin tyypillisestiKuvassa 1 esitetään taustatietoja muutamaa Kuopion tuntia ennen koetta.KuvaKamerapaikat2. . OVI 4oli-kokeenluonnollisestigeometriakatsottu(yllä) jajakoehenkilöidenvalmisteltu hyvissäsuoritukset, joissa vihreä kkoehenkilöiden kuntotasosta. ajoin Havaitaan, ennen varsinaista ettäBMI:n (body mass index, mukaisena painoindeksi) (koehenkilöiden tiin sekä videokameroilla takia), ei koepäivän kuvattuun aikana aineis-tauoilla reiteillä ollut olevien mahdollisuutta ovien käytölle. esim. Tutkimuksenmitsijoina koepäivää. olleiden rikkoudu Koska henkilöiden (alhaalla koepäivien vasemmalla) havainnoin-pituus haluttiin ja jöitä rikkoutuu ja pitää ilmiöitä (alhaalla normaalin koehenkilöiden oikealla). työajan poistumis-ja Cooper-testin tuloksen ladata välillä ei kamera-akkuja ole kovin toon. tai Toimitsijoita tehdä OVI varmuuskopioita 4 olivat -kokeen VTT:n tuloksissa tutkijat videotiedostoista, (3– on tarkasteltu alkuperäisenä vaan ajanhetkeä, tavoitteena tämä kun hoidettiin oli henkilö tehdä ovigeometriaan(nollahetki), ja muu liittyviä huolto ja koeasetelmia, myös suoritettiin sitä aikaa, joissa tarkas-jos henkilö on ktarttuu ovenkahvvahvaa korrelaatiota. BMI-tuloksen ylimääräisillä perusteellakoehenkilöistä 25 % vasta oli lievästi koepäivän ylipai-päätteeksitaan kuuluvat Videoaineistoa ympärilleen tai päällystökurssilta (avunkatsomisaika, syntyi valmistu-jo pelkästään esim. tellaan Kuopion toiveissa alueella saada lisäapua tehdyissä toimitsijoilta, jotka tarkvara-akuilla 4 henkilöä) ja vihreän muistikorteilla. ja Pelastusopiston kuvun peittämään Varmuuskopiointi henkilökun-salpaannoisia (arvo 25–29,9 kg/mkokeissa 2 ) ja loputn. 20–3075 %h.vat henkilöt suoritusta (3 henkilöä). vieressä), Tämän lisäksi sekä Aalto-yliopiston(läpimenoaika). tiloissa suoritetuissa Henkilön kokeissa kävelemistä oli käytettävyyttä ja ovelle saapumista ei ole kellotettu. Tuloksiaikaa, kun• ovilehden yritys on aukeamiskulmaa, päättynyt onnistuneesti -voimaa oven ja avautunormaalipainoisia (arvo 18,5–24,9 kg/m 2 ).Vastaavasti Cooper-tuloksenOVIKOKEISIINperusteella henkilötluokittuivat taulukon 1 mukaisesti. Pesihenkilöä yliopiston puolelta. VideokametumistaLIITTYVÄtoimitsijoinaKOESARJAilmi,VTT:nettähenkilöidenkokonaisuudessaanlisäksi kak-molemmista• ovenovistavalintaanpääsiliittyvääläpi 8/18jononhenkilöämuodos-(44 %) ja vkupuun tarttui (riippumatta siitä, pääsikö ovesta läpi vai ei) 12/18 henkilöä (67 %). TuOvikokeiden tavoitteet käy myös ilmi, että työnnettävän oven kanssa useampi henkilö katsoi toimitsijoitlastusopiston koehenkilöiden ikäjakauma oli roita oli kokeesta riippuen noin 4–6 kpl, ja • ominaishenkilövirran kasvattamista geometrisillätai rakenteellisilla ratkaisuilla(ilmeisesti toivoen opastusta tai apua – toimitsijat eivät puuttuneet kokeen kulkuu20–34 vuotta ja Karjalan Lennoston varusmiesten19–21 vuotta. Sekä varusmiesten et-ennen koetta. Kamerapaikat oli luonnollises-• ihmisten käytöstä lukittuna olevan ovenne asennettiin tyypillisesti muutamaa tuntiaKokeissa pyrittiin löytämään selittäviä aukivedettävän tekijöitä oven ja ilmiöitä kanssa. koehenkilöiden Vastaavasti ovesta poistumisreiteillämeni läpi henkilöitä enemmän, kunolevien ovien käytölle. Tutkimuksen aukivedettävä. alkuperäisenä Lyhimmillään tavoitteena koko oli suoritus tehdä ovigeometriaan(oveen tarttumisesta siihen kun ovesta päätä Pelastusopiston opiskelijoiden joukossa oli ti katsottu ja valmisteltu hyvissä ajoin ennen tapauksessa.liittyviä koeasetelmia, joissa tarkastellaan kesti n. 2 s ja pisimmillään n. 32 s. Keskimäärin aikaa meni n. 10 s.kummassakin kaksi naista.varsinaista koepäivää. Koska koepäivien pituushaluttiin pitää normaalin työajan mu-Vihreän kuvun rikkomiskoe ovilehden aukeamiskulmaa, -voimaa ja käytettävyyttäAalto-yliopiston tiloissa tehdyissä käytäväkokeissaopiskelijoita oli 83 henkilöä. Opiskaisena(koehenkilöiden takia), ei koepäivän Ovikokeiden koesarjassa tehtiin kaikkiaan oven valintaan liittyvää PORRASKOKEETjonon muodostumista ominaishenkilövirran kasvattamista geometrisillä tai rakenteellisilla ratkaisuillakelijat täyttivät kokeiden jälkeen palautelomakkeen,jossa kyseltiin heidän taustatiedoisdatakamera-akkuja uimahallista tai tehdä maanpinnalle varmuuskopi-pystykuilukelissa. OVI pitkin 4 -kokeessa sekä (kuva Pelastusopiston 2) tarkkailtiin B-rakenaikana tauoilla ollut mahdollisuutta esim. la-kuusi koetta, joista yksi esitetään tässä artik- ihmisten käytöstä lukittunaPorraskokeetolevan oventoteutettiintapauksessa.Pelastusopiston letkutornissa, Puijon tornissa, Liptaan sukupuoli, ikä sekä arvioVihreänomastakuvunkävelynopeudestaverrattuna muihin (opiskelijoi-ylimääräisillä vara-akuilla ja muistikorteilla. sa, jossa poistumisreitille sijoitettu ovi on lu-rikkomiskoeoita videotiedostoista, portaikossa. vaan tämä hoidettiin henkilöiden reaktioita ja toimintaa tilanteeshin)nähden. KoehenkilöistäOvikokeiden59 (71 %)koesarjassaoli Varmuuskopiointi Porraskokeidentehtiin kaikkiaanja muukuusihuolto tavoitteetkoetta,suoritettiinvasta 2) tarkkailtiin koepäivän päätteeksi. henkilöiden Videoaineis-reaktioita kupu ja toimintaa salvan ympäriltä tilanteessa, ja vääntämällä jossa saman-joista yksikittuesitetäänja se ontässäavattavissaartikkelissa.rikkomalla vihreämiehiä ja 24 (29 %) naisia. OVI Ikäjakauma 4 -kokeessa ikäryhmittäinoli seuraava: 7 poistumisreitille % 18–20-vuotiai-sijoitetttoa syntyi ovi jo(kuva Tavoitteenaon pelkästään lukittu Kuopionoli saadaja on alueellauuttaavattavissa tehdyissäkokeissatietoarikkomalla aikaisestipelastushenkilöstönkahvasta vihreä (periaateja poistuvienkupu salvan kuten normaalistilukitussa kuten normaalisti ovessa).ihmisten liikkuta, 23 % 21–22-vuotiaita, ympäriltä 27 % 23–24-vuotiaitaja loput 43 % 25-vuotiaita ovessa). taikka Vihreä van-kupu rikkoutuu jo pelkästä salvan vääntämisestä, pelkästä eikä salvan kuvun vääntämisestä, rikkomiseen eikä siis kuvun rik-ja vääntämälläportaissa.samanaikaisesti n. 20–30Erityisestih.tutkimusta kohdennettiinkahvasta (periaateniihinVihreäasioihin,lukitussa kupu rikkoutuujoista kirjallisuustutkijoperusteella oli olemassa vain vähän tietoa: liikkuminen kierreportaissahempia. Oman kävelynopeutensa arvioi olevannormaaliksi 40 %, nopeahkoksi 54 % ja OVIKOKEISIIN LIITTYVÄ liikkuminen KOESARJAportaissa ylöspäinkomiseen siis tarvita suurta voimaa. Kokeessa kävelynopeuden 3 muuttuminenkäytettäväportaidengeometriapituudenedustaasuhteenhyvin yksinkertaistaratkaisua, joka löytyy yleensä jokaises-hitaahkoksi 6 %.Koko tutkimushankkeessa koehenkilöiden Ovikokeiden tavoitteetta kiinteistöstä uloskäytäviin johtavilla ovilla.monitorointi perustui koetta valvovien ja toi-Kokeissa pyrittiin löytämään selittäviä teki-Varsinkin poistumisharjoitusten 4yhteydessä18 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013BMI (kg/m2)35.030.025.020.0a) b)15.01800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200Cooper-testin tulos (m)Kertymä10.90.80.70.60.50.40.30.20.101800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200

Taulukko 2. Mittauspisteiden korkeudet Puijon tornissa.vihreiden kupujen annetaan olla paikallaan(eikä niitä rikota, jolloin reittejäkään ei käytetä)tai ne poistetaan, jotta olisi mahdollistakäyttää eri poistumisreittejä kuin tavallisesti.KerrosKorkeus10 m25,4 m416,3 m627,2 m838,1 m1049 m1154,5 mOVI 4 -kokeen tuloksissa on tarkasteltu Koe PT1: Kävely yksitellen kierreportaita ylösajanhetkeä, kun henkilö tarttuu ovenkahvaantai vihreän kuvun peittämään salpaan (nollahetki),Henkilöt lähetettiin portaisiin yksitellen kymmenen sekunnin välein, ohjeena ”kävely yksitelsonutja myös sitä aikaa, jos henkilö on katlenomaan tahtiin”. Kokeen eteneminen on esitetty kuvassa 3. Kuvasta nähdään, että kokeenympärilleen (avunkatsomisaika, esim. edetessä tapahtuu ”ryhmittymistä”, kun hitaampien edelle syntyy pidempiä välejä ja vastaavastinopeammat saavat edellisiä kiinni. Ohittaminen oli palautteen perusteella melko vähäistätoiveissa saada lisäapua toimitsijoilta, jotka(taulukko 3); 51 koehenkilöä ei ohittanut ketään kokeen aikana. Kerrosten väliset pystysuorattarkkailivat suoritusta vieressä), sekä aikaa,etenemisnopeudet on esitetty taulukossa 4. Havaitaan, että etenemisnopeus hidastuu nousunkun yritys on päättynyt onnistuneesti ovenaikana n. 33–39 % ja että hidastumista tapahtuu aluksi enemmän ja myöhemmin vähemmän.avautumiseen (läpimenoaika). Henkilön kävelemistäja ovelle saapumista ei ole kello-Myös hajonta on alkuvaiheessa voimakkaampaa ja vähenee kokeen edetessä.’tettu. Tuloksista kävi ilmi, että kokonaisuudessaanmolemmista ovista pääsi läpi Kuva 8/18 3. KoeKuvassa 4 on esitetty koehenkilöiden pystysuoran etenemisnopeuden riippuvuus tasaisellakävelemisenPT1: Henkilöiden ’nopeudestasaapuminenja Cooperineri tasanteilletestin tuloksesta.ylöspäinHavaitaan,kävellessä.että pystysuora etenemisnopeusHenkilöiden riippuu jonkin saapuminen verran tasaisella eri tasanteille kävelemisen ylöspäin nopeudesta kävellessä. (korrelaatio 0,45), mutta ei juurihenkilöä (44 %) ja vihreään kupuun Kuva 3. tarttui Koe PT1:Taulukko 3. Ohittaminen ylöspäin kävellessä kokeessa PT1.(riippumatta siitä, pääsikö ovesta läpi vai ei) lainkaan Cooperin testin tuloksesta (korrelaatio 0,14). Painon ja pituuden suhteen ei havaittu12/18 henkilöä (67 %). Tuloksista Taulukko käy myös 3. Ohittaminen minkäänlaista ylöspäin lineaarista kävellessä riippuvuutta kokeessa ’ (korrelaatiot PT1. –0,01 ja –0,03). Kokeen jälkeen koehenkilöiltäkysyttiin, kuinka paljon he hengästyivät ja kuinka raskaalta nousu tuntui. HengästymistäOhitettujen lkm.’0 1 2 3 4ilmi, että työnnettävän oven kanssa useampihenkilö katsoi toimitsijoita kohti (ilmei-ja raskauttaOhittajien lkm. 51 6 1 0 2KuvaKuvaOhitettujen3.3.Koelkm.kuvaavienKoePT1:PT1:Henkilöiden indeksienHenkilöiden 0saapuminen riippuvuus1 saapuminen 2 Cooperin tasanteille3testin ylöspäineri 4tuloksestatasanteillekävellessä. oli: hengästyminenylöspäin kävellessä.Ohittajien lkm. 51 6 1 0 2sesti toivoen opastusta tai apua – toimitsijatTaulukko (korrelaatio 4. Keskimääräinen –0,52) pystysuora ja raskaus etenemisnopeus (korrelaatio –0,56), ylöspäin joten käveltäessä ne korreloivat kokeessa jonkin PT1. verran Cooperintestin tuloksen kanssa. Olettaen, että Cooperin testi mittaa henkilön yleiskuntoa, voidaan päätellä,että henkilön Kerrosten nousunopeus välinen pystysuora kokeessa nopeus (m/s) riippuu enemmän kävelytyylistä kuin yleiskunnos-eivät puuttuneet kokeen kulkuun) kuin au-Taulukko 3. Ohittaminen 3. ylöspäin ylöspäin kävellessä kokeessa kävellessä PT1.Taulukko 4. Keskimääräinen pystysuora etenemisnopeus ylöspäin käveltäessä kokeessa PT1. PT1.kivedettävän oven kanssa. Vastaavasti ovestaOhitettujen lkm. 0 1 10.–11. 2 1.–11. 3 4ta, mutta huonokuntoisemmat hengästyvät enemmän ja kokevat nousun raskaampana kuinKerrosten 1.–2. välinen krsmeni läpi henkilöitä enemmän, kun ovi oliOhittajien 2.–4. pystysuora Ohitettujen krs lkm. 4.–6. nopeus krs (m/s) lkm. 6.–8. 51 krs 8.–10. krs 6 krs 0 1 krs 10 2 2 3 4hyväkuntoiset. Toisin sanottuna: henkilöt eivät sopeuta 10.–11. nousunopeuttaan 1.–11.Keskiarvo 0,36 0,25 0,24 0,23 0,22 0,22 0,24 sen perusteella, mikäaukivedettävä. Lyhimmillään koko suoritus1.–2. krs 2.–4. krsheidän kuntonsa on. Ohittajien 4.–6. krs 6.–8. lkm. krs 8.–10. krs krs 51 krs 6 1 0 2Taulukko Keskihajonta 4. Keskimääräinen 0,09 0,04 pystysuora 0,04 etenemisnopeus 0,03 0,02 ylöspäin 0,02 käveltäessä 0,02 kokeessa PT1.(oveen tarttumisesta siihen kun ovesta pääsiläpi) kesti n. 2 s ja pisimmillään n. 32 s. Keskimäärinaikaa meni n. 10 s.PORRASKOKEETPorraskokeet toteutettiin Pelastusopiston letkutornissa,Puijon tornissa, Lippumäen uimahallistamaanpinnalle pystykuilua pitkinsekä Pelastusopiston B-rakennuksen portaikossa.6 opiskelijoita. Puijon tornissa suoritettiin 2 koetta (PT1–2), joiden tulokset esitetään seuraavaksi.Keskiarvo 0,36 0,25 0,24 0,23 0,22 0,22 0,24Keskihajonta 0,09 0,04 0,04 0,03 0,02 0,02 0,02Taulukko 4. Keskimääräinen Kerrosten välinen pystysuora nopeus (m/s) etenemisnopeus ylöspäin käveltäessä k1.–2. krs 2.–4. krs 4.–6. krs 6.–8. krs 8.–10. krs10.–11.krs1.–11.krsKeskiarvo 0,36 0,25 0,24 0,23 0,22 0,22 0,24Keskihajonta 0,09 0,04 0,04 0,03 0,02 0,02 0,02Kerrosten välinen pystysuora nopeus (m/s)1.–2. krs 2.–4. krs 4.–6. krs 6.–8. krs 8.–10. krs10.–11.krs1.–11.krsKeskiarvo 0,36 0,25 0,24 0,23 0,22 0,22 0Keskihajonta 0,09 0,04 0,04 0,03 0,02 0,02 0Porraskokeiden tavoitteetTavoitteena oli saada uutta tietoa Kuva pelastushenkilöstönja poistuvien ihmisten Kuva4. Vasen: Pystysuoran etenemisnopeuden (noustessa) riippuvuus tasaisella kävelemisennopeudesta4. liikkumisestaportaissa. Erityisesti nopeudesta tutkimusta CooperinVasen: Pystysuoran(korrelaatioetenemisnopeuden0,45). Oikea: Pystysuoran(noustessa)etenemisnopeudenriippuvuus tasaisella(noustessa)kävelemisenriippuvuus(korrelaatiotestin tuloksesta0,45). Oikea:(korrelaatioPystysuoran0,14).etenemisnopeuden (noustessa) riippuvuuskohdennettiin niihin asioihin, Cooperin joista kirjallisuustutkimuksenperusteella oli olemassa Kuva 4. Vasen: Pystysuoran etenemisnopeuden (noustessa) riippuvuus tasaisella kävelemisentestin tuloksesta (korrelaatio 0,14).vain vähän tietoa:Koe PT2: Kävely nopeudesta yksitellen (korrelaatio kierreportaita 0,45). Oikea: alas Pystysuoran etenemisnopeuden (noustessa) riippuvuus• liikkuminen kierreportaissaKoe Cooperin PT1: testin Kävely tuloksesta yksitellen (korrelaatio kierreportaitaylös portaisiin yksitellen kymmenen sekunnin tysuoran välein, ohjeena etenemisnopeuden ”kävely yksitel-riippuvuus ta-0,14). Kuvassa 4 on esitetty koehenkilöiden pys-Koe PT2: Kävely yksitellen kierreportaita alas• liikkuminen portaissa ylöspäin Henkilöt lähetettiin• kävelynopeuden muuttuminen Henkilöt portaiden len omaanlähetettiintahtiin”. Henkilöt portaisiinKokeen lähetettiin yksitelleneteneminen portaisiin kymmenenon esitetty yksitellen sekunninkuvassavälein,5. saisella Kuvastaohjeena kävelemisen nähdään,”kävelyettäyksitellenomaannopeudesta kokeen ja Cooperinylöspäin testin nähdään,pituuden suhteenedetessätahtiin”.ryhmittymistä kymmenenKoeKokeenPT2: Kävelyeteneminentapahtuu sekunnin vieläyksitellenvälein, onvoimakkaamminesitetty ohjeenakierreportaitakuvassa ”kävely 5.kuinalasKuvastakävellessä. tuloksesta. että kokeenOhittaminen Havaitaan, että pystysuorakävellessä. etenemisnopeus Ohittaminen• pelastushenkilökunnan liikkumisnopeusedetessäoli hiemanryhmittymistäyleisempääyksitellen tapahtuukuin noustessaomaan vielä tahtiin”. voimakkaammin(taulukko 5).Kokeen eteneminenHenkilöt on kuinkuinPystysuoratylöspäinetenemisnopeudet eri kerrosväleilläriippuu jonkin verranvarusteet päälläoli hieman yleisempääon esitetty taulukossaesitetty lähetettiin noustessa6. Havaitaan,kuvassa portaisiin (taulukkoettä3. Kuvasta yksitellen 5). Pystysuoratalaspäin käveltäessänähdään, kymmenen etenemisnopeudetkeskimääräinentasaisella sekunnin kävelemisen välein, eri ohjeena kerrosväleilläon esitettyetene-nopeudesta ”kävely yksitellentaulukossa omaan kokeen 4. tahtiin”. Vasen: edetessä(korrelaatiokuvassa 0,45),• myötä- ja vastavirtausettä Kuva 6. Havaitaan, Kokeen tapahtuu Pystysuoran että eteneminen ”ryhmittymistä”,nopeudesta edetessäalaspäin etenemisnopeuden on käveltäessä esitetty keskimääräinen 5. mutta Kuvasta (noustessa) ei juurietene-6nähdään, lainkaan että riippuvuus kokeen Cooperin tasaisel• pelastaminen.kunryhmittymistähitaampien (korrelaatio edelletapahtuusyntyyvielä 0,45). pidempiävoimakkaammin Oikea: testin Pystysuoran kuintuloksestaylöspäin(korrelaatio etenemisnopeuden kävellessä.0,14).OhittaminenPainon (noustesoli hieman yleisempää kuin noustessa 6 (taulukko 5). Pystysuorat etenemisnopeudet eri kerrosväleilläon esitetty taulukossa 6. Havaitaan, että alaspäin käveltäessävälejä Cooperin ja vastaavasti testin nopeammat tuloksesta saavat (korrelaatio edellisiäkiinni. Ohittaminen oli palautteen peruslaistalineaarista riippuvuutta (korrelaatiotja pituuden 0,14). suhteenkeskimääräinenei havaittueteneminkään-Puijon tornin kokeetPuijon tornissa videokameroita asennettiin teella melko vähäistä (taulukko 3); 51 koe-henkilöäei ohittanut ketään kokeen aikana. löiltä kysyttiin, kuinka paljon he hengästyi-–0,01 ja –0,03). Kokeen jälkeen koehenki-kerroksiin 1, 2, 4, 6, 8, 10 ja 11, joiden korkeudetesitetään taulukossa 2. Ajanotto suoritettiinlisäksi sekuntikellolla kerroksissa 1 udet Koe on PT2: esitetty Kävely taulukossa yksitellen 4. Havaitaan, kierreportaita etgästymistäalas ja raskautta kuvaavien indeksi-Kerrosten väliset pystysuorat etenemisnopevätja kuinka raskaalta nousu tuntui. Hen-ja 11. Kellot ja kamerat synkronoitiin. Kokeeseenosallistui 60 henkilöä, joista 54 oli n. Henkilöt 33–39 % lähetettiin ja että hidastumista portaisiin tapahtuu yksitellen hengästyminen kymmenen (korrelaatio sekunnin –0,52) välein, ja raskaus ohjeena ”tä etenemisnopeus hidastuu nousun aikana en riippuvuus Cooperin testin tuloksesta oli:varusmiehiä ja loput 6 opiskelijoita. Puijon aluksi len omaan enemmän tahtiin”. ja myöhemmin Kokeen vähemmän. eteneminen (korrelaatio on esitetty –0,56), kuvassa joten ne korreloivat 5. Kuvasta jon-nähdääkinvoimakkaammin verran Cooperin testin kuin tuloksen ylöspäin kanssa. kävellesstornissa suoritettiin 2 koetta (PT1–2), joidentulokset esitetään seuraavaksi. paa oli ja hieman vähenee yleisempää kokeen edetessä. kuin noustessa Olettaen, (taulukko että Cooperin 5). Pystysuorat testi mittaa etenemisnopeuhenki-Myös edetessä hajonta ryhmittymistä on alkuvaiheessa tapahtuu voimakkaam-vieläväleillä on esitetty taulukossa 6. Havaitaan, että alaspäin käveltäessä keskimäärPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 1965

in testin tuloksesta.rin testin tuloksesta.lön yleiskuntoa, voidaan päätellä, että henkilönnousunopeus kokeessa riippuu enemmänkävelytyylistä kuin yleiskunnosta, muttahuonokuntoisemmat hengästyvät enemmänja kokevat nousun raskaampana kuinhyväkuntoiset. Toisin sanottuna: henkilöt eivätsopeuta nousunopeuttaan sen perusteella,mikä heidän kuntonsa on.Koe PT2: Kävely yksitellen kierreportaitaalasKuva 5. Koe PT2: Henkilöiden saapuminen eri tasanteille alaspäin kävellessä.Henkilöt lähetettiin portaisiin Kuva yksitellen 5. Koe PT2: Henkilöiden saapuminen eri tasanteille alaspäin kävellessä.kymmenen sekunnin välein, ohjeena ”kävelyTaulukko 5. Ohittaminen alaspäin kävellessä kokeessa PT2.yksitellen omaan tahtiin”. Kokeen Taulukko eteneminenon esitetty kuvassa 5. Kuvasta nähdään, Kuva 5. Koe PT2: Henkilöiden saapuminen eri tasanteille alaspäin kävellessä.5.KuvaOhittaminen5. Koe PT2:alaspäinHenkilöidenkävellessäsaapuminenkokeessa PT2.eri tasanteille alaspäin kävellessä.että kokeen edetessä ryhmittymistä tapahtuuOhitettujen lkm. 0 1 2 3 4vielä voimakkaammin kuin ylöspäin kävellessä.Ohittaminen oli hieman yleisempää kuinTaulukko OhittajienOhitettujenlkm.lkm.5. Ohittaminen 420alaspäin 81kävellessä 42kokeessa 33PT2. 24Taulukko Ohittajien 5. Ohittaminen lkm. alaspäin 42 kävellessä 8 kokeessa 4 PT2. 3 2noustessa (taulukko 5). Pystysuorat etenemisnopeudeteri kerrosväleillä Taulukko on esitetty taulu-6. Keskimääräinen pystysuora Ohitettujen lkm. 0 1 2 3 4Ohitettujen lkm. 0 1 2 3 4Ohittajien etenemisnopeus lkm. eri 42 kerrosväleillä 8 alaspäin 4 käveltäessä.3 2kossa 6. Havaitaan, että alaspäin Taulukko käveltäessä 6. Keskimääräinen pystysuora Ohittajien lkm. etenemisnopeus 42 eri kerrosväleillä 8 4 alaspäin 3 käveltäessä.koko2keskimääräinen etenemisnopeus pysyyKerrosten välinen pystysuora etenemisnopeus (m/s)matkan suunnilleen samana lukuun ottamattaalimpia kerroksia, joissa tapahtuu äkillinen Taulukko 6. 11.–10. Keskimääräinen krs 10.–8. krs pystysuora 8.–6. krs 6.–4. etenemisnopeus krs 4.–2. krs 2.–1. eri krs kerrosväleillä 11.–1. krs alasKerrosten välinen pystysuora etenemisnopeus (m/s)Taulukko 11.–10. 6. krs Keskimääräinen 10.–8. krs 8.–6. pystysuora krs 6.–4. krs etenemisnopeus 4.–2. krs 2.–1. krs eri 11.–1. kerrosväleillä krs alasKeskiarvo essä. 0,36 0,37 0,36 0,34 0,33 0,44 0,35vauhdin lisääntyminen. Myös hajonta pysyy essä. Keskiarvo 0,36 0,37 0,36 0,34 0,33 0,44 0,35Keskihajonta 0,08 0,1koko matkan suunnilleen samana.Kerrosten 0,17 välinen pystysuora 0,08 etenemisnopeus 0,07 0,1 (m/s) 0,07Keskihajonta 0,08 Kerrosten 0,1 välinen 0,17 pystysuora 0,08 etenemisnopeus 0,07 (m/s) 0,1 0,07Kuvassa 6 on esitetty koehenkilöiden pystysuoranetenemisnopeuden riippuvuus ta-Keskiarvo 0,36 0,37 0,36 0,34 0,33 0,4411.–10. krs 10.–8. krs 8.–6. krs 6.–4. krs 4.–2. krs 2.–1. krs 11.–1.11.–10. krs 10.–8. krs 8.–6. krs 6.–4. krs 4.–2. krs 2.–1. krs 11.–1Keskiarvo 0,36 0,37 0,36 0,34 0,33 0,44saisella kävelemisen nopeudesta ja CooperinKeskihajonta 0,08 0,1 0,17 0,08 0,07 0,1testin tuloksesta. Havaitaan, että pystysuoraKeskihajonta 0,08 0,1 0,17 0,08 0,07 0,1etenemisnopeus riippuu jonkin verran tasaisellakävelemisen nopeudesta, mutta ei juurilainkaan Cooperin testin tuloksesta.Kaikki porraskokeet huomioiden tutkimuksenkeskeisiä havaintoja oli, että pystysuoraetenemisnopeus kierreportaissa riippuusuuresti portaiden geometriasta sekäylös (0,22–0,39 m/s) että alaspäin (0,33–0,48m/s) mentäessä. Suoritetuissa kokeissa pystysuoratetenemisnopeudet olivat suurempiajyrkissä kuin loivissa portaissa. Etenemisnopeushidastui ylöspäin mentäessä Kuva pitkissä 6. Pystysuoran portaissa15–39 % portaiden peudesta pituudesta Kuva ja (korrelaatio kal-6. Pystysuoranetenemisnopeuden (laskeutuessa) riippuvuus tasaisella kävelemisen no-0,55).etenemisnopeuden (laskeutuessa) riippuvuus tasaisella kävelemisen notevuudesta riippuen; laskeutumisnopeuksissa peudesta (korrelaatio 0,55).vastaavaa trendiä ei voitu havaita. Vastavirtaushidasti portaita ylöspäin tehtävää letkuselvitystän. 24 %. Myötävirtaus hidasti portaita tajien tullessa portaisiin. Poistujien jono py-VASTAVIRTAUSKOKEETKuva 6. Pystysuoran etenemisnopeuden 7 (laskeutuessa) riippuvuus tasaisella kävKuva 6. Pystysuoran etenemisnopeuden (laskeutuessa) riippuvuus tasaisella käpeudesta (korrelaatio 0,55).7peudesta (korrelaatio 0,55).alaspäin tehtävää pelastamista n. 41 %. Alaspäinpoistuvien henkilöiden eteneminen hilastajienportaissa olon ajaksi. Porraskokeiden opiskelijoilla vastavirtakokeita 2,7 m levesähtyisisäkaarteen jyrkkyydestä johtuen pe-Hankkeessa tehtiin myös Aalto-yliopiston7dastui vastaavissa tilanteissa n. 32 % (letkuselvitysvastavirtaan) ja n. 22 % (pelastaminen kentamisen ja korkeiden rakennusten turval-vastaan käveli alle kymmenen hengen kokoi-tulokset ovat hyödyllisiä mm. maanalaisen raässäkäytävässä, jossa suurehkoa pääjoukkoamyötävirtaan). Käytännössä poistujat väistivät lisuuden arvioinnissa, kun on tarpeen arvioidahenkilöiden pystysuuntaista liikkumista. tasivat toisensa käytävän mutkassa, jolloinsia vastavirtaryhmiä niin, että joukot koh-molemmissa tapauksissa sisäkaarteeseen pelas-ne eivät voineet reagoida toisiinsa ennakolta.Yksityiskohtaisemmat kuvaukset kokeestaja tuloksista voi löytää viitteestä (Rinne ym.Suoritetuissa kokeissa pystysuorat2012). Ilman vastavirtausta tehdyissä normituskokeissaihmisten ominaisvirtaukselle saatuarvo 1,43 1/s/m osuu hyvin yhteen kirjal-etenemis nopeudet olivat suurempialisuudessa esitettyjen arvojen kanssa etenkinjyrkissä kuin loivissa portaissa.kun muistetaan se tosiasia, että nyt käytössäoli varsin homogeeninen ja hyvin liikkuvistahenkilöistä koottu joukko. Varsinaisissa vas-20 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

a) b)4. Näkyvyys 0–0,25 m (pimeä): Tässä tilanvalaistus oli katkaistu ja poistu-misopasteidennäkemistä haittasi savu. Koehenkilöei paikoitellen pysty näkemään mitään.Valaisevat opasteet näkyivät niiden välittömässäläheisyydessä (< 1 m etäisyydeltä). Tilanhahmottamisessa korostuvat muut tekijätkuin näköaisti.Kuvassa 7 on kokeen aikana kuvatusta materiaalistakoostetut vertailukuvat koeolosuh-c) d)teista suorituksen ajalta.Reitin tuntemisen vaikutusta tutkittiinsuorittamalla kokeet neljällä eri koehenkilöryhmällä,joiden tilantuntemus ja poistumisvalmiusvaihtelivat myöhemmin esitettävällätavalla. Kokeeseen osallistui neljä ryhmää,yhteensä 42 henkilöä. Ryhmä 1 (henkilöt1–10) suoritti kaikki neljä koetta. Ryhmä2 (henkilöt 11–22) suoritti vain kokeen 2,ryhmä 3 (henkilöt 23–32) vain kokeen 3 java 7. Koeolosuhteet. a) Koe 1: näkyvyys vähintään 26 m. b) Koe 2: näkyvyys 10–12 ryhmä 4 (henkilöt 33–42) vain kokeen neljä.Yksittäisiä poistumissuorituksia tuli näinc) Koe 3: näkyvyys 5–7 m. d) Koe 4: näkyvyys enintään 0,25 m (lämpömerakuva).ollen yhteensä 72 kappaletta.Vertailuryhmän (ryhmä 1) suoritusta tarkasteltaessahavaittiin, että absoluuttiset kä-temisen tavirtakokeissa vaikutusta koeaselmassa tutkittiin suorittamalla varioitiin vastavirtaryhmänkokeet Tutkimusilmiöinä neljällä eri haluttiin koehenkilö-ryhmällä,tarkastella yksi-ja poistumisvalmius motivaatiota (pysyäkö vaihtelivat tiiviinä kertaisessa myöhemmin geometriassa esitet-tävällä (käytävä) asteittain tavalla. velynopeudet pysyivät kokeiden 1–3 välil-lantuntemusn osallistuiryhmänäneljävairyhmää,ei), pääjoukonyhteensäsuuntaa42mutkassa(oikealle taikka vasemmalle kaartaen) nopeuteen ja samalla tutkia reitin oppimistisuurempina kuin muilla ryhmillä vastaa-henkilöä.heikentyvänRyhmänäkyvyyden1 (henkilötvaikutusta1–10)kävely-suorittilä jokseenkin samoina, mutta pääsääntöises-ljä koetta. Ryhmä 2 (henkilöt 11–22) suoritti vain kokeen 2, ryhmä 3 (henkilöt 23–sekä vastavirtaryhmän kokoa (neljä taikka ta. Kokeet suoritettiin yksilötasolla. vissa kokeissa. Samoin kyselyn tuloksista olikokeen kahdeksan). 3 ja ryhmä Vain vastavirtaryhmän 4 (henkilöt koollanähtiin tuli näin olevan ollen pientä yhteensä vaikutusta 72 pääjou-kappaletta. poistumisolosuhdetta, joissa muuttujana on osaksi juuri geometrian oppimisella ja koeti-33–42) Koesarjassa vain kokeen tutkittiin neljää neljä. diskreettiä Yksittäisiä pääteltävissä samainen trendi. Tämä selittyysuorituksiakon etenemiseen. Kaiken kaikkiaan pääjoukonnäkyvyys. Näkyvyys tässä tarkoittaa sitä, mislanteeseentottumisella. Asteittain heikenty-hmän(ryhmä eteneminen 1) oli suoritusta varsin sujuvaa, tarkasteltaessa ja selkeää sä määrin havaittiin, koehenkilön oli että mahdollista absoluuttiset hahneennäkyvyyden havaittiin laskevan kävely-eudet pysyivät kaistoittumista kokeiden oli havaittavissa, 1–3 välillä eli samaan jokseenkin mottaa ympäristöään, samoina, mutta reittitopologiaa pääsääntöisesti ja poistumisopasteita.nopeuksia yleisesti ottaen. Muutos kokeidenSamoin Haasteellisuuteen kyselyn tuloksista vaikutti oli ääritilanteiden välillä tilan kävelynopeuksisnopeuksiaa kuin suuntaan muilla menevät ryhmillä ihmiset vastaavissa pyrkivät seuraamaantoisiaan. Nyt tehtyjen kokeiden ha-myös tilan tuntemuksen variointi. sa oli kaikki tulokset huomioiden n. 1,4–1,5kokeissa.ssä samainen trendi. Tämä selittyy osaksi juuri geometrian oppimisella javainnot ovat varsin hyvin sopusoinnussa 1. Normaaliolosuhde (referenssi): Tässä m/s:stä 0,4–0,5 m/s:iin. Lukuarvot ovat aavistuksensuurempia kuin vastaavat alan kir-eseen tottumisella. Asteittain heikentyneen näkyvyyden havaittiin laskevanvuonna 2006 Duisburgin yliopistossa tehtyjenyleisesti kokeiden kanssa, ottaen. joissa Muutos käytettiin suo-kokeiden laistus (valaisimien ääritilanteiden määrä, tyyppi välillä ja sijain-tilajallisuudessaesitetyt arvot ovat.poistumisreitillä oli normaali pois-tumisva-euksiaeuksissa raa oli käytävää, kaikki jolloin tulokset henkilöt pystyivät huomioiden väistämääntoisiaan suurempia jo ennakolta. kuin Näkyvin vastaavat ero oli alan hahmottamaan kirjallisuudessa kulkureittinsä esitetyt tavanomaises-arvot ovat. KIITOKSETnit n. eritelty 1,4–1,5 jäljempänä) m/s:stä ja koehenkilö 0,4–0,5 pystyi m/s:iin.t ovat aavistuksenETpääjoukon ensimmäisten henkilöiden liikkumisenhidastuminen törmättäessä vastavirtaryhmään,koska käytävän mutkan takia eiti näkemällä tilaa rajoittavat rakenteet, opasteetjne. Näkyvyyttä rajoittivat vain rakenteet(käytävän kaartuessa yms.). Tässä yhteydessäKiitokset osoitamme hanketta rahoittaneilletahoille ja yrityksille, joita olivat Palosuojelurahasto,Abloy Oy, sisäasiainministeriö,käytettiin savua uhkakuvan luomi-ympäristöministeriö, L2 Paloturvallisuus Oyväistöliikettä voitu tehdä ennakolta. Lopputulemanakokeista voidaan sanoa, että pieseksi.Koehenkilö pystyi näkemään käytävän ja VTT. Omalla ja merkittävällä työpanok-osoitamme hanketta rahoittaneille tahoille ja yrityksille, joita olivatlurahasto,nehkönAbloyvastavirtaanOy, sisäasiainministeriö,kulkevan ryhmän vaikutuspääjoukon ja merkittävällä liikkeeseen työpanoksellaan on hyvin vähäistä hankkeen 2. Näkyvyys kokeellista 10–12 m: Tässä tutkimusta tilan valaistus olivat vat toteuttamassa yhteistyössä Pelastusopisto,ympäristöministeriö,”päästä päähän”.L2 Paloturvallisuussellaan hankkeen kokeellista tutkimusta oli-T. Omallaassa yhteistyössä eli esimerkiksi henkilökunnan Pelastusopisto, (laivat) tehtävistäKarjalan oli kuten Lennosto referenssikokeessa, ja Aalto-yliopistonmutta keinosa-Karjalan Lennosto ja Aalto-yliopiston Perus-johtuva vastavirtaus systeemianalyysin ei juurikaan vaikuta laboratorio. vulla käytävään luotiin mahdollisimman tatieteideniden korkeakoulunkorkeakoulun systeemianalyysin la-poistuviin henkilöihin vaakasuorissa käytävissä.sainen keinosavu vastaamaan vaimennukselboratorio.Portaikoissa tilanne voi olla toinen johtutaansuunniteltua näkyvyyttä. KoehenkilöUETTELOen porrasaskelmien vaikutuksesta ihmisten pystyi hahmottamaan tilaa paikallisesti ja tekemäänLÄHDELUETTELOpäätelmiä kauempana mahdollisesti 1. Rinne, T., Kling, T., Grönberg, P. & Kor-mahdollisuuteen väistää toisiaan tehokkaasti.T., Kling, T., Grönberg, P. & Korhonen, T. 2012. Mitoittavat tilanteet tulipalon aioistumisessa.NÄKYVYYDEN Kokeellinen HEIKKENEMISEEN tutkimus. Espoo, VTT. 3. Näkyvyys 134 s. + 5–7 liitt. m: 22 Tässä s. tilan valaistus palon ai-kaisessa poistumisessa. Kokeellinennäkyvien opasteiden avulla.honen, T. 2012. Mitoittavat tilanteet tuli-nology; LIITTYVÄT 70 ISBN KOKEET 978-951-38-7906-8 oli kuten referenssikokeessa, mutta keinosavullatutkimus. Espoo, VTT. 134 s. + liitt. 22 s.käytävään luotiin mahdollisimman ta-VTT Technology; 70 ISBN 978-951-38-Näkyvyyden heikkenemiseen liittyvät kokeettarjosivat geometrian, jossa kukaan koehenkilöistä10 sainen keinosavu vastaamaan vaimennukseltaan7906-8 URL:http://www.vtt.fi/publications/ei ollut käynyt aiemmin. Kirjallisuudenperusteella vastaavia näkyvyyden heikkemiseenliittyviä kokeita oli suoritettu aiemminvain kaksi, jotka nekin poikkesivat toisistaan.suunniteltua näkyvyyttä. Koehenkilöpystyi hahmottamaan tilaa paikallisesti ja tekemäänpäätelmiä kauempana mahdollisestinäkyvien opasteiden avulla.index.jsp). Saatavilla osoitteesta:http://www.vtt.fi/inf/pdf/technology/2012/T70.pdf.PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 21

Annukka Saine-Kottonen, Helsingin kaupungin pelastuslaitos, PL 112, 00099 Helsingin kaupunkiOsaaminen onnettomuuksienehkäisytyössäTiivistelmäArtikkeli yhdistää kahden pelastuslaitoksillatoteutetun tutkimus- ja kehittämishankkeenhavaintoja ja tuloksia osaamisen merkityksestäja sen kehittämisen haasteista jamahdollisuuksista onnettomuuksien ehkäisytyössä.Aineistona on haastattelututkimus 13valvontatyötä tekevälle henkilölle 4 pelastuslaitokseltasekä kyselytutkimus, johon on artikkelinkirjoittamishetkellä vastannut 145henkilöä 14 pelastuslaitokselta.Osaamisen kehittäminen näyttäytyy aineistossaavainkysymyksenä niin työntekijöidenmotivaation, työn vaikuttavuuden kuin arvostuksenkinnäkökulmasta. Koko pelastustoimenvaikuttavuuden kehittämisessä onnettomuuksienehkäisyn menetelmien ja osaamisenkehittäminen on oleellista. Alalla onyhtenäinen näkemys toivottavasta kehittämissuunnastaja motivaatio uuden oppimiseenja osaamisen kehittämiseen on työntekijöidenkeskuudessa vahva.TAUSTAPelastusviranomaisen onnettomuuksien ehkäisytyöon ihmisten, yritysten sekä muidenyhteisöjen ja oikeushenkilöiden ohjausta,neuvontaa, valistusta ja valvontaa tulipalojenja muiden onnettomuuksien ehkäisemiseksi,niihin varautumiseksi ja niiden seurauksienrajoittamiseksi. Onnettomuuksienehkäisyä tehdään myös yhteistyössä muidenviranomaisten sekä alueen yhteisöjen ja asukkaidenkanssa sekä osallistumalla paikalliseenja alueelliseen turvallisuussuunnittelutyöhön.Onnettomuuksien ehkäisytyöhön ei oleyhtenäisiä, määrättyjä kelpoisuusvaatimuksia.Pelastuslaitokset määrittelevät näin ollenitsenäisesti omat onnettomuuksien ehkäisytyötäkoskevat vaatimuksensa.Perinteiset onnettomuuksien ehkäisyn (erityisestivalvonnan) osaamisalueet, kuten rakenteellinenpaloturvallisuus, paloturvallisuustekniikkaja pelastustoiminnan edellytystenvarmistaminen ovat edelleen ja tulevatjatkossakin olemaan keskeinen osa onnettomuuksienehkäisyä. Niiden rinnalle on kuitenkinnoussut uusia painopisteitä, joista ontunnistettu mm. seuraavia:• kyky omaksua uutta• vuorovaikutus- ja yhteistyötaidot• asiakaslähtöinen ajattelutapa• kokonaisvaltainen ymmärrys turvallisuuskulttuuristaja sen edistämisestä• ymmärrys turvallisuudesta ja riskienhallinnastaliiketoiminnassa• tekniset taidot [1]Tämä artikkeli tarkastelee osaamisen merkitystäja sen kehittämisen haasteita ja mahdollisuuksiapelastusviranomaisen onnettomuuksienehkäisytyössä. Artikkeli perustuukahteen pelastuslaitosten tutkimus- ja kehittämishankkeeseen.Turvallisuuskulttuuria kehittävä valvonta IIon Helsingin, Keski- ja Länsi-Uudenmaanpelastuslaitosten yhteistyössä toteuttama tutkimus-ja kehittämishanke (2011–2012), jossakehitettiin valvontamenetelmiä ja niidenvaikuttavuuden arviointia. Hankkeen yhtenätehtävänä oli tarkastella valvontatyötä tekevienammatti-identiteettiä ja työmotivaatiota.Tutkimusaineisto kerättiin teemahaastatteluillakeväällä 2011. Haastateltavat (N=13)edustivat neljää pelastuslaitosta. [2]Onnettomuuksien ehkäisytyössä tarvittavanosaamisen kehittäminen -hanke on Helsingin,Pirkanmaan ja Länsi-Uudenmaan pelastuslaitostenyhteishanke, jonka tavoitteenaon kartoittaa pelastusviranomaisen tekemässäonnettomuuksien ehkäisytyössä tarvittavaaosaamista ja muodostaa sen perusteellaehdotus työhön soveltuvasta koulutuskokonaisuudesta.Hankkeessa myös koulutetaanonnettomuuksien ehkäisytyötä tekeviä. [3]Osana hanketta laadittiin kysely, jokasuunnattiin pelastuslaitoksilla onnettomuuksienehkäisytehtävissä toimiville henkilöille.Kyselyssä selvitettiin vastaajien näkemystä54 osaamissisällössä. Sisältöjen valinta perustuiOsaamisen johtaminen kuntasektorilla–työkirjan osaamiskartoitusmallin [4] avullamuodostettuihin osaamisalueisiin, jotkajaoteltiin Pohjoismaisen aikuisten oppimisenverkoston Tulevaisuuden osaamisen aivoriihenmallin [5] mukaisesti kolmeen pääosaamisalueeseen:henkilökohtaiseen osaamiseen,sosiaaliseen osaamiseen ja ammattiosaamiseen.22 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

Tutkimus toteutettiin keväällä 2013 jaartikkelin kirjoitushetkellä kysely on vieläavoinna. Näin ollen sitä koskevat tuloksetovat alustavia. Kirjoittamishetkellä vastaajat(N=145) edustavat 14 pelastuslaitosta.ONNETTOMUUKSIEN EHKÄISYMUUTOKSESSAOnnettomuuksien ehkäisytyöhön on viimeistenvuosien aikana kohdistunut suuria muutoksia.Pelastustoimen tutkimusohjelmassa2010-2014 todetaan, että onnettomuuksienehkäisy on kahden viimeisen [pelastus]lainsäädännönuudistuksen myötä tullut pelastustoimenperustehtäväksi. Pelastustoimenvelvoitteet liittyvät tulipalojen ehkäisyn lisäksilaajemminkin onnettomuuksien ennaltaehkäisyyn.Laajentunut tehtäväkenttä edellyttäätyömenetelmien kehittämistä. [6]Viime vuosien aikana on alettu korostaaturvallisuuskulttuurin huomioinnin merkitystäonnettomuuksien ehkäisyssä. Turvallisuuskulttuurinkehittymisen edistäminenvaatii pelastustoimelta merkittäviä toimenpiteitä[6]. Turvallisuuskulttuurilähtöisen ajattelutavanperusoletus on, että vaikuttavaa onnettomuuksienehkäisyä ei tehdä yksittäisiäpuutteita poistamalla. Tavoitteena on, ettäihmiset ja yhteisöt huolehtivat omatoimisestiturvallisuudestaan niin, että se ei edellytäviranomaisen jatkuvaa kontrollia.Viranomaisen roolista turvallisuuskulttuurinkehittymisestä on keskusteltu runsaasti.Kotien, organisaatioiden tai yhteiskunnanturvallisuuskulttuurin kehittäminen ei olepelastusviranomaisen vastuulla, mutta pelastusviranomainenvoi sopivalla työmenetelmälläja -otteella tukea asiakkaidensa turvallisuuskulttuurinkehittymistä.Muutoksissa osaamisenmerkitys korostuuOnnettomuuksien ehkäisyn laajentuneessaja muuttuvassa tehtäväkentässä osaamisenja sen kehittämisen merkitys korostuu.Muuttuvat työmenetelmät edellyttävät uusientaitojen opettelua ja vanhoista toimintatavoistapoisoppimista. Tämä on huomioitavaniin uusien työntekijöiden rekrytoinnissakuin nykyisten työntekijöiden osaamisen kehittämisessä.Uusia menetelmiä on lisäksi ajateltavakoko organisaatiota – ei ainoastaanyksilöitä – koskevana oppimistehtävänä. Oppiminenon yhteisöllinen ja ympäristöönsäkiinteästi sidottu ilmiö. Oppimisen tutkimuksessavahvana suuntauksena onkin viimevuosina ollut sosiokulttuurinen näkökulma,joka korostaa oppimisen ja taitojen kehittymisenkonteksti- ja tilannesidonnaisuutta. [7]Uudet osaamistarpeet eivät nouse ainoastaanpelastustoimen ja onnettomuuksien ehkäisynkehittymisestä, vaan koko työelämänkatsotaan olevan jatkuvassa muutostilassa, lisäksivieläpä erityisessä murroskohdassa. Kairinenym. listaavat muutossuunniksi palvelutyövaltaistumisen,tietotyövaltaistumisen,verkottumisen, toimintatapojen joustavoitumisen,työnteon muotojen epätyypillistymisensekä kansainvälistymisen ja globalisaation.[8] Julkinen sektori tai pelastustoimisen osana eivät ole näiden muutosten ulkopuolella.Muutosvauhdin uskotaan yleisesti vainkiihtyvän edelleen. Tämä voi olla yksi syysiihen, minkä vuoksi viime vuosina on alkanutvahvistua elinikäisen oppimisen ideologia.Sen mukaan jokaisen on opittava uuttakoko ikänsä. Nopeasti muuttuva työelämäedellyttää työntekijöiden osaamisvaatimustenjatkuvaa päivittämistä ja suhteuttamistauusiin ammattitaitovaatimuksiin. Vahvaaasiantuntijuutta vaativat tehtävät edellyttävätnykyään erinomaisen tietopohjan lisäksikykyä etsiä ja hankkia uutta tietoa sekä kykyäreflektiivisyyteen, kriittiseen tiedon arviointiinja eettisiin ratkaisuihin, monenlaisiakommunikointitaitoja ja yhteistyötaitoja sekäennen kaikkea kykyä jatkuvaan uuden oppimiseenja luomiseen. [9]TYÖELÄMÄN MUUTOSON HAASTE AMMATTI-IDENTITEETILLEAmmatti-identiteetin käsite kuvaa ihmisen jatyön välistä suhdetta. Siinä kietoutuvat yhteenammattialan yhteiskunnallinen, sosiaalinenja kulttuurinen käytäntö sekä yksilönrakentamat ja jatkuvasti muokkaamat yksilöllisetmerkitykset ja käsitykset työn asemastaelämässä sekä työhön liittyvistä arvoista jaeettisistä sitoumuksista. Ammatti-identiteettirakentuu oman henkilöhistorian perusteella,mutta siinä ovat mukana myös tulevaisuudenodotukset suhteessa työhön. [10]Onnettomuuksien ehkäisytyö tarjoaa hyvätedellytykset vahvan ammatti-identiteetinrakentumiselle, koska sillä koetaan olevanselkeä yhteiskunnallinen merkitys, tavoite jaTavoitteena on, että ihmiset ja yhteisöt huolehtivatomatoimisesti turvallisuudestaan niin, että se eiedellytä viranomaisen jatkuvaa kontrollia.tehtävä. Ennen kaikkea ammatti näyttäytyytyöntekijöille asiakkaiden kanssa tehtävänäyhteistyönä turvallisuuden ylläpitämiseksi japarantamiseksi. Työhön liittyvä kontrollointi,määräykset ja pakkokeinot sen sijaan herättävätristiriitaisia tunteita. Tällä hetkelläammatti-identiteetin ylläpitämisen haasteenaon se, että työssä vaadittavan ammattitaidonkoetaan olevan suuressa muutoksessa.Työntekijät kokevat epävarmuutta siitä, selviytyvätköhe jatkossakin ammatillisista haasteistaja kykenevätkö suorittamaan ammatinvaatimia työtehtäviä ja hallitsemaan tarvittavanteoreettisen tiedon. [2]Ammatti-identiteettiin liittyvät kysymyksetaktivoituvat muutostilanteissa, jotka pakottavattarkastelemaan työtä ja omaa suhdettasiihen uudella tavalla. Onnettomuuksienehkäisyn muutos näyttäytyy ennen kaikkeamahdollisuutena ja työntekijöiden odotuksettyön mielekkyyden ja vaikuttavuudenlisääntymisestä ovat korkealla. (Huom. Haastatteluton tehty ennen pelastuslakiuudistusta.)Keskeistä olisi, että pelastuslaitoksilla tartuttaisiinrohkeasti haasteisiin, panostettaisiinuusien menetelmien kehittämiseen, kouluttamiseenja osaamisen hallintaan. Muutostaei tule, jos sitä ei tehdä. ”Tommoseen uuteenlakiin on aina helppo laittaa kauheesti toiveitaja odotetaan, et kun laki muuttuu niin kaikkimuuttuu. Mut ei se muutu, jos ei sille jotaintehä.” [2]Uudet toimintamalliteivät jalkaudu hetkeSSäUusien toimintamallien käyttöönotto ja jalkauttaminenei tapahdu itsestään. Se edellyttäämuutosta sekä työntekijöiden ettäasiakkaiden asenteisiin ja totuttuihin toimintatapoihin.On kiinnitettävä huomiotasiihen, että työntekijät koulutetaan toimintamallienkäyttöön ja käytön opetteluun annetaanriittävästi aikaa ja resursseja. Opetteluvaiheessatoivotaan ymmärrystä sille, jostyötahti hetkellisesti hidastuu. Uuden omaksuminenei tapahdu hetkessä. [2]Tapa tehdä havaintoja, ajatella, muistaa jaratkaista ongelmia ovat aikuisilla melko vakiintuneitaverrattuna lapsiin ja nuoriin. Totuttutapa toimii tulkintojen ja uuden oppimisenviitekehyksenä mutta voi myös rajoittaauuden oppimista. Syvällinen oppiminenedellyttää muutosta vakiintuneessa ja osintiedostamattomassa tavassa havaita ja tulkitamaailmaa. [7]”Et kyl se tulee vaatimaan paljon myös pelastusviranomaiselta.Ja just se, että ei olla uppiniskasiavaan otetaan uutta vastaan ja ollaanvalmiita kokeilemaan uusia toimintatapoja.Sekin vaatii ihmiseltä paljon. Jos ihmiseton tottunu tekemään tiettyä työtä 10–30 vuot-PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 23

Vähitellen uudet tiedotja taidot voivat muuttuauusiksi rutiineiksi.ta, niin ei se hetkessä muutu se mieli, et nyt tehdäänkintoisin. Yleensä ihmisille tulee se muutosvastarinta,että mä en ainakaan rupee tätätekemään tai et mä en rupee tätä soveltamaanomassa työssäni.” [2]Syvällisen oppimisen edellyttämää kokemustakutsutaan joskus säröksi. Särö syntyy,kun elämänkokemus ja oppimiskokemus törmäävätyhteen. Aikuisten oppimisen ohjaajanyhtenä tärkeimmistä tehtävistä voidaankinpitää särökokemusten aikaansaamista. [7]Tämä näkökulma tekee muutosvastarinnanymmärrettäväksi ja suorastaan väistämättömäksiosaksi muutosta. Muutosvastarinnanhyväksyminen ja ottaminen hyötykäyttöönmuutosten läpiviennissä onkin yksi osaamisenkehittämisen tärkeistä haasteista.Vanhoista toimintatavoista poisoppiminenkoetaan haastavaksi (ka. 2,53 kun vastausvaihtoehdotolivat 1=erittäin haastavaa –4=erittäin helppoa.). [3] Poisoppiminen edellyttäätotutuista toimintatavoista luopumistaja vanhojen rutiinien hylkäämistä. Muuttuvassaympäristössä osaamisen ajan tasalla pysyminenedellyttää muutosta. Joskus jokin”tieto” osoittautuukin vääräksi tai vanhentuneeksija se on hylättävä. Tämä vaatii tietoistakeskittymistä.Lisähaastetta tulee siitä, jos poisoppimisentarve ei koske pelkkää toimintaa vaansen taustalla olevia ajattelumalleja ja perusoletuksia.Onnettomuuksien ehkäisytyössänähdään olevan meneillään tällainen ajattelutavanmurros.”Varmaan nyt just eletään semmosta muutosaikaapelastuslaitoksilla. Että ollaan luopumassasiitä vanhasta kangistuneesta järjestelmästä.Ja mennään vähän tähän nykykelkkaanmukaan.””No ehkä se koko ajattelu tähän hommaanon muuttunu.” [2]24 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013Vähitellen uudet tiedot ja taidot voivatmuuttua uusiksi rutiineiksi ja toimintatavoiksi.Aiemmassa tutkimuksessa riskienhallintapäällikötovat katsoneet, että uusien toimintamallienomaksuminen ei ole joustavaa.[1] Vaikuttaisi kuitenkin siltä, että haasteeksikoetaan nimenomaan vanhasta poisoppiminen,ei uuden opettelu (ka. 2,96). Uudistuksetkoetaan positiivisena asiana, jotkavoivat merkittävällä tavalla parantaa onnettomuuksienehkäisyn laatua ja yhdenmukaisuutta.”Kyl mä ainakin pidän tätä uuttasuuntaa mielekkäänä.” [2]OPPIMISEN HAASTEITAJA MAHDOLLISUUKSIAAikuinen oppijanaAikuiskoulutuksessa on huomioitava aikuistenoppijoiden heterogeenisuus: suuri vaihtelumm. iässä, kokemus- ja koulutustaustassa.Aikuisena opiskelusta ja aikuisten kyvystäoppia uusia asioita on vallalla paljon erilaisiamielikuvia, kokemuksia, näkemyksiä jauskomuksia. Jokaisella aikuisella on omaankokemukseen perustuvaa tietoa siitä, millaistaoppiminen oli lapsena ja nuorena ja mitenaikuisena oppiminen siitä eroaa. [7]Perinteinen näkemys oppimisesta perustuubehavioristiseen taustateoriaan, jossa oppiminenajatellaan reaktioiksi ärsykkeisiin.Tällöin oppimista voidaan säädellä ulkoisellavahvistamisella. Opettajalla on tärkeä ja aktiivinenrooli, oppijalla taas ennemmin passiivinenja reagoiva. Behaviorismia tietoisenoppimisen taustateoriana voidaan pitää vanhentuneena[7]Viimeaikaisessa oppimisen tutkimuksessavaltavirtaus on ollut konstruktivistinen näkemystiedosta ja oppimisesta. Sen mukaanoppija rakentaa ja tulkitsee tietoa sekä antaasille merkityksen omasta tieto- ja kokemustaustastaankäsin. Oppiminen on siis aktiivistatiedon rakentamista. [7]Työntekijät kokevat käytännön taitojenopettelun (ka. 3,28) ja kokeilemalla oppimisen(ka. 3,36) helpoksi. Nämä ovat asioita,joissa oppija nimenomaan itse aktiivisestiratkoo ongelmia ja kokeilee eri vaihtoehtoja.Myös katsomalla oppiminen koetaan helpoksi(ka. 3,22). Haastavaksi koetaan lainsäädännönkehityksen seuranta (ka. 2,52) sekäyksityiskohtien opettelu ja muistaminen (ka.2,64). Nämä taas ovat asioita, joita perinteisestiopetellaan yksin puurtaen ja jotka vaativatyksityiskohtaisen tiedon ulkoa opetteluaja ulkoa annettujen tosiasioiden omaksumista.[3]Oppia ikä kaikkiTyöelämän muutokset yhdessä väestön ikääntymisenkanssa ovat nostaneet esiin kysymyksenikääntyvien työntekijöiden osaamisestasekä ammatillisen peruskoulutuksen ettäosaamisen ylläpitämisen näkökulmasta. Toisaaltavaatimus ylläpitää ja kehittää osaamista,esimerkiksi työvälineissä tapahtuvienmuutosten vuoksi, koskettaa kaiken ikäisiätyöntekijöitä. Kysymys ei ole vain koulutuksestavaan entistä enemmän oman ammatillisuudenja osaamisen kehittämisestä työssäja työyhteisössä, osana jokapäiväistä työtä jakanssakäymistä. [11]Pelkästään ikään perustuvia suoria johtopäätöksiäoppimiskyvystä ja -mahdollisuuksistaon syytä tehdä hyvin varovasti. Vaikkakinikääntyminen merkitsee vähittäistä heikkenemistäjoissakin fyysisissä toiminnoissa,kuten näkö- ja kuuloaistissa, reaktioajassaja fyysisessä voimassa, ei näitä muutoksiavoi pitää kovin merkittävinä työikäistenkeskuudessa. Sekä fyysisen että mentaalisenoppimiskyvyn on todettu säilyvän läpi elämän.[7]Aikuisten oppimista edistää riittävä aikaoppimiseen ja erilaisten tekniikoiden jaapuvälineiden käyttö muistin tueksi. Tämänmerkitystä on syytä korostaa, sillä lisäosaamistakaivataan moneen sellaiseen asiaan, jokaedellyttää yksityiskohtaisen tiedon muistamistaja hallintaa, kuten lainsäädännön tuntemusja sen kehityksen seuranta. [3]Lähivuosina onnettomuuksien ehkäisytyötäpitkään (yli 15 vuotta) tehneiden osuudenuskotaan kasvavan. Tärkeää on, että heidänkokemuksensa, osaamisensa ja ammattitaitonsapystytään hyödyntämään. Vaikka aikuistenoppimiskykyä usein vähätelläänkin,”- - - mutku ei se vanha koira opi uusia temppuja.Se oikeesti vaan on niin - - -” [2] on aikuisellaoppijalla myös vahvuuksia.Aikuinen ohjaa, arvioi ja tarkkailee omaaoppimistaan ja katsoo asioita monesta eri näkökulmasta.Aikuisille on tyypillistä nuoriaoppijoita parempi kyky käyttää käytännönkokemusta ja kontekstuaalista tietoa apunaongelmien ratkaisussa. Kognitiivisen oppimisteorianmukaan uusi asia havaitaan jaopitaan aina suhteessa aiempaan tietoon. Tätäkorostetaan erityisesti aikuisten oppimisessaja ohjaamisessa. On helpompi omaksua japalauttaa mieleen tietoa, joka koetaan itsellemerkitykselliseksi. [7]Oppiminen jatkuu koko työuran ajanOsaamisen kehittämistä tapahtuu uran erivaiheissa. Alalle tultaessa yksilöillä on omankoulutustaustansa ja aiemman työkokemuksensasekä harrastuneisuutensa perusteellatietty osaamistaso. Onnettomuuksien ehkäisytyötätehdään usein pelastusalan (N=63) tai muun tekniikan alan (N=68) koulutustaustalla.[3] Ne tuottavat vahvaa perusosaamistatietyillä onnettomuuksien ehkäisynosaamisalueilla. Jatkossa myös muunlaisenkoulutustaustan uskotaan yleistyvän. Tärkeääolisi tunnistaa erilaisten taustojen tuomaosaaminen ja ottaa se hyötykäyttöön – samoinkuin tulee tunnistaa erilaiset koulutustarpeetja vastata niihin. Riittävä yhteinen perusosaaminenon varmistettava.

Työn alkuvaiheessa saatava perehdytys ontärkeää ja se voi värittää pitkälti sitä kokonaiskuvaa,joka työntekijälle ammatista, sensisällöstä ja tavoitteista muodostuu. Erityisestitämä pätee onnettomuuksien ehkäisynkaltaiseen ammattiin, josta monella ei ehkäole kovin selvää mielikuvaa ja käsitystä ennalta.Työhön päätyminen saatetaan kokea sattumaksi,kun aiemmin ”Ei ollu niinku ajatustakaan,et tällanen mahdollisuus ees on” [2]Pelastuslaitoksilla on perinteisesti ollutkäytössä ns. oppipoikamalli, jossa uusi työntekijätutustuu työtehtäviin kokeneemmankollegan toimintaa seuraamalla. Vaikka tässäonkin se riski, että näin siirretään eteenpäinmyös vanhentunutta tietoa ja vakiintuneitamutta epätarkoituksenmukaisia käytäntöjä,on mallissa myös paljon vahvuuksiaja hyödynnettävää. Ns. hiljaisen tiedon,eli vaikeasti sanoiksi puettavan lähinnä kokemukseentai intuitioon perustuvan tiedonsiirtäminen mahdollistuu. Katselemalla oppiminenkoetaan myös helpoksi tavaksi oppia(ka. 3,22). [3]Oppiminen ei luonnollisestikaan pääty eikäammatissa olla valmiita perehdytyksenjälkeen vaan elinikäisen oppimisen ideologianmukaisesti oppiminen jatkuu koko työuranajan. Työorganisaatioiden henkilöstönkehittämisen painopiste on vähitellen siirtymässähenkilöstökoulutuksesta kohti työssäoppimisen ohjaamista. Aikaisemmin ajateltiin,että työntekijä ottaa passiivisesti tietoavastaan koulutuksessa ja sitten soveltaa sitäomassa työssään. Ajatus on kestämätön, koskapelkkä tiedon jakaminen ei riitä osaamistatuottavan oppimisen perustaksi, vaan oppimisenohjaus pitää ulottaa työpaikalle asti.Oppimisprosessi ei ole vain henkilökohtainenasia. [12]Pelastustoimen kehitysnäkökulmien kannaltayksi keskeinen kysymys liittyy koulutustarpeisiinoperatiivisista pelastustoiminnantehtävistä onnettomuuksien ehkäisytehtäviinsiirryttäessä. Keskeisimpiä koulutustarpeitasiirtymän kokeneiden henkilöiden (N=40)mukaan näyttäisivät olevan rakenteellinen jatekninen paloturvallisuus, lainsäädännön javalvontavelvoitteiden tuntemus, palotarkastusprosessinja –ohjelmiston hallinta, kirjallisetja tietotekniset taidot sekä riskiryhmientuntemus. [3]Jatkuva oppiminen voi myös ahdistaaElinikäisen oppimisen ideologialla on myöskääntöpuolensa. Jatkuvan koulutuksen ja kilpailunyhteiskunnassa eläminen saattaa merkitämonille aikuisille raskasta taakkaa. Siihenliittyy toistuva valmentautuminen uusiin tehtäviin,pelko omien taitojen vanhenemisestaja jatkuva muutospaine. [13]Vaikka uudistuksiin ja uuden opetteluunsuhtaudutaan pääosin positiivisesti, herättävätne myös huolta siitä, saavatko työntekijätoppimiselleen tarvitsemansa tuen. Työnarvostuksen kannalta tyytymättömyyttä herättääse, että kovassa muutosvauhdissa eimuisteta arvostaa ja kunnioittaa tehtyä työtäja vanhoja käytäntöjä, vaikka niissä olisi paljonhyvääkin. [2]Olisikin tärkeää muistaa, että lainsäädäntöja tehtävänkuvat ovat aiemmin edellyttäneettoisentyyppistä osaamista ja työotettakuin nykyisin. Siksi vanhoja suorituksiaei tule arvioida tämän päivän kriteerein vaanoman aikansa valossa – aivan kuten rakennustenpaloturvallisuutta arvioidaan rakennusaikaisenlainsäädännön perusteella eikänykyisten normien.YHTEINEN KÄSITYS OIKEASTASUUNNASTA ON VAHVAOnnettomuuksien ehkäisy on muutoksessa.Pelastustoimen vaikuttavuuden lisääminenperustuu pitkälti onnettomuuksien ehkäisytyönkehittämiseen. Näkemys toivottavastakehittämissuunnasta on pelastustoimen sisällävahva ja yhtenäinen. Pelastuslaitosten jasidosryhmien yhteiset tutkimus- ja kehittämishankkeetvoivat tehokkaasti edistää alankehitystä koko maan tasolla.Osaamisen kehittäminen on muutoksenavain. Sillä on merkitystä työmotivaation,työn laadun ja vaikuttavuuden sekä työn arvostuksenkannalta. Onnettomuuksien ehkäisyvaatii monipuolista osaamista. Työntekijättunnistavat runsaasti osaamis- ja koulutustarpeita.He myös ovat motivoituneita oppimaanuutta, kunhan oppimiselle annetaanriittävä tuki ja huomioidaan vanhasta poisoppimiseenliittyvät haasteet.Uudet työmenetelmät ja työn haasteellisuuskoetaan motivaatiota vahvistaviksi tekijöiksi.Motivaatiota vähentävänä tekijänätaas nähdään ehkäisevän työn arvostuksenpuute pelastustoimen sisällä. Yhdeksi ratkaisuksitähän esitetään osaamiseen ja koulutukseenpanostamista – työn arvostus syntyyvahvasta ammattitaidosta. Yhtenä vaihtoehtonaolisi, että lakiin kirjattaisiin pätevyysvaatimuksetonnettomuuksien ehkäisytyöhön.Panostamalla niin pelastusalan tutkintojenja täydennyskoulutuksen kuin työssätapahtuvan oppimisen hallintaan ja kehittämiseenvoidaan vastata niihin haasteisiin,joita jatkuvasti muuttuva työelämä myösonnettomuuksien ehkäisylle asettaa.KIITOKSETSekä Turvallisuuskulttuuria kehittävä valvontaII että Onnettomuuksien ehkäisytyössätarvittavan osaamisen kehittäminen ovat Palosuojelurahastontukemia hankkeita. Niidentoteuttaminen ei olisi ollut mahdollista ilmanrahaston myöntämää tukea.LÄHDELUETTELO1. Helsingin kaupungin pelastuslaitos. 2011.Turvallisuuskulttuuria kehittävä valvonta –hankkeen loppuraportti.2. Helsingin kaupungin pelastuslaitos.2013. Turvallisuuskulttuuria kehittävä valvontaII -hankkeen loppuraportti. (Julkaisuprosessissa)3. Helsingin kaupungin pelastuslaitos.2013. Onnettomuuksien ehkäisytyössä tarvittavanosaamisen kehittäminen – hankkeenloppuraportti. (Luonnos)4. Efeko Oy. 2005. Osaamisen johtaminenkuntasektorilla. Kuntaosaaja 2012-työkirja.Saatavissa osoitteesta: http://www.laaninhallitus.fi/lh/ita/sivistys/home.nsf/files/AF4573A549C21546C225785B003782C1/$file/Osaamisen%20johtaminen%20kuntasektorilla.pdf(viitattu 30.04.2013)5. Pohjoismainen aikuisten oppimisen verkosto.2006. Tulevaisuuden osaaminen. Tiivistelmä.Saatavissa osoitteesta: http://www.vsy.fi/doc/FramtidensKompetenser_fi.pdf(viitattu 29.4.2013)6. Pelastustoimen tutkimusohjelma 2010-2014. Saatavissa osoitteesta: http://www.pelastusopisto.fi/pelastus/home.nsf/www/tutkimusohjelma(viitattu 9.4.2013)7. Valleala, U. M. 2007. Oppiiko vanhakoira uusia temppuja? Näkökulmia aikuistenopiskeluun ja oppimiseen. Teoksessa K.Collin ja S. Paloniemi (toim.) 2007. Aikuiskasvatustieteenä ja toimintakenttinä (s. 55-90). Juva: PS-kustannnus.8. Julkunen, R. 2007. Työ – talouden jaminän välissä. Teoksessa A. Eteläpelto, K.Collin ja J. Saarinen (toim.) Työ, identiteettija oppiminen (s. 18–48). Porvoo: WSOY.9. Collin, K. 2007. Työssä oppiminen.Teoksessa K. Collin ja S. Paloniemi (toim.)2007. Aikuiskasvatus tieteenä ja toimintakenttinä(s. 123-154). Juva: PS-kustannnus.10. Eteläpelto, A. 2007. Työidentiteetti jasubjektius rakenteiden ja toimijuuden ristiaallokossa.Teoksessa A. Eteläpelto, K. Collinja J. Saarinen (toim.) Työ, identiteetti ja oppiminen(s. 90-142). Porvoo: WSOY.11. Paloniemi, S. 2007. Ikä ja ikäisyystyössä. Teoksessa A. Eteläpelto, K. Collin jaJ. Saarinen (toim.) Työ, identiteetti ja oppiminen(s. 49-53). Porvoo: WSOY.12. Poikela, E. ja Järvinen, A. 2007. Työssäoppimisen prosessimalli oppimisen johtamisessaja osaamisen arvioinnissa. TeoksessaA. Eteläpelto, K. Collin ja J. Saarinen (toim.)Työ, identiteetti ja oppiminen (s. 178–197).Porvoo: WSOY.13. Virtanen, A. 2007. Ammatillinen aikuiskoulutus:taustaa, kirjoa ja nykytilaa.Teoksessa K. Collin ja S. Paloniemi (toim.)2007. Aikuiskasvatus tieteenä ja toimintakenttinä(s. 93-122). Juva: PS-kustannnus.PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 25

Esko Mikkola, VTT, PL 1000, 02044 VTTPuun paloturvallinen käyttöparvekkeissa ja räystäissäTiivistelmäPuuparvekkeiden ja luhtikäytävien paloturvallisuuteenliittyviä ehtoja ja vaatimuksia onselvitetty seuraavissa maissa: Ruotsi, Norja,Saksa, Ranska, Itävalta, Sveitsi, UK ja Kanada.Selvitys koskee 3–8-kerroksisia puurunkoisiaasuinkerrostaloja (osittain myöstoimisto-rakennuksia) sisältäen seuraaviaasiakokonaisuuksia: Oletukset palorasituksesta,rakenteiden palonkestävyyden vaatimukset,pintojen palovaatimukset, mahdollisetpalosuojausten vaatimukset ja parvekkeidenkäyttö poistumiseen palotilanteessa.Täysin suljettu räystäs on yksinkertaisinratkaisu estämään palon leviämistä ullakolleja yläpohjan onteloon, mutta se ei välttämättäaina ole käytännöllisin. Tämän sijasta käytettäviäratkaisuja ovat palonrajoittimina toimivienventtiilien/paisuvien tiivisteiden käyttöja alapinnaltaan EI 30 -vaatimuksen täyttävientuulettuvien räystäiden käyttö. Lisäksiräystään vaatimuksia voidaan tapauskohtaisestikompensoida yläpohjan vaatimuksilla.PARVEKKEIDEN JA LUHTIKÄYTÄVIENVAATIMUKSIASelvitys koski 3–8-kerroksisia puurunkoisiaasuinkerrostaloja (osittain myös toimistorakennuksia)sisältäen seuraavia asiakokonaisuuksia:• Oletukset palorasituksesta• Rakenteiden palonkestävyyden vaatimukset• Pintojen palovaatimukset• Palosuojausten vaatimukset• Parvekelasitusten vaikutuksia• Parvekkeiden käyttö poistumiseen.Vastauksia saatiin kysymyksiin melko kattavasti.Osa vastaajista antoi vastauksia vainosaan kysymyksistä, jolloin näiden osaltatäydennettiin tietoja hyödyntäen aiempaaVTT:n käytössä ollutta aineistoa.Rakennusten palokuormaakoskevia oletuksiaUseissa tarkastelluissa maissa ei ole käytössärakennusten palokuormaa koskevia oletuksia.Muutamissa maissa palorasitusten oletuksenpohjana käytetään Eurokoodin (EN1991-1-2) [1] palokuormia kansallisin arvoinja sprinklauksen vaikutus otetaan huomioonvähennyskertoimien avulla (Taulukko 1).Kantavan puurungon mukanaoloa palokuormassaei ole yleensä yksiselitteisesti määritelty,paitsi Ruotsissa ”suojatun energian”periaatetta voidaan soveltaa, jos rungon osallistuminentodennäköisyys paloon on alhainen.Rakenteiden palonkestävyydenvaatimuksiaKantavien rakenteiden (puuta) palonkestävyysvaatimuksiarakennusten seinille ja välipohjillesekä parvekkeille ja luhtikäytävilleon esitetty seuraavassa (Taulukko 2). Itserakennusten osalta palokestävyyden perusvaatimuksenanäyttää yleensä olevan R60kuten Suomessakin. Parvekkeiden palonkestävyysvaatimuksetvaihtelevat välillä R0−R60 ja ne ovat yleensä samat sprinklatuilleja sprinklaamattomille rakennuksille. Luhtikäytävienpalonkestävyys-vaatimukset ovatyleensä tiukemmat kuin parvekkeiden, vaihdellenvälillä R30−R90. Asuin- ja toimistorakennustenvaatimusten välillä ei todettuyleensä olevan eroja.Pintojen palovaatimuksiaPintoja koskevia vaatimuksia rakennuksenjulkisivulle yleisesti sekä erityisesti parvekkeilleja luhtikäytäville on esitetty taulukossa3. Käsittelemättömän puun käyttö on yleensämahdollista julkisivujen pinnoissa 4–7 kerrokseenasti ja enemmänkin, jos on näyttöäpalon rajallisesta leviämisestä. Ensimmäisenkerroksen pinnoilta voidaan vaatia palamattomuutta(Ruotsi esimerkkinä). Parvekkeidenpintakerrosten vaatimuksena on yleisimminD- (tai C-) taso. Lattialle tyypillinenvaatimus on D FL . Luhtikäytävien pintakerrosvaatimuksetovat yleensä tiukemmat (seinätja katot yleisimmin B-tasoa) kuin parvekkeidenvaatimukset kuvastaen käyttöä uloskäytävänä.Asuin- ja toimistorakennusten vaatimustenvälillä ei yleensä ole erojaPalosuojausten vaatimuksiaTarkastellussa maaryhmässä parvekkeiden palosuojauksensuhteen ei aseteta vaatimuksia26 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

*Ei varsinaisesti määritelty. Irtaimen palokuorman oletetaan olevan < 400 MJ/m 2 .Taulukko 1. Rakennusten sisältämän palokuorman oletuksia.Rakenteiden palonkestävyyden vaatimuksiaKantavien Palokuorma rakenteiden (MJ/m 2 ) (puuta) palonkestävyysvaatimuksia D N rakennusten S seinille ja välipohjille UKsekä Asuinrakennus parvekkeille ja luhtikäytäville 1085 on esitetty seuraavassa 400* (Taulukko 800 2). Itse rakennusten 870osalta Sprinklattu palokestävyyden rakennus perusvaatimuksena näyttää yleensä olevan 488 R60 kuten Suomessakin. 570Parvekkeiden Toimistorakennus palonkestävyysvaatimukset 584 vaihtelevat 400* välillä R0−R60 520 ja ne ovat yleensä 522 samatsprinklatuille Sprinklattu rakennus ja sprinklaamattomille rakennuksille. Luhtikäytävien 317 palonkestävyysvaatimukset342varsinaisesti ovat määritelty. yleensä tiukemmat Irtaimen palokuorman kuin parvekkeiden, oletetaan vaihdellen olevan < välillä 400 MJ/m R30−R90. . Asuin-*Eija toimistorakennusten vaatimusten välillä ei todettu yleensä olevan eroja.Rakenteiden palonkestävyyden vaatimuksiaTaulukko 2. Palonkestävyyden vaatimuksia yksinkertaistettuna seinille, välipohjille,Kantavien parvekkeille rakenteiden ja luhtikäytäville (puuta)(asuinrakennukset).palonkestävyysvaatimuksia rakennusten seinille ja välipohjillesekä parvekkeille ja luhtikäytäville on esitetty seuraavassa (Taulukko 2). Itse rakennustenosalta palokestävyyden perusvaatimuksena näyttää yleensä olevan R60 kuten Suomessakin.Parvekkeiden Palonkestävyys palonkestävyysvaatimukset A CH vaihtelevat D F välillä N R0−R60 S ja ne ovat UK yleensä CAN samatsprinklatuille Asuinrak. 3-4 krs ja sprinklaamattomille rakennuksille. Luhtikäytävien palonkestävyysvaatimuksetSeinät ja välipohjat ovat yleensä R60 tiukemmat R60 kuin R60 parvekkeiden, R60 vaihdellen R60 R60 välillä R60 R30−R90. R60 Asuin-6)ja - Sprinklattu toimistorakennusten vaatimusten R60 R30 välillä R60 ei todettu R60 yleensä R60 olevan R60 eroja. R60 R60 6)Asuinrak. 5-8 krsTaulukko Seinät ja välipohjat 2. Palonkestävyyden A2 runko R60vaatimuksia 2)4)R60 yksinkertaistettuna R90 5) seinille, R90 välipohjille, A2 runkoparvekkeille Sprinklattu rakennus ja luhtikäytäville (asuinrakennukset).Seinät ja välipohjat R90 R60 2) R60 3) R604)R60 R90 A2 runkoParvekkeet 3-4 krs R30 1)7)R60 R0R60 R30 R0Palonkestävyys- Sprinklattu R30A 1)7)R30CHR0D FR60NR30S UKR0CANAsuinrak.Luhtikäyt.3-43-4krskrs R60 R60 R60R60 R30 R60 R60 6)Seinät Sprinklattuja välipohjat R60R60R60R30R60R60R60 R60R60R60R30R60R60R60R60- Sprinklattu R60 R30Parvekkeet 5-8 krs A2 runko R60 2) R60R0 3) R60 R60 R60 R60 R60R60 R30 R0 A2 runkoAsuinrak.Luhtikäyt.5-85-8krskrs A2 runko R60 2) R60 3) R60 R30 R90 A2 runkoSeinät ja välipohjat A2 runko R60 2) R60 3)4)R60 R90 5) R90 A2 runkoEi vaatimuksia, jos 3 kerrosta.Sprinklattu rakennusKorkeintaan 6 kerrosta.Seinät ja välipohjat R90 R60 2) R60 3)4)R60R60 R90 A2 runkoKorkeintaan 5 kerrosta.julkisivujen Parvekkeet 3-4Ei taulukoitujapinnoissa krsarvoja,4 R30tarvitaan– 7 7)kerrokseen R60varmennettuasti R0 jasuunnittelu.enemmänkin, R60 jos on R30 näyttöä R0 palon rajallisesta5) leviämisestä. - SprinklattuVälipohjat R60.Ensimmäisen R30 1)7)kerroksen R30 pinnoilta R0 voidaan R60 vaatia R30 palamattomuutta R0 (Ruotsi6) esimerkkinä). Luhtikäyt.Korkeintaan3-43Parvekkeiden krskerrosta.R60MyöspintakerrostenR45R60voi ollaR60riittävä.vaatimuksena R60 on yleisimmin R30 R60 D (tai C) R60 taso.7) Lattialle - SprinklattuEi R vaatimusta,tyypillinenjosvaatimusei käytetäR60 onpoistumiseen.R30 D FL . Luhtikäytävien R60 pintakerrosvaatimukset R60 R30 R60 ovat yleensä R60tiukemmat Parvekkeet (seinät 5-8 krs ja A2 katot runko yleisimmin R60 2) B R0tasoa) 3) kuin parvekkeiden R60 R30 vaatimukset R0 kuvastaen A2 runkokäyttöä uloskäytävänä. Asuin- ja toimistorakennusten vaatimusten välillä ei yleensä ole erojaPintojen Luhtikäyt. palovaatimuksia5-8 krs A2 runko R60 2) R60 3) R60 R30 R90 A2 runkoEi vaatimuksia, jos 3 kerrosta.Taulukko 3. Pintakerrosten vaatimuksia julkisivuille, parvekkeille ja luhtikäytävillePintoja Korkeintaan(asuinrakennukset)koskevia 6 kerrosta. vaatimuksiavähintäänrakennuksen3-kerroksissajulkisivullerakennuksissayleisesti(Itävallassasekä erityisestiesitetytparvekkeillevaatimuksetjaluhtikäytäville Korkeintaan 5pätevät kun kerroksia on kerrosta. esitetty korkeintaan Taulukko 7 ja 3. Norjassa Käsittelemättömän ja Kanadassa puun kun käyttö kerroksia on yleensä korkeintaan mahdollistaEi taulukoituja arvoja, tarvitaan varmennettu suunnittelu.4).5) Välipohjat R60.Korkeintaan 3 kerrosta. Myös R45 voi olla riittävä.2Pintakerrokset A CH DEi R vaatimusta, jos ei käytetä poistumiseen.Julkisivut (≥ 3 krs)N S UK CAN2,3)YleisestiD-s3,d1C-s3,d1 D-s3,d0B-s3,d2 DPintojen palovaatimuksiaSprinklattu rakennus D-s3,d1C-s3,d1 D-s3,d0 D-s1,d0 3) B-s3,d2 DParvekkeetPintoja koskevia vaatimuksia rakennuksen julkisivulle yleisesti sekä erityisestiSeinätD-s3,d1 D C-s3,d1 D-s3,d0 C-s2,d0 4) parvekkeille jaC/B Dluhtikäytäville on esitetty Taulukko 3. Käsittelemättömän puun käyttö onKatotD-s3,d1 D C-s3,d1 D-s3,d0 B-s1,d0 4) yleensä mahdollistaC/B DPilarit/palkitD-s3,d0 D-s2,d0DKaiteetD 2 D-s3,d0 D-s2,d0 (D) DLattiatD FLD FL -s1 D FL -s1 (D FL ) D FLLuhtikäytävätSeinätKatotPilarit/palkitKaiteetLattiatD-s1,d0D-s1,d0AAAA FLB-s3,d0B-s3 d0D-s3,d0A2-s1,d0D FL -s1C FL -s1 1)1) D FL , jos kerroksia korkeintaan 3.2) SP Fire 105 (ison mittakaavan koe) kriteerien tulee täyttyä.3) 1. kerros A2-s1,d0.4) D-s2,d0 kun rakennus on sprinklattu.( ) Vaatimustasot oletuksia.Palosuojausten vaatimuksiaB-s1,d0 4)B-s1,d0 4)D-s2,d0D-s2,d0C FL -s1B-s3,d2B-s3,d2(D)(D FL )DDDDD FLParvekelasituksen suhteen vaatimuksia ei välttämättä ole tai lasitus muuttaa vaatimuksia esim.siten että parveke tulkitaan osaksi huoneistoa ja vaatimukset ovat sen mukaiset. EsimerkiksiNorjassa parveke tulkitaan sisätilaksi, jos alle 50 % on avoinna parvekkeen yläosasta.Ruotsissa taasen 2-kerroslasi aiheuttaa parvekkeen laskemisen osaksi huoneistoa.suojaverhoukselle Tarkastellussa maaryhmässä tai automaattiselle parvekkeiden sammutukselle.suojaverhoukselle Parvekerakenteiden tai automaattiselle paloturvallisuus sammutukselle. Parvekelasituksen Parvekerakenteiden suhteen paloturvallisuusvaatimuksia eipalosuojauksen Parvekelasitusten suhteen vaikutuksia ei aseteta vaatimuksiaperustuu palonkestävyyden ja pintakerrosten vaatimuksiin. Lisäksi voidaan antaa vaatimuksiapalonkestävyyden ja pintakerrostenvälttämättä ole tai lasitus muuttaa vaatimuksiaesim. siten että parveke tulkitaan osaksipalon leviämisen ja putoavien osien rajoittamiseksi. Sprinklauksella voi saada lievennyksiälähinnävaatimuksiin.pintakerrosvaatimuksiin.Lisäksi voidaan antaa vaatimuksiapalon leviämisen ja putoavien osien huoneistoa ja vaatimukset ovat sen mukaiset.Esimerkiksi Norjassa parveke tulkitaanrajoittamiseksi. Sprinklauksella voi saada lievennyksiäParvekelasitusten lähinnä pintakerrosvaatimuksiin.vaikutuksiasisätilaksi, jos alle 50 % on avoinna parvekkeenyläosasta. Ruotsissa taasen 2-kerroslasiaiheuttaa parvekkeen laskemisen osaksi huoneistoa.Parvekkeiden käyttö poistumiseenEri maiden välillä on merkittäviä eroja poistumisteidenja hätäpoistumisen määrittelyjensuhteen. Saaduista vastauksista voidaankuitenkin päätellä, että parvekkeita voidaanuseimmiten käyttää poistumiseen, jolloin niidenvaatimukset voivat muuttua tiukemmiksi,esim. luhtikäytävien mukaisiksi tai yleisestiottaen poistumisteiden mukaisiksi (on myöshuomattava erot poistumisteiden ja hätäpoistumisenmäärittelyjen välillä eri maissa).PALORASITUKSIA JULKISIVULLAJA RÄYSTÄIDEN SUOJAUKSIARäystäiden vaikutusta palon leviämiseen jaseurausvaikutuksiin arvioitiin oletuksella, ettäjulkisivussa käytetään D-s2, d2 -luokanpuutuotteita tai B-s1/s2, d0 -luokan tuotteitaenintään 8-kerroksisissa P1- ja P2-luokan rakennuksissa.Arvioinnissa otettiin huomioonpalorasitukset eri julkisivuverhouksille pintakerrosluokanmukaan ja vaatimusten mukainenautomaattisten sammutuslaitteiden käyttöeri rakennustyypeille.Palorasituksista seuraavien räystään suojaustarpeidenpohjalta esitetään mahdollisuuksiasuojaukseen ja suojauksen kompensointiinseuraavien ratkaisujen osalta:• Tuulettuva räystäs• Tuuletus julkisivun tuuletusraosta• Palopeltien ja sulkeutuvien venttiilienkäyttö• Räystään vaatimuksen kompensointi yläpohjanvaatimuksilla (tapauskohtainen soveltaminen).Puujulkisivun vaikutus palorasitukseenPuujulkisivun vaikutusta palorasitukseen voidaanarvioida VTT:llä suoritettujen puujulkisivukoesarjojenperusteella, joiden koejärjestelytja tulokset esitellään lyhyesti alla.Tarkemmat tiedot koesarjoista löytyvät lähdeviitteistä[2,3,4] ja puujulkisivujen toiminnallisentarkastelun osalta lähdeviitteestä [5].Käytettäessä D-s2, d2 -luokan puutuotteitatai B-s1/s2, d0 -luokan tuotteita enintään8-kerroksisen P1- tai P2-luokan rakennuksenjulkisivussa voidaan räystäälle aiheutuvaa palorasitustaarvioida seuraavasti:PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 27

• Sprinklatussa rakennuksessa palo alkaaulkopuolisesta sytytyslähteestä (ei lieskahtavaahuonepaloa). Palorasitus julkisivulla onoleellisesti pienempi kuin lieskahtaneen palontapauksessa.o Kun käytetään D-s2, d2 -luokan puutuotteitajulkisivun pintana palo leviää lähinnäliekkikontaktin kautta, koska lämpösäteilyon varsin pieni (alle 10 kW/m 2 yli 0,5 metrinetäisyydellä palavasta alueesta ja arviolta korkeintaan20 kW/m 2 liekin juuressa). Palonleviäminen julkisivun pinnalla yhden kerroskorkeudenverran kestää 10–15 minuuttia.o Käytettäessä B-s1/s2, d0 -luokan tuotteitajulkisivun pintana ulkopuolinen palo eikäytännössä leviä juuri lainkaan.• Sprinklaamattomassa rakennuksessa lieskahtanuthuoneistopalo voi aiheuttaa seuraavatpalorasitukset julkisivulle ja räystään alle(jos palo ylimmissä kerroksissa):o D-s2, d2-luokan julkisivu: Palorasitusmaksimissaan noin 100 kW/m 2o B-s1/s2, d0-luokan julkisivu: Palorasitusmaksimissaan noin 70 kW/m 2 .Räystäiden vastetta ja seurausvaikutuksiaerilaisiin julkisivupaloihin voidaan kuvataseuraavasti P1- ja P2-luokan rakennuksessa:• Sprinklattu rakennus (ei lieskahtanuttahuonepaloa), palo alkanut ulkopuolisestasytytyslähteestäo D-s2, d2 -luokan julkisivu (leviää liekkikontaktilla,lämpösäteily < 20 kW/m 2 )• Suljettu räystäs (EI 30 tai vastaava): Paloei leviä ullakon onteloon alle 30 minuutissa.• Avoin räystäs: Räystään rakenne (esim.avoin ala- vai yläpuolelta) vaikuttaa palon leviämiseenullakon onteloon.o B-s1/s2, d0 -luokan julkisivu – avoinräystäs: Palon leviämisen todennäköisyys ullakononteloon on hyvin pieni.• Sprinklaamaton rakennus – lieskahtanuthuonepaloo D-s2, d2 -luokan julkisivu - maksimipalorasitusnoin 100 kW/m 2• Suljettu räystäs (EI 30 tai vastaava): Paloei leviä ullakon onteloon alle 30 minuutissa.• Avoin räystäs: Palo voi levitä ullakon onteloonvälittömästi (räystään rakenne vaikuttaaleviämisen viiveeseen).o B-s1/s2, d0 -luokan julkisivu – räystäsavoin: Palo voi levitä ullakon onteloon välittömästi,koska palorasitus noin 70 kW/m 2 (räystään rakenne vaikuttaa leviämisenviiveeseen).Palonrajoittimien käyttöTuuletus räystäältä vaatii vain rajoitetun kokoisiatuuletusaukkoja, joten ne voidaan toteuttaakäyttäen tähän tarkoitukseen suunniteltujaja hyväksyjä venttiileitä/paisuviatiivisteitä, jotka toimivat palonrajoittimina.Räystään alapuolelle tai seinän yläosaan räystäänalapuolelle asennettavia palonrajoittimiavoidaan käyttää kun niiden luokitus (tai soveltuvientestausten pohjalta tehty luokitusarvio)täyttää EI 30 -vaatimukset. Asennustavantulee olla luokituksessa ilmoitettujenreunaehtojen mukainen.Tuulettuva räystäsAiemman on tutkittu mahdollisuuksia hidastaapalon leviämistä tuulettuvan räystäänkautta ullakon onteloon [6]. Tuloksena päädyttiinratkaisuun, jonka todettiin hidastavanpalon leviämistä onteloon noin 10 minuutilla.Kuumat kaasut eivät kulkeutuneeträystään läpi, vaan savu- ja palokaasut ohjautuivattuuletusraosta ulos virtauksen kehittämänulospäin suuntautuvan virtauksenvuoksi. Tämän palon leviämistä hidastanräystäsratkaisun pohjalta on kehitetty tuulettuvanräystäsratkaisun periaatetta (Kuva1), jossa räystään alapintana on EI 30 -vaatimuksentäyttävä suojaava rakenne. Tämäntyyppiselläratkaisulla palon leviämisen julkisivustaullakon onteloon voidaan olettaaestyvän vähintään 30 minuutin ajan sprinklatunrakennuksen puujulkisivun aiheuttamanpalon olosuhteissa.Räystään vaatimuksen kompensointiyläpohjan vaatimuksillaRakentamismääräyskokoelman osan E1 kohdan1.3.2 mukaan vaatimuksen täyttyminenvoidaan todentaa tapauskohtaisesti oletettuunpalonkehitykseen perustuen. Tällaisenmenettelyn perusteena voidaan käyttää seuraavaa:Ullakon ontelossa ei ole sprinklausta,mutta palorasituksen (palokuorman) voidaanolettaa olevan oleellisesti pienemmänkuin rakennuksen sisällä sprinklaamattomassarakennuksessa (vastaava oletus koskee parvekkeita,joille palonkestävyysaikavaatimuson puolet kerroksen kantavien rakenteidenvaatimuksesta).Silloin kun räystään ja seinän liittymäkohtasekä räystään alapinta eivät täytä EI 30-vaatimusta, tulee yläpohjan toteutuksessaottaa huomioon seuraavaa: Kun P2-luokanrakennuksen yläpohja on tehty tarvikkeista,jotka eivät ole vähintään A2-s1, d0 -luokkaa,tulee ullakon ontelon alapinta varustaa vähintäänK2 30 -luokan suojaverhouksella, jokaon tehty vähintään B-s1, d0 -tarvikkeista.YHTEENVETOVaikka puurunkoisten kerrostalojen kantavienrakenteiden palonkestävyysvaatimus onyleensä R 60 tutkitussa maaryhmässä, vaihtelevatparvekkeiden palonkestävyysvaatimuksetvälillä R 0–R 60. Luhtikäytävien palonkestävyysvaatimuksetovat yleensä tiukemmatkuin parvekkeiden, vaihdellen välillä R 30–R 90.Käsittelemättömän puun käyttö on yleensämahdollista julkisivujen pinnoissa 4–7 kerrokseenasti ja enemmänkin, jos on näyttöäpalon rajallisesta leviämisestä ja ensimmäisenkerroksen pinnoilta voidaan vaatia palamattomuutta.Parvekkeiden pintakerrosten vaatimuksenaon yleisimmin D- (tai C-) taso. Lattialletyypillinen vaatimus on DFL. Pilarit japalkit sekä kaiteet voivat olla puuta.Luhtikäytävien pintakerrosvaatimuksetovat yleensä tiukemmat (seinät ja katot yleisimminB tasoa) kuin parvekkeiden vaatimuksethuomioiden joissain maissa myössavulle asetettavat vaatimukset. Luhtikäytävilleja parvekkeille asetetut pintakerrosvaatimukseteivät useimmissa maissa eroa toisistaansprinklatuissa ja sprinklaamattomissarakennuksissa.Parvekkeiden palosuojauksen suhteen eiyleensä aseteta vaatimuksia suojaverhoukselletai automaattiselle sammutukselle. Palonleviämisen ja putoavien osien rajoittamiseksivoidaan kuitenkin antaa vaatimuksia. Parvekelasituksiaei välttämättä vaatimuksissa suoraanmainita lainkaan määräyksissä ja ohjeissa.Joissain maissa lasitus muuttaa vaatimuksiaesim. siten että parveke tulkitaan osaksihuoneistoa ja vaatimukset ovat sen mukaiset.Parvekkeita voidaan useimmiten käyttääpoistumiseen, jolloin niiden vaatimukset voivatmuuttua tiukemmiksi, esim. luhtikäytävienmukaisiksi tai yleisesti ottaen poistumisteidenmukaisiksi (vertailussa tulee huomataerot poistumisteiden ja hätäpoistumisen määrittelyjenvälillä eri maissa).Palon leviämistä ullakolle/yläpohjan onteloonvoidaan estää täysin suljetun räystään lisäksikäyttämällä palonrajoittimina toimiviaventtiilejä/paisuvia tiivisteitä ja alapinnaltaanTäysin suljettu räystäs on yksinkertaisinratkaisu estämään palon leviämistä ullakolleja yläpohjan onteloon, mutta se ei välttämättäaina ole käytännöllisin. Tämän sijastakäytettäviä ratkaisuja suojaukseen sekäsuojauksen kompensoinnin ehtoja esitelläänseuraavassa.Parvekkeita voidaan useimmiten käyttääpoistumiseen, jolloin niiden vaatimuksetvoivat muuttua tiukemmiksi.28 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

a)EI 30 -rakenneb)Kuva 1. Tuulettuvan räystään ratkaisumalli: a) periaate ilman sisäänotosta, kun räystäs on EIEI 30-vaatimuksen suojattu täyttäviä tuulettuvia alapuolelta räys-jtäitä, jotka on suunniteltu siten, että savu- ja CEN 2002.dotteita 2253.b) Palolle ilmavirtauksen altistettujen rakenteiden kääntyminen rasitukset. ulospäin tekniikka, palotilanteessa. 2004. 58 s. + liitt. [7] 36 s. VTT Tie-palokaasut ohjautuvat Räystään tuuletusraosta vaatimuksen ulos palotilanteessa.Vaihtoehtona palon leviämistä kola, E. Puujulkisivujen paloturvallisuus la, Huhta, Jaakko, Jumppanen, Ulla-Mai-kompensointi 2. Hakkarainen, yläpohjan T., Oksanen, vaatimuksillaT. & Mik-6. Hietaniemi, Jukka, Hakkarainen, Tuu-rajoittaville räystäsratkaisuille Rakentamismääräyskokoelman voidaan yläpohjantoteutuksessa voidaan ottaa huomioon todentaa palon tapauskohtaisesti teknillinen tutkimuskeskus, oletettuun 1996. palonkehitykseen 29 s. + Henry. Ontelotilojen perustuen. paloturvallisuus. Tällaisen On-sprinklatuissa osan kerrostaloissa. E1 kohdan Espoo: 1.3.2 Valtion mukaan ja, Kouhia, vaatimuksen Ilpo, Vaari, Jukka täyttyminen & Weckman,leviämisen estäminen: Kun P2-luokan rakennuksenyläpohja on tehty tarvikkeista, jotka 38-4892-2.poo 2003. 168 s. + liitt. 52 s. VTT Tiedot-liitt. 16 s. VTT Tiedotteita 1736. ISBN 951- telopalojen leviämisen katkaiseminen. Es-menettelyn perusteena voidaan käyttää seuraavaa: Ullakon ontelossa ei ole sprinklausta, muttaeivät ole vähintään palorasituksen A2-s1, d0 -luokkaa, (palokuorman) tuleeullakon ontelon rakennuksen alapinta varustaa sisällä vähin-sprinklaamattomassa kola, E. Fire behaviour rakennuksessa of facades in multi-(vastaava 7. Paloräystäs. oletus koskee Puuinfo, parvekkeita, Tekninen tiedo-3. Hakkarainen, voidaan T., Oksanen, olettaa T. olevan & Mikteitaoleellisesti 2202. pienemmän kuintään K 2 30 -luokan joille suojaverhouksella, palonkestävyysaikavaatimus jokaon tehty vähintään B-s1, d0 -tarvikkeista. cal Research Centre of Finland, 1997. 42 s.storey wood-framed on puolet houses. kerroksen Espoo: Techni-kantavien te 14.6.2012. rakenteiden vaatimuksesta).Silloin kun räystään ja + seinän liitt. 16 s. liittymäkohta (VTT Research Notes sekä 1823.) räystään alapinta eivät täytä EI 30KIITOKSET vaatimusta, tulee yläpohjan ISBN 951-38-5098-6. toteutuksessa ottaa huomioon seuraavaa: Kun P2-luokanEsitetyt tulokset rakennuksen perustuvat Finnish yläpohja Wood on tehty 4. Hakkarainen, tarvikkeista, T. & Oksanen, jotka eivät T. Fire safetyassessment varustaa of wooden vähintään facades. KFire 2 30-luokan and suojaverhouksella, joka onole vähintään A2-s1, d0 -luokkaa,Research Oy:n tulee rahoittamiin ullakon tutkimuksiin. ontelon alapintaMaterials, 2002. Vol. 26, s. 7–27.LÄHDELUETTELO tehty vähintään B-s1, d0 -tarvikkeista.5. Korhonen, T. & Hietaniemi, J. Puujulkisivujenpaloturvallisuus lähiökerrostalois-1. EN 1991-1-2:2002. Eurocode 1: Rakenteidenkuormat. Osa 1–2: Yleiset kuormat. sa. Espoo: VTT Rakennus- ja yhdyskunta-6PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 29

Simo Hostikka, Ari Silde, Topi Sikanen, VTT, PL 1000, 02044 VTTLentokonetörmäyksen synnyttämätulipalo ydinvoimalanriskianalyysissäTiivistelmäMatkustajalentokoneen törmäys on yksiydinvoimaloiden riskianalyysin uhkakuvista.Törmäys itsessään voi vaurioittaa laitoksenrakenteita ja laitteita. Törmäyksessä vapautuvanpolttoaineen aiheuttamaa paloriskiä ontutkittu lähinnä numeeristen simulointienavulla. VTT:llä on tehty kokeita suurella nopeudellatapahtuvista törmäyksistä, joissa törmäävämissiili on täytetty vedellä. Mittaamallavapautuvan pisarasuihkun ominaisuuksiavoidaan määrittää simulointien tarvitsemialähtötietoja. Pisarasuihkun etenemistä seuraamallataas saadaan aineistoa simulointienvalidointiin.JOHDANTOMatkustajalentokoneen törmäys tuli mukaanydinvoimaloiden riskienhallinnassa tarkasteltaviinuhkakuviin vuoden 2001 terroristi-iskujenjälkeen. Siihen saakka ydinvoimaloidenmitoituksessa oli varauduttu pienempien liikennöivistä tonta nähdä koneista sovelluksia monet muilla ovat yhteiskunnan samaa kokoluokkaa neen oletetaan kuin Airbus syttyvän välittömästi. A320-sarjan Törmä-koneet, jotkahitetylle osaamiselle ei myöskään ole mahdo-eli 10 t polttoainetta. Vapautuvan polttoai-koneiden törmäyksiin. Suuren lentokoneen voivat kuljettaa sektoreilla, mukanaan joilla käsitellään 19 t polttoainetta, vaikkapa suuria ja joiden yksen jälkeen suurin esiintyy matkanopeus suuri liekkipallo, on 230 jonkam/s.törmäys aiheuttaa useita mahdollisia uhkia määriä palavia nesteitä.koko voi olla samaa suuruuluokkaa reak-ydinvoimalan toiminnalle. Tärkeimpiä niistäovat rakenteiden ja laitteiden vaurioituminenTaulukko 1. Lentokoneiden tietoja.ja lentokonepolttoaineen syttymisestä ai-Airbus Airbus Boeing SANDIAheutuva tulipalo. Suurinta tuhoa tulipalostaA320-200 A380-800 747-400 F-4 Phantomsyntyy, jos lentokone onnistuu lävistämään Matka-/törmäysnopeus (m/s) 230 253 253 215reaktorirakennuksen seinän ja palava neste Polttoainemäärä (t) 19 249 174 4.8 (vettä)pääsee rakennuksen sisään. Laitoksen ulkopuolellaNousupaino (t) 78 560 397 19palo voi uhata savulle ja lämpene-Siipien kärkiväli (m) 34,1 79,6 64,4 11,8miselle herkkiä kohteita.Lentokonetörmäysten seurausten Lentokoneessa arviointiperustuu analyyttisten ja numeeristen oletetaan mal-yleensä, että törmäyksessä vapautuu ja palamiseen osallistuu karkeasti ottaen yhdenpolttoaine on jakautunut siipi- ja runkotankkeihin. Turvallisuusanalyyseissäsiiven sisältämä polttoaine eli 10 t polttoainetta. Vapautuvan polttoaineen oletetaan syttyvän30 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013lien käyttöön. Malleja kehitettäessä ja hyödynnettäessäon tärkeää, että mallien tarkkuusja pätevyys voidaan arvioida, ja että niidentarvitsemat syöttötiedot voidaan määrittää.VTT:llä on useiden vuosien ajan tutkittusuurella nopeudella tapahtuviin törmäyksiinliittyviä mekaanisia ilmiöitä ja nesteen leviämistätörmäyksistä, joissa törmäävä kappaleon osittain tai kokonaan täytetty nesteellä.Nesteen leviämisen tutkimuksessa on keskityttysuurella nopeudella etenevien pisarasuihkujensyntymiseen sekä niiden liikkeenja höyrystymisen laskentaan. Nestesuihkunja palon simuloinnit on tehty Fire DynamicsSimulator (FDS) -ohjelmalla.Simulointiohjelmien kehitystyön kauttamelko kapeaa sovellusaluetta varten kehitetytvalmiudet voivat palvella suurta joukkoapaloturvallisuuden kanssa työskentelviä. Ke-PALOSKENAARIOEnnen vuoden 2001 terrori-iskuja ajateltiin,että ydinvoimalaan voisi törmätä pieni siviilitaisotilaskäyttöön tarkoitettu lentokone. Nykyäänymmärretään, että suurikin matkustajakonevoidaan kaapata ja lentää tahallisestitarkasti haluttuun kohteeseen. Taulukossa 1on esitetty palotapahtuman kannalta olennaisiatietoja joistakin lentokonetyypeistä. Suomessaliikennöivistä koneista monet ovat samaakokoluokkaa kuin Airbus A320-sarjankoneet, jotka voivat kuljettaa mukanaan 19tpolttoainetta, ja joiden suurin matkanopeuson 230 m/s.Lentokoneessa polttoaine on jakautunutsiipi- ja runkotankkeihin. Turvallisuusanalyyseissäoletetaan yleensä, että törmäyksessävapautuu ja palamiseen osallistuu karkeastiottaen yhden siiven sisältämä polttoainevälittömästi. Törmäyksen jälkeen esiintyy suuri liekkipallo, jonka koko voi olla samaasuuruuluokkaa reaktorirakennuksen kanssa. Liekkipallo laajenee ja viipyy reaktori-

torirakennuksen kanssa. Liekkipallo laajeneeja viipyy reaktori-rakennuksen läheisyydessän. 5 s, jonka jälkeen se alkaa nosteen vaikutuksestanousta ylöspäin. Osa vapautuneestapolttoaineesta törmää rakennusten pintoihinja maahan muodostaen rakennusten läheisyydessäpalavan allaspalon.Liekkipallosta aiheutuvat riskit liittyvätvoimakkaan säteilylämpövirran aiheuttamiinvaurioihin sekä liekkien että polttoainepitoisenkaasuseoksen tunkeutumiseen laitoksensisälle. Liekkipallon lyhyestä kestosta johtuenon seinustalla palava allaspalo kuitenkinmerkittävämpi riski rakenteiden kestolle.Yksi tärkeimmistä tutkimusaiheista onkinKuva 1. VTT:n IMPACT-laitteisto.ollut sen arvioiminen, kuinka suuri osuus vapautuvastapolttoaineesta kertyyKuva 1. VTT:n IMPACT-laitteisto.allaspaloksi.Kuvassa 2 on esitetty suurnopeusvideon tilannekuvia vedellä täytetyn teräsmissiilintörmäyksestä. Kuvista voidaan havaita, miten missiili hajoaa törmäyksen edetessä, sekämäärittää Kuvassa vesirintaman 2 on esitetty etenemisnopeus suurnopeusvideon ja suunta. tilannekuvia vedellä täytetyn teräsmissiilintörmäyksestä. Kuvista voidaan havaita, miten missiili hajoaa törmäyksen edetessä, sekämäärittää vesirintaman etenemisnopeus ja suunta.NESTEEN LEVIÄMISENKOKEELLINEN TUTKIMUSKokeellisen tutkimuksen tarkoituksena onhankkia perustietoa suurella nopudella tapahtuvistatörmäyksistä, joissa vapautuu nestettä.Kokeiden avulla hankitaan lähtötietoja tietokonesimuloinneillesekä aineistoa simulointienvalidointiin.Kuva 2. Suurnopeusvideokuvia törmäyskokeesta (100 m/s). Kuvat 4 ms välein.Kuva 2. Suurnopeusvideokuvia törmäyskokeesta (100 m/s). Kuvat 4 ms välein.Hyvin dokumentoituja kokeita lentokoneidentai muiden vastaavien kappaleiden Nesterintaman etenemisnopeus mitattiin analysoimalla kuvan 2 kaltaisia tilannekuvia suurestatörmäyksistä on julkaistu vain vähän. Sandia joukosta eri nopeuksilla ja erilaisilla missiileillä tehtyjä kokeita. Tyypillisesti neste purkautuuNational Laboratories on raportoinut hävittäjälentokoneentörmäyskokeen, jossa Phan-verrattuna, vaihteluvälin ollessa 1,5…2,5. Purkauksen jälkeen eteneminen hidastuutörmäävästäNesterintamanmissiilistäetenemisnopeusnopeudellamitattiinjokaanalysoimallaon noin kaksinkertainenkuvan 2 kaltaisiamissiilintilannekuvianopeuteensuurestajoukosta eri nopeuksilla ja erilaisilla missiileillä tehtyjä kokeita. Tyypillisesti neste purkautuutörmäävästä missiilistä nopeudella joka on noin kaksinkertainen missiilin nopeuteentom F-4 hävittäjän tankit oli täytetty vedellä[4]. Veden leviämisestä ei kuitenkaan tehtyvoimakkaasti.verrattuna, vaihteluvälin ollessa 1,5…2,5. Purkauksen jälkeen eteneminen hidastuuKuva 3. Pisarakoon mittausjärjestely: voimakkaasti.mittauksia, koska kokeen päätarkoitus oli mitatatörmäyksestä den aiheutuvia varjoista voimia (Kuva: ja vau-Markus kuvausmenetelmän Honkanen, avulla. Pixact Valona Oy). on käytetty stroboskooppia sekä tuoreimmissa kokeissaVesisuihkun pisarakokojakaumaa taustavalaistu on suurnopeuskamera mitattu VTT:n kokeissa ja vastavaloon esimerkki tapahtuvan pisaroi-varjo-Vesisuihkun pisarakokojakaumaa on mitattu VTT:n kokeissa vastavaloon tapahtuvan varjokuvausmenetelmärioitateräsbetoniseinään. Videomateriaalin 810 nm laseria. Kuvausnopeusavulla. Valonaoliontuoreimmissakäytetty stroboskooppiakokeissasekä50 000…100tuoreimmissa000kokeissakuvaa/s.perusteella veden lähtönopeus törmäyskohdastaon 1,3…1,55 -kertainen koneen tör-KuvausmenetelmäKuvausmenetelmä810 nm laseria.jaKuvausnopeusesimerkki havaituistaoli tuoreimmissapisaroista onkokeissaesitetty50kuvassa000…1003. Analysoimalla000 kuvaa/s.suuri joukko kuvia 3. javoidaan Pisarakoon esimerkkimäärittää mittausjärjestely: havaituistapisaroidenpisaroista taustavalaistu tilastollinenon esitetty suurnopeuskamera jakaumakuvassa(Kuva3. Analysoimalla ja 4). esimerkki Monet pisahavaituistamäysnopeuteen verrattuna. Vesi lähtee melkosymmetrisesti ylös, alas ja sivuille (ei kui-havaituista mm) eikä pisarakokojakaumista kuvista voida aina päätellä olivat kaksihuippuisia. ovatko ne stabiileja Osa pisaroista vai voisivatko on melko ne vielä suuria hajota (0,6-suuri joukkopisarakokojakaumista den kuvia varjoista voidaan (Kuva: määrittää Markus olivat kaksihuippuisia. Honkanen, pisaroiden Pixact tilastollinenOsa Oy). pisaroistajakaumaon melko(Kuvasuuria4). Monet(0,6-1,4edelleen.tenkaan aivan suoraan sivuille). Lähtösuuntaon jakautunut tasan välillä 0…30±10°1,4 mm) Suurin eikä kuvista osa havaituista voida aina pisaroista päätellä on ovatko kuitenkin ne stabiileja sumua (alle vai 0,4 voisivatko mm), eivätkä ne vielä ne hajota hajoaenempää. edelleen. Eri Suurin kokoryhmien osa havaituista suhteellinen pisaroista osuus on kuitenkin vaihtelee sumua suihkun (alle 0,4 osasta mm), (eturintama eivätkä ne hajoa vailoppuosa) enempää. riippuen. Eri kokoryhmien Kaiken kaikkiaan, suhteellinen 100 osuus m/s vaihtelee törmäysnopeudella suihkun osasta tehdyissä (eturintama kokeissa vai(0° seinäpinnan suuntainen ja 90° suoraan mitattujen loppuosa) pisaroiden riippuen. keskihalkaisija Kaiken kaikkiaan, oli n. 0,22 100 m. m/s törmäysnopeudella tehdyissä kokeissataaksepäin). Pisarapilven suurin halkaisija olimitattujen pisaroiden keskihalkaisija oli n. 0,22 m.60…80 m.Toisessa Sandian kokeessa pyrittiin kehittämäänmenetelmiä törmäyksessä leviävän nesteenkarakterisointiin [3]. Siinä törmäytettiinn. 2 t vesisäiliö jäykkään betoniseinään muttavarsinaiset tulokset olivat melko laihoja.Kuva 4. Esimerkki mitatusta pisarakokojakaumasta sekä sovitettu analyyttinen jakauma.Esim. pisarakokojakauman mittaaminen epäonnistui,koska mittauskohta jäi kapean vesipeusja suunta.on käytetty stroboskooppia sekä tuoreimsä,sekä määrittää Kuva vesirintaman 4. Esimerkki etenemisno-mitatusta pisarakokojakaumasta van varjokuvausmenetelmän sekä sovitettu avulla. analyyttinen Valona jakaumasuihkun ulkopuolelle.Nesterintaman etenemisnopeus mitattiin missa kokeissa 810 nm laseria. KuvausnopeusVTT:llä on tehty NESTEEN törmäyskokeita LEVIÄMISEN 2000-luvunalkupuolelta asti [6, 7] ns. IMPACT-lait-suuresta joukosta eri nopeuksilla ja erilaisilla kuvaa/s. Kuvausmenetelmä ja esimerkki ha-analysoimalla JA PALON NESTEEN kuvan SIMULOINTI2 LEVIÄMISEN kaltaisia tilannekuvia JA PALON oli tuoreimmissa SIMULOINTI kokeissa 50000…100000Lentokonetörmäyksen synnyttämiä tulipaloja on simuloitu FDS-ohjelmalla. Törmäyksteistolla (Kuva Lentokonetörmäyksen 1). Vaikka näissäkin kokeissa synnyttämiä missiileillä tehtyjä kokeita. Tyypillisesti nestepurkautuu törmäävästä missiilistä nopelysoimallasuuri joukko kuvia voidaan määvaituistapisaroista on esitetty kuvassa 3. Ana-syntyvä tulipaloja pisarapilvi on mallinnettiin simuloitu ympyrän FDS-ohjelmalla. muotoisena pisarasuihkuna, Törmäyksessä jonka kesto olpääpaino on missiilin syntyvä ja rakenteen pisarapilvi käyttäytymisentutkimuksessa, on nesteen leviäminen udella joka on noin kaksinkertainen missiirittääpisaroiden tilastollinen jakauma (Kuvamallinnettiin millisekuntia. ympyrän muotoisena Phantom F-4 pisarasuihkuna, kokeen perusteella jonka suihkuihin kesto määriteltiin oli 50 pienet, siimillisekuntia. Phantom F-4 kokeen suuntaiset perusteella raot. Pisaroiden suihkuihin alkunopeudeksi määriteltiin asetettiin kaksi pienet, kertaa missiilin siipien törmäysnopeusollut mukana ohjelmassa jo lähes alusta lähtien[5]. Kuvassa suuntaiset 2 on esitetty raot. suurnopeusvi-Pisaroiden sa 1,5…2,5. alkunopeudeksi Purkauksen asetettiinlin nopeuteen verrattuna, vaihteluvälin olles-4). Monet havaituista pisarakokojakaumistaolivat missiilinNesteen leviämisen jälkeen eteneminen kaksi kertaasimulointimalli on validoitu kaksihuippuisia. törmäysnopeus.Impact-kokeiden Osa pisaroista avulla. on Ennustedeon tilannekuvia vedellä täytetyn teräsmissiilintörmäyksestä. Nesteen Kuvista leviämisen voidaan havai-simulointimalli Vesisuihkun kokeiden pisarakokojakaumaa on yhteensopivuus validoitu oli on Impact-kokeiden melko mi-hyvä, da aina erojen päätellä ollessa avulla. ovatko yleensä ne Ennustettuastabiileja alle 30 vai %, voisi-mutta useimmhidastuu voimakkaasti.vesirintaman etenemisnopeutta verrattiin melko suuria videoista (0,6–1,4 määritettyyn mm) eikä kuvista nopeuteen. voi-Mallinta, miten missiili vesirintaman hajoaa törmäyksen etenemisnopeutta edetestattuVTT:n simuloitu verrattiin kokeissa rintama vastavaloon videoista eteni mitattua tapahtu-määritettyyn nopeammin. vatko ne vielä nopeuteen. hajota edelleen. Mallin Suurin osa ja hakokeidenyhteensopivuus oli melkoVedellehyvä,mitattujaerojen ollessapisarakokojakaumiayleensä alleon30käytetty%, muttasellaisenaanuseimmitenkuvaamaan msimuloitu rintama eteni mitattua nopeammin.lentokonepolttoainetta, koska kokeellisen PALOTUTKIMUKSEN pisarakokokorrelaation PÄIVÄT 2013 [8] perusteella 31 vespolttoaine tuottavat hyvin samankokoisia pisaroita, vaikka monet niiden ominaisuuksista,

törmäyskohdan korkeus maanpinnasta. Korkeuden kasvaessa altaaseen kertyvän polttoaineenosuus luonnollisestikin pienenee.vaituista pisaroista on kuitenkin sumua (alle0,4 mm), eivätkä ne hajoa enempää. Eri kokoryhmiensuhteellinen osuus vaihtelee suihkunosasta (eturintama vai loppuosa) riippuen.Kaiken kaikkiaan, 100 m/s törmäysnopeudellatehdyissä kokeissa mitattujen pisaroidenkeskihalkaisija oli n. 0,22 m.NESTEEN LEVIÄMISEN JA PALON SIMULOINTILentokonetörmäyksen synnyttämiä tulipalojaon simuloitu FDS-ohjelmalla. Törmäyksessäsyntyvä pisarapilvi mallinnettiin ympyränmuotoisena pisarasuihkuna, jonka kestooli 50 millisekuntia. Phantom F-4 kokeenperusteella suihkuihin määriteltiin Kuva pienet, 6. Allaspalona palavan polttoaineen määrän riippuvuus pisarakoosta.siipien suuntaiset raot. Pisaroiden alkunopeudeksiasetettiin kaksi Simulointien kertaa missiilin avulla törmäysnopeus.laitosgeometriassa. Simuloinneissa liekkipallon lämpötila varioitiin kaksi sekuntia lentokoneen törmänintörmäyskohtaa kuluttua liekkipallo ja on tuulen jo noussut suuntaa. reakto-tutkittiin myös tulipallon vaikutusalueen laajuutta todellisessaNesteen leviämisen Kuvassa simulointimalli 7 on on esitty validoituyksen liekkipallo jälkeen. Tässä kahden vaiheessa ja jo neljän suurin osa sekunnin rirakennuksen kuluttua yläpuolelle törmäyksestä, ja edennyt tuulen kunImpact-kokeiden avulla. Ennustetyksentua vesirintaman etenemisnopeutta verrattiinvideoista määritettyyn nopeuteen. Mallinja kokeiden yhteensopivuus oli melko hyvä,erojen ollessa yleensä alle 30 %, muttauseimmiten simuloitu rintama eteni mitattuanopeammin.Vedelle mitattuja pisarakokojakaumia onkäytetty sellaisenaan kuvaamaan myös lentokonepolttoainetta,koska kokeellisen pisarakokokorrelaation[8] perusteella vesi ja polttoainetuottavat hyvin samankokoisia pisaroita,vaikka monet niiden ominaisuuksista,lämmönvapautumisesta tapahtuu rakennuksenyläpuolella. Simulointien avulla voitiinosoittaa, että tulipallo voisi vaurioittaa voimalanulkopuolella korkeintaan muovivaippaisiakaapeleita, jos niitä olisi törmäysaluenläheisyydessä.Rakennuksen juurelle kertyvän polttoainealtaankoko riippuu lentokoneen kuljettamanpolttoaineen määrästä, törmäyskohdankorkeudesta ja törmäyksessä syntyvien polttoainepisaroidenkokojakaumasta. Mitä lähempänämaata törmäys tapahtuu, sitä suurempiosa polttoaineesta päätyy maahan asti.vaikutuksesta alavirtaan. Törmäyksen puoleisenapurakennuksen katolle on muodostunutkoko katon peittävä allaspalo. Yhteenvetosimuloinneista on esitetty kuvassa 8, jokahavainnollistaa liekkikosketuksen todennäköisyyttäeri etäisyyksillä törmäyskohdasta.On hyvin todennäköistä, että liekkipallojossain vaiheessa peittää alleen yhden reaktorirakennustaympäröivistä turvallisuusrakennuksista,ja kahden vierekkäisen rakennuksenpeittyminen on mahdollista. Kaikkien neljänturvallisuusrakennuksen peittyminen on kuitenkinerittäin epätodennäköistä.Kuva 6 esittää allaspaloksi kertyvän polt-ml. pintajännitys ja viskositeetti, ovatkin erilaisia.Kaikkia todellisuudessa esiintyviä ilmiöitätoaineen määrän riippuvuuden keskimääräisestäYHTEENVETO JA JATKOTUTKIMUSTARPEITAei simuloinneissa tietenkään voida ottaahuomioon, koska niistä ei ole tietoa tai koskaniiden määrittely ei olisi simulointiin liittyvienepävarmuuksien vuoksi järkevää. Simuloinneissaon yleensä oletettu, että leviävänpolttoaineen massa on 10 t ja lentokoneennopeus 125 m/s.pisarakoosta. Mitä pienempi on pisa-rakoko, sitä pienempi on maahan kertyvänpolttoaineen osuus. Muita tutkittuja parametrejaoli esimerkiksi törmäyskohdan korkeusmaanpinnasta. Korkeuden kasvaessa altaaseenkertyvän polttoaineen osuus luonnollisestikinpienenee.Lentokonetörmäyksestä aiheutuvaan tulipaloonliittyviä riskejä arvioidaan laskennallisillamenetelmillä. Laskennan lähtöarvojenmäärittäminen ja kelpoisuuden arviointi perustuukuitenkin kokeelliseen tutkimukseen.Kokeellisia ja laskennallisia menetelmiä onkehitetty VTT:llä jo usean vuoden ajan. TälläKuvassa 5 on esitetty suorakaiteen muotoiseen,50 m korkeaan rakennukseen törpallonvaikutusalueen laajuutta todellisessa tä vapautuvan nestesuihkun etenemistä, höy-Simulointien avulla tutkittiin myös tuli-hetkellä pystytään simuloimaan törmäyksesosuurin osa lämmönvapautumisesta tapahtuu rakennuksen yläpuolella.a voitiin osoittaa, että tulipallo voisi vaurioittaa voimalan ulkopuolellamäävän koneen polttoaineen synnyttämän laitosgeometriassa. Simuloinneissa varioitiin rystymistä ja palamista kokonaisen ydinvoimalanmittakaavassa. Tulosten avulla voidaanvaippaisia kaapeleita, jos niitä olisi törmäysaluen läheisyydessä.lentokoneen törmäyskohtaa ja tuulen suuntaa.Kuvassa 7 on esitty liekkipallo kahden janeljän sekunnin kuluttua törmäyksestä, kunlentokone ja 10 m/s puhaltava tuuli tulevatsamasta suunnasta. Kahden sekunnin kuluttualiekkipallo on laajimmillaan, peittäen alleenkoko turvarakennuksen ja koskettaenympäröiviä apurakennuksia. Neljän sekun-arvioida liekkipallon ja allaspalon keskinäistämerkitystä sekä liekkipallosta aiheutuvanuhkan laajuutta.Simulointien perusteella näyttää siltä, ettälentokonetörmäyksestä aiheutuvan liekkipallonlämpövaikutus ei aiheuta välitöntä uhkaalaitoksen toiminnalle, koska lämpövaikutuksenkesto on vain joitakin sekunteja. Rakenteidenja muiden kohteiden kannalta merkittäiä,paikallisia lämpövaikutuksia voi syntyä,kun osa polttoaineesta kertyy maahan taikatolle, muodostaen allaspalon. Simuloinninavulla voitiin osoittaa, että 10 t polttoainemääränvapautuminen ei uhkaa tyypillisenlaitosgeometrian vastakkaisilla puolilla sijaitseviajärjestelmiä.Suunnittelussa ja riskianalyysissä käytettäviensimulointiohjelmien tulee olla veri-n lämpötila. Punainen väri = 1500 °C. Rakennuksen korkeus = 50 m.32 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013elle kertyvän polttoainealtaan koko riippuu lentokoneen kuljettamanärästä, törmäyskohdan korkeudesta ja törmäyksessä syntyvien

akennuksen peittyminen on mahdollista. Kaikkien neljän turvallisuusrakennuksenpeittyminen on kuitenkin erittäin epätodennäköistä.on eteneminen laitosmittakaavassa.Kuva 7. Liekkipallon eteneminen laitosmittakaavassa.kkipallon vaikutusalueen laajuus reaktorirakennuksen ympäristössä.accident or vulnerability assessment application.Meas. Sci. Technol. 20, 12 p.Kuva 8. Liekkipallon vaikutusalueen laajuus reaktorirakennuksen ympäristössä.A JATKOTUTKIMUSTARPEITAfioituja ja kyseiseen sovellukseen validoituja.sa konetyypeissä valtaosa rakenteista on alu-4. Sugano, T., Tsubota, H., Kasai, Y., Ko-Projektissa on pystytty validoimaan FDSmiininsijaan muovikomposiittia.shika, N. Orui, S., von Riesemann, W.A.,YHTEENVETOsestä aiheutuvaan ohjelman kyky ennustaa JAtulipaloon nesteen JATKOTUTKIMUSTARPEITAliittyviä leviäminen riskejä arvioidaan laskennallisilla Bickel, D.C. Parks, M.B. Fullscale aircraftkoegeometriassa. Kokeellisen ja todellisen tilanteenkokoeron aiheuttamaa epävarmuut-aiheutuvaan Tutkimustyön tulipaloon on liittyviä pääosin rahoittanut riskejä arvioidaan Val-Nuclear laskennallisillaEngineering and Design 140: 373–KIITOKSETimpact test for evaluation of impact force.kennanLentokonetörmäyksestälähtöarvojen määrittäminen ja kelpoisuuden arviointi perustuuseen tutkimukseen.menetelmillä. ta on vaikea mitata, KokeellisiaLaskennan mutta sen merkitys jalähtöarvojenlaskennallisia lieneepienempi Tällätion Ydinjäterahasto määrittäminenmenetelmiä (VYR) onjakehitetty ja kelpoisuuden työ on tehty 385, arviointi 1993. perustuuuoden ajan.kuitenkin kokeelliseenhetkellä kuin todellisen pystytääntutkimukseen. lentokonetörmäyksenreunaehtojen jo useansimuloimaan kansallisissa Kokeellisiatörmäyksestä ydinvoimaloiden ja laskennallisiavapautuvan turvallisuustutkimusohjelmissa.ydinvoimalanmenetelmiä 5. Silde, on A., kehitetty Hostikka, S., Kankkunen,mistä, höyrystymistäVTT:lläja palamistavuoden epävarmuus. ajan.kokonaisen Lentokonetörmäyksenarvioida liekkipallon kaltasta, polttoaineen ja allaspalon nopemeltäänkeskinäistä SAFIR2014. merkitystä Pisarakokomittaukset sekä mental and numerical studies on liquid dis-Tällä hetkellä pystytään Nykyinen mittakaavassa.simuloimaan ohjelma on törmäyksestä ni-A., Hakola, vapautuvan I., and Hyvärinen, J. ”Experi-oidaannestesuihkun etenemistä, höyrystymistä ja palamista kokonaisen ydinvoimalan mittakaavassa.utuvan uhkan höyrystymisen laajuutta. ja palamisen simulointia ei vuosina 2012 ja 2013 suoritti Markus HonkanenPixact Oy:stä, ja allaspalon josta hänelle kiitokset! keskinäistä 19th merkitystä International sekä Conference on Strucpersalfrom projectile impacting on wall”.Tulosten ole käytännössä avulla validoitu voidaan lainkaan. arvioida liekkipallonliekkipallosta Jatkotutkimuksissa aiheutuvan olisi tärkeää uhkan tutkia laajuutta. Kiitos myös Ari Vepsälle ja Ilkka Hakolalle tural Mechanics in Reactor Technologysteella näyttää siltä, että lentokonetörmäyksestä aiheutuvan liekkipallonpolttoaineen leviämistä laitoksen sisälle tilanteessa,välitöntä jossa uhkaa lentokone perusteellaIMPACT-kokeita koskevasta materiaalista ja (SMiRT-19), August 12–17, 2007 Toronto,Canada. liekkipallonaiheutaSimulointienlaitoksen lävistää näyttää ainakin toiminnalle,siltä, kokeiden ettäkoska organisoinnista. lentokonetörmäyksestälämpövaikutuksenaiheutuvanlämpövaikutus osittain laitoksen seinän. aiheuta Ilmiöön välitöntä liittyvien6. Kärnä, T., Saarenheimo, A. and Tuo-lähtötietojan ja kvalitatiivisten havaintojen LÄHDELUETTELOuhkaa laitoksen toiminnalle, koska lämpövaikutuksenkerääminen vaatii kuitenkin kokeita. Lisäksitulisi tutkia erilaisten missiilimateriaalienvaikutusta nesteen leviämiseen, koska uusis-1. Luther, W., Müller, C., “FDS simulationof the fuel fireball from a hypothetical commercialairliner crash on a generic nuclear powerplant”, Nuclear Engineering and Design239: 2056–2069, 2009.2. Jeon, S.-J., Jin, B.-M., Kim, Y.-J., Assessmentof the fire resistance of a nuclearpower plant subjected to a large commercialaircraft crash, Nuclear Engineering and Design247: 11–22, 2012.3. Jepsen, R.A, O’Hern, T., Demosthenous,B., Bystrom, E., Nissen, M., Romero, E.and Yoon, S.S. 2009. Diagnostics for liquiddispersion due to a highspeed impact withJatkotutkimuksissa olisi tärkeää tutkiapolttoaineen leviämistä laitoksensisälle tilanteessa, jossa lentokonelävistää ainakin osittain laitoksen seinän.mala, M. (2004). ”Impact loaded structures”.In: SAFIR, The Finnish Research Programmeon Nuclear Power Plants Safety. InterimReport, VTT Publications 2272, Espoo2004, pp. 113–122.7. Lastunen, A., Hakola, I., Järvinen, E.,Hyvärinen, J. and Calonius, C., ”Impact TestFacility,” 19th International Conference onStructural Mechanics in Reactor Technology(SMiRT-19), August 12–17, 2007 Toronto,Canada.8. Schmehl, R., Maier, G., Wittig, S.CFD Analysis of Fuel Atomization, SecondaryDroplet Breakup and Spray Dispersionin the Premix Duct of a LPP Combustor.Eight International Conference on LiquidAtomization and Spray Systems, Pasadena,CA, USA, July 2000. 8 s.PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 33

Kimmo Kaukanen*, Ville Heikura*, Hanna Hykkyrä*, Tuuli Oksanen*, Esko Mikkola***VTT Expert Services Oy, PL 1001, 02044 VTT, **VTT, PL 1000, 02044 VTTJäteastian suojaetäisyydenmääritys kokeellisestiTIIVISTELMÄJäteastioiden oikea sijoittaminen pihamaalleon osa kiinteistön paloturvallisuutta. Jäteastioissasäilytettävä materiaali on pääsääntöisestipalavaa, joten uhka jäteastian tuhopoltostatai tahattomasta syttymisestä on ainaolemassa. Suomessa on selkeä ohjeistus jäteastioidensijoittelulle/suojaetäisyydelle. Pihanjäteastiat ja tuhopolttojen torjunta -oppaan[1] on julkaissut Suomen PelastusalanKeskusjärjestö SPEK. Ohjeistus antaa kiinteätsuojaetäisyydet erilaisille jäteastioille. Kaupungeissajäteastioiden suojaetäisyyksiä voiolla hankala tai jopa mahdoton noudattaatiiviin rakentamisen seurauksena. Valmistajatovat kehittäneet jäteastioita, jotka tehokkaastirajoittavat paloa. Paloa rajoittavan jäteastiansuojaetäisyyden määrittämiseen ei ole ollutsaatavilla menetelmää. Tilanne sai aikaan tarpeenkehittää koemenetelmä, jolla paloa rajoittavanjäteastian ominaisuudet ja pienempisuojaetäisyyden tarve voidaan varmentaa. Soveltuvaatutkimusta oli saatavilla menetelmänkehittämisen kannalta oleellisilta osa-alueilta.Haasteena oli luoda luotettava ja toistettavakoe sekä palokuorman määritys koemenetelmään.Tuloksena oli menetelmä, jonkaavulla voidaan varmentaa jäteastian suojaetäisyyskokeellisesti.JOHDANTOMenetelmän tarveJäteastioissa säilytettävä materiaali on pääsääntöisestipalavaa, joten uhka jäteastian tuhopoltostatai tahattomasta syttymisestä onolemassa. Jäteastioiden paloturvallisuutta voidaanparantaa niiden oikealla sijoittamisella,rakenne- ja suojausratkaisuja kehittämälläsekä palamattomia valmistusmateriaalejakäyttämällä. Markkinoilla voi olla kasvavaakysyntää jatkossa jopa paloeristetyille roskaastioille,sammutusjärjestelmällä tai sammutuspatruunallavarustetuille malleille.Jäteastiat tuotteena ovat nyt lähes samanarvoisiariippumatta niiden paloturvallisuuteenliittyvistä ominaisuuksista. Markkinoillaon tuotteita, jotka tulipalon sattuessa osallistuvatpaloon ja toisessa äärilaidassa tuotteita,jotka tehokkaasti rajoittavat paloa.Kaupungeissa jäteastioiden suojaetäisyyksiäon hankala noudattaa tiiviin rakentamisenseurauksena. Tilanne on saanut aikaantarpeen kehittää koemenetelmä jäteastiansuojaetäisyyden määrittämiseksi rakennuksenuloimmaisen kohdan (esimerkiksi räystäs,parveke tai seinä) ja jäteastian välillä. Menetelmänavulla tuotteen valmistajan tulee voidaosoittaa tuotteellensa kokeellisesti määritetyntuotekohtaisen suojaetäisyyden palavaaineiseenrakenteeseen. Lisäksi käyttäjä sekäviranomaiset voivat tulosten avulla varmistaajäteastian oikean sijoittamisen.Määräykset ja ohjeistus roskaastioidensuojaetäisyydeLLeJäteastioiden sijoittamiselle on annettu määräyksiäviranomaisten taholta muun muassarakentamismääräyskokoelman osassa E1[2] ja Pelastuslaissa (§21) [3]. Lisäksi ohjeetja muun muassa suojaetäisyydet on esitettySPEKin oppaassa Pihan jäteastiat ja tuhopolttojentorjunta [1].Jäteastioiden sijoittamisesta on olemassatutkimusjulkaisu. European GuidelineNo7:2004 [4], jonka kirjoittamiseen SPEKon osallistunut. Tämä julkaisu on yhdenmukainenSPEKin oppaan Pihan jäteastiat ja tuhopolttojentorjunta kanssa. Opas sisältää suosituksenroska-astioiden ja rakennusten välisellesuojaetäisyydelle. Suositus perustuu julkaisussaesitettyyn simulointiin ja laskentaan.Julkaisussa todetaan, että tuli voi levitä sytytyspaikastaanrakenteisiin johtumalla, liekinlämpösäteilyn vaikutuksesta sekä kuumiensavukaasujen ja kipinöiden välityksellä. Ulkonakolme viimeisintä tapaa ovat yleensä syynätulen siirtymisestä jäteastiasta rakennukseen.Tästä syystä on määritettävä suojaetäisyys jäteastianja rakennuksen palonkestoltaan heikoimmanuloimman osan välille. Tämänlaisiamääritettiin olevan räystään reuna, seinä,ikkuna ja parvekkeen uloin reuna.Guideline No 7:2004 [4] julkaisussa liekinsäteilyn energia laskettiin sen lämpötilasta.Täysin kehittyneen liekin lämpösäteilynintensiteetin arvioitiin olevan teholtaan75 kW/m 2 ja lepattavan 33 kW/m 2 . Tuloksenajulkaisussa saatiin kuvaaja lämpösäteilystäetäisyyden funktiona. Laskennan tuloksenavoitiin arvioida tarpeellista suojaetäisyyttä.Palon leviämisen arvioinnissa on oleellistatietää rakennustarvikkeen materiaalin (puu,muovi, lasi, verhot) lämpösäteilyn intensiteetinkestävyys. Kriittinen pitkäaikaisen säteilynintensiteetinkestävyyden raja-arvo lasille on34 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

noin 10 kW/m 2 [4]. Tämän raja-arvon jälkeenikkuna voi rikkoutua ja sen jälkeen palokaasutja lämpösäteily pääsevät talon sisälle.Kriittinen pitkäaikaisen lämpösäteilyn intensiteetinraja-arvo puulle on noin 12 kW/m 2ja eräille muoveille noin 10 kW/ m 2 . Kun kyseinenraja-arvo ylittyy pitkäkestoisesti, syttyymateriaali palamaan. Ikkunan rikkoontuessa10 kW/m 2 lämpösäteilyn vaikutusalueellaohuet verhokankaat syttyvät nopeamminkuin puu. Tästä syystä 10 kW/m 2 soveltuumyös kokeelliseen menetelmään rajakriteeriksipitkäaikaiselle sallitulle lämpösäteilynintensiteetille.Yleinen kotitalousjäte on paperia, puuta,muovia ja pahvia. Tällä oletuksella on saatuarvioksi jäteastian paloteholle 2 MW. Tämäon verrannollinen 1 m korkean puulavakasanpalotehoon. Simuloinneissa käytettiin kolmeapalonlähdettä: jäteastia (RHR=2 MW),kolmen jäteastian ryhmää (RHR=6 MW jakiinteää roskalavaa (RHR=10 MW). Tutkimustoteaa, että minimisuojaetäisyyden onoltava aina 2,5 m + palavan astian leveys. Todellisissaolosuhteissa tuuli vaikuttaa liekinasentoon. Tästä syystä laskennallisesti saatuunsuojaetäisyyteen lisätään tuulen vaikutus(1 m).Johtopäätöksenä voidaan todeta, että Suomessaohjeistetut voimassaolevat kiinteät suojaetäisyydetovat seuraavanlaiset: 4 m päähänrakennuksista on sijoitettava seuraavat jäteastiat:600 l muovinen tai lasikuituinen jäteastia,teräksinen jäteastia, muut rakenteet kasatja esineet, jotka ovat sivu ja korkeusmitoiltaan1,5 m pienempiä. Kuuden metrinpäähän on sijoitettava seuraavan tyyppisetastiat: 600 l muovinen tai lasikuituinen jäteastiaryhmä (kaksi tai useampi vierekkäin),pahvin keräysvaunu, muut rakenteet kasat jaesineet, jotka ovat sivu ja korkeusmitoiltaan4,0 m pienempiä. Kahdeksan metrin päähänon sijoitettava: roskalava, roskakatos, puinenmaja tai katos, autokatos tai talli, asuntovaunu,puulavakasat tai muut rakenteet kasat jaesineet jotka ovat sivu ja korkeusmitoiltaan6,0 m pienempiä.KOEMENETELMÄN LUOMINENArviointikriteeriKaupungeissa jäteastioiden suojaetäisyyksiäon hankala noudattaatiiviin rakentamisen seurauksena.Puupinnan syttymiseen tarvittavan lämpösäteilynintensiteetin minimiarvoja on esitettyjulkaisussa Puupinnan syttyminen [5, s.40].Julkaisu määrittää mm. Suomessa rakennustenpintamateriaaleina käytetyille puulajeillesyttymiseen tarvittavan lämpösäteilyn intensiteetinminimiarvoja. Männyllä on näistäpienin arvo, 10 kW/m 2 äärettömän pitkälläaltistusajalla (intensiteetillä 15 kW/m 2 syttymiseentarvittava aika on noin 20 minuuttia).Kokeen läpäisykriteeriksi määritettiinedellisen perusteella 10 kW/m 2 suurimmaksisallituksi pitkäkestoiseksi lämpösäteilynintensiteetin arvoksi suojaetäisyyden päässäjäteastiasta. Tämä johtopäätös on yhteneväEuropean Guideline No7:2004 kanssa. Onhuomattava että säteilyn kohina ja piikkiarvotsäteilyssä vaikeuttavat todellisen mittaustuloksenarvioimista. Tästä syystä menetelmäänlisättiin ajanjakso, jonka säteily saaylittää raja-arvon sekä ylityksen absoluuttinenmaksimiarvo. Menetelmässä päätettiinkäyttää standardien EN 1363-1:2012 [6] jaEN 1363-2:1999 [7] määrittämiä raja-arvoja,jotta kriteerit eivät ole ristiriidassa rakennustuotteidenharmonisoitujen tuotestandardienkriteerien kanssa. Kokeen läpäisykriteeriksimääritettiin edellä esitetyn perusteellaseuraavaa: Lämpösäteilyn intensiteetti ei saaylittää 10 kW/m 2 arvoa yli 60 s ajan, mitattunakohdevanerin pinnan tasalta, eikä mitatunlämpösäteilyn yksikään arvo saa ylittää15 kW/m 2 . Kohdevaneri ei saa syttyä kokeenaikana. Lisäksi kokeen aikana mitään ainestaei saa lentää suojaetäisyyttä kauemmaksikoekappaleesta.Suojaetäisyyden arviointiKokeissa jäteastian ja palavasta materiaalistatehdyn (rakennuksen seinää simuloivan)kohdelevyn välinen etäisyys (koejärjestelyssä)on E (mm). Suojaetäisyys S (mm) määritetäänolevan E (mm) + tuulen vaikutuksenhuomiointi. Kun jäteastia ja sen paloteho onsuuri, voi liekin korkeus nousta useammanmetrin korkuiseksi. Kovalla tuulella liekitvoivat olla jopa lähes vaakatasossa. Menetelmässätuulen vaikutus on huomioitu kertoimella1,5. Kerroin huomioi liekkien kasvamisenpalokuorman kasvaessa paremminkuin kiinteä arvo. Jäteastian sijoittamiselleon oltava myös minimisuojaetäisyys (huomioimaantuotteen kaatumisen tai hajoamisen).Tämä menetelmä määrittää minimisuojaetäisyydeksi1,5 x jäteastian korkeus.Palokuorma kokeessaTutkimuksessa Jätekeskusten paloturvallisuus– Riskit ympäristölle tulipalotilanteessa [8]roskien (PET) palotehoksi kartiokalorimerikokeissaoli saatu kokeellisesti noin 0,8 MW/m 2 , (SER) jätteen noin 0,50 MW/m 2 ja rengasmurskan(REN) 0,35 MW/m 2 . Tässä yhteydessäon huomioitava, että jäte ei ole jäteastiassatiiviissä muodostelmassa jäteastianpohjalla vaan ilmavana kerroksena. Esimerkiksimuovipulloja sisältävässä jäteastiassa jätteen(happea saava) pinta-ala voi olla jopakolme kertaa suurempi kuin tiiviiksi tasatunjätteen pinta-ala (lieriön pinta-ala verrattunasen projisoituun pinta-alaan). Oikeata jätettäei haluttu kokeissa käyttää, sillä käyttöolisi vaatinut koejätteen tasalaatuisuudenseuraamista ja mahdollisesti myös määrityskokeidentekemistä. Myös kokeen toistettavuusoikeata jätettä käytettäessä katsottiinheikommaksi kuin polttoainetta käytettäessä.Lähtökohtana oli, että kokeellisessa menetelmässäei tarvitse huomioida itse jäteastiantuomaa lisäystä palokuormaan, sillä jäteastiaon mukana kokeessa ja käyttäytyy palokokeessaominaisuuksiensa mukaisesti. Menetelmänkokeissa päätettiin käyttää palokuormanaheptaania. Heptaanin palotehoon noin 2 MW/m 2 , joka antaa myös varmuuskerrointasuojaetäisyyden määrittämiseen.Dieselöljyllä on lähes vastaavat ominaisuudetja hieman pienempi paloteho. Heptaaninetu oli puhtaampi palaminen. Käyttämälläheptaania palokuormana menetelmätulee huomioineeksi myös polttoaineenkäytön jäteastian sytyttämiseen. Polttoaineenkäyttäminen palokuormana tekee menetelmästämyös toistettavan. Polttoaineen käyttöloi tarpeen sijoittaa jäteastian pohjalle erillinenpaloallas. Muussa tapauksessa palavanpolttoaineen mahdollinen valuminen koehallinlattialle olisi luonut kokeelle kohtuuttomanriskin. European Guideline No 7:2004julkaisussa oli käytetty jäteastian laskennallisenapalotehona 2 MW/m 2 . Palokuormanmäärä kokeessa määrittyy jäteastian pohjapinta-alanmukaan. Altaaseen kaadetaan kokeissa50 mm paksu kerros vettä ja sen päällekerros heptaania, joka vastaa vapaapalossa 15minuutin paloaikaa. Altaan reunan korkeudentulee olla riittävä vedelle ja polttoaineelle.Paloajan määrityksessä sovellettiin alan kirjallisuutta,polttoaineiden tunnettuja ominaisuuksiasekä paloajat verifioitiin kokeilla. Lisäksiarvioitiin, että polttoainemäärän paloaikatulee aina verifioida kokeellisesti vapaapalossaennen suojaetäisyyden määrityskoetta.Koemenetelmän käyttöSuojaetäisyyden kokeellinen määritys ei poistatarvetta huolehtia muista turvallisuuteenPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 35

Kohdevanerilevyjä on oltava vähintään koekappaleen yhdellä sivulla suojaetäisyyden päässä.Kuva 1. Koejärjestely ja kokeessa käytetty määritysetäisyys (E) jäteastian ja palavanmateriaalin välillä.liittyvistä osa-alueista, joita ovat mm. tuotteenlukitseminen, asiattoman pääsyn rajoittaminenjäteastialle pihassa tai huolehtiminensiitä, että palokunta pääsee aina esteettäjäteastialle tulipalon sattuessa. Tuhopolttajavoi siirtää jäteastiaa lähemmäksi rakennusta,mikäli se ei ole lukittu sijaintiinsa tai rakenteellisestikiinteä. Tuhopolttaja voi myös avata/irrottaa/rikkoatuotteista kansia tai luukkuja.Tästä syystä myös kokeissa jäteastioidenlukitsemattomat kannet ja luukut haluttiinavata tai poistaa kokonaan.Soveltuvuuden rajaaminen36 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013Menetelmän haluttiin soveltuvan itsenäisilleja ulos sijoitettaville jäteastioille, joiden suojaetäisyysrakennuksiin tai muihin palavastamateriaalista valmistettuihin rakenteisiinja kohteisiin halutaan määrittää kokeellisesti.Testattava jäteastia voi myös olla suojattuerillisellä suojalla tai suojuksella tai jonkinlaisellakatoksella. Menetelmän haluttiin soveltuvanmyös upotettaville jäteastioille, muttaniiden maanalaisen osan osuus ja sijoittelu onkokeissa huomioitava erikseen. Kun useampijäteastia asetetaan vierekkäin, on yhdistelmätestattava kokonaisuutena.Katsottiin, että menetelmä ei suoraan sovellujärjestelmien hyväksyntätestiksi, jossajäteastiaan on yhdistetty esimerkiksi aktiivisestitoimiva sammutusjärjestelmä/sammutuspatruunatai suljinlaite. Paloa rajoittavallajärjestelmällä varustetulle jäteastialle voidaanmäärittää suojaetäisyys tällä menetelmällä,mutta tällöin tulee kuitenkin arvioidasuojaetäisyys ilman aktiivista järjestelmää sekäsen kanssa. Syy arviointiin oli ensimmäisenharjoituskokeen tulos. Ensimmäisessä kokeessajuuri sytytetty ja vielä huoneenlämpöinenheptaani sammui kun jäteastiassa olevalämpösulake aktivoi mekanismin, joka sulkijäteastian kannen. Järjestelmän toimivuustestitulisikin olla täysin erillinen koe, jossakäytetään palokuormaa joka ominaisuuksiltaankuvaa järjestelmälle vaikeinta olosuhdetta.Tämä taas riippuu täysin järjestelmästä.Menetelmä ei myöskään sovellu rakennustensuojaetäisyyden määrittämiseen eikä rakennustensisällä olevissa jätetiloissa suojaetäisyydenmäärittämiseen jäteastioille.KoekaPPaleAsiakkaan tulee määrittää kokeissa käytettyetäisyys (E). Koekappaleesta avataan kaikkiluukut ja kannet (ennen koetta), jotka eivätole lukittu. Jäteastia asetetaan siten, että senepäedullisin sivu osoittaa kohti kohdevaneria.Pinta-alaltaan suurin jäteastiamalli kattaapienemmät mallit. Pienemmille malleillevoidaan lisäksi testata pienempi suojaetäisyys.Tuotteelle valitaan arvioitu vaativin sijoittelutestilaboratorion toimesta. Pääsääntöisestisen arvioidaan olevan jäteaukon suu kohtikohdevaneria. Koska menetelmä simuloimyös tuhopolttotapahtumaa, pätevät kokeilleseuraavat säännöt: mikäli jäteastiassa onlukittuja kansia, ne pidetään kiinni kokeessa.Jos tuotteessa ei ole muita aukkoja, koetilanteessatuotteeseen muodostetaan reikä tailukittua luukkua avataan vapaan hapensaanninvarmistamiseksi. Jos tuotteessa on erillinenkansi, sitä avataan kokeissa 200 mm taienintään sen verran, että ilmansaanti varmistuu.Isoilla tuotteilla, joissa on pienet jäteluukuttestilaboratorio tekee arvion, mitkä luukuistaavataan. Tuotteelle valitaan siis ainavaativin olosuhde kokeissa.UUDEN MENETELMÄN RAKENNEKoejärjestely määritettiin koostuvan jäteastiasta(koekappaleesta), joka asennetaankoehalliin, sekä kohdelevystä. Kohdelevynja jäteastian välisen etäisyyden tunnus on E.Kohdelevy tehdään 12 mm paksusta havuvanerista(1200 mm leveä ja 4800 mm korkea).Vanerilevyn pinnalle kiinnitetään lämpötilamittapisteet.Mittapisteet eivät vaikutakoetuloksen arviointiin, mutta niiden avullavoidaan pyrkiä arvioimaan muun muassasäteilymittauksen oikea kohdistus. Kohdevanerilevyjäon oltava vähintään koekappaleenyhdellä sivulla suojaetäisyyden päässä.MiTTaukset ja miTTapisteetKohdelevyn pinnalta mitataan lämpötila sekäsäteilyteho. Mittaukset tulee suorittaa kalibroiduillamittalaitteilla. Tiedonkeruu tuleealoittaa vähintään 2 min ennen kokeen alkuaja lopettaa vähintään 2 min kokeen päättymisenjälkeen. Koekappaleen etäisyys kohdevaneriinvarmennetaan mittauksella. Palavanjäteastian säteilyteho mitataan säteilylämpömittarillavalmistajan määrittämän etäisyydenE päästä koekappaleesta. Säteilymittauksiaon 2 kohdelevyä kohti. Säteilymittarit (S1)asennetaan korkeudelle H ja toinen (S2) korkeudelleH+2 m, missä H on koekappaleenkorkeus. Säteilymittarin tulee olla standardinEN 1363-2 [8], kohdan 8.2 vaatimusten mukainen.Etäisyyden E päähän koekappaleestaasennettuun kohdelevyyn kiinnitetään mittapisteitä(K-tyypin termoelementtejä) pystytasossa1000 mm välein (alkaen 500 mm korkeudelta)kolmessa vierekkäisessä rivissä 500mm etäisyydellä toisistaan (katso kuva 2).Termoelementtien tulee olla standardin EN1363-1 [8], liitteen C mukaisia. Menetelmänmukaiset mittaukset edustavat minimitasoa.Lisämittapisteitä tai kokonaisia menetelmänmukaisia lisäkohdeseiniä voidaan asentaa antamaanlisäinformaatiota.Koeaika ja kokeen suoritusPalokuormana kokeessa olevan polttoaineenmäärä mitoitetaan 15 minuutin paloa varten.Koeaika on 30 min sytytyksestä. Koekappaleenpohjalle sijoitettuun altaaseen kaadetaanpolttoaine. Koe alkaa, kun polttoaine sytytetäänja päättyy määritetyn koeajan jälkeen.Menetelmän soveLTaminen ja arviointiTämä menetelmä määrittää suojaetäisyydenarvioidun vaativimman olosuhteen mukaan.

Mikäli asiakas pyytää kokeen suorittamiseenmuutoksia, suoritetaan koe asiakkaan haluamallamuutoksella. Tämä muutos tulee näkyviinraporttiin (ja myös mahdolliseen sertifikaattiin).Lisäksi määritetään poikkeamanvaikutus ja rajoitteet mikäli arviointi on mahdollista.Jäteastia tulee menetelmän mukaisestiasentaa kokeessa vaativimpaan asentoon,eli yleensä jäteaukko vaneriseinää kohden.Tällä tavalla suoritetussa kokeessa saavutettusuojaetäisyys ei sisällä asennusrajoitteita,vaan saavutettu suojaetäisyys pätee jäteastianasennuksesta riippumatta. Jos asiakas määrittäämuun koeasennon, rajoitetaan saavutettusuojaetäisyys pätemään vain kyseiselleasennolle.Jos tuotteessa on mekanismeja / toimintoja,jotka ominaisuuksiensa mukaisesti toimiessaanrajoittavat paloa, tarvitaan tällaisellejärjestelmälle erillinen järjestelmän toimintatesti.Tämä menetelmä soveltuu suojaetäisyydenmäärittämiseen kehittyneessä palotilanteessa,mutta ja mittapisteet ei sovellu erillisellä järjestel-Mittauksetmällä toteutetun palon rajoittamisen arviointiin.Palon rajoittamisen arvioinnissa on käytettävätestattavalle (palonrajoitin) järjestelmällevaativinta olosuhdetta ja polttoainetta.Jos asiakas haluaa asentaa tuotteensa kokeessaminimisuojaetäisyyttä lähemmäksi,voidaan koe suorittaa asiakkaan ilmoittamallasuojaetäisyydellä. Tässä tapauksessa onhuomioitava rajoituksena mm. se, että tämämenetelmä ei varmista millään tavalla tuotteenrakenteen kestävyyttä (palotapahtumanaikaisen mekaanisen rasituksen kestävyyttä).Minimisuojaetäisyys menetelmässä onnimenomaan rajattu siitä syystä, että tuotteenrakenteellista kestävyyttä ei tarvitse erikseenarvioida kun tuote on 1,5 x h etäisyydenpäässä palavasta materiaalista. Tässä tapauksessavoidaan karkeasti olettaa, että paloei siirry mahdollisen hajoamisen vaikutuksestarakenteisiin. Jos tuote testataan minimisuojaetäisyyttäpienemmällä suojaetäisyydellä,pelkkä suojaetäisyyden määritys ei välttämättäriitä tuotteen oikean sijoittamisen varmistamiseksi,vaan tällöin tarvitaan mahdollisestilisäselvitys rakenteen mekaanisesta kestävyydestä.Tuotteen käyttäytyminen kokeessaantaa toki kuvan rakenteen kestävyydestäpalotilanteessa, mutta rakenteen pitkäaikaisenkestävyyden arvioimiseen ei riitä pelkästäänpalokoe.Mikäli testattavan tuotteen asennuskohdevaatii menetelmän mukaisista arviointikriteereistäpoikkeavaa arviointia, sellainen voidaanmäärittää tämän menetelmän mukaisten arviointikriteerienlisäksi. Tällöin poikkeavanarvioinnin tuloksesta tulee pelkästään asennuskohdekohtainen.Kokeessa käytetyn palokuorman määrityson kriittinen osa koemenetelmää ja oleellinenvaikuttaja saavutettuun suojaetäisyyteen.Menetelmän mukainen palokuorma onnyt määritetty kattamaan myös paloteholtaanvaativin jäte. Tuotteen suojaetäisyyden määrityson voimassa vain menetelmän mukaistapalokuormaa käytettäessä.Kuva 2. Mittapisteet vanerilevyn pinnalla. Lämpötilamittaukset (T1 - T15) ja säteilymittariensijainnit S1 ja S2. H on jäteastian korkeus.len vaikutuksen huomioiva osuus). Tämänmenetelmän mukainen pienin mahdollinensuojaetäisyys = 1,5 x H, jossa H kuvaa jäteastiankorkeutta, testatessa koemenetelmänmukaisesti. Suojaetäisyys tarkoittaa jäteastianpienintä sallittua asennusetäisyyttä palavastamateriaalista tai rakennuksesta (seinä /ikkuna/parveke/räystäs).Lisäksi koemenetelmään määritettiin olosuhdevaatimuksiasekä raportoinnissa huomioitavatja ilmoitettavat asiat.MENETELMÄN KÄYTTÖMenetelmän mukainen testaus on otettukäyttöön VTT Expert Services Oy:n palveluna.Menetelmän mukaan testatut tuotteetvoidaan sertifioida VTT Sert R053 mukaisesti.Testimenetelmä on esitetty sertifiointiperusteidenliitteessä 1.KIITOKSETMenetelmä ja sen pohjana oleva selvitystyöon osa VTT Expert Services Oy:n tekemääjatkuvaa palvelunkehitystyötä. Uusien menetelmiensuorittaa tarkoitus on mahdollistaa uusienKohdelevyn pinnalta mitataan lämpötila sekä säteilyteho. Mittaukset tuleekalibroiduilla mittalaitteilla. Tiedonkeruu tulee aloittaa vähintään 2 min ennen kokeen tuotteiden alkua tehokas testaaminen ja parantaaja lopettaa vähintään 2 min kokeen päättymisen jälkeen. Koekappaleenasiakkaidenetäisyystuotteiden kilpailukykyä. Kiitänkohdevaneriin varmennetaan mittauksella. Palavan jäteastian säteilyteho mitataanyhteistyöstä Reino ja Juha-Pekka Kotroasäteilylämpömittarilla valmistajan määrittämän etäisyyden E päästä koekappaleesta.(Hannoa Oy), sekä Päivi Stordelliä (LassilaSäteilymittauksia on 2 kohdelevyä kohti. Säteilymittarit (S1) asennetaan korkeudelle& Tikanoja).H jatoinen (S2) korkeudelle H+2 m, missä H on koekappaleen korkeus. Säteilymittarin LÄHDELUETTELOtulee ollastandardin EN 1363-2 [8], kohdan 8.2 vaatimusten mukainen. Etäisyyden E päähän[1] Pihan jäteastiat ja tuhopolttojen torjunta,koekappaleesta asennettuun kohdelevyyn kiinnitetään mittapisteitä (K – tyypintermoelementtejä) pystytasossa 1000 mm KoetuloSTen välein (alkaen ilmoittaminenSPEK opastaa 17, Suomen Pelastusalan Keskusjärjestö,ISBN 951-797-123-0.500 mm korkeudelta) kolmessavierekkäisessä rivissä 500 mm etäisyydellä toisistaan (katso kuva 2). Termoelementtien tuleeKoetuloksena ilmoitetaan suojaetäisyys. [2] Suomen rakentamismääräyskokoelma,osa E1(2011) rakennusten paloturvalli-olla standardin EN 1363-1 [8], liitteen C mukaisia. Menetelmän mukaiset mittauksetSuojaetäisyys (mm) = E (mm) x 1,5 (tuuedustavatminimitasoa. Lisämittapisteitä tai kokonaisia menetelmän mukaisia lisäkohdeseiniävoidaan asentaa antamaan lisäinformaatiota.suus, määräykset ja ohjeet. http://www.ymparisto.fi[3] Pelastuslaki 29.4.2011, pykälät §9, §11ja §14 http://www.edilex.fi/tukes/fi/lainsaadanto/20110379[4] European Guideline No7:2004, CF-PA-E – Guidelines (European fire protectionassociations), Zurich 12 Mars 2004, CF-PA Europe.[5] Puupinnan syttyminen, Esko Mikkola,Valtion teknillinen tutkimuskeskus, Tiedotteita1057, Espoo 1989, ISBN 951-38-3589-8[6] EN 1363-1:2012 Fire resistance tests.General requirements[7] EN 1363-2:1999 Fire Resistance Tests– Part 2: Alternative and Additional Procedures[8] Jätekeskusten paloturvallisuus – Riskitympäristölle tulipalotilanteessa. VTT tiedotteita2457, Espoo 2008, ISBN 978-951-38-7250-2Koeaika ja kokeen suoritusPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 37Palokuormana kokeessa olevan polttoaineen määrä mitoitetaan 15 minuutin paloa varten.Koeaika on 30 min sytytyksestä. Koekappaleen pohjalle sijoitettuun altaaseen kaadetaan

Tuula Hakkarainen ja Esko Mikkola, VTT, PL 1000, 02044 VTTKorjausrakentamisenpaloturvallisuusTiivistelmäRakennuskannan korjaustarpeet kasvavat jatkuvastienergiatehokkuuden ja kestävän kehityksenvaatimusten vuoksi. Ihmisten turvallisuusja omaisuuden suojaaminen tulipalossaeivät kuitenkaan saisi vaarantua tämän kehityksenseurauksena.Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittääkorjausrakentamisen paloturvallisuudentaso sekä korjaustyömaalla että rakennuksessakorjaustöiden jälkeen Euroopan eri maissa.Työssä kartoitettiin eri maiden säädöksiä, ohjeitaja käytäntöjä sekä toteutettiin alan asiantuntijoillesuunnattu kysely korjausrakentamisenpaloturvallisuudesta. Vastauksia kyselyynsaatiin 13 Euroopan maasta.Tutkimuksen perusteella voidaan antaaseuraavat suositukset: syttymiin mahdollisestijohtavia olosuhteita on vältettävä, palokuormakorjaustyömaalla on minimoitava,ja poistumisreittien ja pelastusteiden käytettävyyson turvattava koko korjausrakentamisprosessinajan. Riskianalyyttinen lähestymistaparakennusten korjaustyömaiden palo- japoistumisturvallisuuteen on suositeltava palovaarojenarvioimiseksi ja välttämiseksi.JOHDANTORakennuksen korjaustöiden aikana palokuormatovat usein suurempia kuin normaalikäytönaikana, mistä seuraa tavallista suuremmattulipaloriskit. Pieni tulipalo voi kehittyänopeasti suureksi uhkatekijäksi, joten ilmanasianmukaisia ja kattavia paloturvallisuusjärjestelmiäturvallinen poistumisaika kohteestalyhenee merkittävästi. Tämä tekee myös pelastus-ja sammutustyöstä tavallista vaikeampaaja vaarallisempaa.Rakennuskannan korjaustarpeet kasvavatjatkuvasti energiatehokkuuden ja kestävänkehityksen vaatimusten vuoksi. Paloturvallisuudenvarmistaminen on osa kestävää kehitystä,joten ihmisten turvallisuus ja omaisuudensuojaaminen tulipalossa eivät saisi vaarantuakorjausrakentamisessa.VTT on tutkinut korjausrakentamisen paloturvallisuuteenliittyviä määräyksiä ja käytäntöjäEuroopan eri maissa Fire Safe Europe-allianssin toimeksiannosta. Tutkimuksen tavoitteenaoli kartoittaa korjausrakentamisenpaloturvallisuuden taso sekä korjaustyömaallaettä rakennuksessa korjaustöiden jälkeen.Tutkimukseen mukaan valittujen EU-maidenvertailuanalyysissa arvioitiin korjausrakentamisenpaloturvallisuuteen liittyviä säädöksiä,määräyksiä ja ohjeistusta sekä niidensoveltamista käytäntöön.KORJAUSRAKENTAMISEN PALO-TURVALLISUUSMÄÄRÄYKSET JA -OHJEETEU-direktiivitEU:ssa on useita direktiivejä, jotka ainakinperiaatteessa liittyvät korjausrakentamisenpaloturvallisuuteen:• Direktiivi 89/106/ETY – Rakennusalantuotteet [1]o Olennaiset vaatimukset muodostavat yhteisenpohjan kansallisille paloturvallisuusmääräyksilleyleisellä tasolla.o Rakennuskohde on suunniteltava ja rakennettavasiten, että tulipalon sattuessa:• kantavien rakenteiden voidaan olettaakestävän tietyn ajan;• tulen ja savun kehittyminen ja leviäminenrakennuksen sisällä on rajoitettu;• tulen leviäminen naapurirakennuksiinon rajoitettu;• henkilöt pääsevät poistumaan rakennuksestatai heidät voidaan pelastaa muilla keinoilla;• pelastushenkilöstön turvallisuus on otettuhuomioon.• Rakennustuoteasetus (305/2011/EU) [2]korvaa direktiivin 89/106/ETY heinäkuussa2013.o Rakennustuoteasetuksen tarkoituksenaon varmistaa luotettava tieto rakennus-tuotteidensuoritustasoista.• Direktiivi 89/391/ETY – ”kehysdirektiivi”toimenpiteistä työntekijöiden turvallisuu-denja terveyden parantamisen edistämiseksityössä [3]o Sisältää yleiset periaatteet, jotka koskevatmm. työssä ilmenevien vaarojen ehkäisemistä,turvallisuuden ja terveyden suojelua,vaarojen ja tapaturman aiheuttajien poistamista,tiedottamista työntekijöille ja heidänkouluttamistaan.38 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

• Direktiivi 89/654/ETY – työpaikoilleasetettavat turvallisuutta ja terveyttä koskevatvähimmäisvaatimukset [4]o Käsittelee mm. hätäpoistumisreittejä jahätäpoistumisteitä sekä suojalaitteita ja –välineitä,jotka on tarkoitettu ehkäisemään japoistamaan vaaroja.• Direktiivi 92/57/ETY – turvallisuutta jaterveyttä koskevat vähimmäisvaatimukset tilapäisillätai liikkuvilla rakennustyömailla [5]o Käsittelee mm. hätätilanteissa käytettäviäpoistumisreittejä ja poistumisteitä sekä palonhavaitsemista ja palontorjuntaa.• Direktiivi 2012/27/EU – Energiatehokkuusdirektiivi[6]o Tämä direktiivi käsittelee rakennustenperuskorjauksia energiankäytön tehokkuudenkannalta yleisellä tasolla, mutta siinä eimainita mahdollisia seurauksia rakennustenpaloturvallisuudelle tai muitakaan paloturvallisuuteenliittyviä asioita.saa missään olosuhteissa kiilata auki. Suomessa: Paloturvallisuus rakennuksen korjaustyön aikana. SPEKMiten estää syttyminenRemonttipaikoilla opastaa 25:2011 tulee olla saatavilla sammutusvälineitäja työntekijät tulee kouluttaa[9].Eurooppalainen jakansaLLinen ohjeistusKansallisella tasolla päätoimijat Kaikki työmaat, neuvonnassa joilla ja käytetään suositeltavien liekkejä käytäntöjen tai niiden edistämisessä käyttöön. ovat Jos rakennuksen automaattinensammutusjärjestelmä ja pelastus-on kytketty poispalo- ja pelastusviranomaiset, muita terveys- lämmönlähteitä ja turvallisuusviranomaiset, tai kipinöitä voi esiintyä,vakuutusyhtiötEurooppalaisen ja kansallisen alan järjestöt. tason esimerkkejävaativat erityistä varovaisuutta. Aina kun toiminnasta, palon leviämisen estämiseksi onohjeistuksesta paloturvallisuuden hallintaankorjausrakentamisen Suomenkielistä aikana ovat ohjeistusta menetelmiä, on saatavilla joihin esimerkiksi ei liity palovaaroja. edellä mainitusta Tu-SPEK:n osastointi oppaasta on varmistettava [9]. ja palovartiointimahdollista, tulee harkita vaihtoehtoisia työ-tehtävä erityisjärjestelyjä. Esimerkiksi palo-Opas sisältää tietoa mm. korjausrakentamiseen liittyvistä säädöksistä ja ohjeistuksista sekä• Euroopassa: Fire prevention on constructionsites, CFPA E (Confederation oppaan liitteistä of Fire löytyy vaiheissa, korjaustyömaan mukaan lukien pelastussuunnittelun valvonta tulitöiden tarkistuslista Palon leviäminen ja ohjeet naapurirakennuksiin pilitöihinon kiinnitettävä huomiota kaikissa järjestettävä tulitöiden jälkeen.rakennusten korjaustyömaiden paloriskitekijöistä ja niiden hallinnasta. Käytännön työkaluiksiProtection Associations in korjaustyömaan Europe), Europeansähkölaitteiston päätyttyä. omatoimiseen Tupakointi remonttityömailla tarkastukseen. tutääestää pitämällä palavat materiaalit riit-Guideline (2009) [7]lee kieltää tai järjestää tupakointipaikka, jontävänkaukana rakennuksista. Lähellä toisi-• Iso-Britanniassa: Fire safety in construction,Guidance for clients, PALO- designers JA and POISTUMISTURVALLISUUS tho-Rakennustuotteet RISKINARVIOINTIIN voivat sisältää suuria PERUSTUEN saa varastoida palavia materiaaleja tai sijoitkalähellä ei ole syttyviä materiaaleja. aan olevien rakennusten väliin ei esimerkiksise managing and carrying out constructionwork involving significant Remonttityömailla fire risks. palokuormat misriskejä ovat voidaan usein vähentää suurempia käyttämällä kuin rakennuksen ra-normaalikäytönmääriä palokuormaa. Siihen liittyviä syttytaaroskalavoja.Rakennusten korjaustöihin liittyy monia materiaaleja ja olosuhteita, joihin liittyy paloriskejä.HSG168, Health and aikana. Safety Myös Executive inhimilliset kennustuotteita, tekijät voivat joissa johtaa palavat vaaratilanteisiin osat on suojattu,lähestymistapa sekä palavien rakennustuotteiden on suositeltava palovaarojen ja -jät-arvioinnissa jakorjaustöiden PoistumisturvaLLisuus aikana. Näistä on(2010) [8]syistä riskiperustainenvarmistettava• Suomessa: Paloturvallisuus ehkäisemisessä. rakennuksen Korjausrakentamispaikkojen teiden asianmukaisella paloriskit varastoinnilla tulee määrittää, ja käsittelyllä.varotoimiin syttymienkorjaustyön aikana. SPEKvälttämiseksiopastaa 25:2011tulee ryhtyä ja paikkakohtaisetMyös tulenarkojenkäytännötnesteidentuleejadokumentoidakaasupullojenvarastointi tulee järjestää siten, että kille remonttikohteessa oleville. Korjaustöi-Poistumisreittejäpaloturvallisuussuunnitelmissa.on oltava käytettävissä kai-[9].Kansallisella tasolla päätoimijat Kuvan 1 esittämä neuvonnassaja suositeltavien käytäntöjen välttämättömiä edistämi-edellytyksiä. Rakennus- Palaminen ja remonttityömaat, vaatii kolme perustekijää: erityisesti polttoainetta muuttuvat eli ja palavaa osa niistä voi poistua käytös-palokolmio syttymältä on vältytään. yksinkertainen malli, joka havainnollistaa den edetessä palamisen poistumisreitit todennäköisestisessä ovat palo- ja pelastusviranomaiset, materiaalia, lämpöä ter-jveys- happea. niiden varastoalueet, Tulipalo voidaan ovat estää alttiita tai sammuttaa tuhopoltoil-poistamalla tä. Tällöin mikä on tahansa tärkeätä tunnistaa ja varmistaaja turvallisuusviranomaiset, näistä tekijöistä. vakuutus-Happea on remonttityömailla käytännössä aina saatavilla. korvaavat Siksi syttyminen reitit. Poistumisreitit ja on merkittä-palon leviäminen voidaan estää kontrolloimalla palavia materiaaleja ja lämmönlähteitä.yhtiöt ja pelastus-alan järjestöt.vä selvästi ja ne on pidettävä vapaina esteistä.Suomenkielistä ohjeistusta on saatavilla esimerkiksiedellä mainitusta SPEK:n oppaasta[9]. Opas sisältää tietoa mm. korjausrakentamiseenliittyvistä säädöksistä ja ohjeistuksistasekä rakennusten korjaustyömaiden paloriskitekijöistäja niiden hallinnasta. Käytännöntyökaluiksi oppaan liitteistä löytyy korjaustyömaanpelastussuunnittelun tarkistuslistaja ohjeet korjaustyömaan sähkölaitteistonomatoimiseen tarkastukseen.Harjoituksia tulee pitää usein, erityisesti silloin,kun poistumisreitit muuttuvat.Jos remonttikohteen asukkaat tai muutkäyttäjät voivat olla paikalla korjausrakentamisenaikana, sekä heille että kohteen työntekijöilleon annettava tietoa poistumisesta hätätilanteessa.Poistumisohjeista tulee tarvittaessatuottaa kieliversioita, jotta voidaan ollavarmoja, että kaikki kohteessa olevat ihmisetymmärtävät poistumisjärjestelyt ja -menettelyt.PALO- JA POISTUMISTURVALLISUUSRISKINARVIOINTIIN PERUSTUENPelastus- ja sammutustyönRakennusten korjaustöihin liittyy monia materiaalejaja olosuhteita, joihin liittyy paloris-Kuva 1. Palamisen perustekijät: polttoaine, lämpö ja happi. turvaLLisuus on huomioitavakejä. Remonttityömailla palokuormat ovatPelastustoimen toimintaedellytysten varmistamiseksihätäpoistumisteiden usein suurempia kuin rakennuksen normaa-käytettävyyslikäytön aikana. Myös inhimilliset tekijätvoivat johtaa vaaratilanteisiin korjaustöidenaikana. Näistä syistä riskiperustainen lähestymistapaon suositeltava palovaarojen arvioinnissaja ehkäisemisessä. Korjausrakentamispaikkojenpaloriskit tulee määrittää,varotoimiin syttymien välttämiseksi tuleeryhtyä ja paikkakohtaiset käytännöt tulee dokumentoidapaloturvallisuussuunnitelmissa.Kuvan 1 esittämä palokolmio on yksinkertainenmalli, joka havainnollistaa palamisenvälttämättömiä edellytyksiä. Palaminen vaatiikolme perustekijää: polttoainetta eli palavaamateriaalia, lämpöä ja happea. Tulipalovoidaan estää tai sammuttaa poistamalla mikätahansa näistä tekijöistä. Happea on remonttityömaillakäytännössä aina saatavilla.Siksi syttyminen ja palon leviäminen voidaanestää kontrolloimalla palavia materiaalejaja lämmönlähteitä.le. Näitä riskejä voidaan merkittävästi vähentääturvatoimilla, esimerkiksi suoja-aidoillaja lukittavilla porteilla sekä vartioinnilla jokoyöaikaan tai ympäri vuorokauden.Miten estää palon leviäminenPalokuorman määrä korjausrakennuspaikoillatulisi minimoida. On erittäin tärkeätä estääpalava-aineisten materiaalien suora altistuminensytytyslähteille. Palavien materiaalien kutenmuovieristeiden tulee aina olla suojattuja,joko käyttämällä elementtirakenteisia tuotteita,jotka sisältävät suojauksen, tai käyttämällätilapäistä suojausta varastoinnin ja asennustyönaikana.Palo-ovet tulee korjausrakennuskohteissapitää suljettuina, jotta vältetään palon leviäminenpalo-osastosta toiseen. Automaattisetovensulkimet ovat paras ratkaisu. Palo-ovia eiPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 39

korjausrakentamiskohteessa tulee ylläpitääkoko korjaustyöprosessin ajan. Reitit on pidettävävapaina esteistä kuten varastoiduistamateriaaleista ja roskasäiliöistä.Remontoitavan rakennuksen sisällä on estettäväpääsy alueille, joihin liittyy putoamisriskitai muu vastaava vaara. Näin parannetaanpalomiesten työturvallisuutta. Palokuormarakennuksen sisällä on syytä minimoidaräjähdysvaarojen ja suurpaloriskienvähentämiseksi.Muita seurauksia tulipalostaTulipalo korjausrakentamistyömaalla voi aiheuttaasuuria taloudellisia menetyksiä. Sillävoi olla myös ympäristöseuraamuksia, ja rakennuksenkäyttäjien, korjaustyöntekijöidenja naapuruston terveys ja turvallisuus voivatvaarantua. Korjausrakentajan ja rakennuksenomistajan julkisuuskuva voi kärsiä tulipalonseurauksena.KORJAUSRAKENTAMISEN PALOTURVALLI-SUUSTASO EUROOPASSAKorjausrakentamisen paloturvallisuuden nykytasonselvittämiseksi laadittiin kysely, jonkapääpaino oli remonttityömaan paloturvallisuudessavarsinkin ihmisten turvallisuuteenliittyen. Suurimmat riskit ovat tilavuudeltaanja/tai korkeudeltaan suurissa rakennuksissa,joissa on suuri määrä ihmisiä. Näin ollenasuinkerrostalot, toimistorakennukset,kokoontumis- ja liiketilat (kauppakeskukset,urheiluhallit), koulut ja sairaalat valittiintarkastelun pääkohteeksi. Tämän lisäksi tarkasteltiinmyös paloturvallisuustasoa, jokaremontilla saavutettiin (verrattuna remonttiaedeltävään ja uusien rakennusten tasoon).Paloturvallisuuden asiantuntijoille suunnatunkyselyn pääaiheita olivat• määräykset ja ohjeet• ihmisten vaarantuminen• paloriskiarviointi ja varotoimenpiteet• esimerkit hyvistä käytännöistä• remontilla saavutettu paloturvallisuustaso• tilastotiedot.Kysely sisälsi kaikkiaan noin 60 yksityiskohtaistakysymystä. Se lähetettiin yli 40asiantuntijalle 15 EU-maassa. Nämä asiantuntijatedustivat paloviranomaisia, kansallisiapaloturvallisuusinstituutteja, pelastuslaitoksiaja paloturvallisuusinsinöörejä. Vastauksiasaatiin 19 kappaletta 13 eri maasta: Espanjasta,Hollannista, Iso-Britanniasta, Italiasta,Itävallasta, Latviasta, Puolasta, Ranskasta,Ruotsista, Saksasta, Sloveniasta, Suomestaja Tšekinmaalta.PALOTURVALLISEN KORJAUSRAKENTAMISENAVAINTEKIJÄTMaiden luokittelussa korjausrakentamisenpaloturvallisuuden suhteen tarkasteltiin kolmeanäkökulmaa: 1) riskinarviointi määräyksissä,ohjeissa ja käytännössä, 2) rakentajan,työmaan vastuuhenkilöiden ja paikallistenviranomaisten yhteistyötä ja 3) mahdollisialievennyksiä tavoiteltaviin turvallisuustasovaatimuksiin.Kriteerien arviointi perustuikyselyn valikoituihin kysymyksiin ja eri maistakerättyyn taustatietoon (esimerkiksi ohjeistukseen).RiskinarviointiRiskisuuntautunut paloturvallisuusarviointisisältyi määräyksiin ja ohjeisiin laajalti viidessämaassa ja suppeammassa määrin kahdessamaassa tarkastelluista 13 maasta. Kolmessamaassa tämä aihepiiri ei ollut lainkaan taioli vain vähäisessä määrin mukana määräyksissäja ohjeissa. Tiedot olivat riittämättömiäjohtopäätösten tekemiseen kolmesta maasta.Korjausrakentamisen paloturvallisuudensuositeltavat käytännöt ja kommunikaatiotyömaan johdon ja viranomaisten välillä olivatvähemmän yleisiä kuin määräysten ja ohjeidenriskitietoisuus. Suositeltavia käytäntöjäoli määritelty viidessä maassa.YhteistyöRakentajan ja paikallisten rakennus- ja pelastusviranomaistenvälistä yhteistyötä tapahtuusäännönmukaisesti viidessä tarkastelluistamaista. Neljässä maassa yhteistyö eiole yleinen käytäntö. Toisissa neljässä maassayhteistyötä voi olla, mutta se ei ole säännönmukaista.Kirjallisia hätätilanneohjeistuksia korjausrakentamistyömaitavarten on käytössä neljässämaassa. Seitsemässä maassa ohjeistuksiaei ole olemassa. Yhdessä maassa ohjeistuksenkäyttö riippuu remonttikohteesta.LievennyksetOn varsin tavallista, että remontoinnilla saavutettavaanrakennusten turvallisuustasoonmyönnetään lievennyksiä historiallisesti merkittävienkohteiden tapauksessa. Muiden rakennustyyppienosalta (asuinkerrostalot,toimistorakennukset, ostoskeskukset, urheiluhallit,koulut ja sairaalat) viisi maata salliijoitakin lievennyksiä verrattuna uudisrakentamiseenja kuusi maata ei.TilastotiedotErityisesti korjausrakentamiseen liittyviä palotilastojaei ole saatavilla. Tiedot rajoittuvatmuutamiin tapaustutkimuksiin, joiden tarkempianalysointi olisi hyödyllistä tulipalojensyiden ja seurausten selvittämiseksi.Maiden luokitteluEdellä esitettyjen arviointikriteerien perusteellatarkastellut maat jaettiin kahteen luokkaan.Luokkaan A kuuluvat maat, joissa korjausrakentamisenpaloturvallisuuteen liittyviähyviä toimintatapoja sovelletaan laajalti sekämääräyksissä että käytännössä. LuokkaB sisältää maat, joissa nämä toimintatavatpuuttuvat, eivät ole vakiintuneita, tai kyselynkautta saatu tieto oli riittämätöntä arviointiin.On huomattava, että paloturvallisuusmääräyksetja -käytännöt voivat vaihdellaalueellisesti maan sisälläkin.Tarkastellut maat jakautuvat kahteen edellämainittuun luokkaan seuraavasti:Tutkimuksen perusteella voidaan antaa seuraavatsuositukset: syttymiin mahdollisesti johtavia olosuhteitaon vältettävä, palokuorma korjaustyömaalla on minimoitava,ja poistumisreittien ja pelastusteiden käytettävyyson turvattava koko korjausrakentamisprosessin ajan.40 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

Remontoitavan rakennuksen sisällä on estettäväpääsy alueille, joihin liittyy putoamisriski tai muuvastaava vaara. Näin parannetaan palomiestentyöturvallisuutta. Palokuorma rakennuksensisällä on syytä minimoida räjähdysvaarojenja suurpaloriskien vähentämiseksi.• Luokka A: Iso-Britannia, Itävalta, Latvia,Suomi ja Tšekinmaa.• Luokka B: Espanja, Hollanti, Italia, Puola,Ranska, Ruotsi, Saksa ja Slovenia.Johtopäätöksenä korjausrakentamisen paloturvallisuudenkriteerien arvioinnista voidaantodeta, että hyviä menettelytapoja noudatetaanmuutamissa Euroopan maissa. Näidenmenettelytapojen tulisi kuitenkin yleistyäja levitä laajemmalle Euroopassa. Korjausrakentamisenpaloturvallisuudessa on vieläparannettavaa sekä luokan A että luokanB maissa.TOIMENPIDESUOSITUKSETKansalaisten turvallisuuden parantamiseksija kestävän kehityksen korjausrakentamisentukemiseksi ehdotetaan seuraavia toimenpiteitä:A. Korjausrakentamisen euroopanlaajuisenpaloturvallisuusohjeistuksen laatiminenkaikkien jäsenmaiden turvallisuustason nostamiseksi• Riskiperustainen lähestymistapa, johonkuuluuo suojaamattomien palava-aineisten rakennustuotteidenrajoitettu käyttö,o tulitöiden ja työmenetelmien sääntelyja valvonta,o rakennuksen asukkaiden tai muidenkäyttäjien turvatoimet korjaustöiden aikana.B. Tilastotiedon kerääminen korjausrakentamisenaikana tapahtuneista tulipaloista:• syttymistaajuus, syyt ja seuraukset yhdenmukaisellatavalla,• nykytilanteen seuranta ja reagointi tuleviintarpeisiin liittyen uusiin rakennustuotetyyppeihinja rakentamistavan muutoksiin.C. Olemassa olevan ja uuden tiedon jakäytäntöjen levittäminen kaikkialle Eurooppaan:• Viranomaisten, rakentajien, tuoteteollisuuden,vakuutusyhtiöiden, turvallisuusjapelastusjärjestöjen yms. tulee yhteistyössäedistää korjausrakentamisen paloturvallisuutta.D. Näiden toimenpiteiden laajentaminenkattamaan myös uusien rakennusten rakennusvaihe.KIITOKSETTutkimuksen rahoitti Fire Safe Europe –allianssi(http://www.firesafeeurope.org/ ). Kiitämmekaikkia korjausrakentamisen paloturvallisuuskyselyynvastanneita asiantuntijoitaeri puolilla Eurooppaa.LÄHDELUETTELO1. Neuvoston direktiivi, annettu 21 päivänäjoulukuuta 1988, rakennusalan tuotteita koskevanjäsenvaltioiden lainsäädännön lähentämisestä(89/106/ETY). Euroopan yhteisöjenvirallinen lehti, N:o L 40/12, 11.2.89,ss. 185–199.2. Euroopan parlamentin ja neuvoston asetus(EU) N:o 305/2011, annettu 9 päivänämaaliskuuta 2011, rakennustuotteidenkaupan pitämistä koskevien ehtojen yhdenmukaistamisestaja neuvoston direktiivin89/106/ETY kumoamisesta (ETA:n kannaltamerkityksellinen teksti). Euroopan unioninvirallinen lehti, 4.4.2011, ss. L 88/5–L 88/43.3. Neuvoston direktiivi, annettu 12 päivänäkesäkuuta 1989, toimenpiteistä työntekijöidenturvallisuuden ja terveyden parantamisenedistämiseksi työssä (89/391/ETY).Euroopan yhteisöjen virallinen lehti, N:o L183/1, 29.6.89, ss. 146–153.4. Neuvoston direktiivi, annettu 30 päivänämarraskuuta 1989, työpaikoille asetettavistaturvallisuutta ja terveyttä koskevista vähimmäisvaatimuksista(ensimmäinen direktiivin89/391/ETY 16 artiklan 1 kohdassatarkoitettu erityisdirektiivi) (89/654/ETY).Euroopan yhteisöjen virallinen lehti, N:o L393/1, 30.12.89, ss. 170–181.5. Neuvoston direktiivi 92/57/ETY, annettu24 päivänä kesäkuuta 1992, turvallisuuttaja terveyttä koskevien vähimmäisvaatimustentäytäntöönpanosta tilapäisillä ja liikkuvillärakennustyömailla (kahdeksas direktiivin89/391/ETY 16 artiklan 1 kohdassa tarkoitettuerityisdirektiivi). Euroopan yhteisöjenvirallinen lehti, N:o L 245/6, 26.8.92,ss. 165–181.6. Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivi2012/27/EU, annettu 25 päivänä lokakuuta2012, energiatehokkuudesta, direktiivien2009/125/EY ja 2010/30/EU muuttamisestasekä direktiivien 2004/8/EY ja2006/32/EY kumoamisesta (ETA:n kannaltamerkityksellinen teksti). Euroopan unioninvirallinen lehti, 14.11.2012, ss. L 315/1–L 315/56.7. Fire prevention on construction sites.European Guideline. Zürich, CFPA Europe,2009. 21 s. (CFPA-E No 21:2009.)8. Fire safety in construction. Guidance forclients, designers and those managing andcarrying out construction work involvingsignificant fire risks. Toinen painos. Healthand Safety Executive, 2010. 95 s. (HSG168.)ISBN 978 0 7176 6345 3.9. Paloturvallisuus rakennuksen korjaustyönaikana – Rikosten ja vuotovahinkojentojrunta. Helsinki: Suomen Pelastusalan Keskusjärjestö,2011. 62 s. (SPEK opastaa 25.)ISBN 978-951-797-389-2.PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 41

Esko Mikkola, Tuula Hakkarainen ja Anna Matala, VTT, PL 1000, 02044 VTTEPS-eristettyjen julkisivujenpaloturvallisuus kerrostaloissaTiivistelmäTutkimuksen tavoitteena oli selvittää ulkoseinässäkäytettävän EPS-eristeen vaikutusrakennuksen paloturvallisuuteen ja käyttäätoiminnallisen paloturvallisuussuunnittelunmenetelmiä vaadittavien suojaustapojen perusteidentuottamiseen. Julkisivujen EPS-eristejärjestelmätsisältävät määriteltyjä rappausjärjestelmiäulkokerroksena ja palokatkoja(palamaton mineraalivilla) eristekerroksessa.Tutkimus kattaa korkeintaan kahdeksanasuinkerroksen rakennukset pääpainon ollessakäytönaikaisessa henkilöturvallisuudessa.Analyysi painottuu rakennuksen sisältä alkaviintulipaloihin, koska niiden palorasitustenvoidaan olettaa kattavan ulkopuoleltasyttyneiden palojen rasitukset. Huonepalonkehittyminen mallinnetaan todennäköisyyspohjaisestiMonte Carlo -tekniikkaa käyttäen.Analyysissa hyödynnetään palotilastojavertaamalla palon leviämisen todennäköisyyksiäsimuloituihin arvoihin.Suojattaessa EPS-eriste ulkopuolelta tähänkäyttöön hyväksytyllä lujitetulla ohutrappauksellaja käytettäessä eristeessä palokatkoja(ikkunoiden yläpuolella olevia tai vähintäänkahden kerroksen välein olevia yhtenäisiäkaistoja) voidaan arvioida saavutettavanasuinkerrostalolle vaadittavan turvallisuustason.TAUSTAAEnergiatehokkuuden ja kestävän kehityksenvaatimukset lisäävät korjausrakentamisen tarvettaja tuovat uusia tehokkaampia lämmöneristeitäsekä uusiin että vanhoihin rakennuksiin.Kansallisissa säännöksissä ja ohjeissa(mm. Suomessa) annetaan rajoituksia tai vaaditaansuojauksia kun käytetään palavia eristeitäjulkisivuissa. Myös suorituskykyyn perustuviavaatimuksia voidaan antaa tuotteilletai koko julkisivun järjestelmille määritellenpaloturvallisuuden vaatimustasot eri sovelluksissa.EPS- (expanded polystyrene) eristeiden hyvälämmöneristävyys ja suuri puristuskestävyysovat laajentaneet ja monipuolistaneetniiden käyttöä. Polystyreenipohjainen EPSmateriaalialkaa korkeissa lämpötiloissa kutistuaja sulaa. Jos paloaltistus on riittävänkorkea, syttyy sulanut materiaali ja vapautuulämpöä. EPS:n alhaisen tiheyden takiavapautuva kokonaislämpömäärä tilavuusyksikköäkohti on pieni. Vapautuvaa lämpömääräärajoittaa julkisivukäytössä EPS:n suojaaminenjoka puolelta (rappaus ulkopuolellaja betonirakenne sisäpuolella).Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää ulkoseinässäkäytettävän EPS-eristeen vaikutus rakennuksenpaloturvallisuuteen ja käyttää toiminnallisenpaloturvallisuussuunnittelun menetelmiävaadittavien suojaustapojen perusteidentuottamiseen. Julkisivujen EPS-eristejärjestelmätsisältävät määriteltyjä rappausjärjestelmiäulkokerroksena (External thermalinsulation composite systems, ETICS) ja palokatkoja(palamaton mineraalivilla) eristekerroksessa.Tämä tutkimus kattaa korkeintaankahdeksan asuinkerroksen rakennuksetpääpainon ollessa käytönaikaisessa henkilöturvallisuudessa.MENETELMÄTTässä tutkimuksessa käytetään kehittyneitäpaloturvallisuuden riskianalyysin menetelmiähyödyntäen myös tilastotietoja tulipalojensyttymistaajuuksista ja palon leviämisestä.Analyysi keskittyy rakennuksen sisältä alkaviinpaloihin käyttäen tyypillisten asuntojentilastoihin perustuvia pinta-ala- ja palokuormatietoja.Ulkoisten syttymien aiheuttamattulipalot eivät aiheuta lieskahtaneita huonepalojasuurempia palorasituksia julkisivulle,joten siltä osin niiden vaikutukset voidaankatsoa sisältyvän sisältä alkaneiden palojenvaikutuksiin. Ulkopuolelta syttyneiden palojenmäärä verrattuna sisäpuolisiin paloihinon myös oleellisesti pienempi (noin kymmenenprosenttia).Palon leviämisen mallintaminen sisältäähuonepalon kehittymisen sellaiseksi, että serikkoo ikkunan, leviää julkisivulle ja edelleenrikkoo yläpuolella olevia ikkunoita levitessäänjulkisivulla. Alkupalon kehittymisenja leviämisen arviointiin käytetään MonteCarlo -tekniikkaa [1]. Yläpuolisiin asuntoihinpalon leviämisen todennäköisyyksiä verrataanEPS-eristetyn julkisivun ja täysin palamattomanjulkisivun kesken. Arvioinnissaotetaan huomioon myös palon havaitse-42 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

lämmöntuoton maksimiarvo ja RHR 60s lämmöntuoton keskiarvo 60 sekunninsyttymisen jälkeen.minen, alkusammutus, palon tukahtuminenja palokunnan sammutustoimet ja verrataanlaskettuja todennäköisyyksiä onnettomuustilastoistasaataviin arvoihin.EPS ERISTEIDEN PALAMINENERI OLOSUHTEISSAKemiallisesti palosuojaamattoman ja palosuojatunEPS:n kartiokalorimetrituloksia erilaaduille on esitetty taulukoissa 1 ja 2 (harmaaEPS on grafiittia sisältävä laatu). Tuloksiaon sekä ilman suojaavaa pintakerrostaoleville että teräslevyllä tai teräslevy/kuitusementtilevylläsuojatuille koekappaleille. Taulukoissa1 ja 2 esiintyvä suure RHR max onkoekappaleen lämmöntuoton maksimiarvoja RHR 60s lämmöntuoton keskiarvo 60 sekunninajalta syttymisen jälkeen.Taulukkojen 1 ja 2 tuloksia tarkasteltaessaon huomattava, että näytekappaleet sulavatennen syttymistä ja siten säteilijän etäisyyssulaan pintaan on erilainen eri paksuuksilla.50 mm paksu näyte palaa tehollisesti noin1,5 minuuttia silloin kun sitä ei ole mekaanisestisuojattu. EPS:n palaessa vapautuva lämpömääräon maksimissaan noin 42 MJ/kg.EPS:n suojaaminen julkisivurakenteissaAsuinkerrostaloissa oletuksena on sisäpuolellaoleva betoniseinä, joka suojaa sisäpuolista paloavastaan vähintään 30 minuutin ajan. Vastaavansuojauksen ollessa myös ulkopuolellaEPS ei vaikututa palon leviämiseen julkisivulla.Kun EPS suojataan ulkopuolelta lujitetullaohutrappauksella (ETICS – External ThermalInsulation Composite Systems, joka täyttääETAG 004:n [6]vaatimukset) käytetään lisäksikuvassa 1 esitettyjä palokatkojen ratkaisuja.Ohutrappauksella suojatunEPS:n palaminenEPS-eristettä suojaava ohutrappaus (5–8mm) ei syty ja suojaava vaikutus tarkoittaasitä, että tarvitaan vähintään noin 30 kW/ m 2altistustaso, jotta EPS sen takana syttyisi noin15 minuutin aikana [4]. EPS:n syttymisenjälkeen lämpöä vapautuu maksimissaan korkeintaan100 kW/m 2 ja pidemmän ajan keskiarvonanoin 50 kW/m 2 eli vähemmän kuintavallisten puutuotteiden palamisessa.EPS-ohutrappausjärjestelmällä on tehtymyös täyden mittakaavan kokeita. Näistätehdyn yhteenvedon [8] mukaan kokeidenolosuhteita ovat olleet seuraavat: koekappaleenkorkeus palotilan yläpuolella onollut 5–6 m ja palokuorma on vaihdellut välillä300–600 MJ/m 2 . Hyväksymisen kriteereinäon ollut lämpösäteilyarvo palotilan yläpuolellaolevan ikkunan kohdalla sekä maksimilämpötilaräystästasolla (koekappaleenyläreunassa). Lisäksi palanut alue saa ulottuakorkeintaan kaksi kerrosta palotilaa ylempänäolevan ikkunan alareunaan.Taulukko 1. Kemiallisesti palosuojaamattoman EPS:n kartiokalorimetrituloksia.Palosuojaamaton EPSEi suojaavaa pintakerrostaAltistustasoTeräslevyllä50 kW/m 2 ValkoinenHarmaa(0,6 mm) suojattu[2, 3, 4, 5]Tiheys (kg/m 3 ) 18 15 - 20 16Paksuus (mm) 25 - 50 25 - 50 25Taulukko2. Kemiallisesti palosuojatun EPS:n kartiokalorimetrituloksia.Syttymisaika (s) 35 - 41 18 - 37 68RHR max (kW/m 2 ) Palosuojattu 343 - EPS 411 407 - 507 477RHR 60s (kW/m 2 ) 218 - 306 158 - 345 -Taulukko2. Kemiallisesti palosuojatun Ei suojaavaa pintakerrosta EPS:n kartiokalorimetrituloksia.Teräslevyllä Teräslevyllä (0,6 mm)Altistustaso50 kW/m 2 Harmaa ja Valkoinen(0,6 mm) + kuitusementtilevyllävalkoinen Palosuojattu [2, 3, 4, 5] EPSsuojattu (4,5 mm) suojattuTaulukkojen 1 ja 2 tuloksia tarkasteltaessa on huomattava, että näytekappaleet sulavaTiheys (kg/m 3 ) syttymistä 19Ei suojaavaa - siten 22 säteilijän 15pintakerrosta etäisyys - 22 sulaan 16Teräslevyllä pintaan on erilainen Teräslevyllä eri 16 paksuuksilla. (0,6 mm) 50 mm pakAltistustaso Paksuus (mm) palaa tehollisesti 25 - 50 noin 1,5 25 minuuttia - 50 silloin kun sitä ei ole mekaanisesti suojattu. EPS:n50 kW/m 2 Harmaa ja Valkoinen(0,6 mm)25+ kuitusementtilevyllä20Syttymisaika (s) vapautuva 46 lämpömäärä - 56 24 on - maksimissaan 46 suojattu 83 noin 42 MJ/kg.valkoinen [2, 3, 4, 5](4,5 mm) 198 suojattuRHRTiheys max (kW/m(kg/m 3 ) 2 ) 265 - 330 306 - 380 97 7719 22 15 22 16 16Paksuus RHR 60s (mm) (kW/m 2 ) 172 25 - 50 293 173 25 - 320 50 25 - - 20Syttymisaika (s) 46 - 56 24 - 46 83 198RHR max (kW/m 2 ) 265 - 330 306 - 380 97 77EPS:n suojaaminen julkisivurakenteissaRHR 60s (kW/m 2 ) 172 - 293 173 - 320 - -Asuinkerrostaloissa oletuksena on sisäpuolella oleva betoniseinä, joka suojaa sisäpuolistapaloa vastaan vähintään 30 minuutin ajan. Vastaavan suojauksen ollessa myös ulkopuolellaEPS:n ei suojaaminen vaikututa palon julkisivurakenteissaleviämiseen julkisivulla. Kun EPS suojataan ulkopuolelta lujitetullaohutrappauksella (ETICS - External Thermal Insulation Composite Systems, joka täyttääAsuinkerrostaloissa ETAG 004:n [6]vaatimukset) oletuksena käytetään on sisäpuolella lisäksi kuvassa oleva 1 betoniseinä, esitettyjä palokatkojen joka suojaa ratkaisuja. sisäpuolistapaloa vastaan vähintään 30 minuutin ajan. Vastaavan suojauksen ollessa myös ulkopuolellaEPS ei vaikututa palon leviämiseen julkisivulla. Kun EPS suojataan ulkopuolelta lujitetullaohutrappauksella (ETICS - External Thermal Insulation Composite Systems, joka täyttääETAG 004:n [6]vaatimukset) käytetään lisäksi kuvassa 1 esitettyjä palokatkojen ratkaisuja.Palokatkot: 200 mm korkea mineraalivilla (A2-s1,d0) kunkin ikkunan yläreunassa tai yhtenäinen300 mm korkea mineraalivilla (A2-s1, d0) jokatoisessa kerroksessaPalokatkot: Kuva 1. Palokatkojen 200 mm korkea sijoittamisen mineraalivilla vaihtoehtoja (A2-s1, [7].d0) kunkin ikkunan yläreunassa tai yhtenäinen300 mm korkea mineraalivilla (A2-s1, d0) jokatoisessa Ohutrappauksella kerroksessa suojatun EPS:n palaminenKuva 1. Palokatkojen sijoittamisen vaihtoehtoja [7].Palon Ohutrappauksella leviäminen julkisivulle, suojatun EPS:n aiheutuva palaminen ri (leveys 2,3 m, korkeus 1,2 m). Kaksi kerrostapalotilan yläpuolella olevat lämpösätei-palorasitus ja seurausvaikutuksiaLieskahtaneen huonepalon aiheuttamia lämpösäteilynarvoja julkisivulla on mitattu val-kolmanneksen yhden kerroksen palotilan ylälynintensiteetit ovat tyyppisesti olleet noinlitsevien olosuhteiden määrittämiseksi ja puolella olevista arvoista.koemenetelmien kehittämiseksi. Tyypillisiä Palotilan yläpuolella olevan ikkunankerrostalojen huonepaloja kuvaavat mittaustuloksetosoittavat, että yhden kerroksen raavia oletuksia [11]: Lämpösäteilyn tasollarikkou tumiseen on aiemmin käytetty seu-palotilan yläpuolella olevan ikkunan tasollasuurimmat lämpösäteilyn arvot voivat olla tia ja alle 10 kW/m 2 lämpösäteilytasolla ikku-35 kW/ m 2 rikkoutumiseen kuluu 3 minuut-lyhytaikaisesti maksimissaan 70 kW/m 2 [9] na ei enää rikkoudu. Siten palotilan yläpuolisenikkunan yläpuolella oleva ohutrappauk-– 75 kW/m 2 [10]. VTT:n mittauksissa palokuormaon ollut 920 MJ/m 2 lattiapinta-alaa sella suojattu EPS ei syty palamaan silloin,kohti ja palotilan ikkuna-aukko on ollut suu-kun tämä ikkuna ei rikkoudu. Välittömäs-PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 43

ti palotilan yläpuolella olevassa seinässä EPSvoi syttyä, jos altistustaso on 30 kW/m 2 noin15 min ajan tai 40 kW/m 2 noin 4 min ajan.Julkisivujen koetuloksista voidaan myöspäätellä, että kolme kerrosta palotilan yläpuolellaeivät ikkunat enää rikkoudu, koskalämpösäteily sillä tasolla on maksimissaankinvarsin alhainen (< 10 kW/m 2 ) silloin kun julkisivunmateriaalit ovat palamattomia.KERROSTALOASUNTOJEN PALOTILASTOJASuomea koskevat palotilastot ovat peräisinPelastusopiston ylläpitämästä pelastustoimenresurssi- ja onnettomuustilastojärjestelmästäPRONTO. Tässä tutkimuksessa käytettiintilastoja vuosilta 2004–2012. Ruotsin palotilastojavuosilta 2004–2011 kerättiin IDAtilastotietokannasta, EPS eristettä suojaava jota ohutrappaus ylläpitää Myndighetenför samhällsskydd och beredskap.2 altistustaso, jotta EPS sen takana syttyisi noin 15 minuutin(5-8 mm) ei syty ja suojaava vaikutus tarkoittaa sitä, ettätarvitaan vähintään noin 30 kW/maikana [4]. EPS:n syttymisen jälkeen lämpöä vapautuu maksimissaan korkeintaan 100 kW/m 2ja Taulukossa pidemmän 3 ajan on keskiarvona esitetty Suomessa noin 50 tapahtuneidenpalamisessa. asuinkerrostalopalojen jakaantumi-Todennäköisyyspohjainen palon simulointikW/m 2 eli vähemmän kuin tavallisten puutuotteidennen eri paloluokan rakennuksiin sekä ulkopuolisiinEPS-ohutrappausjärjestelmällä ja sisäpuolisiin syttymiin. on EPS-eristeidenyhteenvedon käytön [8] kannalta mukaan kerrostalorakentami-kokeiden olosuhteita ovat ylärajaksi olleet näille seuraavat: tapahtumille koekappaleen 2 % [11]. korkeus Näi-tehty myös täyden mittakaavan kokeita. Näistä tehdynpalotilan yläpuolella on ollut 5 – 6 m ja palokuorma on vaihdellut välillä 300 – 600 MJ/msessa päämielenkiinto tilastojen suhteen kohdistuukohdalla P1-luokan sekä maksimilämpötila rakennuksiin, jotka räystästasolla tyypil-(koekappaleen mainittuihin tilastotietoihin yläreunassa). Lisäksi siitä mikä palanut osuustä suhteellisia osuuksia voidaan verrata edellä2 .Hyväksymisen kriteereinä on ollut lämpösäteilyarvo seitsemän palotilan satunnaismuuttujaa:yläpuolella olevan ikkunanlisesti alue saa ovat ulottua betonirunkoisia. korkeintaan kaksi Ulkopuolisten kerrosta palotilaa paloista ylempänä oli levinnyt olevan palo-osaston ikkunan alareunaan. ulkopuolelletai useaan huoneeseen (1–4 %). Kaikki pa-syttymien osuus tässä paloluokassa oli 9 %.Myös Palon Ruotsissa leviäminen noin julkisivulle, 9 % rakennuspaloistaaiheutuva palorasitus lot eivät ja tietenkään seurausvaikutuksia leviä ikkunan kautta, joten1–2 % osuutta ikkunan kautta leviämi-on ulkopuolella syttyneitä.Lieskahtaneen huonepalon aiheuttamia lämpösäteilyn ikkunaa arvoja lyhyempi julkisivulla on mitattuvallitsevien olosuhteiden määrittämiseksi ja koemenetelmienselle voidaan pitääkehittämiseksi.ylärajana.TyypillisiäPalon kerrostalojen leviäminen huonepaloja sisältä julkisivulle kuvaavat mittaustulokset osoittavat, että yhden kerroksen palotilanTilastojen yläpuolella mukaan olevan ikkunan palon leviämisen tasolla suurimmat tilanne lämpösäteilyn PALON LEVIÄMISEN SIMULOINTI JA TILASTO-5 min) arvot voivat olla lyhytaikaisestipalokunnan maksimissaan saapuessa 70 kW/mon 2 [9] ollut – 75 seuraava kW/m 2 kun [10]. VTT:n TIETOJEN mittauksissa HYÖDYNTÄMINEN palokuorma on ollut 920tarkastellaan MJ/m 2 lattiapinta-alaa palon leviämistä kohti ja palotilan palo-osaston ikkuna-aukko Kuvassa on 2 ollut on yksinkertaistetun suuri (leveys 2,3 m, tapahtumapuunavulla havainnollistettu palon kehit-korkeus1,2 m). Kaksi kerrosta palotilan yläpuolella olevat lämpösäteilyn intensiteetit ovat tyyppisestiulkopuolelle tai useaan huoneeseen:olleet noin kolmanneksen yhden kerroksen palotilan yläpuolella olevista arvoista.Palotilan • Suomi yläpuolella 2–4 % paloista olevan levinnyt ikkunan palo-osaston[11]: ulkopuolelle Lämpösäteilyn tasolla 35 kW/m 2 rikkoutumiseen yläpuolella kuluu olevien 3 minuuttia asuntojen ja alle ikkunoiden 10 kW/mrik-2rikkoutumiseen tymisen, on aiemmin julkisivulle käytetty leviämisen seuraavia ja oletuksia palotilanlämpösäteilytasolla • Ruotsi 1–3 % paloista ikkuna ei levinnyt enää rikkoudu. useaan Siten koutumisen palotilan yläpuolisen vaiheita ja ikkunan riippuvuussuhteita. yläpuolellahuoneeseen. oleva ohutrappauksella suojattu EPS ei syty palamaan Arvoja tämän silloin tapahtumapuun kun tämä ikkuna haarautumiinei rikkoudu.Välittömästi palotilan yläpuolella olevassa seinässä saadaan EPS osittain voi syttyä, tilastoista jos altistustaso ja osittain niitä on 30 onkW/mNiiden 2 noin 15 min ajan tai 40 kW/mpalojen osuutta, jotka rikkovat2 Palon leviäminen ikkunoiden kauttanoin 4 min ajan.tuotettu simuloimalla huonepaloa ja sen leviämistä.että kolme kerrosta palotilan yläpuolellahuoneiston Julkisivujen ikkunan koetuloksista arvioitiin voidaan suomalaisteneivät tilastotietojen ikkunat enää pohjalta. rikkoudu, P1-paloluokankoska lämpösäteily sillä tasolla on maksimissaankin varsinmyös päätellä,kerrostaloissa alhainen (< 10 osastoiva kW/m 2 ) silloin rakenne kun petti julkisivun noin materiaalit ovat palamattomia.Todennäköisyyspohjainen10 %:ssa tapauksista ja näistä 7 %:ssa oli ilmoitettutämän johtuneen ikkunan rikkou-KERROSTALOASUNTOJEN PALOTILASTOJA palon simulointitumisesta Suomea (huom. koskevat Ikkuna palotilastot ei ole yleensä ovat peräisin osastoiva,resurssi- joten ja näissä onnettomuustilastojärjestelmästä luvuissa tulkinnan-PRONTO. Monte Carlo Tässä -simulaatioiden tutkimuksessa avulla käytettiin käyttäenPelastusopiston Julkisivulle leviäviä ylläpitämästä huoneistopaloja pelastustoimen tutkittiinvaraa). tilastoja Yhteensä vuosilta voisi 2004 olla - 2012. siis noin Ruotsin 0,7 palotilastoja % palosimuloinnissa vuosilta 2004 Fire - Dynamics 2011 kerättiin Simulator IDAtapauk tilastotietokannasta, sia, joissa palo jota on ylläpitää levinnyt Myndigheten ikkunan för (FDS) samhällsskydd -ohjelmiston och [12] beredskap. versiota 6. Mallissakautta. Aiemmassa tutkimuksessa on arvioitu oli seitsemän satunnaismuuttujaa:Taulukko 3. Ulko- ja sisäpuoliset syttymät asuinkerrostaloissa Suomessa vuosina 2004–2012.44 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013Kuva 2. Palon kehittymisen ja julkisivulla leviämisen havainnollistaminen tapahtumapuulla.Julkisivulle leviäviä huoneistopaloja tutkittiin Monte Carlo -simulaatioiden avulla käyttäenpalosimuloinnissa Fire Dynamics Simulator (FDS) 1. Huoneen -ohjelmiston pinta-ala, [12] tasajakautunut versiota 6. Mallissa välillä7–30 m 2oli1. Huoneen pinta-ala, tasajakautunut välillä 2. 7 - Ikkunallisen 30 m 2 sivun pituuden osuus, tasajakautunutvälillä 0,25–0,75– 0,752. Ikkunallisen sivun pituuden osuus, tasajakautunut3. Ikkunan korkeus, tasajakautunut välillä 1,2 3. – Ikkunan 1,4 m korkeus, tasajakautunut välillä11,2–1,4 - 3 m, mkuitenkin niin ettei seinä voi olla4. Ikkunan leveys, tasajakautunut välillä4. Ikkunan leveys, tasajakautunut välillä5. Palokuorma, kolmiojakautunut parametreilla 1–3 m, 200, kuitenkin 600, 1000 niin ettei MJ/m seinä 2 voi olla ikkunaalyhyempi(keskiarvo 3 min ja 80 % fraktiili6. Ikkunan rikkoutumisen viive log-normaalijakautunut5. Palokuorma, kolmiojakautunut parametreillaalkamisesta, 200, 600, tasajakautunut 1000 MJ/m 2välillä 5 - 45 min.7. Palotehon huipun ajanhetki simuloinnin6. Ikkunan rikkoutumisen viive log-normaalijakautunutmaksimilämpötila (keskiarvo ikkunan 3 min kohdalla ja 80 % ylittääPalotilan ikkunan oletetaan menevän rikki, kun500 °C ja muuttujan 6 määrittämä viive on kulunut. fraktiili Simuloinneissa 5 min) hilakopin koko oli 20 cm,mikä rajoittaa hieman ikkunan mahdollisia dimensioita. 7. Palotehon Huoneessa huipun ajanhetki oli oletettu simuloinninalkamisesta, happi liian tasajakautunut nopeasti. välillä 5–45oven olevanhieman raollaan (20 cm), jotta huoneesta ei loppuisimin.Palotilan ikkunan oletetaan menevän rikki,kun maksimilämpötila alkusammutuksen ikkunan tuloksena kohdal-ja osaOsa paloista saadaan sammumaan tai rajoittumaansammuu itsestään. Tilastojen mukaan näiden yhteismäärä la ylittää 500 on °C noin ja muuttujan 30 % syttyneistä 6 määrittämäpaloista.viive on tai kulunut. rajoittamaan Simuloinneissa paloa ennen hilako-kuin sePalokunta ehtii useimmissa tapauksissa sammuttamaankerkiää levitä ikkunan kautta julkisivulle. pin koko Simuloinnin oli 20 cm, mikä avulla rajoittaa voidaan hieman arvioidatodennäköisyyksiä sille, että julkisivulle levinnyt ikkunan palo mahdollisia pystyy rikkomaan dimensioita. yläpuolella Huonees-oleviesaasuntojen ikkunoita. Vertaamalla oli oletettu kokonaistodennäköisyyksiä oven olevan hieman raollaan palontapahtumapuun(20 cm), jotta huoneesta ei loppuisi happiliian nopeasti.Paloluokka Ulkopuolinen Sisäpuolinen Tuntematon YhteensäsyttymäsyttymäLukumäärä Osuus Lukumäärä Osuus Lukumäärä OsuusP1 319 9 % 3414 91 % 12 0 % 3745P2 29 10 % 264 89 % 2 1 % 295P3 51 10 % 479 90 % 5 1 % 535Yhteensä 399 9 % 4157 91 % 19 0 % 4575Palon leviäminen ikkunoiden kauttaOsa paloista saadaan sammumaan tai rajoittumaanalkusammutuksen tuloksena ja osasammuu itsestään. Tilastojen mukaan näidenyhteismäärä on noin 30 % syttyneistäpaloista. Palokunta ehtii useimmissa tapauksissasammuttamaan tai rajoittamaan paloaennen kuin se kerkiää levitä ikkunan kauttajulkisivulle. Simuloinnin avulla voidaan arvioidatodennäköisyyksiä sille, että julkisivullelevinnyt palo pystyy rikkomaan yläpuolel-

la olevien asuntojen ikkunoita. Vertaamallatapahtumapuun kokonaistodennäköisyyksiäpalon leviämiselle tilastoista saatuun arvioonvoidaan tarkistaa tehtyjen oletusten jaarvioiden kelpoisuus tapaukselle, jossa julkisivunmateriaalit ovat palamattomia tai lähespalamattomia.Tilastojen ja simulointitulosten mukaankorkeintaan 1–2 % syttyneistä rakennuspaloistavoi asuinkerrostalossa johtaa palon leviämiseenjulkisivulle ja edelleen yläpuolisiinasuntoihin kun ulkoseinä on tehty vähintäänB-s1, d0-luokan rakennustarvikkeista. Oletuksella,että EPS:n syttymisen mahdollistavienkriteerien täyttyminen tarkoittaisi ainapalotilan yläpuolella olevan ikkunan rikkoutumista,voidaan arvioida ohutrappauksellasuojatun EPS:n nostavan palon leviämisentodennäköisyyden korkeintaan 1,5-kertaiseksi.Tämä on konservatiivinen arvio ja sitävoidaan pienentää esimerkiksi rajoittamallaikkunoiden suurinta kokoa.HYVÄKSYMISKRITEERITHENKILÖTURVALLISUUDEN KANNALTAAsuinkerrostalojen tulipalojen aiheuttamiahenkilöriskejä voidaan arvioida tulipalon syttymisentodennäköisyyksien ja edellä arvioitujenpalon leviämien todennäköisyyksienpohjalta. Suomalaisten asuinkerrostalojensyttymistaajuustiheys on onnettomuustilastojenmukaan korkeintaan 7,5.10 -6 1/m 2 a [13].Käyttäen hieman keskiarvoista suurempaahuoneiston pinta-alaa 70 m 2 , saadaan keskimääräiseksihuoneistokohtaiseksi palonsyttymisen todennäköisyydeksi 5.10 -4 vuottakohti. Edellä arvioitiin, että korkeintaan2 % syttyneistä paloista voi levitä yläpuolisiinasuntoihin kun ulkoseinä on tehty vähintäänB-s1, d0-luokan rakennustarvikkeista. Sitenyhden ikkunan kautta leviävän palon todennäköisyydeksisaadaan korkeintaan 1.10 -5vuotta kohti. Jos vielä oletetaan, että samassaalkupalon huoneistossa on korkeintaan 4 riittävänisoa ikkunaa, saadaan palon leviämisenylärajaksi syttynyttä paloa ja vuotta kohti

Ari Venäläinen, Ilari Lehtonen, Hanna Mäkelä, Andrea Vajda, Päivi Junila ja Hilppa Gregow, Ilmatieteen laitosErik Palménin aukio 1, PL 503, 00101 HelsinkiSään ja ilmaston vaihteluidenvaikutus metsäpaloihin Suomessaja EuroopassaTiivistelmäMetsäpalot Suomessa keskittyvät toukokuunja syyskuun väliselle ajanjaksolle. Keskimäärinmetsäpaloja on vajaat 1000 kesäkaudessa.Vaikka palo-alat ovat keskimäärinhyvin pieniä, voivat myös Suomessa olosuhteetpitkään jatkuneen kuivuuden seurauksenamahdollistaa metsäpalojen leviämisenlaajalle alueelle. Kuivina kesinä tällaisia palojaon esiintynyt Suomen lähialueella Venäjällä.Metsäpalovaaraa arvioidaan tähän tarkoitukseenkehitetyn metsäpaloindeksin avulla.Indeksin laskenta pohjautuu koko maan kattaviinsäähavainto-asemilla tehtyihin säähavaintoihinsekä säätutkamittauksiin. Indeksinkehittymistä lähivuorokausina ennustetaanmeteorologin tarkastamien ja muokkaamiennumeeristen ennustemallien avulla. Ilmastonmuutoksenseurauksena arvioidaan lämpötilankohoavan ja sademäärien kasvavanSuomessa. Mallilaskelmien mukaan ilmastonmuutostulee myös lisäämään metsäpalovaaraaSuomessa jonkin verran. Ennakoitumuutos on täällä kuitenkin selvästi pienempikuin esimerkiksi Välimeren alueella tai Kaakkois-Euroopassa.TAUSTAASuomessa metsä- ja maastopalokausi on varsinlyhyt. Keväällä kausi alkaa lumien sulettuaja päättyy syksyllä syys–lokakuussa, jolloinsateen ja kasteen kostuttama maasto eilähes loppuneen haihdunnan seurauksenaenää pysty kuivumaan [1], [2]. Metsäpalojenesiintyminen seuraa säämme vuodestatoiseen tapahtuvaa vaihtelua. Sateisina kesinäei metsäpaloja juurikaan esiinny ja kuivatja lämpimät kesät ovat otollisia palojen syttymiselle[3]. Kuivien kesien laajat metsäpalotVenäjän puolella tuntuvat ajoittain myösSuomessa ilman laadun huonontumisena; ilmassaon savun haju ja näkyvyys huononee.Ilmastonmuutoksen seurauksena sääolottulevat pikkuhiljaa muuttumaan [4] ja tämäpuolestaan vaikuttaa myös metsäpalojenesiintymiseen. Ilmastonmuutoksen arvioidaanlisäävän sademääriä ja toisaalta lämpötilojenarvioidaan kohoavan [4]. Koska kesäsateetovat tyypillisesti kuurosateita voivat sademäärienlisääntymisestä huolimatta kuivatjaksot pidentyä, jolloin metsäpalojen esiintymismahdollisuuskasvaa nykyiseen verrattuna.Lämpeneminen myös lisää haihduntaa jalisää siten metsäpalovaraa. Ilmastonmuutoksellavoi myös olla vaikutusta metsien kasvillisuuteenja edelleen metsien syttymisherkkyyteen.Toki ihmisen aktiivinen metsänhoitovaikuttaa oleellisesti siihen mitä puulajejatulevaisuudessa metsissämme kasvaa [5].Metsien paloriskiä arvioidaan metsäpalovaaraakuvaavien indeksilukujen avulla. Nämäindeksit yhdistävät lämpötilan, sateen,tuulen sekä ilman kosteuden vaikutuksensyttymisherkkyyteen. Indeksejä käytetään sekäpäivittäisessä metsäpalovaroitusten laadinnassaettä arvioitaessa ilmastonvaihteluiden ja-muutoksen vaikutusta paloriskiin. Metsäpalovaroitustenpohjana oleva indeksi lasketaantarkoista säähavainnoista, joita saadaan noin200 havaintoasemalta sekä säätutkilta. Lisäksilasketaan ennuste lähivuorokaudelle pohjautuensääennustemalleista saataviin lähtötietoihin[6].Ilmaston pitkäaikaista vaihtelua tutkittaessaindeksilukuja voidaan laskea pitkien ilmastohavaintoaikasarjojenavulla. Suomenalueelle ilmaston pitkäaikaisen vaihtelun vaikutustametsäpaloihin on selvitetty menneennoin 100 vuoden ajalle [3]. Euroopan alueellevastaavia analyysejä on tehty ainakin noin50 vuoden ajalle. Kun arvioidaan metsäpalovaaraatulevina vuosikymmeninä, käytetäänlaskennan lähtötietoina ilmastomalleista saataviasäätietoja. Koska mallien antamat arviotulevaisuuden oloista poikkeavat jonkin verrantoisistaan, tehdään laskennat tyypillisestiuseisiin eri ilmastomallisimulaatioihin pohjautuen.Tällä tavoin voidaan arvioida laskel-Vuosittainen metsäpalojen lukumääräsekä palaneen alueen laajuuson pienentynyt 1800-luvulta nykypäivään.46 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

miin liittyvää epävarmuutta.Vuosittainen metsäpalojen lukumäärä sekäpalaneen alueen laajuus on pienentynyt1800-luvulta nykypäivään. Tämä ei kuitenkaanjohdu ilmastonmuutoksesta vaan yhteiskuntammerakenteen muuttumisesta.Tämän seurauksena esimerkiksi väestö onmuuttanut kaupunkeihin, metsien arvo onkasvanut, kaskiviljelystä on luovuttu ja varoitus-ja sammutusjärjestelmät ovat kehittyneet[7]. Pyrittäessä mallintamaan metsäpalojenesiintymistä ja niiden tuhoisuutta täytyyilmaston ja sään ohella siis huomioida useitamuitakin vaikuttavia tekijöitä.Ilmatieteen laitos on osallistunut useisiinhankkeisiin, joissa on selvitetty sään ja ilmastonvaikutusta metsäpaloihin. Tähän artikkeliinon koottu tuloksia uusimmista aihettakäsittelevistä tutkimushankkeista.METSÄPALOVAARAN ARVIOINTISÄÄTIETOJEN AVULLASuomessa metsäpalovaaraa arvioidaan säätietojenpohjalta lasketun metsäpaloindeksinavulla. Menetelmä kehitettiin 1995 Evollatehtyjen maanpinnan kosteusmittaustensekä säähavaintojen avulla. Käytössä olevassajärjestelmässä arvioidaan 6 cm:n paksuisenhumuskerroksen kosteutta. Lähtötietoinalaskennassa käytetään säähavaintoasemillatehtyjä säähavaintoja, numeerisista ilmakehämalleistasaatuja säteilytaseen arvoja sekä säätutkienavulla arvioitua sademäärää. Laskentatehdään 10 km × 10 km ruudukossa, johonsäähavainnot aluksi interpoloidaan. Indeksinarvon arvioitu muutos tulevien kahdenvuorokauden aikana lasketaan meteorologintarkastamien ja muokkaamien numeeristensääennustemalliajojen pohjalta. Indeksinarvot tiedotetaan metsäpalojen kannaltaoleellisille tahoille kahdesti vuorokaudessaviranomaisille tarkoitetun internet-palvelunvälityksellä. Tiedotteessa on karttakuvia sekätaulukoita, joissa indeksin arvot on esitetty10 km × 10 km ruutuarvoina, maakuntaarvoinasekä myös kuntakohtaisina arvoina.Näitä arvoja käytetään esimerkiksi metsäpalovalvontalentojensuunnitteluun. Myös sääennusteidenyhteydessä annettava metsäpalovaroituspohjautuu tähän indeksilukuun.Järjestelmän yksinkertaistettu toimintakaavioon esitetty kuvassa 1.Suomen ilmasto vaihtelee vuodesta toiseen.Myös niiden päivien lukumäärä, jolloinmetsien syttymisvaara on suuri vaihteleekesästä toiseen. Keskimäärin Etelä-Suomessaon kesässä yli 30 vuorokautta, jolloinmetsäpaloindeksi ylittää varoitusta edellyttävänraja-arvon. Sateisina kesinä tällaisia päiviävoi olla alle 10 ja kuivina kesinä yli kaksikuukautta. Pohjois-Suomessa metsäpalovaroituson voimassa keskimäärin alle 20 vuorokautenakesässä.Säähavainnot havaintoasemilla:- Ilman lämpötila- Ilman kosteus- Tuulen nopeusinterpolointiIlmakehämalli:- Maanpinnan säteilytaseHaihdunta 10 km hilaruudukossaSäätutkat:- sadeHumuskerroksen kosteus= metsäpaloindeksiViranomaiset, Radio, TV...Kuva 1. Metsäpalovaaraa kuvaavan metsäpaloindeksin laskentakaavio.Suuren paloriskin päivien lukumäärä50Suomen ilmasto suuri vaihtelee palovaara, vuodesta karkea toiseen. arvio Myös niiden päivien lukumäärä, jolloin metsiensyttymisvaara 40 suuri on suuri palovaara, vaihtelee tarkka kesästä arviotoiseen. Keskimäärin Etelä-Suomessa on kesässä yli30 vuorokautta, jolloin metsäpaloindeksi ylittää varoitusta edellyttävän raja-arvon. Sateisinakesinä 30 tällaisia päiviä voi olla alle 10 ja kuivina kesinä yli kaksi kuukautta. Pohjois-Suomessametsäpalovaroitus on voimassa keskimäärin alle 20 vuorokautena kesässä.20METSÄPALOVAARAN HAVAITTU AJALLINEN VAIHTELU10Tarkasteltaessa sään ja ilmaston vaihteluista johtuvaa metsäpalovaaran vuodesta toiseentapahtuvaa 0 vaihtelua runsaan 100 vuoden aikana, joudutaan tarkastelu tekemään vähäisemmin1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010säätiedoin kuin nykyinen metsäpaloindeksin laskenta. Suomen alueelta on saatavilla sade- jaVuosilämpötilahavaintoja runsaan 100 vuoden ajalta varsin kattavasti ja näiden tietojen avulla onmahdollista arvioida myös metsäpaloindeksin vaihteluita tämän pitkän ajanjakson aikana [3].Kuva Tehdyn 2. Metsäpalovaaraa tutkimuksen mukaan kuvaavan jaksolla metsäpaloindeksin 1908–2011 niiden vuodesta päivien toiseen lukumäärä, tapahtuva jolloin vaihteluMETSÄPALOVAARAN Pohjois-Karjalassa HAVAITTUmetsäpalovaara oli pohjautuen korkea, vaihteli yksityiskohtaisiin suuresti kymmeninä. vuodesta säätietoihin toiseen. Noilla (tarkka alueilla Havaintoaikasarjasta arvio) ilmasto sekä on ainoastaan kesäisinhyvin on muokattu kuiva olisi ja tilanne julkaisun kasvanut näyttää [3] tai pohjalta. muuttuvan vähentynyteiAJALLINEN sademäärään kuitenkaan VAIHTELU löydy ja lämpötilaan viitteitä siitä, (karkea että arvio). metsäpalovaara KuvaTarkasteltaessa järjestelmällisesti sään tarkastellun ja ilmaston jakson vaihteluista aikana [3]. edelleen vaikeammaksi ilmaston muuttuessa.johtuvaa metsäpalovaaran vuodesta toiseenSuomen alueella metsäpalovaara ei siis näyttäisitapahtuvaa vaihtelua runsaan 100 vuoden ILMASTONMUUTOKSEN toistaiseksi kohonneen. VAIKUTUS Sen sijaan Välimerenalueella sekä Kaakkois-Euroopassa metsäpalovaara 3aikana, joudutaan tarkastelu tekemään vähäisemminMETSÄPALOVAARAAN on kasvanut viime vuosikymmeninä.Noilla alueilla ilmasto on kesäisin hyvin kuiva ja tilanne näyttää muuttuvan edelleenvaikeammaksisäätiedoinilmastonkuinmuuttuessa.nykyinen metsäpaloindeksinlaskenta. Suomen alueelta on jautuvat ilmastomallien avulla tehtyihin si-Arviot ilmastonmuutoksen suuruudesta poh-saatavilla ILMASTONMUUTOKSEN sade- ja lämpötilahavaintoja VAIKUTUS run-METSÄPALOVAARAAsaan100 vuoden ajalta varsin kattavasti ja tojärjestelmä kuvataan tietokoneohjelmienmulaatioihin. Malleissa maapallon ilmas-näiden Arviot tietojen ilmastonmuutoksen avulla mahdollista suuruudesta arvioidasimulaatioihin. myös metsäpaloindeksin Malleissa vaihteluita maapallon tämän ilmastojärjestelmä mastoa sääteleviin kuvataan fysiikan tietokoneohjelmien lakeihin. Ilmas-avulla.pohjautuvat avulla. Mallit ilmastomallien siis pohjautuvat maapallon avulla tehtyihin il-pitkän Mallit ajanjakson siis pohjautuvat aikana maapallon [3]. Tehdyn ilmastoa tutkimuksenerilliset mukaan osat ilmakehälle, jaksolla 1908–2011 maaperälle niiden sekä maaperälle merille. sekä Myös merille. näiden Myös eri näiden osajärjestelmien eri osa-sääteleviin tomalleissa fysiikan on erilliset lakeihin. osat Ilmastomalleissa ilmakehälle, onpäivien vuorovaikutus lukumäärä, kuvataan jolloin malleissa. metsäpalovaara Mallien avulla järjestelmien voidaan arvioida vuorovaikutus tulevaisuuden kuvataan ilmastoa malleissa.erioliyhteiskunnallistenkorkea, vaihteli suurestitulevaisuusskenaarioidenvuodesta toiseen.vallitessa.MallienYhteiskuntammeavulla voidaanvoiarvioidakehittyätulevaisuudenilmastoa eri yhteiskunnallistenjokoniin, että ilmakehän koostumuksen ja kasvihuoneilmiön voimistumiseen vaikuttavatHavaintoaikasarjasta ei kuitenkaan löydy viitteitäsiitä, että metsäpalovaara olisi kasvanut tulevaisuusskenaarioiden vallitessa. Yhteis-kasvihuonekaasujen, kuten hiilidioksidin päästöt tulevat edelleen kasvamaan, tai on tokimahdollista, että päästöjä pystytään rajoittamaan [8].tai vähentynyt järjestelmällisesti tarkastellun kuntamme voi kehittyä joko niin, että ilmakehänkoostumuksen mukaan Suomessa ja kasvihuoneilmiön kesät tulevatjakson Ilmastomallisimulaatioihin aikana [3]. pohjautuvien arvioidenlämpenemään Suomen alueella ja sademäärät metsäpalovaara kasvamaan. ei siis Lämpeneminen voimistumiseen vaikuttavat voimistaa haihduntaa kasvihuonekaasujen,kuten vaikuttaisivat hiilidioksidin päinvastaiseen päästöt tulevat suuntaan.ja lisäänäyttäisi metsien kuivumista. toistaiseksi kohonneen. Toisaalta lisääntyvät Sen sijaan sademäärätVälimeren Kesällä tulevat alueella sateet sekä ovat Kaakkois-Euroopassamerkitse metsäpalovaara sitä, että on kasvanut poutajaksoja viime vuosi-olisi harvemmin; ta, että päästöjä sadekuurot pystytään tulevat rajoittamaan vain [8]. olemaanusein kuurosateita, edelleen joten lisääntyvät kasvamaan, sademäärät tai on toki eivät mahdollis-välttämättävoimakkaampia kuin nykyisin [4]. Myös ennustettu sademäärien kasvu on melko pientä.Useaan kasvihuonekaasuskenaarioon jaPALOTUTKIMUKSENusealla eriPÄIVÄTilmastomallilla2013tehtyihin47mallisimulaatioihin pohjautuvien arvioiden mukaan tämän vuosisadan loppupuolellementäessä niiden päivien lukumäärä, jolloin metsäpalovaara on suuri tulee kasvamaan noin

Ilmastomallisimulaatioihin pohjautuvienarvioiden mukaan Suomessa kesät tulevatlämpenemään ja sademäärät kasvamaan.Lämpeneminen voimistaa haihduntaa ja lisäämetsien kuivumista. Toisaalta lisääntyvätsademäärät vaikuttaisivat päinvastaiseensuuntaan. Kesällä tulevat sateet ovat useinkuurosateita, joten lisääntyvät sademääräteivät välttämättä merkitse sitä, että poutajaksojaolisi harvemmin; sadekuurot tulevatvain olemaan voimakkaampia kuin nykyisin[4]. Myös ennustettu sademäärien kasvuon melko pientä. Useaan kasvihuonekaasuskenaarioonja usealla eri ilmastomallilla tehtyihinmallisimulaatioihin pohjautuvien arvioidenmukaan tämän vuosisadan loppupuolellementäessä niiden päivien lukumäärä,jolloin metsäpalovaara on suuri tulee kasvamaannoin 10–40 % riippuen kasvihuonekaasupäästöskenaariosta[9].Tarkasteltaessa metsäpalovaaran muutostaEuroopan alueella pohjautuen kolmeen eri ilmastomalliin(kuva 3) nähdään, että mallienantamissa ennusteissa on jonkin verran eroja.Malli, joka tunnetaan nimellä DMI-HIR-HAM5, arvioi esimerkiksi Etelä- ja Keski-Suomessa metsäpalovaaran pikemminkinpienenevän kuin kasvavan. Kaksi muutamallia sen sijaan arvioivat metsäpalovaarankasvavan koko Euroopan alueella. Kaikillemalleille yhteistä on Välimeren seudun sekäKaakkois-Euroopan alueiden voimakas kuivuminen.Kuvassa 3 esitetyt tulokset kuvaavatsitä kuinka tärkeää ilmastonmuutoksensuuruutta arvioitaessa on käyttää mahdollisimmanmontaa eri ilmastomallia ja kasvihuonekaasupäästöskenaarioita.YHTEENVETOSään ja ilmaston vaihtelut vaikuttavat metsäpalojenesiintymisriskiin. Tämän riskin suuruuttavoidaan arvioida säähavaintojen avullalaskettujen syttymisherkkyyttä kuvaavienindeksien avulla. Nykyisin on mahdollistamyös laatia ennusteita syttymisvaaran kehittymisestälähipäivinä. Suomessa on tehokasmetsäpalojen valvonta ja sammutusjärjestelmä,jonka seurauksena palo-alat jäävät tyypillisestihyvin pieniksi. Ei kuitenkaan olepoissuljettua ettei palojen syttymisen kannaltaerittäin suotuisissa olosuhteissa myösKuva 3. Metsäpalovaaraa kuvaavan ns. kanadalaisen metsäpaloindeksin vuosikeskiarvojaksolla 1971-2000 ja 2071-2100 sekä näiden kahden jakson erotus. Laskelmat on tehtypohjautuen Suomessa kolmeen voisi syttyä eri alueelliseen suurta tuhoa ilmastomalliin, aiheuttavaoccurrence jotka tunnetaan of a nimillä high forest DMI-HIRHAM, fire danger inpalo. KNMI-RACMO2ja METO-HC-HadRM3Q0. Finland. Laskelmissa Nat Hazards kasvihuonekaasujenEarth Syst Sci., 2012.päästöskenaarioina Palaneen metsän on käytetty määrä on ns. SRES pienentynyt skenaariota 12:2591-2601.A1B.Suomessa hyvin voimakkaasti menneinä vuosisatoina4. Jylhä, K., Ruosteenoja, K., Räisänen,joka ja tunnetaan myös menneinä nimellä DMI-HIRHAM5, vuosikymmeni-arvioi J., Venäläinen, esimerkiksi A., Etelä- Tuomenvirta, ja Keski-Suomessa H., Ruoko-Malli,metsäpalovaaran nä. Tähän vaikuttavat pikemminkin monet pienenevän muut kuin kuin ilmastollisetkasvavan. lainen, L., Kaksi Saku, muuta S. & Seitola, mallia sen T. The sijaan chan-metsäpalovaaran tekijät, kuten kasvavan esimerkiksi koko elinkei-Euroopan ging alueella. climate Kaikille in Finland: malleille estimates yhteistä for on adap-arvioivatVälimeren noelämän seudun rakennemuutokset, sekä Kaakkois-Euroopan metsien ar-alueidevon kasvaminen,tation voimakas studies, ACCLIM kuivuminen. project Kuvassa report, 3 FinnishMeteorologicalesitetyt tulokset kuvaavatvalvontasitäjakuinkasammutustoiminnankehittyminen, maaseutuväestön vä-2009:4 (In Finnish, with abstract, extendedtärkeää ilmastonmuutoksen suuruuttaInstitute,arvioitaessa2009. Reportsonkäyttää mahdollisimman montaa eri ilmastomallia ja kasvihuonekaasupäästöskenaarioita.heneminen ja viljelymenetelmien muuttuminen.abstract.On mahdollista, että palojen sytty-5. Kellomäki, S., Peltola, H., Nuutinen, T.,5miseen vaikuttavat muut kuin säätekijät eivätKorhonen, K.T. & Strandman, H. Sensitivityole juurikaan muuttumassa lähivuosina jatämän seurauksena ilmastonmuutokseen liittyvämetsäpalovaaran muutos tulee todennäköisestinäkymään tulevina vuosina myös palotilastoissa.KIITOKSETTutkimuksemme on saanut rahoitusta Euroopanunionin 7. puiteohjelman hankkeestaFUME.LÄHDELUETTELO1. Saari, E. Kuloista etupäässä Suomen valtionmetsiäsilmällä pitäen. Suomalaisen KirjallisuudenSeuran kirjapainon O.Y., Helsinki,Finland, 1923.2. Laitakari, E. Metsähallinnon vuosisataistaival1859–1959. Silva Fenn, 1960. 107.Metsähallitus, Helsinki, Finland.3. Mäkelä, HM, Laapas, M. & Venäläinen,A. Long-term temporal changes in theof managed boreal forests in Finland to climatechange, with implications for adaptivemanagement. Phil. Trans. R. Soc., 2008. B363, 2341–2351.6. Vajda, A., Venäläinen, A., Suomi, I., Junila,P. & Mäkelä, HM. Assessment of forestfire danger in a boreal forest environment:description and evaluation of the operationalsystem applied in Finland. Meteorol Appl.,2013. (in revision).7. Wallenius, T. Major Decline in Firesin Coniferous Forests – Reconstructing thePhenomenon and Seeking for the Cause. SilvaFennica, 2011. 45(1): 139–155.8. Nevanlinna, H. (päätoimittaja) Muutammeilmastoa. Karttakeskus, 2008. 237 s.9. Lehtonen, I., Venäläinen, A., Ruosteenoja,K. & Gregow, H. The projected 21stcentury forest fire risk in Finland under differentgreenhouse gas scenarios. Boreal Env.Res., 2013. (in revision).48 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

Olavi Keski-Rahkonen 1 ja Teemu Karhula 2 , VTT, PL 1000, 02044 VTT1Eläkeellä VTT:ltä, olavikr@gmail com2Nykyinen toimipaikka: KK-Palokonsultti Oy, EspooUutta asuinrakennustensyttymistaajuuksistaTiivistelmäMainio PRONTOn tietokannassa asuinrakennustensyttymiä on niin suuri määrä, ettäjoukko on voitu jakaa analyyseissä kolmeenalaryhmään. Tällaisessa tarkastelussailmeni, että PRONTOssa kahdessa jälkimmäisessäalaryhmässä osa tuloksista on kirjattuväärin. Rakennuksen kerrosalan sarakkeeseenonkin merkitty huoneiston kerrosala.Kun nämä ilmeisen virheelliset tulokset karsittiin,saatiin pienempi osajoukko, josta syttymistaajuustiheysvoitiin määrittää siten,että sen pinta-alariippuvuudelle löytyi uusianalyyyttinen sovite ja hyvä teoreettinen selitys.Suurin suhteellinen muutos aiempiinverrattuna on pienillä kerrosaloilla, jolle kirjausvirhesiirsi ylimääräisiä kohteita. PRON-TOn tiedon tuottajien olisi tarkkailtava, ettävastaisuudessa tämän virheen osuus pysyisipienenä. Kerrosalan funktiona syttymistaajuustiheysvoitiin jakaa kolmeen alueeseen.Kahdessa ensimmäisessä syttymissyyt ovatpääosin asunnon sisäisiä. Suurimmassa ryhmässä(yli 3000 m 2 ) ulkoiset syyt kasvattavatsyttymistaajuustiheyttä kerrosalan potenssifunktiona.Näiltä osin E1:n osastointisäädöksetpitäisi tarkistaa uudestaan ja päivittää nykytiedonmukaisiksi.JOHDANTOPalokuolemien ehkäisykeinojen vaikuttavuudenarviointi -tutkimusohjelman loppuvaiheessa[1, 2] syttymistaajuustiheyden riippuvuuttarakennuksen kerrosalasta tutkittiintarkemmin uudestaan. PRONTOn ja senTEOREETTINEN MALLIedeltäjien tilastoaineistosta tämän tekijä on TEOREETTINEN MALLIoppilaittensa kanssa Ramachandran määrittänyt 1990-luvultaalkaen kokeellisia syttymistaajuustiheykydellef”(A) lausekkeen[4] esitti Ramachandran syttymistaajuustiheydelle [4] esitti syttymistaajuustihe-f”(A) lausekkeesiä rakennuspaloille jakamalla kohteet luokkiinkäyttötavan ja kerrosalan perusteella [3].n fn( A)Ensin teimme sovittet puhtaasti kokeellisesti, f ʹ′ʹ′ ( A)=, (1)NA fsitten teoreettista pohjaa etsiessämme löysimmeRamachandranin muotoileman mallinN( A)[4], jonka myöhemmin missä havaitsimme N on rakennusten olevan missä lukumäärä N on rakennusten koko kannassa, lukumäärä koko n syttyneidnykyaikaistettu versio Barrois’n [5] 1834 esittämästäideasta. Kokemusten N (A) ja f n (A) rakennuskannan ja syttyneiden rakennusten lukumäkannassa, n syttyneiden rakennusten määräsekä f N (A) ja f n (A) rakennuskannan ja syt-fkartuttua johdimmeteoreettiset alan lausekkeet funktiona. samalla Tulos periaatteellamutta yleisemmin mankaan ottaen jakauman huomioon muodosta jakaumat tai pinta-alan sen matemaattisista funktiona. Tulos jatkuvuuso onon tyneiden yleinen, rakennusten johdettu lukumäärien perusperiaatteista tiheys-eikSuomen rakennuskannasta sinkertaisen ja PRONTOn derivaatan merkki yleinen, johdettu syttymistaajuustiheyden perusperiaatteista eikä riipumillään kirjoittaa tavalla toisenlaisin kummankaan symbolein, jakauman musymbolissdatasta määritetyt reettisesti jakaumat, kaava [6, 7]. Näimme,että sovitefunktio tuttua voisi jatkuvaa periaatteessa derivaattaa. olla muodosta Kokeellisesti tai sen matemaattisista määritetty jatkuvuus-jakauma onpitäisikinmelkein mikä tahansa, mutta rakennuskantammetyypillisesti lognormaalisti jakautuvaatanmerkki syttymistaajuustiheyden symominaisuuksista,mihin kaksinkertaisen deri-niillä pinta-alan arvoilla, joilla PRONTOsta saadaan riittävästi havran numeerisen määrittämisen lisäksi kokeilimme vaihtoehtoistaneista alaryhmistä päädytään likimäärin kahdenpotenssifunktion noista summaan. jakaumien Kutsumme f N (A) kaava ja f n (A) pitäisikin diskreetit kirjoittaa kuvaajat. toisenlaisin Sovitimme sym-kbolissa saattaisi viitata. Mittateoreettisestisitä tulosta yleistetyksi havaintopisteisiin Barrois’n malliksi kolmen bolein, eri jatkuvan mutta käytämme ja analyyttisen tässä kaikille funktion tuttuajatkuvaa sopiviksi derivaattaa. Kokeellisesti kantafunktioiksi. määri-Määsu[8]. Määrityksiä reton päivitetty jakauma tilastoaineistonkertyessä useita heyfunktion kertoja [9, 10]. [9, Sovittei-7] sitten tetty kaavalla jakauma on (1) aina noiden diskreetti sovitejakaumien pylväskuvio suosoittautuivatden tuloksia on käytetty kas havaintojen erityisesti laskettaessapaloriskejä ’oletettuun palonkehitykseen’ saadaan riittävästi havaintoja asuntopalois-kohinan niillä suodattaja, pinta-alan mutta arvoilla, odotimme, joilla PRONTOsta että voisimeille, joista havaintoja on vähän. Tuo toive osoittautui ylimitoiteperustuvilla menetelmillä. Valtaosa rakennuksistaon asuinrakennuksia, rosalojen suuntaan, joten aineis-missä kokeilimme niukka vaihtoehtoista palohavaintojen keinoa. Piirsim-määrä teki sota. Suoran numeerisen määrittämisen lisäksitoa on lukumääräisesti epätarkaksi. paljon. Siksi Teoreettiselta halusimmekatsoa, miten käyttäytyvän periaatteessa kolme pinta-alan erilaista diskreetit funktiona kuvaajat. säännöllisemmin Sovitimme kummankin kuin kumme tietokannoista kanalta katsottuna jakaumien syttymistaajuustihef N (A) ja f n (A)asuinrakennustyyppiä: Väitettä pien-, ei rivi- tässä ja kerrostalotkäyttäytyvät palojen uusimmassa tärkein saatavissa syy. ole-Tämä eri jatkuvan taasen ja ei analyyttisen voi riippua funktion kovinkaan sum-jyrktodisteta tiheysjakauman aukottomasti, havaintopisteisiin mutta perustellaan kolmen sillävassa havaintoaineistossa. rakennuksessa Tilastokeskuksen hän asuu. man. Monte Lognormaali Carlo-simuloinneissa ja Pareton jakauma osoit-[1tautuivat sopiviksi kantafunktioiksi. Määri-tämrakennuskanta 31.12.2006 ja PRONTOonkvantitatiivisemmin näkyviin kuin mihin lautamiesjärjellä ajakirjatut rakennuspalot vuosilta 2008–2011 timme syttymistaajuustiheyfunktion [9, 7]olivat uuden tarkastelun esitetyn aineistot. uuden havaintotulosten sitten kaavalla analyysin (1) noiden perusteella sovitejakaumien tämä väittämvahvistuksen.PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 49

lemme syttymistaajuustiheyttä, jossa ihmisen toiminta on merkittävimmäsvoi olla äkkinäisiä hyppäyksiä esim. 1000 m 2 :n rajan eri puolilla. Siksi eetsiä syttymistaajuustiheydelle jatkuvaa funktiota.suhteena. Menetelmä on tehokas havaintojenvio saattaa mennä kummalle puolelle rajaa1E-­‐3kohinan suodattaja, mutta odotimme, etviotä voisimme sillä ennustaa myös alueille, joistatahansa. Rakennuskannassa, joka perustuusuurelta osin rakennuslupien asiakirjatietoi-1E-­‐4havaintoja on vähän. Tuo toive osoittautui hin, kerrosalat ovat periaatteessa tarkempia.1E-­‐5ylimitoitetuksi erityisesti suurten kerrosalojensuuntaan, missä niukka palohavaintojenKun tarkastelemme syttymistaajuustiheyttä,jossa ihmisen toiminta on merkittävimmäs-1E-­‐6määrä teki sovitefunktion määrittämisen sä roolissa, siinä ei voi olla äkkinäisiä hyppä-epätarkaksi. Teoreettiselta kanalta katsottuna yksiä esim. 1000 m 2 1E-­‐710 100 1 000 10 000 100 000:n rajan eri puolilla. SiksiKerrosala [msyttymistaajuustiheyden f”(A) voikin olettaa ei ole perusteetonta etsiä syttymistaajuustiheydelle]jatkuvaa funktiota.käyttäytyvän pinta-alan funktiona säännöllisemminkuin kummankaan tiheysjakauman. Kuvassa 2 on Kuva kuvan 1. 1 Kaikkien korjaamatonta asuinrakennusten havaintomateriaaliakerrosalasta jalostettu edelleen laskettuina jakamal-korjaamattomasta PRONTOn datasta.syttymistaajuustiheyden f”(A) riippuvuuVäitettä ei tässä todisteta aukottomasti, muttaperustellaan sillä, että ihmisen toiminta onpalojen tärkein syy. Tämä taasen ei voi riippuakovinkaan jyrkästi siitä, minkäkokoisessala asuinrakennukset alaryhmiin rakennuksentyypin mukaan. PRONTOssa luokkia onuseampia, mutta Kuvassa riittävästi 2 havaintoja on kuvan saatiin 1 korjaamatonta havaintomateriaalia jalostettu edelleerakennuksessa hän asuu. Monte Carlo -si-kuudesta ryhmästä: rakennukset (1) yhden alaryhmiin asunnon ta-rakennuksen α ⎛⎛ A ⎞⎞ tyypin ⎡⎡ ⎛⎛ ⎞⎞ ⎤⎤α −1αmuloinneissa [1] tämä puoli tuli vielä paljon lot, (2) paritalot, (3) muut erilliset pientalot, α =⎜⎜⎜⎜⎟⎟⎟⎟ Amukaan. PRONTOssa luokkiaf ( A;, A )⎢⎢−⎜⎜⎜⎜⎟⎟⎟⎟ ⎥⎥(2)riittävästi havaintoja saatiin 0 A ⎝⎝ kuudesta0A ⎠⎠ ⎢⎢ ryhmästä:0kvantitatiivisemmin näkyviin kuin mihin (4) rivitalot, (5) muut kerrostalot ja män kuvaaja on ⎣⎣ ⎝⎝ A ⎠⎠ ⎥⎥ (1) yhden asunnon talo0piirretty ⎦⎦muut erilliset pientalot, (4) rivitalot, (5) muut erilliset yhtenäisellä kerrostalot viivalla.Kun jakaumat ovat identtisiä, kaavasta (1)ja (6) lulautamiesjärjellä ajatellen päätyisi. Alempanaesitetyn uuden havaintotulosten analyysin piiretty sinisillä että pisteillä.(6) luhtitalot. Rakennuskannan jakauma onmissä kannan A 0 ja jakauma α ovat soviteparametreja on piiretty sinisillä ja jonka vinoneliöillä, parametrit ovat samat palaneiden sekä rakennuskannalle rakennustenvinoneliöillä, syttyneille Korjaamattomissa rakennuksille. palaneiden rakennustenjakauma Kun jakaumat punaisilla ovat pisteillä. identtisiä, Kor-kaavasta si (1) tulee ne yksinkertaisesti:supistuva pois ja syttymistaajuustiheydeksi tuleeKuvassa tuloksissane supistuva 3a tämän huomiopois kuvaaja syttymistaajuustiheydek-on kiinnittyy piirretty yhtenäisellä alle 100 mviivalla.2 kerroperusteella tämä väittämä sai selvän kvantitatiivisenvahvistuksen.jaamattomissa yksinkertaisesti: tuloksissa huomio kiinnittyypalaneiden rakennusten jakauman piikkeihin, jotka antaisivat tätä pienemmhuomattavan suuren syttymistiheyden.alle 100 m 2 kerrosaloilla esiintyviin palaneidenrakennusten jakauman piikkeihin, jot-N A kirjattuja todellisina havaintoina,n 1 Katsomalla hiukan tarkemmin kiKORJAAMATTOMAT HAVAINNOTjohtopäätöksiä havaittiin, ettäfpitämälläʹ′ʹ′ ( A)=(3)(3) oSyttymistaajuustiheys määritettiin ryhmittämällähavaittujen asuntopalojen rakennuk-huomattavan johtuvan on uusika antaisivat tätäsestipienemmilleasuntojenrakennuksellepinta-alojen osalta kovinkummallisiin johtopäätöksiin. IlTulossuuren syttymistiheyden. yksinkertaisesta ja merkittävä, koskaKatsomallahiukan oli tarkemmin kirjattu asunnon kirjauksista kerrosala.kirjausvirheestä: se kertoo ensimmäistä kertaa ymmärrettävällä tavalla, miksisyttymistaajuustiheys kasvaa pienissä Tulos asuinrakennuksissa. on uusi merkittävä, osassa havaintojoukkoaSyttymistaajuustiheys koska se kertoo rakennon kääntäenverrannollinen kerrosalaan teh-A. Syttymistaajuus ensimmäistä Koska virhettäset samansuuruisiin luokkiin kuin Tilastokeskuksestahankitussa rakennuskannassa oli täviä johtopäätöksiä palojen sella n keinolla, havaittiin, suhde rakennuskannassa että eikä pitämäl-kohteiden olevien la, miksi uudelleenarviointiin rakennusten syttymistaajuustiheys määrään N. yksitellen Tällainen kasvaa tulos pie-ollut on hyvin mahdf(A) kertaa on siten ymmärrettävällä ei voitu korjatasuoraan luokassa taval-jälkikäteen mhavaittujenilmoitettu. Kunkin luokan suhteelliset osuudetlaskettiin kaavalla (1) käyttäen kerrosduttuerityisestilä kirjattuja todellisina luonnollinen, epävarmalla havaintoina, sillä alueella pienessä olisi rakennuksessa olevat jounissähavainnot asuu asuinrakennuksissa. yksi yksinkertaisesti ruokakunta Syttymistaajuustiheyson Tällä kääntäenja hylättiin tai enintään ja muutama jakaumhenkilö. delleen asuntojenKerrosalasta havaintojen pinta-alojenriippumatta osajoukolle. osaltaasunnossa on keskimäärin tavalla verrannollinen päästii kaikki jokapäiväiseen havaintotuloksiin, kerrosalaanelämään mtarvittavat varusteet. Sähköllä toimiviin liittyy syttymisvaara. Päivittäin siellä tapahtuu kaikkialana luokan keskipistettä, mikä on aika tarkastimyös luokkaan sattuvien kerrosalojen havaittiinkin nautintojen johtuvan tarpeisiin. yksinkertaisesta Monte kir-Carlo kassa –simuloinneissa havaittujen mallitimme palojen n syttymisprosessit suhde rakennus-eksplisiit-keskiarvo. Kuvassa 1 on esitetty saadut tujausvirheestätisestiKäyttäen osassa ja havaintojoukkoa havaitsimme, erillisten että pientalojen raken-valtaosa avotulista kannassa havaintoja sammutetaan olevien tehtiin rakennusten heti vielä kun niillä numeerinen määrään on saatu N. aikaan sovitusk ha-kovin kummallisiin maalia johtopäätöksiin. poikkeamaa ei Ilmiön enää esiintynyt.yhden ruokakunnan vaatimat toimenpiteet,A. Syttymistaajuuserityisesti avotulenf(A) on sitensytyttämisetsuoraanruuanlaitonluo-tailokset kaikille asuinrakennuksille. Tuloksissa nuksen kerrosalaksi luttu piirretty toiminto. oli kirjattu jakaumat Hyvin asunnon pieni käyttäen murto-osa kerrosala.Koska puolelle virhettä ja niistäkin voitu korjata vielä vähäinen jälki-osa hallitsemattomaan palon leviämiseen. Tämä todeennä-lineaarista Tällainen niistä johtaa tulos pystyasteikkoa. palon leviämiseen hyvin luonnollinen, tarkoitetun Rakennuskannan silläpienessäalueen ulko-(sikiinnittyy huomio havaintopisteen merkittäviinhyppäyksiin peräkkäistenkin ryhmien käteen millään yksinkertaisella keinolla, eiköisyyspalaneidenon yhdenrakennustenruokakunnan taloudessa(punaisetriippumatonpisteet) rakennuksessa jakaumat asuuasunnon koosta.ovat yksiLaitteidentässä ruokakuntaesityksessäaiheuttamaasyttymisvaara rosaloilla havaintotarkkuudella on myös riippumaton sen tilan samat. ja yksikoosta, Kuvassa tai enintäänminne ne 3b muutamaon pystyasteikko henkilö.sijoitettu. Siten pesukone, logaritvälillä tietyillä kohdin. Jos asuinrakennuksetjaetaan vielä alaluokkiin, kuten kuvassa ollut mahdollisuuksia alastakä kohteiden kylmälaitteet, uudelleenarviointiin tös on sama televisio, kuin edellä yksitellen kiuas ja kerrosalaan muut Kerrosalasta senkaltaiset A < riippumatta aiheuttavat 300 m 2 saakka. asuntokunnalle asunnossa Sovitteena on keskimäärinjoidenasunnon tällä pinta-alujakaumariippumattoman mennä, [11], jonka epävarmalla syttymisriskin,tiheysfunktio f(A) kaikki tekijöidenon jokapäiväiseen summa tosin elämään on huomattavasti tarvittavatriippuva varusteet. osuus Sähköllä syttymistä. toimiviin liittyy syt-pienempihavainnot kuin suoraan yksinkertaisesti ihmisen toiminnasta hy-2 on tehty, hajonta on vieläkin suurempaa. alueella olevatPystysuora virhejana esittää vain satunnaista lättiin ja jakaumat normitettiin uudelleen tymisvaara. Päivittäin siellä tapahtuu kaikkiKuvassa 3b on nyt pystyasteikkokin logaritminen. Teoreettinen malli on neljän jakaumanPoisson-jakaumasta laskettua tilastokohinaa. havaintojen osajoukolle. Tällä tavalla päästii yhden ruokakunnan vaatimat toimenpiteet,summa: (1) Weibullin jakauma, (2 ja 3) Burrin lajin XII jakauma [12] sekä (4) lognormaaliAlkuperäistä aineistoa tarkastelemalla havaitaan,että siinä on muitakin edellistä suurem-poikkeamaa syysasteikolla enää esiintynyt. kuvassa 3a ei näy. Ensiksi, tai nautintojen rakennuskannan tarpeisiin. 3 ja Monte palaneiden Carlo rakennusten -si-ja-havaintotuloksiin, jakauma missä [11]. tuota Kuvasta epänormaalia 3b näkyy useita erityisesti asioita, avotulen mitä suppealla sytyttämiset kerrosala- ruuanlaiton ja todennäköipiavirhelähteitä, joista hajonta selittyy. Kaksi Käyttäen erillisten kaumat poikkeavat pientalojen toisistaan, havaintoja kun mennään muloinneissa yli 300 mallitimme m 2 :n rakennuksiin. syttymisprosessit Toiseksi, pienillä todennäköisyyksilläsovituskoe. palaneista Kuvassa rakennuksista eksplisiittisesti on saatavissa ja havaitsimme, paljon vähemmän että valtaosa tietoa kuin raken-havaittua syyryhmää ovat: (i) rakennuskannassatietyn rajan ylittävät tai alittavat kerros-3a on piirretty jakaumat käyttäen lineaarista avotulista sammutetaan heti kun niillä ontehtiin vielä numeerinennuskannasta, mikä on luonnollista siitä syystä, että vain pieni osa rakennuksista koskaan elinkaarensaaikana palaa. Siksi syttymistaajuuden käsittely on havaintojen puuttuessa katkaistavaalat voivat olla paljon muita yleisempiä erilaisistahallinnollisista ja muistakin syistä (vrt. noneliöt) ja palaneiden sempi ja hitaammin rakennusten muuttuva (punai-tällä suodattamismenettelyllä ni murto-osa niistä johtaa määritettynä palon leviämiseen kuin kummankaanpystyasteikkoa. ja rajoituttava Rakennuskannan 2000 m 2 (siniset :n alapuolelle. vi-saatu Kolmanneksi, aikaan haluttu syttymistaajuustiheyden toiminto. Hyvin käyrä pie-on tasai-kuva 2 ’Muut asuinkerrostalot’). (ii) PRON- set pisteet) jakaumat rakennusryhmän ovat tässä jakaumat. esityksessä Siitä al-huolimattle tarkoitetun varoituksen alueen sana ulkopuolelle mahdollisuudesta ja niistäkin ekstrapoloida1000 m 2 :n kovin kerrosaloilla pitkälle havaintojen havaintotarkkuu-ulkopuolelle. vielä Konkreettinen vähäinen osa numeerinen hallitsemattomaan esimerkki, palon jota demon-TOssa rakennuksen kerrosala on usein arvioitu,jolloin pyöreiden lukujen kasautuminendella samat. Kuvassastroidaan3bkuvissapystyasteikko3c ja 3d, osoittaaon lo-tämänleviämiseen.vaaran.Tämä todeennäköisyys on yhdenon selvästi havaittavissa, kuten kuvassa garitminen jaKunjohtopäätöskatsommeonkuvansama3bkuinsyttymistaajuustiheydenedelläkerrosalaan vissa A < olevasta 300 m 2 havaintomateriaalista saakka. Sovittee-niin non hyvin koosta. kuin Laitteiden on datasta aiheuttama mahdollista syttymis-mutta ’silmät um-ruokakunnankäyrää,taloudessajokariippumatonon määritettyasun-kaikesta saata-1 oleva 1000 m 2 :n kohdalla oleva, lähes kertalukuasuurempi piikki osoittaa. Yli 10000 na tällä alueella messa’, on Weibullin saamme käyrään jakauma mutkia [11], alle vaara 2 000 on m 2 myös :n arvoilla, riippumaton jotka ovat sen todellisia tilan koosta, ja luotettavia.m 2 :n rakennusten arvoissa havaintoja on erittäinvähän ja tilastokohina tekee johtopäätenkinsiitä, että rakennuskannassa on mälaitteet, tällä kohtaa televisio, ryhmittymä kiuas suuria ja muut rakennuksia, senkal-joiden ja-jonka tiheysfunktio Kuvassa f(A) 3b käyrään on saadaan kuitenkin minne noin 30 ne 000 on sijoitettu. m 2 :n kohdalla Siten syvä pesukone, kuoppa. kyl-Se johtuu tiekaumaon α −helppo 1αtökset sillä alueella epäluotettaviksi. Näidenα ⎛⎛ A ⎞⎞ ⎡⎡mallittaa⎛⎛ ⎞⎞ ⎤⎤lognormaalilla jakaumalla. Näin suurilla kerrosaloilla ei palaneidenrakennusten joukosta( ; α,) =⎢⎢−⎥⎥havaintojen perusteella oli pääteltävissä, että⎜⎜⎜⎜⎟⎟⎟⎟ Ataiset aiheuttavat asuntokunnalle asunnonf A A⎜⎜⎜⎜⎟⎟⎟⎟ ole (2) enää havaintoja. Kaukonäköinen (2) mallittaja tietenkin huomaa0A0⎝⎝ A0⎠⎠ ⎣⎣⎢⎢⎝⎝ A0⎠⎠ ⎥⎥ pinta-alasta riippumattoman syttymisriskin,⎦⎦(i) rakennuskannan kerrosalajakauma ei ole joiden tekijöiden 4 summa tosin on huomattavastirakennuskannallepienempi kuin suoraan ihmisen toimin-mikään jatkuva funktio ja (ii) missä PRONTOn A 0 ja α ovat ja soviteparametreja ja jonka parametrit ovat samat sekärakennuskannan tiedot saman että syttyneille rakennuksen rakennuksille. missä A 0 Kuvassa ja α ovat 3a soviteparametreja tämän kuvaaja on ja jonka piirretty nasta yhtenäisellä riippuva viivalla. osuus syttymistä.kerrosalasta ovat vain likimäärin Kun jakaumat samoja. ovat Sitenidenttisiä, parametrit kaavasta ovat samat (1) ne supistuva sekä rakennuskannallepois ja syttymistaajuustiheydeksi Kuvassa 3b on tulee nyt pystyasteikkokin loganjyrkän rajan tuntumassa yksinkertaisesti: PRONTOn ar-että syttyneille rakennuksille. Kuvassa 3a täritminen.Teoreettinen malli on neljän jakau-1f ʹ′ʹ′ ( A)=(3)N A50 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013Tulos on uusi ja merkittävä, koska se kertoo ensimmäistä kertaa ymmärrettävällä tavalla, miksisyttymistaajuustiheys kasvaa pienissä asuinrakennuksissa. Syttymistaajuustiheys on kääntä-f"(A) [1/m 2 a]

mallia sovitteina löydettyjä matemaattisia funktioita voidaan käyttää apuvälineinä, mutta nei kannata yrittää ekstrapoloida havaintoaineiston ulkopuolelle.f N (A) [m -2 ]f N(A) [m -2 ]f N(A) [m -2 ]f[n(A)]f[n(A)] [1/m 2 ], f"(A) [1/m 2 a]man summa: (1) Weibullin jakauma, (2 ja 3)0,40,15RivitalotBurrin lajin XII jakauma [12] sekä (4) lognormaalijakauma [11]. Kuvasta 3b näkyy0,10Yhden asunnon talot0,3useita asioita, mitä suppealla kerrosala- ja todennäköisyysasteikollakuvassa 3a ei näy. En-0,050,2011011 K021021 K0,1siksi, rakennuskannan ja palaneiden rakennustenjakaumat poikkeavat toisistaan, kun0,00,00mennään yli 300 m 2 10 100 1 000 10 000 100 00010 100 1 000 10 000 100 000:n rakennuksiin. Toiseksi,pienillä todennäköisyyksillä palaneis-Kerrosala [m 2 ]Kerrosala [m 2 ]0,30,3ta rakennuksista on saatavissa paljon vähemmäntietoa kuin rakennuskannasta, mikä onMuut asuinkerrostalotParitalot0,20,2luonnollista siitä syystä, että vain pieni osa rakennuksistakoskaan elinkaarensa aikana pa-012 K0390120,10,1039 Klaa. Siksi syttymistaajuuden käsittely on havaintojenpuuttuessa katkaistava ja rajoituttava2000 m 2 10 100 1 000 10 000 100 00010 100 1 000 10 000 100 0000,00,0:n alapuolelle. Kolmanneksi, syttymistaajuustiheydenkäyrä on tasaisempi jaKerrosala [m 2 ]Kerrosala [m 2 ]0,250,20hitaammin muuttuva tällä suodattamismenettelyllämääritettynä kuin kummankaanMuut erilliset pientalotLuhtitalot0,200,150,15rakennusryhmän jakaumat. Siitä huolimattavaroituksen sana mahdollisuudesta ekstra-0,100320,10032 K013013 K0,05poloida kovin pitkälle havaintojen ulkopuolelle.Konkreettinen numeerinen esimerkki,0,05erityisesti koska yksiasuntoisista rakennuksista ilmiö puuttuu täysin. Poistamalla n0,000,00virheellisesti ilmoitetut10 100kohteet1 000palaneiden10 000 100 000rakennusten havaintojoukosta ja normittam10 100 1 000 10 000 100 000jota demonstroidaan kuvissa 3c ja 3d, osoittaatämän vaaran.2 ]Kerrosala [m 2 ]Kerrosala [muudestaan voitiin jäljelle jääneestä pienemmästä joukosta määrittää uudet syttymistaajuKun katsomme kuvan 3b syttymistaajuustiheydenkäyrää, joka on määritetty syttymistaajuustiheyttä, mattomien kaikesta havaintojen mukaan. havaintoja Rakennuskanta oli joissakin sinisellä kuvan 2 ja ryhmissä palaneet rakennukset niin vähän, punaisel että tilatiheydet, Kuva 2. Rakennusten jossa kirjausvirheen lukumäärän vaikutus jakaumien oli riippuvuus likimain kerrosalasta eliminoitu. alatyypeittäin Kun määrite korjsaatavissa olevasta havaintomateriaalista kohina niin kasvoi suhteettomaksi. Siksi ryhmät yhdistettiin uudelleen ja niistä saatiin kuvasshyvin kuin on datasta mahdollista ympyröillä mutta ’silmätummessa’, saamme käyrään mutkia al-esitetty havaintojoukko.le 2000 m 2 :n arvoilla, jotka ovat todellisia KORJATUT ja HAVAINNOT0,0081E-­‐21E-­‐3luotettavia. Kuvassa 3b käyrään saadaan kuitenkinnoin 30000 m 2 1E-­‐40,006:n kohdalla syvä kuoppa.Se johtuu tietenkin siitä, että rakennus-0,0041E-­‐5Yllä esitetyllä tavalla havaitsimme, että kerrosalan kirjaamisessa esiintyi kytketyissä asu1E-­‐61E-­‐7kannassa on tällä kohtaa ryhmittymä rakennuksissa suuria kirjavuutta, joka vaikutti merkittävästi lopputulokseen. Tätä ei aiemmin1E-­‐8rakennuksia, joiden jakauma on helppo havaittu, mallittaalognormaalilla jakaumalla. Tarkastelemalla Näin suu-tyyppejä erikseen kerrosalan funktiona kuten kuvassa 2 nähtiin selvimsillä ilmiö0,002peittyy, kun kaikkia asuinrakennustyyppejä 1E-­‐9käsitellään yhtenä ryhmä1E-­‐100,0001E-­‐1110 100 1 000 10 000 100 00010 100 1 000 10 000 100 000rilla kerrosaloilla ei palaneiden rakennusten rivitaloissa mutta a myös muissakin Kerrosala [m moniasuntoisissa rakennuksissa, että kohteen alaksi2 ]bKerrosala [m 2 ]joukosta ole enää havaintoja. Kaukonäköinenmallittaja tietenkin huomaa tämän Palaneiden ja ha-1E-­‐31E-­‐3vaihtelevasti ilmoitettu 1E-­‐2 joko ohjeessa tarkoitettu 1E-­‐2 rakennuksen ala tai yhden asunnonrakennusten jakaumien piikit 100 m 2 :n alapuolella kuvassa 2 ovat täm1E-­‐41E-­‐4vaitsee korjauskeinon, joka on toteutettu kuvassa3c. Palaneiden rakennusten jakaumaan1E-­‐61E-­‐61E-­‐51E-­‐5kirjausvirheen selkeä ilmentymä. Ei löydy mitään järkevää syytä, miksi moniasuntoison lisätty noilla suurilla kerrosaloilla rakennuksissa komponentti,jolla on samat parametrit kuin raken-1E-­‐91E-­‐9syttymän 1E-­‐7 todennäköisyys kasvaisi 1E-­‐7 niin voimakkaasti tuossa kokoluoka1E-­‐81E-­‐81E-­‐101E-­‐10nuskannassa. Tuntematon todennäköisyys1E-­‐115 1E-­‐1110 100 1 000 10 000 100 00010 100 1 000 10 000 100 000on määritetty siten, että syttymistaajuustiheydenkäyrässä ei ole enää silmävaraista kuop-2 ]dKerrosala [m 2 ]cKerrosala [mpaa. Nyt voisimme väittää, että olemme Kuva 3. on-Erillistenistuneet ekstrapoloimaan tällä pienellä tem-pientalojen syttymistaajuustiheyden f”(A) (paksuin viiva) riippuvuusrosalasta (korjaamaton PRONTOn data) sekä osoitus käyrän häiriöherkkyydestä: rakennpulla tuota käyrää aina 100000 m 2 :n kerrosaloihinsaakka. Jos olisimme lähettäneet tuonkanta pisteillä, palaneet rakennukset vinoneliöillä ja teoreettiset sovitteet yhtenäisillä viivkuvan julkaistavaksi hyvään lehteen, la. (a) vertaisarvioijaolisi paluupostissa toimittanut tetyissä meil-tapauksissa. (b) – (d) Demonstraatio pienen mittaushäiriön vaikutuksesta,Lineaariasteikolla pienten rakennusten jakaumat (A < 300 m 2 ) ovat samat kaikissamikäle kuvan 3d, mikä olisi muuttanut selitetty johtopäätöksiämme.Tässä piirsimme kuvan itse. Sa-tekstissä.ma määrä lisättyjä ’havaintoja’ samassa paikassa,mutta hajonta kaksinkertaisena. Sytty-ei kannata yrittää ekstrapoloida havaintoaineistonulkopuolelle.kaikkia asuinrakennustyyppejä käsitelläänemmin ole havaittu, sillä ilmiö peittyy, kunmistaajuustiheyden käyrä on nyt UUSI sen näköinen,että on vaikea saada ketään uskomaan KORJATUT HAVAINNOTerikseen kerrosalan funktiona kuten kuvassaSOVITEFUNKTIOyhtenä ryhmänä. Tarkastelemalla tyyppejäsiihen. Opetuksemme on siten tiivistäen: Korjattuihin kokeellisestiilman syvällistä teoreettista mallia rosalan kirjaamisessa esiintyi kytketyissä muissakin moniasuntoisissa rakennuksissa,Yllä havaintoihin esitetyllä tavalla sopiva havaitsimme, syttymistaajuustiheys että ker-2 nähtiin selvimmin f”(A) rivitaloissa voitiin kuvata mutta myös analyyttifunktioilla (kuva 4)sovitteina löydettyjä matemaattisia funktioitavoidaan käyttää apuvälineinä, mutta niitä ti merkittävästi lopputulokseen. Tätä ei aitujoko ohjeessa tarkoitettu rakennuksen alaasuinrakennuksissa kirjavuutta, joka vaikut-että kohteen alaksi oli vaihtelevasti ilmoitet-⎧⎧ A1/ A Amin≤ A ≤ A1⎪⎪f ʹ′ʹ′ ( A)= f ʹ′ʹ′0⎪⎪ ⎨⎨ 1 PALOTUTKIMUKSEN A1≤ A ≤ A(2 PÄIVÄT 2013 51s⎩⎩( A/A2) A2≤A ≤ Amaxf N (A) [m -2 ]f N (A) [m -2 ]f N (A) [m -2 ]f[n(A)] [1/m 2 ], f"(A) [1/m 2 a]f[n(A)] [1/m 2 ], f"(A) [1/m 2 a]

f[n(A)] [1/m 2 ], f"(A) [1/m 2 a1E-­‐41E-­‐51E-­‐61E-­‐71E-­‐81E-­‐9tai yhden asunnon ala. Palaneiden rakennustenjakaumien piikit 100 1E-­‐11 m 2 :n alapuolella1E-­‐10100 1 000 10 000 100 00010 100 1 000 10 000 100 000Kerrosala kuvassa [m 2 ovat tämän kirjausvirheen selkeä2 ]bKerrosala [m 2 ]1E-­‐2ilmentymä. Ei löydy mitään järkevää syytä,1E-­‐3miksi moniasuntoisissa rakennuksissa 1E-­‐4 syttymäntodennäköisyys kasvaisi niin voimak-1E-­‐51E-­‐6kaasti tuossa kokoluokassa 1E-­‐7 erityisesti koska1E-­‐8yksiasuntoisista rakennuksista ilmiö puuttuutäysin. Poistamalla nämä 1E-­‐10 virheellisesti il-1E-­‐91E-­‐11100 moitetut 1 000 kohteet 10 000 100 palaneiden 00010 rakennusten 100 havaintojoukosta2 ]dKerrosala [m1 000 10 000 100 000Kerrosala [mja normittamalla uudestaan2 ]ntalojen voitiin syttymistaajuustiheyden jäljelle jääneestä pienemmästä f”(A) joukostamäärittää uudet syttymistaajuustiheydet,(paksuin viiva) riippuvuus kernPRONTOn data) sekä osoitus käyrän häiriöherkkyydestä: rakennusetrakennukset vinoneliöillä ja teoreettiset sovitteet Kuva yhtenäisillä 4. Asuinrakennusten viivoil-syttymistaajuustiheyden f”(A) [1/m 2 a] riippuvuus kerjossa kirjausvirheen vaikutus oli likimain eliminoitu.Kun määritettiin syttymistaajuustiheyttällapienten rakennustenhavaintoja olijakaumatjoissakin kuvan(A

neistoa on kerättävä pitemmältä aikaväliltä.Koska merkittävät muutokset ovat hitaita,aikavälin kasvattaminen viiden jopa kymmenenvuoden mittaiseksi saattaa olla perusteltua,kun varmistetaan ensin karkeillamitoilla, että merkittäviä muutoksia ei olejakson aikana tapahtunut. Tästä on suoraanpääteltävissä, että asuinrakennuksistakaan eiSuomessa ole järkevää yrittää saada syttymistaajuustiheyttävaikkapa pelastusalueittain,vaikka voidaankin perustellusti väittää, ettäLapissa tulipalon vastatoimiin saadaan heikomminapua kuin Helsingissä. Kuvan 4 tulostarjoaa tämänkin kysymyksen testaamiseenuuden tehokkaan keinon. Kun pintaalanerotuskykykyä voidaan pienentää kaavan(4) tulosten perusteella, voidaan summatakunkin kolmen alueen yli ja verrata keskenäänvain kolmea joukkoa. Analyysiä ei tässäesitetä, mutta sen tekeminen olisi perusteltuamahdollisten alueellisten erojen selvittämiseksi.Vastaavanlainen analyysi taasen saman kolmenryhmän kesken voitaisiin tehdä pitkäänvastausta vailla olleen kysymyksen ratkaisemiseksi,missä määrin asuinrakennuksen kantavanrakenteen materiaali vaikuttaa sen paloturvallisuuteen.Tätäkään ei tässä suoriteta,mutta tekijöiden kokemus numeerisella simuloinneillatehdyistä kokeista asuntopaloissaon, että palon alkuvaiheissa, joka henkilöturvallisuudenkannalta on ratkaisevaa, pintamateriaaltija kantavat rakenteet eivät vieläjuuri osallistu paloon. Monte Carlo -analyysimmealustavat tulokset vahvistavat tämänpäätelmän [1]. Syykin on yksinkertainen.Jokaisessa kodissa helposti palavan vaatetavaran,pehmustettujen huonekalujen sekävastaavan irtaimen tavaran määrä on palonsyttymisaineistona paljon suurempi ja syttymisominaisuuksiltaanpaljon herkempi kuinasunnon kiinteät osat. Suomessa tähän sääntöönon (ollut?) yksi yleinen poikkeus: huokoinenkuitulevy. Sitä käytettiin runsaasti jälleenrakennuskaudellaja materiaalia tavataanedelleen peruskorjaamattomissa iäkkäämmissärakennuksissa. Siksi 1940-luvun asuntojenasukkaiden palokuoleman riski oli noin kak-sinkertainen [13]. Huomattava osa tuon ajanrakennuksista oli rintamamiestaloja. Virtainvanhainkodin palossa 1979 huokoinen kuitulevyoli merkittävä tekijä 27 henkilöuhriavaatineen katastrofin aiheuttajana [14].Yhteenvetona tästä työstä on uusi, entistätarkempi malli asuinrakennusten syttymistaajuustiheydelleja syttymistaajuudelle rakennuksenkerrosalan funktiona. Erityisen arvokastaon, että ensimmäisen kerran voimmejohtaa tuloksen hyvin rationaalisesti asuntojenperusfunktioista. Monte Carlo -simulointienennakkotulokset antavat vahvan jaaiemmin tuntemattoman tuen näille perustapahtumille.Kytketyissä asuinrakennuksissaolisi nykyistä tarkemmin selvitettävä, täyttääköasuntojen välinen osastointi paloriskiävastaavan tarpeen. Tärkeää tämä on suurissaasuinrakennuksissa sekä erilaisia käyttötapojakäsittävissä rakennuksissa. Erityisesti nytpaljon pinnalla olevia puukerrostaloja pitäisitämän näkökohdan osalta simuloida MonteCarlo -tekniikalla esimerkiksi laajentamallajulkaisussa [1] esitettyä simulointityökaluahuoneiston ulkopuolelle siten, että se käsittäisiasunnon lisäksi naapuriasunnot sekäniistä vapaaseen tilaan saakka johtavat käytävät.Viimeksi viesti PRONTOn tilastojentuottajille: Ohjeistakaa tarkemmin ja valvokaa,ettei asunnon ja rakennuksen kerrosalaasekoiteta keskenään raporteissa.KIITOKSETTutkimusta ovat rahoittaneet Palosuojelurahasto,Sisäasiainmisnisteriö, Ympäristöministeriö,Sosiaali- ja terveysministeriö ja VTT.LÄHDELUETTELO1. Keski-Rahkonen, O., Karhula, T., Sikanen,T. & Hostikka, S. Palokuolemien ehkäisykeinojenvaikuttavuuden arviointi. Espoo:Valtion teknillinen tutkimuskeskus, 2013.(VTT Technology). (julkaistaan)2. Karhula, T., Sikanen, T., Hostikka, S.ja Keski-Rahkonen, O. A Monte Carlo simulationplatform of housing fires in Finlandforecasting life and property loss. Teoksessa:Proceedings of the 11th InternationalViesti PRONTOn tilastojen tuottajille:Ohjeistakaa tarkemmin ja valvokaa,ettei asunnon ja rakennuksen kerrosalaasekoiteta keskenään raporteissa.Probabilistic Safety Assessment and ManagementConference and The Annual EuropeanSafety and Reliability Conference, PSAM11 & ESREL 2012, Helsinki, 25–29.6.2012,Stochastic Modelling and Simulation Techniques,08–Mo3, 10 s.3. Rahikainen, J. & Keski-Rahkonen, O.Determination of ignition frequency of firesin different premises in Finland. Fire EngineersJournal, 1998. Vol. 58, nro 197, s.33–37.4. Ramachandran, G. Statistical Methodsin Risk Evaluation. Fire Safety Journal,1979/80. Vol. 2, s. 125–145.5. Barrois, T.J. Essai sur l’application ducalcul des probabilités aux assurances contreles incendies, Mémoires de la société royaledes sciences, de l’agriculture et des arts de Lille,1834. Vol. 11, s. 85–282.6. Rahikainen, J. & Keski-Rahkonen, O.Statistical determination of ignition frequencyof structural fires in different premises inFinland, Fire Technology, 2004. Vol. 40, s.335–353.7. Tillander, K. & Keski-Rahkonen, O.The ignition frequency of structural firesin Finland 1996–99. Teoksessa: Fire safetyscience: proceedings of the seventh internationalsymposium, 16–21 June 2002,Worcester, Massachusetts, USA. InternationalAssociation for Fire Safety Science, 2003,s. 1051–1062.8. Tillander, K. & Keski-Rahkonen, O. Palojensyttymistaajuus Suomessa 1996–1999,Palontorjuntatekniikka, 2001. Vol. 31, nro3–4, s. 8–12.9. Tillander, K. & Keski-Rahkonen, O.Rakennusten syttymistaajuudet PRONTOtietokannasta1996–1999. Espoo: Valtionteknillinen tutkimuskeskus, 2001. 66 s. +liitt. 16 s. (VTT Tiedotteita – Meddelanden– Research Notes 2119.)10. Tillander, K., Korhonen, T., & Keski-Rahkonen, O. Pelastustoimen määräiset seuranta-mittarit.Espoo: Valtion teknillinen tutkimuskeskus,2005. 123 s. + liitt. 5 s. (VTTWorking Papers 19).11. Rausand, M. & Høyland, A. SystemReliability Theory: Models, Statistical Methodsand Applications. Second Ed. Hoboken,NJ: Wiley, 2004, 664 s.12. Burr, I.W. Cumulative Frequency Functions.The Annals of Mathematical Statistics,1942. Vol. 13, nro 2, s. 215–232.13. Rahikainen, J. & Keski-Rahkonen, O.Palokuolemat Suomessa 1988–97, osa 3 –Asuinrakennuksissa suurin palokuoleman riski.Palontorjuntatekniikka, 1999. Vol. 29,nro 4/99, s. 22–25.14. Anon., Virtain kunnalliskodin palovaati 27 vanhuksen hengen. Pelastustieto,1979. Vol. 30, nro 1, s. 8–9.PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 53

Terhi Kling, Simo Hostikka, Tuomo Rinne ja Jukka Vaari, VTT, PL 1000, 02044 VTTPelastustilanteiden stokastinenoperaatioaikamallinnusTiivistelmäOlemme kehittäneet menetelmän pelastusorganisaatioidenaikaviiveiden arviointiintulipaloissa ja muissa kriisitilanteissa. Menetelmänydin on pelastusoperaation yksittäistentapahtumien kuvaamisessa aikaviiveinä jamahdollisina erilaisten poikkeamien aiheuttaminalisäviiveinä. Menetelmässä ihmistentoimintoja ja niiden välisiä kytkentöjä kuvataanvuokaaviolla, jonka perusteella muodostetaanlaskentamalli. Laskentamallissa tapahtumienaiheuttamat aikaviiveet määritellääntodennäköisyysjakaumina. Jakaumien parametritarvioidaan tilastojen pohjalta, deterministisestitai asiantuntija-arvioiden perusteella.Lopuksi suoritetaan Monte Carlo-analyysi, jolla saadaan todennäköisyysjakaumathalutuille tulossuureille. Menetelmää onsovellettu kahteen tapaukseen: 1) Ydinvoimalaitoksenkaapelipaloon ja 2) suurpalotilanteeseenTampereen ratapihan suunnitellunkannen alla. Menetelmän pohjalta ollaan parhaillaankehittämässä työkalua pelastuslaitoksentoimintavalmiuden vaikuttavuuden arviointiinasuntopaloissa.JOHDANTOPelastustoiminnan vaikuttavuuden arviointikaupungeissa ja teollisissa ympäristöissäedellyttää pelastusorganisaation vasteen tehokkuudenja luotettavuuden mittaamista.Uuden simulointimenetelmän kehitys alkoikuitenkin ydinvoimaloiden tarpeesta inhimillisenluotettavuuden määrittämiseen [1].Menetelmälle löytyi pian sovellutuksia myöskaupunkiympäristön riskinhallinnasta ja palokunnanmenettelytapojen arvioinnista [2].Toisin kuin inhimillisen luotettavuuden arvioinnin(human reliability analysis, HRA)perinteiset menetelmät uuden mallin tuliolla kvantitatiivinen ja yhdistettävissä todennäköisyyspohjaisiinfysikaalisia ilmiöitäkuvaaviin palosimulointeihin. Seuraavassakuvataan mallin perusperiaatteet ja esitelläänkaksi suvellutusta.Stokastisen operaatioaikamallinnuksen perusperiaateon, että inhimillistä toimintaa kuvataanaikaviiveillä. Palokunnan toimintojenaikaviiveiden jakaumissa esiintyy usein pitkähäntä, joka johtuu suhteellisen harvinaisistapoikkeamista, kuten radioliikenteen ongelmistatai paloletkun rikkoutumisesta. Tällaisiajakaumia mallinnetaan parhaiten yhdistelmänäkahdesta eri jakaumasta, joista toinenkuvaa onnistuneen operaation aikaviivettä jatoinen virhetilanteen aiheuttamaa lisäviivettä.Palotilanteisiin liittyvän operatiivisen toiminnanmallintaminen etenee seuraavasti[2]:1. Määritellään paloskenaario2. Määritellään operatiivisen toiminnanskenaario3. Määritellään toimijat ja toimijoiden välisetkytkennät4. Analysoidaan toiminnan vaiheet ja mahdollisetpoikkeamat5. Kuvataan toiminnan aikaviiveet ja mahdollistenpoikkeaminen aiheuttamat lisäviiveettodennäköisyysjakaumina6. Suoritetaan Monte Carlo analyysi, jonkatuloksena saadaan operatiivisen toiminnankokonaisaikaviiveen todennäköisyysjakaumaMonte Carlo -simuloinnin aikana jakaumienperusteella luodaan realisaatioita,joista tapauskohtaisen kaavan mukaan lasketaankokonaisaikaviive. Simuloinnit toteutetaankäyttäen Excel-pohjaista työkalua PFS[3,4], joka on kehitetty VTT:llä.SOVELLUTUS 1: YDINVOIMALAITOKSENKAAPELIPALOYdinvoimalaitoksen todennäköisyyspohjaisessapaloriskinarvioinnissa (fire PRA) tyypillinenpalon seuraus on lämpötilan nousustaaiheutuva laitevika. Yleensä oletetaan konservatiivisesti,että jos huoneessa syttyy palo,kaikki laitteet vikaantuvat. Tässä sovellutuksessa[1] stokastinen operaatioaikamalli yhdistettiinkaapelitilan todennäköisyyspohjaiseenpalosimulointiin, jotta voitiin määrittäämillä todennäköisyydellä palo saadaan hallintaan,ennen kuin palo aiheuttaa kaapelivian.Tarkastelun kohteena oleva kaapelitila sisältääsekä voima- että IC-kaapeleita (informationand control) kahdesta rinnakkaisestaosajärjestelmästä (B ja D). Kaapelit muodostavathuoneen pääasiallisen palokuorman.Kaapelilähtöisissä paloissa voimakaapeleitapidetään todennäköisempänä syttymislähteenäkuin IC-kaapeleita. Tässä tutkimuksessapalon oletettiin alkavan B-osajärjestelmänvoimakaapeleista. Huoneen geometria on esi-54 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

tetty kuvassa 1a. Alkupalon oletettiin sijaitsevanyhtä todennäköisesti missä tahansa B-osajärjestelmän voimakaapelissa. Muita satunnaismuuttujiaolivat alkupalon koko, voimakaapeleidenja seinärakenteiden ominaisuudetsekä sprinklauksen vaste. TodennäköisyyspohjainenFDS-palosimulointi [5] käsitti100 realisaatiota, joissa automaattinen sammutusjärjestelmäoli toiminnassa, sekä 100realisaatiota, joissa se ei ollut toiminnassa.Palosimuloinnissa satunnaismuuttujienrealisaatiot valittiin Latin Hypercube -menetelmällä(LHC), joka vähentää tarvittavaaotoskokoa verrattuna perinteisen MonteCarlo -menetelmän edellyttämiin otoskokoihin[6,7]. Palosimuloinnit kuvataan tarkemminlähteessä [1] ja käytetyt menetelmät lähteissä[8] ja [9]. Kaapelin oletettiin vikaantuvan,kun sen eritemateriaali saavuttaa lämpötilan180 °C tai 215 °C [10]. Olosuhteidenoletettiin olevan pelastustoiminnan kannaltasiedettävät, kun näkyvyys on suurempi kuin1 m, lämpötila alle 100 °C ja lämpösätei-lyalle 10 kW/m².Kun automaattinen sammutusjärjestelmäkannalta ominaisuudet siedettävät, sekä sprinklauksen kun näkyvyys on vaste. suurempi Todennäköisyyspohjainen kuin 1 m, lämpötila alle FDS-palosimulointi 100ºC ja lämpösäteilykäsitti alle 10 100 kW/m². realisaatiota, joissa automaattinen sammutusjärjestelmä oli toiminnassa, sekä 100[5]realisaatiota, joissa se ei ollut toiminnassa.Kun automaattinen sammutusjärjestelmä oli toiminnassa, yksikään simuloiduista paloista eiaiheuttanut a) kaapelin vikaantumista osajärjestelmässä D. 86%:ssa b) tapauksista olosuhteet pysyivätpelastustoiminnan kannalta siedettävinä kaikilla ovilla koko palon ajan. Kun automaattinensammutusjärjestelmä ei ollut toiminnassa, 66% (kriittinen lämpötila 180°C) ja 64%(215°C) paloista johti kaapelien vikaantumiseen D-osajärjestelmässä. Kaikissa tapauksissatyt menetelmätsavuilmaisinlähteissäreagoi[8]5 minuutinja [9]. Kaapelinsisällä syttymisestä.oletettiin vikaantuvan,Ensimmäisetkunkaapeliensen eritemateriaalivikaantumiset tapahtuivatsaavuttaa lämpötilansuunnilleen180°C tai8 minuuttia215°C [10].myöhemmin.OlosuhteidenTässäoletettiinvaiheessaolevanolosuhteetpelastustoiminnanolivat vielä pelastustoiminnankannalta siedettävät,kannaltakun näkyvyyssiedettäväton suurempikaikillakuinovilla.1 m,Kaapelienlämpötilavikaantumisaikojenalle 100ºC ja lämpösäteilyallekertymäfunktiot10 kW/m².on esitetty kuvassa 1b.Kun automaattinenPaloskenaarioonsammutusjärjestelmäliittyvä operatiivisenoli toiminnassa,toiminnan skenaarioyksikäänolisimuloiduistaseuraava. Palopaloistahavaitaaneisavuilmaisimienaiheuttanut kaapelin vikaantumistavälityksellä taiosajärjestelmässäkun sprinklaus käynnistyy.D. 86%:ssaNäköhavaintoontapauksista olosuhteetperustuvapysyivätpelastustoiminnanhavaitseminenon epätodennäköistä,kannalta siedettävinäsillä huoneessakaikillaliikutaanovilla kokoharvoin.palonTietoajan.palohavainnostaKun automaattinensammutusjärjestelmävälittyyautomaattisesti valvomoon,ei ollut toiminnassa,vartiokeskukseen66% (kriittinensekä laitospalokunnalle.lämpötila 180°C)Valvomoja 64%soittaa(215°C)vartiokeskukseenpaloista johti kaapelienja lähettäävikaantumiseenhenkilön varmistamaanD-osajärjestelmässä.palon (useimmatKaikissahälytyksettapauksissaovat vääriä).savuilmaisinVartiokeskusreagoi 5hälyttääminuutinpalokunnan.sisällä syttymisestä.PalokunnanEnsimmäisetsaavuttua kohteeseen,kaapelien vikaantumisetlaitoksen henkilökuntatapahtuivatantaasuunnilleenKuva 1. lisätietoa8a) Kaapelitilan tilanteesta.minuuttiageometria; Mikälimyöhemmin.b) Kaapelien tarpeen,Tässävalvomovaiheessavikaantumisaikojen huolehtiiolosuhteetkertymäfunktiot jännitteenolivatkatkaisusta,vielä pelastustoiminnankriittisille lämpötiloillepalokuntaennenkuinkannalta180°C ja voisiedettävät215°C, edetä kun kaapelitilaankaikilla ovilla.automaattinen ja aloittaaKaapeliensammutusjärjestelmä sammutustoiminnan.vikaantumisaikojenei ollut toiminnassa. Toiminnallisetkertymäfunktiotonvaiheetmallinnettiinesitetty kuvassakäyttäen1b.menetelmää, joka alun perin kehitettiin LaSalle:n ydinvoimalaitoksen2. yksikön paloanalyysiin [11] ja muokattiin myöhemmin Krsko:n ydinvoimalaitoksen todennäköisyyspohjaiseenPalosimuloinnissaPaloskenaarioon liittyvä operatiivisensatunnaismuuttujien paloriskinarviointiintoiminnanrealisaatiot soveltuvaksiskenaariovalittiinoli[12].seuraava.Latin HypercubePalo havaitaan–menetelmälläsavuilmaisimienvälityksellä tai kun sprinklaus käynnistyy. Näköhavaintoon perustuva havaitseminen(LHC), joka vähentää tarvittavaa otoskokoa verrattuna perinteisen Monte Carlo –menetelmänedellyttämiinon epätodennäköistä,otoskokoihinsillä[6,7].huoneessaPalosimuloinnitliikutaan harvoin.kuvataanTietotarkemminpalohavainnostalähteessä [1]välittyyautomaattisesti valvomoon, vartiokeskukseen sekä laitospalokunnalle. Valvomo soittaaja käyte-vartiokeskukseen ja lähettää henkilön varmistamaan palon (useimmat hälytykset ovat vääriä).Vartiokeskus hälyttää palokunnan. Palokunnan saavuttua kohteeseen, laitoksen henkilökuntaantaa lisätietoa tilanteesta. Mikäli tarpeen, valvomo huolehtii jännitteen katkaisusta, ennenkuin palokunta voi edetä kaapelitilaan ja aloittaa sammutustoiminnan. Toiminnalliset vaiheetmallinnettiin käyttäen menetelmää, joka alun perin kehitettiin LaSalle:n ydinvoimalaitoksen2. yksikön paloanalyysiin [11] ja muokattiin myöhemmin Krsko:n ydinvoimalaitoksen todennäköisyyspohjaiseenpa-paloriskinarviointiin soveltuvaksi [12].oli toiminnassa, yksikään simuloiduistaloista ei aiheuttanut kaapelin vikaantumistaosajärjestelmässä D. 86 %:ssa tapauksista olosuhteetpysyivät pelastustoiminnan kannaltasiedettävinä kaikilla ovilla koko palon ajan.Kun automaattinen sammutusjärjestelmä eiollut toiminnassa, 66 % (kriittinen lämpötila180°C) ja 64 % (215 °C) paloista johtikaapelien vikaantumiseen D-osajärjestelmässä.Kuva 2. Operatiivisen toiminnan vaiheet kaapelitilan paloskenaarion yhteydessä.Kaikissa tapauksissa savuilmaisin rea-Operatiivista toimintaa kuvaava vuokaavio on esitetty kuvassa 2. Vaakasuorat nuolet kuvaa-goi 5 minuutin sisällä syttymisestä. Ensimmäisetkaapelien vikaantumiset tapahtuivat misestä palon hallintaan saamiseen voidaan ilmaista matemaattisesti seuraavasti:vat toiminnan eri vaiheita, pystysuorat nuolet kuvaavat informaation kulkua. Aikaviive sytty-suunnilleen 8 minuuttia myöhemmin. Tässäsen todennäköisyyspohjaiseen paloriskinarvi-hallintaan saamiseen tarvittava aika. Yhtälönvaiheessa olosuhteet olivat vielä pelastusointiinsoveltuvaksi ∆t OPER = ∆t DET [12]. + max [∆t CR , (∆t GC + ∆t FB,1 1 + aikaviiveet ∆t FB,2 + ∆t FB,3 mallinnettiin )] + ∆t CO + ∆t V yksityiskohtaises-+ ∆t FB,4 [1]toiminnan kannalta siedettävät kaikilla ovilla.Kaapelien vikaantumisaikojen kertymäfunktiotOperatiivista toimintaa kuvaava vuokaavioon esitetty kuvassa 2. Vaakasuorat nuoletti laitoskohtaisen tiedon perusteella. Joitakinmallin parametreja on esitetty taulukossa 1.on esitetty kuvassa 1b.kuvaavat Kuva 2. toiminnan Operatiivisen eri toiminnan vaiheita, pystysuorat vaiheet kaapelitilan Koska paloskenaarion automaattisen yhteydessä. sammutusjärjestel-Paloskenaarioon liittyvä operatiivisen toi-nuolet kuvaavat informaation kulkua. Aikamäntoimiessa palosimuloinneissa ei lainkaanminnan skenaario oli seuraava. Palo havaitaansavuilmaisimien välityksellä tai kunOperatiivista viive syttymisestä toimintaa kuvaava palon hallintaan vuokaavio saamiseen on esitetty esiintynyt kuvassa 2. kaapelin Vaakasuorat vikaantumista, nuolet kuvaavattoiminnanyhdistetytvoidaaneriilmaistavaiheita,matemaattisestipystysuorat nuoletseuraavasti:kuvaavatpalo+operaatioaikainformaation kulkua.-simuloinnitAikaviivetoteutettiinsyttymisestäpalon hallintaan saamiseen voidaan ilmaista matemaattisesti seuraavasti:sprinklaus käynnistyy. Näköhavaintoon perustuvahavaitseminen on epätodennäköistä,sillä huoneessa liikutaan harvoin. Tieto palohavainnostavälittyy automaattisesti valvomoon,∆t OPER = ∆t DET + max [∆t CR , (∆t GC + ∆t FB,1 + ∆t FB,2 + ∆t FB,3 )] + ∆t CO + ∆t V + ∆t FB,4 [1]vartiokeskukseen sekä laitospalokun-nalle. Valvomo soittaa vartiokeskukseen ja lähettäähenkilön varmistamaan palon (useimmathälytykset ovat vääriä). Vartiokeskus hälyttääpalokunnan. Palokunnan saavuttuakohteeseen, laitoksen henkilökunta antaa lisätietoatilanteesta. Mikäli tarpeen, valvomohuolehtii jännitteen katkaisusta, ennen kuinpalokunta voi edetä kaapelitilaan ja aloittaasammutustoiminnan. Toiminnalliset vaiheetmallinnettiin käyttäen menetelmää, joka alunperin kehitettiin LaSalle:n ydinvoimalaitoksen2. yksikön paloanalyysiin [11] ja muokattiinmyöhemmin Krsko:n ydinvoimalaitok-jossa ∆t OPER on koko operaatioaika, ∆t DET onaikaviive syttymisestä havaitsemiseen ∆t CRon aikaviive havaitsemisesta siihen, kun valvomonhenkilökunta on tehnyt ensimmäisettoimenpiteet mukaan lukien palon varmistus,∆t GC on aikaviive syttymisestä hetkeen,jolloin vartiokeskus tekee hälytyksen, ∆t FB,1on palokunnan vaste hälytyksestä kohteeseen,∆t FB,2 on palo-kunnan selvitysaika rakennuksensisäänkäynnin luokse, ∆t FB,3 on palokunnansiirtymisaika palotilan ovelle, ∆t CO palokunnanja valvomon yhteistoimintaantarvittava aika, ∆t V on jännitteen katkaisuuntarvittava aika ja ∆t FB,4 on palon etsimiseen javain sprinklaamattomille tapauksille. Tilannejaettiin kahteen tapaukseen sen mukaan,tarvittiinko jännitteen katkaisu ennen sammutuksenaloittamista vai ei. Jännitteen katkaisuunkuluu 10–30 minuuttia. Kuvassa 3on esitetty tulokset simuloinneista, joissa kuhunkin100 palosimuloinnista on yhdistetty1000 operaatioaikasimulointia. Kuvasta voidaannähdä, että jännitteen katkaisuun kuluumelkein puolet koko operaatio-ajasta. Ilmanjännitteen katkaisua koko operaatioaikaon alle 30 minuuttia 60 prosentissa tapauksista.Jännitteen katkaisun kanssa operaatioaikaon 60 prosentissa tapauksista yli 50 mi-PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 55

FB,4aika. Yhtälön 1 aikaviiveet mallinnettiin yksityiskohtaisesti laitoskohtaisen tiedon perusteella.Joitakin mallin parametreja on esitetty taulukossa 1.nuuttia. Toinen merkittävä viive operaatioajassaon valvomon viive, joka aiheutuu siitä,että palo on varmistettava silmämääräisesti.Vaikka automaattinen palon havaitseminenja hälytys ovat nopeita, jokainen tulipaloon varmistettava, koska useimmat automaattisistahälytyksistä ovat vääriä. Kriittisenlämpötilan ollessa 180 °C (konservatiivinenoletus) palokunta onnistui ehkäisemäänkaapelin vikaantumisen 0.7 %:ssa tapauksista,jos jännite piti katkaista, ja 25.2 %:ssa tapauksista,jos jännitteen katkaisua ei tarvittu.Ydinvoimalaitoksen todennäköisyyspohjaisenpaloriskinarvioinnin sammutusanalyysissähuomioidaan sekä automaattisen sammutusjärjestelmänvaikutus, että palokunnantoiminnan vaikutus. Sammutusanalyysin tapahtumapuuon esitetty kuvassa 4. Sprinklerijärjestelmänpettämisen todennäköisyydenoletettiin olevan 2 %–4 %. Kuvan 4 tapahtumapuunmukaan ehdollinen vikaantumistodennäköisyys(P6) on 1.31 %–2.62 %, josjännite on katkaistaan ja 0.99 %–1.97 %, josjännitettä ei katkaista. Toimivan sprinkleri-tulipalo Systemaattinen on varmistettava, etsintä koska useimmat 0–7 automaattisista min Tasajakauma hälytyksistä hälytyksistä ovat Asiantuntija-arviovääriä. ovat Kriittisen vääriä. Kriittisenlämpötilan ollessa 180°C (konservatiivinen oletus) oletus) palokunta palokunta onnistui onnistui ehkäisemään ehkäisemään kaapelin kaapelinKoska automaattisen sammutusjärjestelmän toimiessa palosimuloinneissa ei lainkaanvikaantumisen 0.7% tapauksista, jos jos jännite jännite piti piti katkaista, katkaista, ja 25.2 ja % 25.2 tapauksista, % tapauksista, jos josjärjestelmän tapauksessa manuaalisen sammutuksentodennäköisyyttä ei voitu simu-esiintynyt kaapelin vikaantumista, yhdistetyt palo+operaatioaika -simuloinnit toteutettiin vainjännitteensprinklaamattomille katkaisua ei ei tarvittu.tapauksille. Tilanne jaettiin kahteen tapaukseen sen mukaan, tarvittiinkojännitteen katkaisu ennen sammutuksen aloittamista vai ei. Jännitteen katkaisuun kuluu 10–30loida, koska vikaantumisia ei 100 realisaationjoukossa ollut, joten konservatiivises-palosimuloinnista on yhdistetty 1000 operaatioaikasimulointia. Kuvasta voidaan nähdä, ettäminuuttia. Kuvassa 3 on esitetty tulokset simuloinneista, joissa kuhunkin 100ti oletettiin, että vikaantumisen todennäköisyyson

pystytä niiden avulla perustelemaan. Pyrkimyssammutus- ja pelastustoimien ajallisenkeston ymmärtämiseen on nähtävissä sisäasiainministeriönjulkaisemassa toimintavalmiudensuunnitteluohjeessa [15]. Joitakinpelastustoiminnan aikaviiveitä (hälytys-aika,lähtö-aika, ajoaika) seurataan ja talletetaansystemaattisesti elektroniseen tietokantaanPRONTO [16]. Empiiristä tietoa pelastuslaitoksentoimien vaatimista ajoista huoneistopaloissaja liikenneonnettomuuksissa ovatkeränneet Suomessa Jäntti ym. [17]. Pelastusoperaatioidenajallista mallintamista on aiemmintutkinut mm. Marchant [18], joka kehittitapahtumapohjaisen työkalun palokunnilleja paloinsinööreille (Fire Brigade Intervention-malli).Meidän työssämme stokastista operaatioaikamallinnustakäytettiin kokonaistilanteenajallisen kehityksen tutkimiseen. Simuloinnintulos oli vesitykkien toiminnallisen valmiudenajallinen jakauma. Palosimulointiakäytettiin vesitykkien jäähdytysvaikutuksenarviointiin vesitykkien eri määrillä ja konfiguraatioilla[19]. Vertailun vuoksi simuloitiinsprinklerien toimintaa eri virtaamilla. Lopuksimuodostettiin käsitys jäähdytysvaikutuksenajallisesta kehittymisestä yhdistämällä simuloitujentoimintavalmiusaikojen jakaumatjäähdytysvaikutuksiin. Työssä ei tarkasteltupalon vaikutuksia rakenteille tai palon leviämisriskiä.Myöskään vesitykkien tai sprinklereidensammutusvaikutusta ei tutkittu.Palavan nesteen säiliövaunut pyritään tulipalotilanteessaensisijaisesti ajamaan poiskannen alta. Nyt kuitenkin olettiin tämänolevan syystä tai toisesta mahdotonta. Tällainentilanne voi syntyä, jos vaunut ovatesimerkiksi ilkivallan tai kolarin seurauksenasuistuneet raiteiltaan tai jarruputket taijohtimet ovat palon johdosta vaurioituneet.Käytännössä vaunu ei pala, vaan vuoto palaavaunun alla; palava neste esiintyy vaununalla lammikkona tai suihkuaa. Riskinäon, että kyseinen tai viereinen vaunu kuumeneeniin että repeää. Tilanteessa on tärkeääselvittää nopeasti, mikä aine on kyseessä,sillä se vaikuttaa pelastushenkilöstön varusteisiinja toimintatapaan. Ratapihalla tapahtuvapalotilanne koskee useita toimijoita,joitakin välittömästi ja joitakin myöhemmin,esimerkiksi jälkiraivauksen tai onnettomuustutkinnanyhteydessä. Tavalla tai toisellatilanteesta informoidaan seuraavia toimijoita:liikennöitsijä, liikenteenohjaus, käyttökeskus,hätäkeskus, pelastuslaitos, poliisi, rataliikennekeskus,liikennöitsijän raivausryhmä,isännöitsijä, kunnossapitäjä, sähkökunnossapitäjä,muut alueen työt, onnettomuustutkintakeskusja Liikenteen turvallisuusvirasto(Trafi). Mallinnuksessa edellämainittujentoimijoiden roolit ja keskinäiset yhteydettunnistettiin. Ne toimijat, vaiheet ja, jotkamuodostavat tilanteessa kriittisen polun,esitetään kuvassa 6.Suunniteltu kansirakenne sijaitsee niin sanotullaensimmäisellä riskialueella, joten ensimmäisenpelastusyksikön tulee saavuttaakohde pääsääntöisesti kuuden minuutin kuluessahälytyksestä, ja pelastusjoukkue pyritäänsaamaan kokonaisuudessaan paikalle 20minuutin kuluessa hälytyksestä. Pelastusjoukkuehälytetään, jos hätäilmoituksen sisällöntai kohteen laadun perusteella on pääteltävissä,ettei pelastusyksikkö riitä tehtävän suorittamiseen.Pelastuskomppania hälytetään tilanteisiin,joissa pelastusjoukkue ei todennäköisestiriitä. Pelastuskomppania hälytetäänaina, kun suuret henkilömäärät ovat vaarassatai kun palo tai muu onnettomuus kohteenlaadun tai hätäilmoituksen perusteella todetaanlevinneeksi tai se uhkaa levitä laajaksi.Ennen pelastustoiminnan aloittamistaajojohtimeen on tehtävä ns. hätämaadoitus.Hätämaadoitus tehdään onnettomuuspaikanmolemmin puolin joko paluukiskoon taimetalliseen ratajohtopylvääseen. Ellei paikallaole sähköalan ammattihenkilöä, hätämaadoituksentekeminen on tehtävään koulutetunveturimiehistön, työkoneenkuljettajan, pelastuslaitoksentai rautatieyrityksen pelastusyksikköönkuuluvan henkilön velvollisuus. Ennenhätämaadoituksen tekemistä on otettavayhteys käyttökeskukseen, joka erottaa jännitteestäkaikkien raiteiden ajojohtimet onnettomuuspaikanmolemmin puolin erotusjaksostaerotusjaksoon. Hätämaadoituksen teonjälkeen sähköalan ammattihenkilön tuleetarkistaa maadoitukset ja tehdä tarvittavat lisämaadoitukset.Aikajanat laskettiin kullekin toimijalle,ottaen huomioon mahdolliset poikkeamat.Kunkin toimijan toiminta alkaa, kun toimijasaa tiedon tilanteesta, minkä jälkeen toimijaalkaa suorittaa omaa prosessiaan. Koska tavoitteenoli kumuloituvien resurssien simulointi,ja koska kriittisiä resursseja olivat vesitykit,kutakin vesitykkiä käsiteltiin mallissaerillisenä toimijana, jolla oli oma aikajanansa.Laskelmamallin keskeiset prosessit on esitettykuvassa 6. Mallin rakenne, toimijoiden roolitja yhteydet keskenään määriteltiin asiantuntijoidenvälisissä työryhmissä. Todennäköisyysjakaumatja aikaviiveet määritettiintilastojen ja asiantuntija-arvioiden perusteelvälittömästija joitakin myöhemmin, esimerkiksi jälkiraivauksen tai onnettomuustutkinnanyhteydessä. Tavalla tai toisella tilanteesta informoidaan seuraavia toimijoita: liikennöitsijä,liikenteenohjaus, käyttökeskus, hätäkeskus, pelastuslaitos, poliisi, rataliikennekeskus,liikennöitsijän raivausryhmä, isännöitsijä, kunnossapitäjä, sähkökunnossapitäjä, muut alueentyöt, onnettomuustutkintakeskus ja Liikenteen turvallisuusvirasto (Trafi). Mallinnuksessaedellämainittujen toimijoiden roolit ja keskinäiset yhteydet tunnistettiin. Ne toimijat, vaiheetja, jotka muodostavat tilanteessa kriittisen polun, esitetään kuvassa 6.jolla oli oma aikajanansa. Laskelmamallin keskeiset prosessit on esitetty kuvassa 6. Mallinrakenne, toimijoiden roolit ja yhteydet keskenään määriteltiin asiantuntijoiden välisissäKuva työryhmissä. 5. Toimijat Todennäköisyysjakaumat toimenpiteet ratapihan ja tulipalotilanteessa.aikaviiveet määritettiin tilastojen ja asiantuntijaarvioidenperusteella, paitsi vesitykkien selvitysajat, jotka mitattiin Tampereenaluepelastuslaitoksen, Pelastusopiston ja VTT:n yhteistyönä.Suunniteltu kansirakenne sijaitsee niin sanotulla ensimmäisellä riskialueella, jotenAutomaattinen Veturinkuljettaja Ohikulkijaensimmäisen pelastusyksikön tulee saavuttaa kohde pääsääntöisesti kuuden minuutin kuluessapaloilmaisu havaitsee palon havaitsee palonhälytyksestä, ja pelastusjoukkue pyritään saamaan kokonaisuudessaan paikalle 20 minuutinkuluessa MIN hälytyksestä. Pelastusjoukkue hälytetään, jos hätäilmoituksen sisällön tai kohteenPalo havaittulaadun perusteella on pääteltävissä, ettei pelastusyksikkö riitä tehtävän suorittamiseen.Pelastuskomppania Palavan hälytetään Liikenteen tilanteisiin, joissa Sähköjen pelastusjoukkue ei todennäköisesti Pelastuslaitoksen riitä.aineen pysäyttäminen katkaisu hälyttäminenPelastuskomppaniaselvittäminenhälytetään aina, kun suuret henkilömäärät ovat vaarassa tai kun palo taimuu onnettomuus kohteen laadun MAX tai hätäilmoituksen perusteella todetaan levinneeksi tai seLupa maadoitukseenPelastuslaitos kohteessauhkaa levitä laajaksi.Ennen pelastustoiminnan Maadoitus aloittamista ajojohtimeen Maadoitus on tehtävä Maadoitukset ns. hätämaadoitus.veturinkuljettaja sähkökunnossa- pelastuslaitosHätämaadoitus tehdään onnettomuuspaikan molemmin pitäjä puolin joko paluukiskoon taimetalliseen ratajohtopylvääseen. Ellei paikalla ole sähköalan ammattihenkilöä,MINhätämaadoituksen tekeminen on tehtävään koulutetun veturimiehistön, työkoneenkuljettajan,Palava aine selvitettyHätämaadoitus tehtypelastuslaitoksen tai rautatieyrityksen pelastusyksikköön kuuluvan henkilön velvollisuus.MAXEnnen hätämaadoituksen tekemistä on otettava yhteys käyttökeskukseen, joka erottaaPelastustoiminta voi alkaajännitteestä kaikkien raiteiden ajojohtimet onnettomuuspaikan molemmin puolinerotusjaksosta erotusjaksoon.VesitykkiselvityksetHätämaadoituksen teon jälkeen sähköalan ammattihenkilöntulee tarkistaa maadoitukset ja tehdä tarvittavat lisämaadoitukset.Sammutus/jäähdytys voi alkaaAikajanat Kuva 6. Laskentamallin laskettiin kullekin keskeiset toimijalle, prosessit. ottaen huomioon mahdolliset poikkeamat. Kunkintoimijan toiminta alkaa, kun toimija saa tiedon tilanteesta, minkä jälkeen toimija alkaasuorittaa omaa prosessiaan. Koska tavoitteen oli kumuloituvien resurssien simulointi, ja koskakriittisiä resursseja olivat vesitykit, kutakin vesitykkiä käsiteltiin mallissa erillisenä toimijana,MAXPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 57

Kuva 6. Laskentamallin keskeiset prosessit.vesitykkiä. la, paitsi vesitykkien selvitysajat, jotka mitattiinTampereen aluepelastuslaitoksen, Pelastusopistonja VTT:n yhteistyönä.Monte Carlon -simuloinnin tulokset(1000 realisaatiota) esitetään kuvassa 7. Pelastusorganisaationtoiminnasta tehtiin mm.(SIREENI)”-projekti tehtiin VTT:n ja Pelastusopiston(1000 yhteistyönä realisaatiota) ja sitä rahoittivat esitetään Pa-10. Andersson, kuvassa P. and 7. Van Hees, P., Per-pp. 1213–1223, 2008.Monte Carlon simuloinnin tuloksetPelastusorganisaation toiminnasta tehtiin losuojelurahasto, mm. seuraavat Sisäministeriö, huomiot: Liikennevirastosekäformance Of Cables Subjected To ElevatedHätämaadoitus ja palavan materiaalin selvittäminenVTT ja Pelastusopisto.aiheuttivat odotusaikaaTemperatures,yksiköilleFire Safety Science, 8 (2005),seuraavat huomiot:niiden saapumisen jälkeen• Hätämaadoitus ja palavan materiaalin LÄHDELUETTELOselvittäminen aiheuttivat odotusaikaa yksiköilleniiden saapumisen jälkeen• Palavan materiaalin tunnistaminen onnopeaa, kun vaunun numero on tiedossa. Palavanvaunun numeron selventäminen saattaakestää kauan, jos vaunu on kaukana veturista• Eri vaiheessa paikalle saapuvien vesitykkientoimintavalmiusajoissa ei ole suuria eroja,vaikka ensimmäinen vesitykki saapuukinpaikalle yleensä huomattavasti ennen muita,koska ennen selvitysten tekemistä odotetaanmaadoitusten valmistumista ja palavanaineen selvittämistä.JOHTOPÄÄTÖKSETStokastinen oparaatioaikamallinnus on osoittautunutkäyttökelpoiseksi menetelmäksi organisaationtehokkuuden arviointiin kriisitilanteissa.Se paljastaa keskeiset tekijät, jotkavaikuttavat kriittisten operaatioiden kestoonja eri toimijoiden osuuksien välisiin kytkentöihin.Lisäkehitystä tarvitaan mallinnusprosessinnopeuttamiseen, läpinäkyvyyden parantamiseenja virhealttiuden vähentämiseen.Tähän mennessä mallia on sovellettu vain palotilanteisiin,mutta sitä voitaisiin soveltaamuihinkin pelastus- tai kriisinhallintatilanteisiin.Menetelmän pohjalta ollaan parhaillaankehittämässä työkalua pelastuslaitoksentoimintavalmiuden vaikuttavuuden arviointiinasuntopaloissa.58 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013KIITOKSETKaapelitilaan liittyvä tutkimus tehtiin osana”Risk Assessment of Large Fire Loads(LARGO)”-projektia, jota rahoitti Valtionydinjätehuoltorahasto (VYR), VTT ja NordicNuclear Safety Research (NKS). ”Pelastustoimenvasteen simulointi Suurpaloissa1. Hostikka, S., Kling, T. and Paajanen, A.,Simulation of fire behaviour and human operationsusing a new stochastic operation timemodel. Proceedings of the 11th InternationalProbabilistic Safety Assessment and ManagementConference and The Annual EuropeanSafety and Reliability Conference, PSAM 11& ESREL 2012, Helsinki, 25.–29.6.2012,Stochastic Modelling and Simulation Techniques,08–Mo3.2. Hostikka, S., Kling, T., Vaari, J., Rinne,T. and Ketola, J., Pelastustoimen vasteensimulointi suurpalossa, SIREENI-projektintulokset, Espoo 2012, VTT Technology 61.3. Hostikka, S. and Keski-Rahkonen, O.,Probabilistic simulation of fire scenarios,Nuclear Engineering and Design 224 (2003)301–311, 2003.4. Hostikka, S., Development of fire simulationmodels for radiative heat transfer andprobabilistic risk assessment, VTT publications683, Doctoral dissertation, 2008.5. McGrattan K, McDermott R, HostikkaS and Floyd J. Fire Dynamics Simulator(Version 5) User’s Guide. National Instituteof Standards and Technology, Gaithersburg,MD, NIST Special Publication 1019-5, 2010.6. McKay, M., Beckman, R. and Conover,W., A comparison of three methods for selectingvalues of input variables in the analysisof output from a computer code, Technometrics21(2), 239–245, 1979.7. Stein, M., Large sample properties of simulationsusing Latin Hypercube sampling,Technometrics 29(2), 143–151, 1987.8. Matala A and Hostikka S. Probabilisticsimulation of cable performance and waterKuva 7. Vesitykkien toimintavalmiusajan kumulatiivinen jakauma. Kukin käyrä edustaa yhtäbased protection in cable tunnel fires. Nucl.Eng. Des. (2011) , doi:10.1016/j.nucengdes.2011.09.014,2011.9. Matala A, Hostikka S and Mangs J. Estimationof pyrolysis model parameters forsolid materials using thermogravimetric data.In: Fire Safety Science – Proceedings ofthe Ninth International Symposium. InternationalAssociation for Fire Safety Science,1121–1132, 2005.11. Lambright, J., Brosseau, D.A., Payne,A.C. Jr., Daniel, S.L., Analysis of the LaSalleUnit 2 Nuclear Power Plant: Risk MethodsIntegration and Evaluation Program(RMIEP), Rep. NUREG/CR-4832, Vol. 9,Washington, DC,1993.12. Lambright, J., Cerjak, J. and Spiler, J.Use of NPP Krsko plant specific data to modelfire brigade response. In: IAEA. 2000.Use of operational experience in fire safetyassessment of nuclear power plants. IAEA-TECDOC-1134. International AtomicEnergy Agency. January 2000.13. http://www.tampereenkeskusareena.fi/en/tampere_central_arena(Referred27.4.2013)14. L2 Paloturvallisuus Oy, Tampereenkansi ja keskusareena, alustava turvallisuusjapalotekninen suunnitelma, 2011.15. Sisäasiainministeriö, Sisäinen turvallisuus,Pelastustoimen toimintavalmiudensuunnitteluohje, Sisäasiainministeriön julkaisuja21/2012, Helsinki, 2012.16. Tillander, Kati, Utilisation of statisticsto assess fire risks in buildings, VTT Publications537, Doctoral Dissertation, Espoo,2004.17. Jäntti, J., Miettinen, P. and Tillander,K., Pelastusyksikön ensimmäisiin toimenpiteisiinkohteessa kuluva aika, Pelastusopistontutkimusraportti 3/2009.18. Marchant, R., Kurban, N. and Wise,S., Development and Application of the FireBrigade Intervention Model. Fire Technology37, pp. 263–278, 2001.19. Hostikka, S., Kling,T., Vaari, J., Rinne,T., Simulating the rescue service responsein a railway tanker fire, Interflam 2013 (acceptedas oral presentation).

Päivi Mäkelä, Jussi Tapani, Mari Lehtimäki, Dan FrändeOikeustieteellinen tiedekunta, 20014 Turun yliopistoPoliisin palonsyyn tutkinta, vakavientulipalorikosten rikosprosessi jarikoksentekijöiden piirteetTutkimuksessa Läpi tulen – Empiirinen tutkimuspoliisin palonsyyn tutkinnasta ja vakavientulipalorikosten rikosprosessista analysoitiinyhdeltä vuodelta (2007) kaikkiensellaisten poliisin tietoon tulleiden ja syyteharkintaanedenneiden tuhotöiden, törkeidenvahingontekojen ja petosten rikosprosessi,joissa on ollut kysymys tulenkäytöstä.Empiiristä tapausaineistoa on analysoitu lainopinnäkökulmasta; kattava systemaattisestikoottu aineisto on mahdollistanut niin tyyppitapausryhmienmuodostamisen kuin tulkintojenongelmakohtien tai erityispiirteidentunnistamisen. Kvantitatiivinen tarkastelu onpuolestaan nostanut esille eri nimikkeiden”käyttäytymisen” rikosprosessin eri vaiheissa;samoin prosessiin kulunut aika on olluttarkastelun kohteena.Tutkimuksessa on myös menty rikosprosessintaakse analysoimalla poliisin palonsyyntutkintaa eli vaihetta, jossa teon määritteleminenrikokseksi tai onnettomuudeksion käsillä. Aineiston kuvailussa luokiteltiinpalokohteet ja tulipalojen syttymissyyt. Tutkinnanlaadun analysoimiseksi muodostettiinlaatuluokitus, jonka kohteena olivat sekä palonsyyntutkinnan prosessi ja sen dokumentointiettä tutkinnan lopputulos. Tutkimuson ensimmäinen poliisin palonsyyn tutkintailmoituksiinperustuva analyysi.Kerätystä aineistosta haluttiin tarkastellamyös paloja sytyttäneiden henkilöiden piirteitä,tekojen motiiveja, liityntöjä henkilöidenmuuhun rikollisuuteen sekä erityiskysymyksenäpalorikosten uusijoita. Aiemmistatutkimuksista poiketen tarkastelu on ollutmahdollista eriyttää rikosprosessissa vahvistetunrikosnimikkeen mukaisesti, mikä ontuonut esiin eroja eri tekijäryhmien kesken.Poliisin palonsyyn tutkintaRikosprosessia koskevissa tutkimuksissa keskitytäänyleensä niihin tapahtumainkulkuihin,jotka arvioidaan rikosprosessin erivaiheessa. Tässä tapauksessa alkupisteeksiasetettiin varhaisempi hetki eli tilanne, jossatapauksen tutkinta- ja määrittelytyö ¬ –onko kyseessä rikos vai ei – on vasta meneillään.Tästä syystä tarkastelun ensimmäiseksikohteeksi tulivat poliisin palonsyyn tutkintailmoitukset(2391 kpl). Tutkimus on ensimmäinenpoliisin palonsyyn tutkintailmoituksiinperustuva analyysi; tähän astipalonsyyn tutkintailmoituksista on ollut saatavissaainoastaan määrällistä tietoa.Empiirisen aineiston kuvailussa luokiteltiinpalokohteet ja tulipalojen syttymisen syyt. Aineistoosoitti palonsyyn tutkintailmoitustenkattavan hyvin laajan kirjon erilaisia paloja,joista noin kolmannes oli ihmisen toiminnanvälitöntä seurausta. Tutkinnan laadun analysoimiseksimuodostettiin laatuluokitus, jonkakohteena olivat sekä palonsyyn tutkinnanprosessi ja sen dokumentointi (toiminnanlaatu) että tutkinnan lopputulos (päätöksenlaatu).Tutkimus osoitti, että palonsyiden tutkintaanliittyy monia tavanomaisesta rikostutkinnastapoikkeavia piirteitä. Tutkintalinjaaei aina pystytä valitsemaan oikein, vaan esitutkintajää toimittamatta ja rikostapauksiapäätetään onnettomuuden tutkintana. Tutkinnanlaadusta löytyi puutteita ja ne näyttivätjoissain tapauksissa merkitsevän tutkinnanpysähtymistä keskeneräisenä.Aineisto sisälsi tapauksia, jotka dokumentoinninperusteella täyttivät jonkin rikoksentunnusmerkistön. Näitä tapauksia oli kaikkiaan372 (16 % kokonaisaineistosta). Näistä177 tapaukseen oli laadittu myöhemmin rikosilmoitus.Oikealla nimikkeellä laadittujen158 tapauksen rikosnimikkeet jakautuivatsuuruusjärjestyksessä vahingonteot, varomatonkäsittely, tuhotyö ja yleisvaaran tuottamus.Muita nimikkeitä oli pienempiä määriä.Tapaukset, joiden teon kuvauksissa oli rikokseenviittaavaa, mutta joissa rikosilmoitustaei ollut tehty, jaettiin kahteen ryhmään:niihin, joissa väärällä tutkintalinjalla ei ollutyksittäistapauksen kannalta suurta merkitystä(115 tapausta, 5 %) ja niihin, joissa valinnallaoli merkitystä (80 tapausta, 3 %). Ensinmainitun ryhmän tapauksille oli tyypillistäse, että rikosilmoituksen laatimatta jättäminenei aina tarkoittanut esitutkinnan ulkopuolellejäämistä. Joskus toimenpiteitä olitehty, mutta niiden tuloksena epäiltyä tekijääei saatu selville. Tapaukset olivat pääosintahallisesti sytytettyjä, nimikkeeltään vahingonteoiksiarvioituja ja ne kohdistuivat useinajoneuvoihin tai jäteastioihin.Jälkimmäiselle ryhmälle oli puolestaan tyypillistä,että rikosilmoituksen laatimatta jättäminentarkoitti esitutkinnan toimenpitei-PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 59

den suorittamatta jättämistä. Tapaukset olivatpääosin tuottamuksella aiheutettuja ja epäiltytekijä oli tiedossa. Dokumentoinnin perusteellamenettely täytti tyypillisesti varomattomankäsittelyn tai yleisvaaran tuottamuksentunnusmerkistön, ja useimmiten ne olivatsaaneet alkunsa tupakoinnista. Vaikuttaasiltä, että rikoslaissa (RL) asetettu rangaistavuudenkriteeri on omiaan aiheuttamaan vaaraatuottaa poliisille tulkintaongelmia. Vieläharvemmin arvioinnin kohteeksi otettiin työturvallisuuteentai ympäristöön kohdistuvienrikosnimikkeiden mahdollisuus.Esitutkinnan suorittamatta jättämiselle onvaikea esittää yksiselitteistä syytä. Jossain tapauksissaaineistosta oli kuitenkin havaittavissa,että tutkinta oli suoritettu puutteellisesti.Näiden selkeiden puutteiden osuus aineistostaoli 91 tapausta (4 % kokonaisaineistosta).Koska kirjallinen aineisto ei useinkaanantanut mahdollisuuksia kovin hienojakoiseentarkasteluun, on puutteelliset tutkinnatarvioitu melko varovaisesti; näin löydettiinvain räikeimmät puutteet.Palojen tutkinnassa on useita tärkeitä lenkkejä.Avainasemassa on ensinnäkin pelastustoimenjohtaja ja hänen tekemänsä arvio menettelyntahallisuudesta tai huolimattomuudesta.Jos arvio on virheellinen tai siinä päädytäänliian löyhästi ei voida arvioida -kriteerinsoveltamiseen, esitutkintaa vaativat tapaukseteivät etene poliisille. Toiseksi on syytäkorostaa ensipartion merkitystä. Jos ensipartioei tee ilmoitusta, tapaus ei etene esitutkintaan.Vasta kolmantena lenkkinä ketjussa onsekalais- tai rikosilmoitus, tutkijan toimenpiteetja tutkinnanjohtajan päätökset. Tämänketjun tarkempi analysointi edellyttäisi jatkotutkimuksentekemistä.TuhotyörikoSTen tutkinnan jarikosprosessin piirteet60 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013Tuhotyönimikkeellä tehtyjä rikosilmoituksiaoli Manner-Suomessa vuodelta 2007 kaikkiaan484 kappaletta, joista 477 eli 99 % olitulenkäytöllä toteutettuja. Näin tämän tutkimuksenjohtopäätelmät tuhotyörikoksistakattavat käytännössä koko ilmiökentän. Josselvitysprosentti lasketaan syyttäjälle edenneistätapauspäätöksistä ja muista tapauspäätöksistäjoissa tekijä on tiedossa, päästään 41%:iin.Samana vuonna vahingontekojen selvitysprosenttioli 25. Empiirinen aineisto osoitti,että osa poliisin tuhotyönä tutkimista tapauksistaarvioitiin rikosoikeudellisesti nimenomaanvahingontekoina. Tämä on selvästiosoitettavissa syyttäjälle edenneissä tapauksissa.Vaikka tutkimuksessa ei ollut mahdollistaanalysoida yksityiskohtaisesti keskeytettyjätutkintoja on selvää, että vahingontekojaoli erityisesti siinä joukossa runsaasti (keskeytettyjätutkintoja 282 kpl, 59 % kaikistatulella toteutetuista tuhotöistä). Tälle johtopäätökselleantaa entisestään tukea tuhotöinätutkittujen rikosten kohdejakauma, mikäsisälsi lukuisia lähinnä vahingontekorikoksilletyypillisiä kohteita, kuten henkilöautoja.Mistä rikosnimikkeen ”ylikirjaaminen”voisi johtua? Eräs selittävä tekijä on poliisityönkäytännön näkökulma. Ensinnäkintaustalla voi olla ajatus siitä, että tuhotyössäpakkokeinojen käyttömahdollisuus on laajempikuin vahingonteossa, jos kohta törkeänvahingonteon ja tuhotyön välillä tätäeroa ei ole.Toiseksi selitystä voidaan hakea oikeudellisennormiston tulkinnanvaraisuudesta. Yleisvaarallistenrikosten luku ei poliisityössä välttämättätule kovin usein vastaan, etenkin kunotetaan huomioon, että poliisissa ei juuri olepalorikoksiin keskittyneitä yksiköitä. Tällöintietämys säännösten tulkinnasta voi jäädäheikoksi, ja tuhotyönimike saatetaan mieltääyleisnormiksi, joka soveltuu mihin tahansatahallisesti sytytetyn tulipalon arviointiin.Tulipalorikoksissa relevanttien rikosnimikkeidenkeskinäissuhteiden hahmottamista eihelpota se, että ne ovat hajallaan rikoslain sisällä.Vaaran aiheuttaminen sisältyy henkeenja terveyteen kohdistuvia rikoksia sääntelevään21 lukuun, tuhotyörikokset sekä yleisvaarantuottamus ja törkeä yleisvaaran tuottamusyleisvaarallisia rikoksia sääntelevään34 lukuun. Vahingontekorikokset löytyvät35 luvusta, ja varomaton käsittely terveyttäja turvallisuutta vaarantavia rikoksia sääntelevästä44 luvusta.Kolmas syy liittyy kuulustelutaktiikkaan.Kuulustelut aloitetaan usein olosuhteissa,joissa lähtötiedot ovat vielä vajavaisia. Tällöinon luonnollista valita kaikkein kattavinja törkein nimike, jotta kuulustelu kattaisikaiken ajateltavissa olevan tiedonintressin.Rikosnimikkeen ylivirittyneisyydestä koituukuitenkin ongelmia: kun keskitytään tuhotyönvaaramomenttiin, aiheutettujen vahinkojenmäärä saattaa jäädä toisarvoiseksi.Toisaalta nimikkeen alivirittyneisyyskin voiaiheuttaa ongelmia: esimerkiksi vahingonteonteonkuvaukseen keskittyminen voi jättääkatveeseensa mahdollisen vaaramomentin.Käytäntönä vaikuttaisi olevan se, että esitutkintapöytäkirjalähetetään syyttäjälle sillänimikkeellä, millä tutkintaa alussa tai pääosinon tehty.Neljäntenä seikkana on syytä nostaa esillerikosprosessin eri vaiheisiin liittyvät todennäköisyyskriteerit.Esitutkinnan aloittaminenja toteuttaminen vaatii sitä, että on syytäepäillä rikoksen tapahtuneen (esitutkintalaki4 §; ETL). Syytteen nostamiseksi näytöltävaaditaan huomattavasti enemmän. Tässäkynnyksenä ovat todennäköiset syyt (lakioikeudenkäynnistä rikosasioissa 1:6; jatkossaROL), mistä seuraa, että rikosepäilyt,jotka ovat täysin asianmukaisesti mahdollistaneetesitutkinnan aloittamisen, eivät ehkänäytön vuoksi riitä syytteen nostamiseen jokolainkaan tai tutkinnassa ollut rikosnimikemuuttuu toiseksi. Tuomitsemiskynnys edellyttää,että syyllisyydestä ei jää varteenotettavaaepäilyä.”Ylikirjaamisen” taustalla lienee osin ajatusrikosprosessin korjaavasta vaikutuksesta:nimike tulee testattua syyteharkinnassa ja oikeudenratkaisussa. ”Ylikirjaamisesta” on jokatapauksessa syytä huomioida sen tilastojavääristävä vaikutus: vain osa poliisin tietoontulleina tuhotöinä tilastoiduista tapauksistatodella on tuhotöitä.Syyteharkintaan edenneistä ja poliisin tuhotyönimikkeellätutkimista kaikkiaan 156tapauksesta 85 (54 %) säilyi tuhotyönimikkeellämyös syyteharkinnassa. Syyttämättäjättämispäätöksiätehtiin 20 tapauksessa, muistasyistä prosessi päättyi syyteharkinnassa kahdessatapauksessa. Syytteistä 49 nostettiinmuulla kuin tuhotyönimikkeellä, suurimpinaluokkinaan vahingonteko ja törkeä vahingonteko,varomaton käsittely ja yleisvaarantuottamus.Käräjäoikeuden ratkaisu annettiin 133 jutusta,joista 12 tapauksessa syyte hylättiin.Tuhotyönimikkeeseen päädyttiin 60 tuomiossa(45 %), muihin nimikkeisiin 61 tuomiossa.Näistä 36 tapausta tuomittiin vahingontekonimikkeilläja 22 varomattomana käsittelynä,yleisvaaran tuottamuksena tai vaaranaiheuttamisena. Hovioikeuden syyksilukevistatuomioista 18 annettiin tuhotöistä ja16 muista muita rikosnimikkeistä. Syyttäjätja tuomarit näyttäisivät varsin pitkälti noudattavanoikeuskirjallisuudessa ja -käytännössäluotuja tulkintalinjoja. Mitään selviäpoikkeamia näistä ei aineistossa voitu havaita.Analysoimme tutkimuksessa myös sitä,millainen rooli pelastustoimen asiantuntijoillaja asiantuntemuksella on tuhotyörikostenrikosprosessissa. Esitutkinnassa huomiokiinnittyy pelastustoimen edustajien kuulemiseen;vajaassa kolmasosassa syyteharkintaanedenneistä tapauksista kuultiin pelastusalanedustajaa. Lisäksi esitutkintamateriaaliinliitettiin PRONTO-selosteita tai pelastustoimenkirjallisia lausuntoja. Huomattavanusein pelastusalan asiantuntemusta saatiinvasta, kun syyttäjä oli pyytänyt lisätutkintaa.Tästä huolimatta noin puolessa tuhotöinätutkituista tapauksista pelastustoimen asiantuntemustaei ole käytetty lainkaan.Sama toistui käräjäoikeusvaiheessa: ylipuolet oikeudenkäynneistä on sellaisia, ettäniissä ei ole ollut käytettävissä pelastusalanasiantuntijoiden suullisesti tai kirjallisestiesittämää näkemystä. Tätä voidaan ongelmana,sillä tuhotyön tunnusmerkistön keskeinentunnusmerkistötekijä on vaarakritee-

i. Tätä rangaistavuuden edellytyksen täyttymistäei arvioida hyödyntämällä riittävästipelastusalan asiantuntijoiden asiantuntemusta.Pelastustoimella on laajin ja syvällisin näkemyssiitä, 1) aiheutuiko palosta vaaraa (mitä,kenelle) tai 2) olisiko palosta voinut aiheutuavaaraa (mitä, kenelle). Samoin asiantuntemustatarvitaan rakennusteknisistä seikoistasekä sen arvioinnista, mitä olisi voinut tapahtua,jos pelastustoimi olisi tullut paikallemyöhemmin tai ei lainkaan.Pelastustoimen asiantuntemusta tarvitaanmyös arvioitaessa täytetyn teon ja rikoksenyrityksen rajanvetoa. Tulipalo sammuu toisinaanvarsin nopeasti tekijästä riippumattomistasyistä, kuten tehokkaan hälytys- jasprinklerijärjestelmän ansiosta. Näitä järjestelmiäja toimenpiteitä on pidettävä satunnaisinasyinä, jotka eivät poista rangaistusvastuuta.Rajanvetoa täytettyyn tekoon tehdäänesittämällä seuraava kysymys: millainen tilanneoli, kun palo sammutettiin tai saatiin hallintaan?Olisiko sillä hetkellä tulipalon tuolloisentilan vuoksi useampi henkilö voinut joutuakonkreettiseen vaaraan? Jos vastaus on myöntävä,käsillä on täytetty rikos.TuleLLa toteutetut törkeätvahingonteot ja niiden keskeisimmättulkintakysymyksetRikosilmoituksia nimikkeellä törkeä vahingontekotai törkeän vahingonteon yritys löytyivuodelta 2007 yhteensä 208 kappaletta.Näistä tulella toteutettuja oli 106 kappaletta(51 %) ja ei-palotapauksia – kuten erilaistenrakennusten ja niiden irtaimiston vahingoittamisia– 102 kappaletta (49 %). Syyteharkintaantulipaloista eteni 45 tapausta.Tuhotöihin verrattuna törkeinä vahingontekoinatutkitut tapaukset täyttivät paremminrikostunnusmerkistön. Syyte nostettiintörkeästä vahingonteosta tai sen yrityksestä36 tapauksessa, ja syyttämättäjättämispäätöksiäei tehty lainkaan. Käräjäoikeuden ratkaisujaoli kaikkiaan 44 tapauksesta, joista 26koski törkeää vahingontekoa, 11 vahingontekoaja yksi tuhotyötä. Kolmessa tapauksessanimike oli joku muu, kolmessa tapauksessasyyte hylättiin, ja yhden tapauksen käsittelyon käräjäoikeudessa edelleen kesken. Hovioikeudentuomioista kymmenen oli törkeästävahingonteosta ja yksi vahingonteosta.Tuomioistuimeen asti edenneissä vahingontekorikoksissatulkintakysymykset keskittyivätennen kaikkea törkeän vahingonteonkvalifiointiperusteiden täyttymiseen ja teonkokonaisarviointiin sekä lainkonkurrenssitilanteisiin.Oikeuskäytännön perusteellavoidaan esittää tulkintakannanottona, ettävähintään 7000 euron määräistä vahinkoaon pidettävä tunnusmerkistössä tarkoitettunaerittäin suurena taloudellisena vahinkona.Lisäksi oikeuskäytäntö antaa selvää tukea sille,että törkeän vahingonteon tulkinnassa onhaettu tukea törkeän varkauden soveltamiskäytännössä.Törkeän vahingonteon rangaistavuus edellyttää,että teko täyttää vähintään yhden tunnusmerkistössämainitun kvalifiointiperusteenja lisäksi teko on kokonaisuutena arvostellentörkeä. Oikeuskäytännöstä löytyy suhteellisenniukasti kannanottoja siitä, mihintörkeän vahingonteon kokonaisarvostelussapitäisi kiinnittää huomiota. Käytännössämerkitystä voidaan antaa aiheutetun vahingonmäärälle, tekotavalle ja sen ilmentämällesuunnitelmallisuudelle sekä tekijän ja asianomistajanväliselle suhteelle. Näille seikoillevoidaan antaa erilainen painoarvo oikeudellisessaratkaisutoiminnassa, jolloin keskeistäon kirjata perusteluihin puolesta ja vastaan-argumentoinnin rakenne.Vahingontekorikoksia koskevat RL 35 luvunsäännökset ovat toissijaisia. Tämä toissijaisuusilmaistaan RL 35 luvun 5 §:ssä, jonkamukaan vahingontekoa koskevan luvunsäännöksiä ei sovelleta, jos teosta on säädettyyhtä ankara tai ankarampi rangaistus. Tässätutkimuksessa tyypilliset konkurrenssiongelmatliittyvät lainkonkurrenssiin ja sen alalajinaesi- ja jälkitekojen rankaisemattomuuteen.Esiteon rangaistavuus nousee tyypillisestiesille tilanteessa, jossa ajoneuvon haltijapolttaa rahoitusyhtiön omistaman ajoneuvonajauduttuaan taloudellisiin vaikeuksiin. Senjälkeen ajoneuvon haltija yrittää hankkia taloudellistahyötyä antamalla vakuutusyhtiöllevirheellisiä, puutteellisia tai harhaanjohtaviatietoja korvausvastuun perusteesta. Tällöinvahingonteon ja petoksen välinen konkurrenssikysymysnäyttäisi ratkeavan asianomistajienerillisyyden perusteella. Vahingontekokohdistuu säännönmukaisesti eri asianomistajaankuin petosrikos, joten tekijä voidaantuomita sekä petoksesta että vahingonteosta.Jos taas perusteetonta vakuutuskorvaushakemustaei ehditä toimittaa vakuutusyhtiölle,lainkonkurrenssi muodostuu vahingonteonja vakuutuspetoksen (RL 36:4) välillä.Tulkintakannanottona voidaan esittää, ettätällöinkin menettely täyttää sekä vahingonteonettä vakuutuspetoksen tunnusmerkistön.Rankaisemattomana jälkitekona pidetääntilannetta, jossa omaisuuden anastanut henkilöhävittää tai vahingoittaa anastamansa esineen.Vahingonteko on siis varkauden rankaisematonjälkiteko. Sen sijaan tulkinta on toisenlainen,jos esimerkiksi ajoneuvo otetaanluvattomasti käyttöön moottorikulkuneuvonkäyttövarkautta koskevan tunnusmerkistönedellyttämällä tavalla ja ajoneuvo hävitetäänsen jälkeen. Näin ollen ratkaisevaksi kysymykseksimuodostuu, milloin kulkuneuvo onanastettu varkauden tunnusmerkistön täyttävällätavalla ja milloin kyse on moottorikulkuneuvonkäyttövarkauden edellyttämästä luvattomastakäyttöönotosta. Käyttövarkaus eroaavarkausrikoksesta siinä, että tekijän tarkoituksenaei ole siirtää omistusoikeutta itselleen,vaan hän ainoastaan käyttää ajoneuvoa jonkinaikaa ja sen jälkeen palauttaa tai hylkää sen.Lain esitöiden mukaan arviointiin vaikuttaamuun muassa se, kuinka pitkään kulkuvälinettäon käytetty. Merkitystä annetaan toisinsanoen sille, onko kulkuneuvoa käytetty vainkertaluontoisesti vai esimerkiksi useita päiviä.Palot ja petosrikokset:ongelmana näyttöMuista tutkittavista nimikkeistä poiketen petoksiakoskeva aineisto ei ollut systemaattinen,vaan se oli tietojärjestelmiin liittyvistäsyistä pakko perustaa sanahaulle ja sen tuloksille.Oletettavaa kuitenkin on, että käytettylaaja sanahaku poimii mukaan relevanteimmattapaukset. Jotta petostapauksia tulimyös määrälliseen käsittelyyn riittävästi, vuoden2007 lisäksi mukaan otettiin tapauksetvuodelta 2006. Näin kooten tapauksia kertyi51 kappaletta, joista yli puolta (28 kpl) olitutkittu törkeän petoksen yrityksenä. Syyttäjälletapauksista eteni 44 kappaletta.Verrattuna edellä käsiteltyihin nimikkeisiin,petosten läpivirtaukselle rikosprosessissaoli ominaista se, että virtaus loppuu huomattavastiherkemmin syyttämättäjättämispäätökseentai syytteen hylkäämiseen. Syyttämättäjättämispäätöksiätehtiin kaikkiaan11, eli joka neljäs syyttäjälle edennyt tapausmyös jäi syyttäjälle. Käräjäoikeudessa nostetuista33 syytteestä hylättiin kymmenen (30%). Näin kaikista syyteharkintaan edenneistätapauksista noin puolet päättyi joko syyttämättäjättämispäätökseentai syytteen hylkäämiseen.Hovioikeuden kymmenestä ratkaisustakahdeksan oli syyksilukevia ja kahdessasyyte hylättiin; yksi tapaus on edelleenkesken hovioikeudessa.Syyttämättäjättämispäätöksissä huomiokiinnittyy palonsyyn tutkinnan ongelmiin.Erityisesti kahdessa tapauksessa palonsyyntutkinta epäonnistui tyystin sammutuksenyhteydessä tehdyn raivaustyön johdosta,ja lievempiä samansuuntaisia ongelmiaoli muutamissa muissa tapauksissa. Kun palonsyttymissyy jää auki, myös petosrikoksennäyttöön liittyy ongelmia.Tulipaloihin liittyvä ratkaisukäytäntö onvarsin ongelmatonta petoksen tunnusmerkistöntulkinnan näkökulmasta, ja petosrikostenongelmana ovat nimenomaan näytöllisetseikat. Kiperimmät rikosoikeudellisettulkintakysymykset koskevat osallisuusoppiaja tekijävastuun laajuutta. Käytännössätekijävastuuta koskevan rangaistavuudenalaa rajaa eniten yhteisymmärrystä koskevavaatimus eli tahallisuusvaatimus.PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 61

TulipalorikoSTen tekijöiden piirteetLäheisestä tieteenalayhteydestä huolimattapsykologian ja psykiatrian tarkastelunäkökulmattahallisesti sytytettyihin paloihin ovatpoikenneet huomattavasti toisistaan. Psykologisessatutkimuksessa on pyritty tarkastelemaantekijöiden koko kirjoa, psykiatrisentutkimuksen kohteeksi ovat käytännössä valikoituneetvain vakavimmin sairaat, psykiatriseenhoitoon tai mielentilatutkimukseen päätyneettekijät. Tässä tutkimuksessa on esiteltyja hyödynnetty molempien tutkimusalojentuottamaa tietoa.Toteutettu tarkastelu poikkesi aiemmistatutkimuksista erityisesti aineiston muodostumisenosalta. Aineisto ei ollut psykologianalaan kuuluville tutkimuksille yleiseen tapaanotospohjainen, vaan perustana on systemaattisestikoottu aineisto yhdeltä kalenterivuodeltatietyistä poliisin tutkimista rikosnimikkeistä.Mukana ovat kaikki oikeusprosessissatietyillä nimikkeillä palojen sytyttäjiksitodetut, eikä aineisto psykiatrian tutkimustentapaan painottunut sairaimpiin rikoksentekijöihin.Aineisto jaettiin rikosprosessinmukaan vahvistettujen nimikkeidenperusteella osajoukkoihin. Näin tarkastelussaolivat omina ryhminään tuhotöihin, törkeisiinvahingontekoihin ja vahingontekoihinsyyllistyneet. Tällainen asetelma on ensimmäinenlaatuaan Suomessa, eikä vastaaviasovelluksia ole löytynyt myöskään ulkomaisestatutkimuskirjallisuudesta.Keskeisin vertailuasetelma rakentui tuhotyönimikkeenja eri vahingontekorikostenvälille. Tuhotöistä tuomitut erosivat vahingontekorikoksiatehneistä vanhemmalla iälläänsekä suuremmalla naisten, eläkkeellä olevien,psykiatrisista sairauksista kärsivien jasyyntakeettomien tai alentuneesti syyntakeistenosuudella. Edelleen tuhotöissä palo kohdistuiuseammin tekijälle sekä fyysisesti ettäemotionaalisesti tärkeään kohteeseen, ja kohdeylipäänsä oli vähemmän sattumanvarainenkuin vahingontekorikoksissa.Naisia palorikosten tekijöistä oli noinkymmenesosa. Naisilla oli miestekijöitä useamminja vakavampia psykiatrisia ongelmia,erityisesti naisten sytyttämät palot liittyivättekijälle läheiseen elämänpiiriin, ja naissytyttäjätolivat keskimäärin miehiä vanhempia.Poliisin tuhotöinä tai törkeinä vahingontekoinatutkimiin ja syyteharkintaan edenneisiinrikoksiin vuonna 2007 syyllistyneiden henkilöidenkokonaismäärä oli 170. Näistä noinjoka neljänneltä (48 henkilöltä) löytyi poliisiasiaintietojärjestelmästä yksi tai useampi palorikosvuoden 2007 palon lisäksi. Myös tässäyhteydessä yhdeksän kymmenestä oli miehiä.Syyntakeettomia tai alentuneesti syyntakeisiaoli tässä joukossa suhteessa vähemmänkuin koko tarkastellussa sytyttäjien joukossa.62 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013Aktiivisimmalta palorikosuusijalta löytyi22 paloa, jotka olivat tapahtuneet kahdeksanvuoden aikana. Tietojen poistuminen poliisiasiaintietojärjestelmästä kuitenkin heikentääaineiston laatua, eivätkä kaikki tapaukset välttämättäole rikosilmoitusmateriaalissa mukana.Hiukan vajaalla neljäsosalla palorikostenuusijoista palot johdonmukaisesti sijoittuivatniin, että ne olivat omiaan vaarantamaanmuita ihmisiä. Vaikka naisten pienen osuudenvuoksi johtopäätöksiä on syytä vetää varoenon kuitenkin huomionarvoista, että hyvinpainotetusti juuri naispuolisten palorikosuusijoidensytyttämät palot sijoittuivat asuintiloihinvaarantaen ulkopuolisia henkilöitä.Tutkimustyö toi esiin aiemman tutkimuksentulosten suuria vaihteluvälejä ja yhteismitattomialähtökohtia, mikä vaikeuttaa olennaisestiolemassa olevan tutkimustiedon hyödyntämistäja vertailtavuutta. Seurantatutkimustyyppisetasetelmat neutraloisivat näitäongelmia. Toinen tärkeä tutkimuskohde olisiperehtyä tekijöiden omaan kokemusmaailmaan.Näistä tähän asti vähän käytetyistä tutkimusasetelmistavoisi kertyä paitsi uutta tietoa,myös uusia johtolankoja tutkimuskentänedelleen kehittämiseen.Tutkimuksesta johdeTTavia tulkinta- jatoimintaehdotuksiaTutkimuksen mittaan nousi esiin joitakin ongelmakohtia.Ne ovat laadultaan kirjavia: osaniistä koskee tutkimuksen kohteena olleitarikosnimikkeitä, osa puolestaan liittyy palonsyyntutkintailmoitusten nostamiin kysymyksiin,mitkä laajentavat tarkastelua kohtituottamuksellisia rikoksia. Yhtä kaikki, nämäkysymykset ovat tärkeitä pohdittaessa tutkimuksenvaikuttavuutta ja sitä, mitä välineitätutkimustieto voi antaa ongelmien ratkaisemiseen.Tuhotyö ja yleinen erittäin huomattavantaloudellisen vahingon vaara: tuhotyön tunnusmerkistöedellyttää, että teko on ”omiaanaiheuttamaan yleistä hengen tai terveydenvaaraa taikka että siitä on yleistä erittäinhuomattavan taloudellisen vahingon vaaraa”.Miten yleisen vahingon vaaran vaatimuson määritelty? Korkein oikeus on ratkaisussaKKO 2004:95 katsonut, että ”vainyhden tahon etuihin kohdistunutta vahingonvaaraa ei voida pitää rikoslain 34 luvun 1 §1 momentin edellyttämällä tavalla yleisenä.”Tämä tulkinta on kritiikille altis: tulkinnassavahingon määrän tai laadun sijaan painoarvoasaavat kohteen omistussuhteet. Jos oikeustilaahaluttaisiin muuttaa, se vaatisi tunnusmerkistööntehtävän muutoksen.Tulta aiheuttavan kuumuuden lähteen käsittely:palonsyyn tutkintailmoitukset konkretisoivathavainnollisesti tulkintaongelman,johon poliisit törmäävät työssään. Rikoslain44 luvun 12 §:n mukaan varomattomaan käsittelyynsyyllistyy henkilö ”joka tahallaan taihuolimattomuudesta lain tai lain nojalla annetunsäännöksen vastaisesti taikka muutenvaromattomalla tavalla käyttää, käsittelee taisäilyttää 1) ampuma-asetta, tulta tai räjähdettä– –”. Näin rajattu sanamuoto tuottaa ongelmiasilloin, kun käsillä on tulipalo, jokajohtuu kuumuutta aiheuttavan kohteen käsittelystä,kuten nakit ja muusi -tyyppiset liesipalot,tai saunassa kuivatuista pyykeistä lähteneetpalot. Tulkinta on keinotekoista kytkeäsiihen, onko kyse puu- tai sähkölämmitteisestäliedestä vai kiukaasta.Tuhotyön kohdalla samankaltaista ongelmaaei ole, koska tunnusmerkistössä on käytettymuotoilua ”joka sytyttää tulipalon ––” . Ongelmilta vältyttäisiin, jos varomattomankäsittelyn määrittely tulipalon aiheuttamisessaolisi samanlainen tuhotyön määritelmänkanssa. Asia on ratkaistavissa jokoKKO:n ennakkoratkaisulla tai lainsäädäntöämuuttamalla.On omiaan aiheuttamaan (yleistä) vaaraa-tulkinnan täsmentäminen: palonsyyn tutkintailmoituksetkonkretisoivat tuottamuksellisiinrikoksiin liittyvää tulkintaongelmaa.Varomattomassa käsittelyssä tai yleisvaarantuottamuksessa yritys ei ole rangaistava. Näinollen joudutaan kysymään, milloin täyttyytunnusmerkistössä edellytetty on omiaan aiheuttamaan(yleistä) vaaraa -kriteeri. Onkotuo hetki käsillä silloin, kun tuli sytytetäänesimerkiksi sytyttämällä tupakka tai kynttilä?Vai onko tuo hetki silloin, kun tuli leviääalkuperäisestä kohteesta vaikkapa verhoihintai mattoon? Vai onko yleinen vaara käsillävasta siinä vaiheessa, kun tuli on levinnytniin että voidaan jo puhua tulipalosta? Tätäkysymystä olisi tarpeellista analysoida perusteellisemminoikeuskirjallisuudessa.Syyteoikeus ja lievät tuottamukselliset rikokset:tahallisesti rangaistavat rikokset ovatlähtökohtaisesti moitittavampia kuin tuottamuksellisestirangaistavat rikokset. Rikoslainsyyteoikeutta koskevat säännökset eivätkuitenkaan noudata täysin tätä systemaattistalähtökohtaa.Tahallisesti rangaistava rikos, vahingonteko,on asianomistajarikos. Rikoslain 35 luvun 7§:n mukaan ilmoitus voidaan jättää tekemättä,syyte ajamatta tai rangaistus tuomitsematta,jos tekijä on korvannut vahingon ja se harkitaanriittäväksi seuraamukseksi. Jos kohteenaon ollut ainoastaan yksityinen omaisuuseikä asianomistaja ilmoita rikosta syytteeseenpantavaksi, syyttäjä ei edes saa nostaa syytettä(RL 35:6). Sen sijaan varomaton käsittely (RL44:12) ei ole asianomistajarikos, eikä siinä olesäädetty samaa mahdollisuutta toimenpiteistäluopumiseen kuin vahingonteossa. Syyttäjälläon mahdollisuus jättää syyte nostamattaosapuolten välisen sovinnon, tekijän henki-

lökohtaisten olojen tai hänelle aiheutuneidenseurausten perusteella (ROL 1:8).Käytännössä tilanne on johtanut siihen, ettälievistä tuottamuksellisista rikoksista ei oletehty esitutkintaa. On arvioitu, että lopputuloson kuitenkin sama – rikoksesta ei rangaista– tehtiin esitutkinta tahi ei. Tämä lienee yksisyy siihen, että läpikäymistämme palonsyyntutkintailmoituksista vaille rikosilmoitusta jääneettapaukset painottuivat juuri tuottamuksellisiinrikoksiin. Eräs mahdollisuus olisi yhtenäistäätahallisten ja tuottamuksellisten rikostensyyteoikeutta seuraavasti: jos varomattomassakäsittelyssä vaarantamisen kohteenaolisi ainoastaan yksityinen omaisuus, syyttäjälläei olisi syyteoikeutta, jos asianomistaja eiilmoita rikosta syytteeseen pantavaksi.Toisen omaisuus ja tuottamukselliset rikokset:Tahallisesti aiheutetuissa rikoksissa– esimerkiksi vahingonteossa ja varkaudessa– lainsäätäjä on nimenomaisesti ottanutkantaa siihen, mikä on yhteisen omaisuudensuhde toisen omaisuuteen. Esimerkiksivahingontekoja sääntelevässä RL 35 luvun 4§:ssä todetaan, että ”tämän luvun säännöksiäsovelletaan myös, kun teko kohdistuu yhteiseenomaisuuteen, johon tekijällä on osuus.”Vastaavaa kannanottoa lainsäätäjä ei ole esittänytesimerkiksi varomattoman käsittelynsääntelyssä.Palonsyyn tutkintailmoituksissa oli lukuisajoukko tapauksia, joissa tuottamuksellinenteko oli kohdistunut yhteiseen omaisuuteen:esimerkiksi puolison toiminta oli vaarantanutpariskunnan yhteistä omaisuutta. Kun tuottamuksellisissarikoksissa lainsäädäntö ei tarjoayksiselitteistä vastausta siihen, mitä tarkoitetaanyhteisellä omaisuudella, kysymystäpitäisi arvioida tarkemmin ainakin oikeuskirjallisuudessa.Pelastusalan rooli vaaraa aiheuttavissa tulipalorikoksissa:Pelastusalan asiantuntemustaolisi hyödynnettävä nykyistä useammin rikosprosessissa.Jos esimerkiksi pelastusalanedustajilta pyydettävät asiantuntijalausunnottulisivat nykyistä vakiintuneemmaksi osaksivakavien palorikosten esitutkintaa, se lisäisioikeusvarmuutta ja myös nopeuttaisi prosessiaverrattuna ylimääräiseen lisätutkintavaiheeseen.Menettelyllä saattaisi olla myös valittua rikosnimikettätäsmentävä vaikutus. Jos pelastustoimenasiantuntemusta hyödynnettäisiinlaajemmassa mittakaavassa, se terävöittäisivahingonteon ja tuhotyön rajanvetoa.Tuhotyössä on olennaista teon vaarapotentiaalia,kun taas vahingonteko ei pidä sisällääntällaista rangaistavuuden edellytystä.Jatkotutkimuksen tarpeetTutkimustyön tavoitteena on tuottaa uutta jamerkityksellistä tietoa vastaamalla asetettuuntutkimustehtävään. Merkityksellistä on myösse, jos tutkimustyön kautta voidaan hahmotellauusia kysymyksenasetteluja ja ehdotuksiatutkimustehtäviksi. Lopuksi kokoammemuutamia ehdotuksia mahdollisten tulevientutkimusten aiheiksi.Läpivirtaustarkastelu pitäisi laajentaa systemaattiseksiosaksi rikosoikeusjärjestelmänja kontrollikoneiston tutkimista. Rikoslaistalöytyy useita rikostyyppejä, joiden läpivirtauksestakaivattaisiin lisätietoa. Esimerkkeinävoidaan mainita työturvallisuusrikokset jaympäristörikokset.Tutkimusta olisi kohdennettava myös palojentutkintaan ja siihen liittyvään viranomaisyhteistyöhön.Palojen tutkinta voidaanhahmottaa ketjuna, joka alkaa pelastustoimestaja siirtyy yhteistyön kautta yhä tiiviimminpoliisin toimintakentälle. Alkupisteenäon pelastustoimen johtaja ja hänen tekemänsäarvio palon syttymisen syystä ja senaiheuttaneen menettelyn luonteesta, esimerkiksihuolimattomuudesta tai tahallisuudesta.Ensimmäinen saranakohta on usein tärkein:arvioidaanko asia huolellisesti, vai päädytäänkötarpeettoman helposti toteamaan,että palon syttymissyytä tai tahallisuutta eivoida arvioida?Pelastuslaissa – niin aiemmissa kuin nytvoimassa olevassa – on säädetty pelastusviranomaisenilmoitusvelvollisuus paloista, joitaon aihetta epäillä tahallisesti tai tuottamuksellisestiaiheutetuiksi. Tällöin olisi tärkeäselvittää, kuinka systemaattista on tällaistenilmoitusten tekeminen. Läpikäytäessäpalonsyyn tutkintailmoituksia ja verrattaessasiitä PRONTO-tietojen antamaan kokonaiskuvaansyntyi vahvasti vaikutelma, ettähuomattava osa esimerkiksi niin sanotuistanakit ja muusi -paloista ei päädy palonsyyntutkinnan piiriin. Kun otetaan huomioontutkimuksessa tehdyt havainnot tuottamuksellistenrikosten tunnistamisongelmistaon oletettavaa, että nämä tapaukset eivätliioin olisi päätyneet suoraan rikosilmoituksiksi.Näin ollen hypoteesiksi jää, että kaikkiatähän kategoriaan kuuluvia paloja ei ilmoitetapoliisille.Edelleen poliisin piirissä ensipartiolla onsuuri merkitys siinä, eteneekö tapaus esitutkintaan.Vasta sen jälkeen kuvaan astuvat poliisintaktinen ja tekninen tutkinta ja tutkinnanjohtajanpäätökset.Myös tuottamuksellisista rikoksista (erit.varomaton käsittely, yleisvaaran tuottamus)olisi tarpeellista tehdä oma läpivirtaustutkimuksensa.Siinä tarkastelun lähtöpiste poikkeaisitässä tutkimuksessa toteutetusta. Nytläpivirtaustarkasteluun mukaan tulevat tapauksetvalikoituivat joukkoon rikosilmoitusaineistosta,tuottamuksellisissa rikoksissa olisitarpeellista lähteä liikkeelle PRONTO-aineistosta.Kaikkien PRONTOssa tahallisiksitai tuottamuksellisiksi arvioitujen tapaustenvaiheittainen seuraaminen ei ole työekonomisestimahdollista; näin aineistoa olisi syytärajata tietyillä paloihin liittyvillä kriteereillä.PRONTO:n nykyisen syttymissyyluokituksenperusteella relevantteja olisivat esimerkiksiseuraavat luokat (suluissa tapausten kokonaismääräPRONTOssa vuonna 2011):• valvomaton ruoanvalmistus (792)• tulityö (190)• nuotio, grilli (549)• tulitikku, muu tulentekoväline (903)• savuke tai muu tupakka-aine (749)• kynttilä, tuikku, soihtu, roihu (115)• kuuma tai hehkuva esine tai tuhka (441)Kun jo näistä ryhmistä kertyy yli 3 700 tapausta,tarkasteluun olisi pakko muodostaajoku otosperuste, esimerkiksi alueellisesti ja/tai ajallisesti.Ylipäänsä olisi tärkeää kiinnittää huomiotatuottamuksellisiin paloihin. Tahalliset palotovat saaneet ja saamassa tutkimuksellistahuomiota osakseen, tuottamukselliset palotsen sijaan ovat jääneet katveeseen.Tuottamuksellisesti aiheutettujen palojenkohdalla olisi aiheellista tarkastella myös sitä,mitä yhteisiä piirteitä palotapauksilla on.Päihtymys on epäilemättä suuri yhdistävä tekijätuottamuksellisten palojen kentässä, samointupakointi. Edelleen olisi aiheellista tarkastella,kuinka paljon tuottamuksellisia palotapauksiakasaantuu samoille henkilöille.KiitoksetKiitämme tutkimusta rahoittaneita tahoja:Palosuojelurahasto, sisäasiainministeriön pelastusosasto,Poliisihallitus, Finanssialan keskusliittosekä Turun ja Helsingin yliopistot.Seuraavat henkilöt ovat auttaneet tutkimustyömmevarrella: Anne Alvesalo-Kuusi,Jyrki Eskola, Jouko Jussila, Risto Karhunen,Pasi Lehtimäki, Tarja Lindén, ChristianLundqvist, Seija Niinivaara-Kunttu, Anna-ErikaPesonen, Katja Seppälä, Mika Sutela,Vesa-Pekka Tervo, Matti Tolvanen ja MarkusWahlberg.LähteistöArtikkeli perustuu kokonaisuudessaan teokseenMäkelä, P. – Tapani, J. – Lehtimäki, M.– Frände, D. Läpi tulen – Empiirinen tutkimuspoliisin palonsyyn tutkinnasta ja vakavientulipalorikosten rikosprosessista. Turku:Turun yliopiston oikeustieteellisen tiedekunnanjulkaisuja, Rikos- ja prosessioikeudensarja A:36, 2013, 364 s. + XXVIII. ISBN978-951-29-5364-6.PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 63

Kati Tillander, Helsingin kaupungin pelastuslaitos, PL 10, 00099 Helsingin kaupunkiTerhi Kling, Tuomo Rinne ja Tuula Hakkarainen, VTT, PL 1000, 02044 VTTToimintavalmiuden vaikuttavuusasuntopaloissaTiivistelmäHelsingin kaupungin pelastuslaitoksen koordinoimassatutkimushankkeessa tarkastellaantoimintavalmiutta ja siitä saatavaa hyötyäasuntopalon aiheuttamien henkilö- jaomaisuusvahinkojen näkökulmasta. Lähestymistapanakäytetään stokastista operaatioaikamallinnusta,joka tuottaa määrällisenkuvauksen toiminnan etenemisestä ja toimijoidenkeskinäisistä riippuvuuksista. Tuloksenasaadaan menetelmä pelastuslaitostentoimintavalmiuden vaikuttavuuden arviointiin.Tulosten avulla voidaan tunnistaa toimintavalmiudenhyödyn kannalta kriittisimmättekijät ja niiden vaikutus asuntopalojenmäärällisiin seurauksiin. Hankkeen tuotoksiavoidaan hyödyntää pelastuslaitosten riskianalyysissaja toimintavalmiuden suunnittelussa.Hanke käynnistyi joulukuussa 2012ja se valmistuu vuoden 2013 loppupuolella.Tässä artikkelissa esitellään tutkimuksen tuloksethuhtikuun 2013 tilanteen mukaisesti.JOHDANTOTaustaTällä hetkellä pelastustoimen toimintavalmiudensuunnittelu pohjautuu riskimäärittelyihin,jotka perustuvat yksinomaan onnettomuuksienesiintymistiheyteen. Menettelyei huomioi onnettomuuksien seurauksia tainosta selkeästi esiin eri onnettomuustyyppienominaispiirteitä tai sitä seikkaa, että toimintavalmiudestasaatava hyöty on eri onnettomuustyypeilläerilainen. Todenmukainen jatarkka riskianalyysi tarvitsee lisää tutkittuatietoa onnettomuusriskeihin vaikuttavista tekijöistäsekä pelastuslaitoksen toiminnan vaikuttavuudesta.Toimintavalmius muodostuu eri osatekijöistä,joita ovat mm. henkilöstön ja kalustonmäärä ja laatu, toiminnalliset suunnitelmat,johtamisen organisointi sekä pelastustoiminnantoimintavalmiusaika [1]. Vaikuttavuudenarvioimiseksi pelastustoimen järjestämiseksivaadittu toimintavalmius pitääpystyä kytkemään saavutettavaan hyötyyn.Tässä projektissa toimintavalmiutta sekäsiitä saatavaa hyötyä tarkastellaan asuntopalonaiheuttamien henkilö- ja omaisuusvahinkojennäkökulmasta.TavoiteHankkeen tavoitteena on tuottaa menetelmätoimintavalmiuden vaikuttavuuden arviointiinasuntopaloissa syntyvien henkilö- jaomaisuusvahinkojen näkökulmasta. Osatavoitteinaovat:1) malli alueellisten pelastuslaitosten toimintavalmiudelleasuntopaloissa,2) malli henkilö- ja omaisuusvahinkojenkertymälle asuntopaloissa, ja3) toimintavalmiuden vaikuttavuuden arviointimenetelmäedellisten synteesinä.Jos tuotettu menetelmä havaitaan toimivaksi,voidaan sitä myöhemmin jatkojalostaahelppokäyttöiseksi resurssisuunnitteluntyökaluksi.Hankkeessa tarkastellaan asuntopaloja,joissa syntyy merkittävä määrä pelastustoimentietoon tulevista vuosittaisista henkilöjaomaisuusvahingoista. Tämän lisäksi arvioidaanmenetelmän laajentamismahdollisuudetmuihin onnettomuustyyppeihin sekähyödynnettävyys pelastustoimen muiden osaalueidenvaikuttavuuden arvioinnissa.ToteutusHanke käynnistyi joulukuussa 2012 ja sepäättyy vuoden 2013 loppupuolella. Työ toteutetaanHelsingin ja Pirkanmaan pelastuslaitostensekä VTT:n yhteistyönä. Hankkeenohjausryhmään kuuluvat edustajatsisäasiainministeriöstä, Kuntaliitosta, Helsingin,Pirkanmaan, Pohjanmaan, Jokilaaksojen,Keski-Uudenmaan, Etelä-Pohjanmaan,Pohjois-Savon sekä Keski-Suomen pelastuslaitoksista.LÄHTÖKOHDAT JA LÄHESTYMISTAPATässä hankkeessa tutkitaan toimintavalmiuttaja siitä saatavaa hyötyä asuntopalon aiheuttamienhenkilö- ja omaisuusvahinkojennäkökulmasta stokastisen operaatioaikamallinnuksenkeinoin. Samaa menetelmää onaikaisemmin käytetty ydinvoimalan paloti-64 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

lanteen sammutustoimien mallinnuksessa[2,3] sekä suurpalon sammuttamiseen tarvittavienresurssien saatavuusajan arvioinnissa[4]. Näissä sovelluksissa operaatioaikamallinnuson osoittautunut erittäin hedelmälliseksityökaluksi, joka tuottaa määrällisen kuvauksentoiminnan etenemisestä ja toimijoidenkeskinäisistä riippuvuuksista. Mallinnus paljastaasamalla pelastus- ja muissa organisaatioissatehtyjen sanattomien oletusten ristiriitaisuudetja poistaa siten monimutkaisiintilanteisiin liittyvää hämmennystä. Menetelmänavulla toimintaan kuluva aika voidaanjakaa konkreettisiin osiin säilyttäen kuitenkinsamalla niihin liittyvät epävarmuudet jamahdollisuuksien kirjo. Nyt menetelmää sovelletaanasuntopaloihin, joissa pelastusorganisaatioon selvästi yksinkertaisempi kuinaiemmissa esimerkeissä. Valtakunnallisella tasollapelastuslaitosten toimintavalmiudet ovatkuitenkin merkittävän erilaisia, joten stokastinenlähestymistapa on mielekäs.Kun arvioidaan erilaisten toimintavalmiuksienvaikutusta odotettavissa oleviinhenkilö- ja omaisuusvahinkoihin, tarvitaanlaskennallisen toimintavalmiusmallin rinnalletietoa henkilö- ja omaisuusvahinkojen kertymästäajan kuluessa. Tässä tutkimuksessahyödynnetään ”Palokuolemien ehkäisykeinojentehokkuuden arviointi” -hankkeessa[5,6,7] simuloinnin avulla tuotettua tietoahuoneistopalon kehittymisestä, yhdentai useamman henkilön kuoleman todennäköisyydenkehittymisestä ja omaisuusvahinkojenkertymästä. Ko. hanke tuotti suurenmäärän tilastojen analyysiin ja Monte Carlo-simulointiin perustuvaa tietoa, joita resurssienrajallisuuden vuoksi on pystytty toistaiseksihyödyntämään vain osittain [8]. Nyt käynnissäolevassa hankkeessa ei siten ole tarvettalaajamittaisiin palosimulointeihin vaan hyödynnetäänjo tehtyä työtä.Hankkeessa yhdistetään nämä ongelmaneri puolia kuvaavat menetelmät ja mallit kokonaisuudeksi,jonka avulla pyritään saamaanselkeä arvio toimintavalmiuden vaikutuksestahenkilö- ja omaisuusvahinkoihin.OPERAATIOAIKAMALLINNUSOperaatioaikamallin periaateOperaatioaikamallinnuksessa [4] tarkastellaanpalotilanteen hallintaan osallistuvientoimijoiden toiminta-aikoja valitussa paloskenaariossaottamalla huomioon eri osapuoltentehtävien väliset kytkennät ja mahdollistenpoikkeamien aiheuttamat lisäviiveet.Laskemalla yhteen toiminnan eri vaiheidentuottamat aikaviiveet saadaan tuloksena palonsammuttamiseen tai hallintaan saamiseentähtäävän toiminnan kokonaiskestoaika.Viiveiden ja mahdollisten poikkeamien toiminnan skenaario määritellään asiantuntijoidenvälisenä perusteella ryhmätyönä, realisaatioita, jolloin loppu-jatodennäköisyyksien toiminnan vaiheille arviointi arvotaan perustuu todennäköisyysjakaumien saatavillakokonaisajan olevaan realisaatiot mittaustietoon lasketaan sekä skenaariokohtaista asiantuntija-arvioihinnemistäkuvaava kaavio sekä eri toimijoidentuloksena yhtälöä saadaan käyttäen. tapahtumien ajallista ete-Palon sammuttamisen operaatioaikamallinnussisältää seuraavat vaiheet ja toimenliatarkennetaan keräämällä tietoa toimin-toiminnan yksityiskohtaiset kuvaukset. Mal-Menetelmät ja työkalutpiteet: Operaatioaikamallin työkaluina käytetään tapahtumapuita, nan ja mahdollisten aikajanoja poikkeamien ja Monte aiheuttamistaaikaviiveistä PFS-ohjelman sekä poikkeamien [9, 10] toden-avulla.Carlo –simulointia, 1. Määritellään joka toteutetaan paloskenaario. VTT:llä kehitetyn Excel-pohjaisenTapahtumapuilla 2. Määritellään tunnistetaan palon sammuttamiseenerilaiset tilanteet näköisyyksistä. ja määritellään niiden Tilasto- jakauma. mittausaineistoa Aikajanojentähtäävän avulla määritetään operatiivisen operaatioaika, toiminnan skenaario. jota voidaan hyödynnetään verrata vahinkojen mahdollisuuksien ajalliseen kertymiseen. mukaan jaTapahtumapuun a. Määritellään haarojen toimijat todennäköisyydet ja toimijoiden vä-jliset tilastotietojen kytkennät. avulla. Tilastotietoja täydennetään Tyypillisesti tarvittavilta yksittäiseen osin asiantuntija-arvioilla.toiminnan vaihee-aikajanan puutteet täydennetään tapahtumien aikaviiveet asiantuntija-arvioilla. määritetäänMonte Carlo –simuloinnilla luodaan keinotekoisia tilastoja, jolloin lähtöparametrejab. Analysoidaan toiminnan vaiheet ja mahdollisetpoikkeamat.la mallilla; ts. todennäköisyysjakaumalla, josseenliittyvää aikaviivettä kuvataan tilastollisel-muuttamalla voidaan tutkia näiden muutosten vaikutuksia. Näin saadaan vaikuttavuusarvio.Tapahtumapuut c. Kuvataan toiminnan asuntopalojen aikaviiveet tarkastelussa ja mahdollistenpoikkeamien aiheuttamat lisäviiveet taan kyseiseen toimintaan kuluva aika. MikätaMonte Carlo -simuloinnin yhteydessä arvo-todennäköisyysjakaumina.Asuntopalojen tarkastelussa tapahtumapuu li mallinnettavasta laaditaan aikaviiveestä erikseen henkilö- ei ole olemassatutkittua tapahtumapuuta. tai mitattua tietoa, Vastaavanlaineneikä sitä voidajaomaisuusvahingoille. 3. Suoritetaan Monte Kuva Carlo 1 -analyysi, esittää henkilövahinkojen jonkatapahtumapuu tuloksena saadaan on sammuttamiseen tehty myös tähtääväntoiminnan kokonaisaikaviiveen to-esim. tasajakaumalla U(a,b), jossa a ja b ovatomaisuusvahingoille laskea deterministisesti, huomioiden kuvataan aikaviivettä mahdollisetalkusammutustoimet ja niiden tehokkuus sekä palokunnan suorittama sammutus jaAsunnossa savutuuletus.olevien henkilöiden mahdollisuuksiin poistua ajoissa vaikuttaa yleisendennäköisyysjakauma.jakauman parametrit (∆t min ja ∆t max ), jotkatoimintakyvyn lisäksi myös myrkyllisten savukaasujen muodostuminen. Myrkyllisistäsavukaasuista Käytännössä johtuvien lamauttavien paloskenaario tai kuolettavien ja operatiivisen olosuhteiden määritellään muodostumista asiantuntija-arvioiden voidaan perusteella.arvioida ns. FED-indeksin (engl. Fractional Effective Dose) avulla. Haittavaikutuksiakäsitellään FED-raja-arvotarkastelulla: mitä suurempi raja-arvo, sitä suurempaan osuuteenaltistuvista ihmisistä palamiskaasuilla on poistumista vakavasti haittaavia vaikutuksia.Ei poistumistaPelastaminenEsimerkiksi jos FED saavuttaa raja-arvon 1, vakavia haittavaikutuksia oletetaan ajoissa aiheutuvan50 %:lle altistuneista [15].Paikallatoimintakykyisiähenkilöitä”Palokuolemien ehkäisykeinojen tehokkuuden arviointi” –hankkeessaPoistuminentehtiinajoissanoinN henkilöä paikalla400 asuntopalosimulointia, joissa tarkasteltiin kuolettavien olosuhteiden muodostumiseenkuluvaa aikaa kuudessa eri mittapisteessä eri puolillaPaikallaesimerkkiasuntoa.eiSimuloinnitEi poistumistasuoritettiin Fire toimintakykyisiäSyttyy Dynamics asuntopalo Simulator –palonsimulointiohjelman versiolla 5 [16],henkilöitäajoissa jossa FEDlaskennassakäytetään CO-, CO 2 - ja O 2 -pitoisuuksia. Kriteerinä kuolettaville olosuhteillekäytettiin FED-raja-arvoa 1 tai lämpötilarajaa 200 °C. MittapisteetAsukkaansijaitsivat 1,6 metrinPoistuminen eikorkeudessa. FED- ja lämpötilarajat Ei ovat ketään suhteellisen paikalla korkeat, toimintakyvyllä joten ei vakavia haittavaikutuksiamerkitystätarpeensaattaa ilmetä jo aiemmin. Toisaalta mittapiste on melko ylhäällä, ja alempana asunnonolosuhteet ovat todennäköisesti paremmat. Nämä kaksi seikkaa kompensoivat osin toisiaan.Kuolettavien olosuhteiden kriteeri ylittyi yli 200 simuloinnissa. Kuvassa 2 esitetäänhenkilövahinkojen kertymä simulointien perusteella. Näitä tietoja käytetään tässä projektissapoistumismahdollisuuksien arviointiin Kuva 1. Henkilövahinkojen yhdessä poistumisaika-arvioiden tapahtumapuu asuntopaloissa.ja PRONTOtietokannasta[17] saatavien alkusammutusviiveiden kanssa.Pelastaminen eitarpeenPelastaminenPelastaminen eitarpeenErilaisten 1.2 tilanteiden todennäköisyyksien arvioimiseksi tapahtumapuuhun tarvitaanhaarautumistodennäköisyydet. Paikalla olevien henkilöiden lukumäärän (0–N) määrityksessäkäytetään 1 pelastustoimen ruutuaineistoa, jonka perusteella arvioidaan asunnon asukkaidenlukumäärä, ja Tilastokeskuksen ajankäyttötutkimusta, jonka perusteella arvioidaan, ovatkoasukkaat 0.8 kotona. Asukkaiden toimintakykyä tarkastellaan Terveyden ja hyvinvoinninlaitoksen terveyskäyttäytymistutkimusten [11, 12] ja kotihoidon laskennan [13], Stakesintoimintakykytutkimuksen 0.6[14] sekä Tilastokeskuksen ajankäyttötutkimuksen alkoholinkäyttötietojenperusteella.0.44Kertymä0.2Todenmukainen ja tarkka riskianalyysi tarvitseelisää tutkittua tietoa onnettomuusriskeihinvaikuttavista tekijöistä sekä pelastuslaitoksentoiminnan vaikuttavuudesta.00 10 20 30 40 50Aika (min)Kuva 2. Henkilövahinkojen kertymä simulointien perusteella.PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 65

kohtuuttoman monimutkaiseksi. Kuten taulukoista 1, 2 ja 3 havaitaan, aikaviiveidentarkastelu on tätä kirjoitettaessa vielä osin kesken. Tarkennetut tulokset raportoidaanesitelmässä Palotutkimuksen päivillä 2013.Tilanteelle oletetaan jokin ”normaali” tai”optimaalinen” etenemistapa, johon liittyvätaikaviiveet realisoituvat jokaisella laskentakerralla.Lisäksi huomioidaan poikkeamat eli aikaviiveet,jotka realisoituvat vain osassa tapauksistats. aiheuttavat lisäviiveen jollakin todennäköisyydelläp. Tällaisia poikkeamia ovatesim. inhimillisten virheiden, laitteiston rikkoutumisientai satunnaisten ympäristötekijöidenaiheuttamat lisäviiveet. Simuloinneissatoiminnan vaiheille arvotaan todennäköisyysjakaumienperusteella realisaatioita, ja kokonaisajanrealisaatiot lasketaan skenaariokohtaistayhtälöä käyttäen.Menetelmät ja työkalutOperaatioaikamallin työkaluina käytetään tapahtumapuita,aikajanoja ja Monte Carlo -simulointia,joka toteutetaan VTT:llä kehitetynExcel-pohjaisen PFS-ohjelman [9,10]avulla. Tapahtumapuilla tunnistetaan erilaisettilanteet ja määritellään niiden jakauma.Aikajanojen avulla määritetään operaatioaika,jota voidaan verrata vahinkojen ajalliseenkertymiseen. Tapahtumapuun haarojentodennäköisyydet ja aikajanan tapahtumienaikaviiveet määritetään tilastotietojen avulla.Tilastotietoja täydennetään tarvittavilta osinasiantuntija-arvioilla. Monte Carlo -simuloinnillaluodaan keinotekoisia tilastoja, jolloinlähtöparametreja muuttamalla voidaantutkia näiden muutosten vaikutuksia. Näinsaadaan vaikuttavuusarvio.Tapahtumapuut asuntopalojentarkastelussa66 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013Vaihe, tapahtuma 6 Aikaviive ViiteΔt 1 = ilmoitusaika:min max tyypillisesti Palo syttyyPalovaroitin hälyttää 1) : 1 min AsiantuntijaarvioMuut toimet ennen soittoa hätäkeskukseen2)2)Päivällä/asukas paikalla ja toimintakykyinen,1 min Asiantuntija-soittaa 112arvioPäivällä/ei toimintakykyisiä paikalla/5 min Asiantuntijaarvionaapuri tai ohikulkija soittaa 112Yöllä/asukas paikalla/herää ja soittaa[18] 3)112Yöllä/ei toimintakykyisiä paikalla/10 min Asiantuntijaarvionaapuri tai ohikulkija soittaa 112Hätäkeskus vastaa4)Palovaroitin ei hälytä 1) :Pidemmät viiveetAsiantuntijaarvioSoitto hätäkeskukseen2)Hätäkeskus vastaa4)Lisäviiveitä:Alkusammutus ennen soittoa1 min 4 min 3 min Asiantuntijaarviohätäkeskukseen 1) 1) PRONTOsta saadaan tilastotietoa siitä toimiko palovaroitin ja onko alkusammutettu.2) Ei ole vielä mallinnettu.3) Herääminen/reagoiminen 3 kHz hälytysääneen4) Hätäkeskuksen vastausaika (tilastot taiohjearvo)Kuva 3. Asuntopalon aikajana.Taulukko 1. Ilmoitusaikaan liittyvät vaiheet ja aikaviiveet.Taulukko 2. Ensitoimenpiteisiin kuluvaan aikaan liittyvät vaiheet ja aikaviiveet.Vaihe, tapahtuma Aikaviive Viitemin max tyypil-Asuntopalojen tarkastelussa tapahtumapuulaaditaan erikseen henkilö- ja omaisuusvahingoille.Kuva 1 esittää henkilövahinkojentapahtumapuuta. Vastaavanlainen tapahtumapuuon tehty myös omaisuusvahingoillehuomioiden mahdolliset alkusammutustoimetja niiden tehokkuus sekä palokunnansuorittama sammutus ja savutuuletus.Erilaisten tilanteiden todennäköisyyksienarvioimiseksi tapahtumapuuhun tarvitaanhaarautumistodennäköisyydet. Paikalla olevienhenkilöiden lukumäärän (0–N) määrityksessäkäytetään pelastustoimen ruutuaineistoa,jonka perusteella arvioidaan asunnonasukkaiden lukumäärä, ja Tilastokeskuksenajankäyttötutkimusta, jonka perusteella arvioidaan,ovatko asukkaat kotona. Asukkaidentoimintakykyä tarkastellaan Terveyden jahyvinvoinnin laitoksen terveyskäyttäytymistutkimusten[11,12] ja kotihoidon laskennan[13], Stakesin toimintakykytutkimuksen [14]sekä Tilastokeskuksen ajankäyttötutkimuksenalkoholinkäyttötietojen perusteella.Asunnossa olevien henkilöiden mahdollisuuksiinpoistua ajoissa vaikuttaa yleisen toimintakyvynlisäksi myös myrkyllisten savukaasujenΔt 5 = ensitoimenpiteisiin kuluva aika:Saapuminenmuodostuminen.kohteeseenMyrkyllisistä savukaasuistaTiedustelu johtuvien / omakotitalo lamauttavien tai kuolettavienTiedustelu olosuhteiden / rivitalo muodostumista voidaanTiedustelu arvioida ns. / kerrostalo FED-indeksin (engl. Frac-Selvitys / omakotitaloSelvitys / rivitaloSelvitys / kerrostaloTehokas pelastustoiminta alkaa1)lisestitional Effective Dose) avulla. Haittavaikutuksiakäsitellään FED-raja-arvotarkastelulla: mitä10 suurempi s 3 min raja-arvo, sitä suurempaan Asiantuntijaarvioitaosuuteen10 s altistuvista 3 min ihmisistä palamiskaasuilla onpoistumista 10 s 5 min vakavasti haittaavia vaikutuksia.[4][4][19] 1)

Taulukko 2. Ensitoimenpiteisiin kuluvaan aikaan liittyvät vaiheet ja aikaviiveet.Vaihe, tapahtuma Aikaviive Viitemin max tyypillisestiΔt 5 = ensitoimenpiteisiin kuluva aika:Saapuminen kohteeseenTiedustelu / omakotitaloTiedustelu / rivitaloTiedustelu / kerrostaloSelvitys / omakotitaloSelvitys / rivitaloSelvitys / kerrostaloTehokas pelastustoiminta alkaa1)Projektissa tehdään myös uusia mittauksia710 s10 s10 s3 min3 min5 minAsiantuntijaarvioita[4][4][19] 1)Taulukko 3. Tilanteen hallintaan saamiseen kuluvaan aikaan liittyvät vaiheet ja aikaviiveet.Vaihe, tapahtuma Aikaviive Viitemin max tyypillisestiΔt 6 = tilanteen hallintaan saamiseen kuluvaaika:Tehokas pelastustoiminta alkaa(aloitetaan murtautuminen, sammuttaminen,jäähdyttäminen, tuuletus)Murtaudutaan sisään 0,5 min 2 min AsiantuntijaarvioEtsintä (riippuu asunnon koosta ja 1 min 5 min Asiantuntija-tyypistä)Pelastaminen (aika per pelastettava):omakoti- tai rivitalo: uloskerrostalo: porrashuoneeseen(väliaika, ulospääsyaika riippuukerrosten lukumäärästä)Sammuttaminen:omakoti-, rivi- tai kerrostalo,rajoittunut syttymishuoneeseenomakoti-, rivi- tai kerrostalo,levinnyt syttymishuoneestarivi- tai kerrostalo, levinnytsyttymisosastosta0,5 min0,5 min3 min3 min10 min1 tunti5 min2 min10 min5 tuntia60 min5 tuntiaarvioAsiantuntijaarvioitatasajakaumakolmiojakauma,piikki1 tuntiAsiantuntijaarvioitaTuuletus (alkaa kun palo on sammunut) 10 min 30 min AsiantuntijaarvioTilanne saatu hallintaanLisäviiveitä:Jäähdytys (alle 10 % tapauksista) 10 s 60 s Asiantuntijaarvio1)Muodostetaan yhdistelmä näistä kahdesta jakaumastaYHTEENVETOToimintavalmiuden vaikuttavuus asuntopaloissa –tutkimushankkeessa yhdistetään asuntopalojakuvaavat tapahtumapuut, aikajanat ja Monte Carlo –simuloinnit operaatioaikamallinnuksenjos kautta FED saavuttaa kokonaisuudeksi, raja-arvon jonka 1, suoritettiin avulla saadaan Fire Dynamics arvio toimintavalmiudenSimulator –pa-Esimerkiksivakavia vaikutuksesta haittavaikutuksia vahinkoihin. oletetaan Herkkyystarkastelujen aiheutuvan50 %:lle altistuneista [15].sa FED-laskennassa käytetään CO-, CO 2 - jalonsimulointiohjelman avulla voidaan tutkia eri versiolla muuttujien 5 [16], kuten jos-resurssien ja rakennuksen ominaisuuksien vaikutusta asuntopalojen seurauksiin. Tuloksena onkäytännöllinen ja suhteellisen yksinkertainen menetelmä pelastuslaitosten toimintavalmiuden”Palokuolemien ehkäisykeinojen tehokkuudenarviointi” -hankkeessa tehtiin noin suhteille käytettiin FED-raja-arvoa 1 tai läm-O 2 -pitoisuuksia. Kriteerinä kuolettaville olo-400 asuntopalosimulointia, joissa tarkasteltiinkuolettavien olosuhteiden muodostumi-metrin korkeudessa. FED- ja lämpötilarajatpötilarajaa 200 °C. Mittapisteet sijaitsivat 1,68seen kuluvaa aikaa kuudessa eri mittapisteessäeri puolilla esimerkkiasuntoa. Simuloinnit tavaikutuksia saattaa ilmetä jo aiemmin.ovat suhteellisen korkeat, joten vakavia hait-Toi-1)1)saalta mittapiste on melko ylhäällä, ja alempanaasunnon olosuhteet ovat todennäköisestiparemmat. Nämä kaksi seikkaa kompensoivatosin toisiaan. Kuolettavien olosuhteidenkriteeri ylittyi yli 200 simuloinnissa. Kuvassa2 esitetään henkilövahinkojen kertymäsimulointien perusteella. Näitä tietoja käytetääntässä projektissa poistumismahdollisuuksienarviointiin yhdessä poistumisaikaarvioidenja PRONTO-tietokannasta [17]saatavien alkusammutusviiveiden kanssa.Tarkasteltaessa pelastamista palavasta asunnostaon määriteltävä milloin pelastaminenon suoritettu. Voidaan olettaa esimerkiksi, ettähenkilö on pelastettu, kun hänet on saatuulos asunnosta tai rakennuksesta. Tältä pohjaltavoidaan tutkia pelastettavan henkilön savukaasualtistustaFED-indeksin perusteella.Omaisuusvahinkojen tapahtumapuuta vartentilastotiedot alkusammutuksen onnistumisestaja palon vaiheesta palokunnan saapuessasaadaan PRONTO-tietokannasta.Omaisuusvahinkojen kertymistä tarkasteltaessaon määriteltävä, milloin vahinkojen kertyminenlakkaa. Tämä voidaan määritellä esimerkiksiajanhetkeksi, kun vesi tulee suihkuputkestatai kun palo on sammutettu ja asuntosavutuuletettu. Ohjausryhmän päätöksellätässä hankkeessa oletetaan vahinkojen kertymisenpäättyvän, kun ensimmäinen yksikkölähtee kohteesta paluumatkalle. Vahingot rajataanvain palon aiheuttamiin vahinkoihin,joten sammutustoiminnasta aiheutuneita vahinkojaei tässä huomioida.Asuntopalon aikajanaKuva 3 esittää asuntopalon aikajanaa ja tilanteeseenliittyviä aikaviiveitä. Ilmoitusaikaan(Δt 1 ) liittyviä vaiheita ja tapahtumia tarkastellaantaulukossa 1. Hälytysaika (Δt 2 ), lähtöaika(Δt 3 ) ja ajoaika (Δt 4 ) saadaan PRON-TO-tiedoista. Ensitoimenpiteisiin kuluvaaaikaa (Δt 5 ) ja tilanteen hallintaan saamiseenkuluvaa aikaa (Δt 6 ) tarkastellaan taulukoissa2 ja 3. On huomattava, että näihin aikoihinvoi käytännössä liittyä muitakin viiveitäkuin taulukoissa listatut. Suhteellisen harvoinesiintyvät viiveet on kuitenkin päätettyjättää huomioitta, jotta malli ei muodostuisikohtuuttoman monimutkaiseksi. Kutentaulukoista 1, 2 ja 3 havaitaan, aikaviiveidentarkastelu on tätä kirjoitettaessa vielä osinkesken. Tarkennetut tulokset raportoidaanesitelmässä Palotutkimuksen päivillä 2013.YHTEENVETOToimintavalmiuden vaikuttavuus asuntopaloissa-tutkimushankkeessa yhdistetään asuntopalojakuvaavat tapahtumapuut, aikajanatja Monte Carlo -simuloinnit operaatioaikamallinnuksenkautta kokonaisuudeksi, jonkaavulla saadaan arvio toimintavalmiudenPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 67

Pyrkimyksenä on, että hankkeen tuotokset ovat hyödynnettävissäpelastuslaitosten riskianalyysissa ja toimintavalmiuden suunnittelussaja että toimintavalmiuden hyödyn kannalta kriittisimmät tekijät janiiden vaikutus asuntopalojen määrällisiin seurauksiin voidaan tunnistaa.Näin päästään tarkastelemaan mahdollisten investointien hyötyjä.vaikutuksesta vahinkoihin. Herkkyystarkastelujenavulla voidaan tutkia eri muuttujienkuten resurssien ja rakennuksen ominaisuuksienvaikutusta asuntopalojen seurauksiin.Tuloksena on käytännöllinen ja suhteellisenyksinkertainen menetelmä pelastuslaitostentoimintavalmiuden vaikuttavuuden arviointiin,vaikka taustalla onkin tieteellisesti edistyksellisiäja teknisesti monimutkaisia laskentamenetelmiä.Pyrkimyksenä on, että hankkeen tuotoksetovat hyödynnettävissä pelastuslaitostenriskianalyysissa ja toimintavalmiuden suunnittelussaja että toimintavalmiuden hyödynkannalta kriittisimmät tekijät ja niiden vaikutusasuntopalojen määrällisiin seurauksiinvoidaan tunnistaa. Näin päästään tarkastelemaanmahdollisten investointien hyötyjä.KIITOKSETKiitokset Palosuojelurahastolle sekä Helsinginja Pirkanmaan pelastuslaitoksille osallistumisestahankkeen rahoitukseen.LÄHDELUETTELO1. Sisäasiainministeriö 2012. Pelastustoimentoimintavalmiuden suunnitteluohje. Sisäasiain-ministeriönjulkaisut 21/2012. Sisäasiainministeriö,Monistamo. Helsinki 2012.ISBN 978-952-491-749-0 (PDF). 24 s.2. Hostikka, S., Kling, T., Mangs, J. &Matala, A. Implementation of QuantitativeFire Risk Assessment in PSA (FIRAS). FI-RAS summary report. SAFIR2010. The FinnishResearch Programme on Safety 2007-2010. Final Report. Puska, E.-K. & Suolanen,V. (toim.) VTT Research Notes 2571.2011. VTT, ss. 538–548.http://www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/2011/T2571.pdf3. Hostikka, S., Kling, T. & Paajanen, A.Simulation of fire behaviour and human operationsusing a new stochastic operation timemodel. Proceedings of the 11th InternationalProbabilistic Safety Assessment and ManagementConference and The Annual EuropeanSafety and Reliability Conference, PSAM 11& ESREL 2012, Helsinki, 25.–29.6.2012,Stochastic Modelling and Simulation Techniques,08–Mo3, 10 p.4. Hostikka, S., Kling, T., Vaari, J., Rinne,T. & Ketola, J. Pelastustoimen vasteen simulointisuurpalossa – SIREENI-projektintulokset. Espoo: VTT, 2012. 77 s. + 13 liites.(VTT Technology 61.) ISBN 978-951-38-7895-55. Keski-Rahkonen, O., Karhula, T., Hostikka,S. Palokuormien jakaumat palokuolemanehkäisykeinojen arviointiohjelmassa.Palotorjuntatekniikka, Pelastustieto, Palotutkimuksenpäivät 2009. Palotutkimusraati,2009. ss. 108−114.6. Keski-Rahkonen, O., Karhula, T., Sikanen,T. & Hostikka, S. Palokuolemien ehkäisykeinojenarviointiohjelma pilottina tulevaisuuteen.Palotutkimuksen päivät 2011,Espoo 23.−24.8.2011, Pelastustieto, palontorjuntatekniikka-erikoisnumero.2011. Palo-ja pelastustieto ry, ss. 22−25.7. Karhula, T., Sikanen, T., Hostikka, S. &Keski-Rahkonen, O. A Monte Carlo simulationplatform of housing fires in Finland forecastinglife and property loss. Proceedingsof the 11th International Probabilistic SafetyAssessment and Management Conferenceand The Annual European Safety and ReliabilityConference, PSAM 11 & ESREL2012, Helsinki, 25–29.6.2012, StochasticModelling and Simulation Techniques, 08–Mo3, 10 s.8. Karhula, T., Ryynänen, J. & Keski-Rahkonen, O. Miten tulipalo näkee Suomenasuntokannan? Palotutkimuksen päivät2011, Espoo 23.−24.8.2011, Pelastustieto,palontorjuntatekniikkaerikoisnumero. 2011.Palo- ja pelastustieto ry, vol. 62, ss. 12−16.9. Hostikka, S. & Keski-Rahkonen, O.Probabilistic simulation of fire scenarios.Nuclear Engineering and Design, 2003. Vol.224, nro 3, ss. 301–311.10. Hostikka, S. Development of fire simulationmodels for radiative heat transferand probabilistic risk assessment. Espoo:VTT, 2008. 103 s. + 82 liites. (VTT Publications683.) ISBN 978-951-38-7099-7(soft back ed.)11. Helakorpi, S., Holstila, A.-L., Virtanen,S. & Uutela, A. Suomalaisen aikuisväestönterveyskäyttäytyminen ja terveys, kevät2011. Helsinki: Terveyden ja hyvinvoinninlaitos, 2012. 203 s. (Raportti 45/2012.)ISBN 978-952-245-566-6 (pdf)12. Laitalainen, E., Helakorpi, S. & Uutela,A. Eläkeikäisen väestön terveyskäyttäytyminenja terveys keväällä 2009 ja niidenmuutokset 1993–2009. Helsinki: Terveydenja hyvinvoinnin laitos, 2010. 173 s. (Raportti30/2010.) ISBN 978-952-245-326-6 (pdf)13. Tossavainen, P. & Kuronen, R. Kotihoidonlaskenta 30.11.2011. Helsinki: Terveydenja hyvinvoinnin laitos, 2012. 85 s.(THL/SVT Tilastoraportti 16/2012.)14. Voutilainen, P. & Vaarama, M. Toimintakykymittareidenkäyttö ikääntyneidenpalvelutarpeen arvioinnissa. Helsinki: Sosiaali-ja terveysalan tutkimus- ja kehittämiskeskus,2005. 47 s. (Raportteja 7/2005.) ISBN951-33-1637-8 (verkkokirja)15. ISO 13571. Life-threatening componentsof fire – Guidelines for the estimationof time to compromised tenability in fires.Geneva: International Organization for Standardization,2012. Second Edition 2012-09-12. 21 s.16 McGrattan, K., McDermott, R., Hostikka,S. & Floyd, J. Fire Dynamics Simulator(Version 5) User’s Guide. National Instituteof Standards and Technology, Gaithersburg,MD, NIST Special Publication 1019-5, 2010.17. Pelastustoimen resurssi- ja onnettomuustilastoPRONTO. http://prontonet.fi/18. Bruck, D. & Thomas, I. Towards aBetter Smoke Alarm Signal – an EvidenceBased Approach. Fire Safety Science – Proceedingsof the Ninth International Symposium.International Association for Fire SafetyScience, 2008. Ss.403–414.19. Jäntti, J., Miettinen, P. & Tillander, K.Pelastusyksikön ensimmäisiin toimenpiteisiinkohteessa kuluva aika – Esimerkkitapauksinahuoneistopalo 3. kerroksessa ja henkilöautonsuistumisonnettomuus. Kuopio: Pelastusopisto,2009. 90 s. + 28 liites. (Pelastusopistonjulkaisu. B-sarja: Tutkimusraportit,3/2009.) ISBN 978-952-5515-75-6 (pdf)68 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

Kati Tillander, Helsingin kaupungin pelastuslaitos, PL 10, 00099 Helsingin kaupunkiAntti Paajanen, Tuomo Rinne, Tuula Hakkarainen ja Riikka Rajamäki, VTT, PL 1000, 02044 VTTOnnettomusvahingotpelastustoimen toimintavalmiudensuunnittelussaTIIVISTELMÄHelsingin kaupungin pelastuslaitoksen koordinoimantutkimushankkeen tavoitteena ontunnistaa onnettomuuksien seurauksia selittävättekijät ja luoda menettelyt, joidenavulla onnettomuuksien todennäköiset seurauksetvoidaan huomioida pelastustoimenriskianalyysissä. Hanke laajentaa onnettomuuksienesiintymistiheyksiin perustuvaa riskinarviointiasuuntaan, jossa huomioidaanmyös uhatut arvot ja todennäköisten seuraustenlaajuus sekä onnettomuustyyppien väliseterot toimintavalmiuden näkökulmasta.Hanke käynnistyi joulukuussa 2012 ja sevalmistuu vuoden 2013 loppupuolella. Tässäartikkelissa esitellään tutkimuksen tuloksethuhtikuun 2013 tilanteen mukaisesti.JOHDANTOTaustaToimintavalmiusohje A:71 [1] on ollut pohja,johon eri pelastustoimen alueiden riskianalyysitovat joko kokonaan tai osittainperustuneet. Riskialuemäärittelyt on tehtyyksinomaan rakennusten kerrosalaan ja asukaslukuunperustuen. Uudessa pelastustoimentoimintavalmiuden suunnitteluohjeessa[2] on käytetty askeleen edistyneempää riskienarviointimallia[3], joka kuitenkin vanhanmallin tavoin pohjautuu pelkästään rakennustenkerrosalaan ja asukaslukuun.Pelastustoimen toimintavalmiuden suunnitteluohjeenriskiluokittelu ei nykyisessämuodossaan ota huomioon esim. onnettomuustyyppieneroja, uhattuja arvoja taierilaisten ennaltaehkäisevien toimenpiteidenvaikutusta onnettomuuden seurauksiin.Onnettomuuksien esiintymiseen vaikuttaviataustamuuttujia on olemassa useissa eri tietokannoissa,mutta niitä ei ole hyödynnetty tehokkaastieikä niiden käyttöön ole luotu vakioitujamenettelyjä.Pelkästään onnettomuustodennäköisyyteentai onnettomuuksien esiintymistiheyteenperustuva riskinarviointi ei ole riittävänkattavaa. Onnettomuustodennäköisyyden jaonnettomuuksien esiintymistiheyden lisäksiriskinarvioinnissa tulisi huomioida onnettomuuksientodennäköiset seuraukset.TavoiteTavoitteena on tunnistaa onnettomuuksienseurauksia selittävät tekijät ja luoda menettelyt,joiden avulla onnettomuuksien todennäköisetseuraukset voidaan huomioida pelastustoimenriskianalyysissä. Hanke laajentaaonnettomuuksien esiintymistiheyksiin perustuvaariskinarviointia suuntaan, jossa huomioidaanmyös uhatut arvot ja todennäköistenseurausten laajuus sekä onnettomuustyyppienväliset erot toimintavalmiuden näkökulmasta.Lisäksi tarkastellaan vuorokaudenajanvaikutusta riskin suuruuteen.Lopputuotteena luodaan konkreettisia työvälineitä,joita pelastuslaitokset voivat suoraanhyödyntää pelastustoimen toimintavalmiudensuunnitteluohjeen riskiluokitustentarkentamiseen onnettomuuksien seurauksiakoskevan tiedon avulla. Tulokset puetaanmyös karttamuotoon, jolloin ne ovat suoraanhyödynnettävissä pelastuslaitosten riskianalyysityössä.Tulosten avulla pelastuslaitoksetpystyvät tunnistamaan alueellaan vallitsevatriskit entistä tarkemmin ja mitoittamaanpalvelunsa paremmin todellisia riskejävastaaviksi.ToteutusHanke käynnistyi joulukuussa 2012 ja sepäättyy vuoden 2013 loppupuolella. Työ toteutetaanHelsingin, Pirkanmaan, Pohjanmaanja Jokilaaksojen pelastuslaitosten sekäVTT:n yhteistyönä. Hankkeen ohjausryhmäänkuuluvat edustajat sisäasiainministeriöstä,Kuntaliitosta, Helsingin, Pirkanmaan,Pohjanmaan, Jokilaaksojen, Keski-Uudenmaan,Etelä-Pohjanmaan, Pohjois-Savon sekäKeski-Suomen pelastuslaitoksista.LÄHTÖKOHDATSisäasiainministeriö on ohjeistanut pelastustoimentoimintavalmiuden suunnittelua antamassaansuunnitteluohjeessa [2]. Suunnitteluohjeenriskien määrittely perustuu 1km×1 km ruudukkoon, jotka on ruuduillemääritetyn riskitason perusteella luokiteltuneljään riskiluokkaan. Riskitason määrittämiseenkäytetään regressiomallia [3], jossaPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 69

akennustyypeissä. Rakennustyypeillä, joissa havaintoja on riittävästi, nähdään selkeäriippuvuus kerrosalan ja tuhoutumisprosentin välillä.muuttujina ovat ruudun asukasluku, kerrosalasekä niiden yhteisvaikutus. Tämän lisäksipelastustoimen toimintavalmiuden suunnitteluohjeen[2] mukaisesti riskiluokan määräytymiseenvaikuttaa myös ruudussa (viidenvuoden seurantajaksolla) tapahtuneidenonnettomuuksien määrä. Riskiluokan määrittämisessäei huomioida ruudussa uhattunaolevia arvoja tai tapahtuneita vahinkojalainkaan.Tutkimushankkeen pohja-aineistona käytetäänedellä kuvattua riskiruutuaineistoa.Analysoimalla olemassa olevaa aineistoa tilastollisinmenetelmin selvitetään erityyppistenonnettomuuksien seurausten riippuvuusriskiruutuaineistoon kiinnitettävissä olevistaeri muuttujista. Seuraustarkastelussa pyritäänhuomioimaan myös erityyppisten ennaltaehkäisykeinojenvaikutus vahingon odotusarvoon.Tuloksena tuodaan nykyiseen riskiruutulähestymistapaanonnettomuuksien seurauksiaselittävät tekijät sekä määritetään seuraustenodotusarvo ruututasolla. Seurauksinakäsitellään henkilövahinkoja sekä rakennuspalojenosalta myös tuhoutunutta kerrosalaa.Työssä keskitytään erityisesti rakennuspaloihin.Myös tieliikenneonnettomuudet ovattärkeä tarkastelukohde, koska ne ovat pelastustoimentehtävistä se onnettomuustyyppi,jossa tapahtuu eniten henkilövahinkoja.Muiden onnettomuustyyppien osalta arvioidaankehitettyjen mallien soveltamismahdollisuuksianiiden tarkasteluun. Tällöin ensisijaisiakohteita ovat ne onnettomuustyypit,jotka tilastojen perusteella aiheuttavateniten vahinkoja.RAKENNUSPALOTOnnettomuusaineistoRakennuspaloja koskeva tilastoaineisto poimittiinPRONTOsta [4] ja se kattoi vuodet2009–2012. Rakennuspalojen lukumääräoli yhteensä 10571 kpl. Rakennuspalonseurauksina käsiteltiin vahingon pinta-alaa,josta edelleen johdettiin tuhoutumisprosentti,joka kuvaa syntyneen vahingon ja rakennuksenkokonaisalan suhdetta. Aineiston kokooli 8315 kpl, kun joukosta oli poistettune tapaukset, joissa vahingon pinta-alaksi ja/tai rakennuksen kokonaisalaksi oli merkitty0 m 2 . Aineistosta poistettiin myös ne tapaukset(115 kpl), joissa vahingon pinta-alanja rakennuksen kokonaisalan suhde oli suurempikuin 1.Tuhoutumisprosentin riippuvuus erimuuttujistaTuhoutumisprosentin käyttäytymistä tarkasteltiineri rakennustyypeissä eri muuttujien70 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013Tuhoutumispros. (%)100%80%60%40%20%0%A10 100 200 300 400Kokonaisala (m2)Tuhoutumispros. (%)100%Kuva 1. Tuhoutumisprosentin luokkakohtaiset keskiarvot ja keskivirheet kerrosalanfunktiona eri rakennustyypeissä. Luokan koko 50 m 2 . Perustuu PRONTOn rakennuspaloaineistooniän vuosilta ja tuhoutumisprosentin Rakennuksen 2009-2012. Vasemmalla iän ja välillä tuhoutumisprosentin pientalot ei havaittu ja selvää oikealla välillä korrelaatiota teollisuusrakennuk-ei havaittu (kuva selvää 3), vaan korrelaaRakennuksenrakennuksen iästä riippumatta rakennuksen tuhoutumisprosentti iästä riippumatta set. näyttäisi tuhoutumisprosentti pysyvän rakennustyypeittäinnäyttäisi pysyvänvaihtuvalla vakiotasolla vaihtuvalla (kuvassa 3 vakiotasolla esitetään ainoastaan (kuvassa pientalojen 3 esitetään tulokset).. ainoastaan pientalojen tulokseLisäksi tarkasteltiin tuhoutumisprosentin riippuvuutta rakennuksen iästä,toimintavalmiusajasta a) sekä rakennuksen suojaustasosta a) (sprinklattu b) / ei sprinklattu). Kuvassa b)2a esitetään teollisuusrakennuksista poimitun otannan tulokset ei samm. tuhoutumisprosenttienlait.100%100%ei samTeollisuusrakennukset:jakaumille tapauksissa, 100% joissa on ollut sammutuslaitteisto (sammuttanut sammutti 100% tai tai rajoittanut) rajoitti-­‐ 504 kpl (ei samm. lait.)Teollisuusrakennukset:ja sammtapauksissa, 80% -­‐ 111 kpl (sammutti tai rajoitti)-­‐ 504 kpl (ei samm. lait.)joissa ei ole ollut sammutuslaitteistoa. 80%80% -­‐ 111 kpl (sammutti tai rajoitti)Jakaumien perusteella 80% pystytääntoteamaan, 60% että tuhoutumisprosentti on pienempi 60% silloin, kun sammutuslaitteisto on toiminuttai rajoittanut. Jos halutaan60%käyttää tunnuslukuina esim. mediaania,60%niin vastaavat luvuttuhoutumisprosenteille40%40%ovat 40% 5,2 % (ei sammutuslaitteistoa) ja 0,7 % (sammutti 40% tai rajoitti).Kuvasta 20% 2b nähdään, että selkeä kerrosalariippuvuus 20% on haasteellisempi muodostaa, koska20%20%aineistoa on vähän (kaikkiaan ”sammutti tai rajoitti” tapauksia oli 146 kpl). Vaikuttaisi siltä,0%että 1000-2000 k-m 2 0%0.0001 0.001välillä0.010% ero0.1tuhoutumisprosenttien10välillä on 600 luokkaa 1200 10-15 0% %. 18000.0001 0.001 0.01 0.1Tuhoutumispros. (-)Kokonaisala10 600 120(m2)Tuhoutumispros. (-)Kokonaisala (mKertymä (-)Kertymä (-)Tuhoutumispros. (%)Kuva 2.Teollisuusrakennusten tuhoutumisprosenttien a) jakaumat tapauksissa, joissasammutuslaitteistoa ei Kuva ole ollut 2.Teollisuusrakennusten tai sammutuslaitteisto3 tuhoutumisprosenttien on sammuttanut tai rajoittanut a) jakaumat tapauktulipalon sekä samaiset sammutuslaitteistoa b) tuhoutumisprosentit ei ole (keskivirheineen) ollut tai sammutuslaitteisto rakennuksen on kerrosalantulipalon funktiona. sekä Luokitteluvälinä samaiset b) tuhoutumisprosentit käytetty 500 m 2 . (keskivirheineen) rakennsammuttanut tarosalan funktiona. Luokitteluvälinä käytetty 500 m 2 .A1100%100%80%A160%80%40%60%20%40%0%20%0 50 0% 100Rakennuksen ikä (a) 0 50 100Rakennuksen ikä (a)suhteen. Kuvassa 1 on esitetty tuhoutumisprosentinkeskiarvotKuva 3. Tuhoutumisprosentti (ja keskivirhe) pientaloille rakennuksen iän funktiona.Luokitteluväli oli 10kerrosalanvuotta.funktiona eriKuva 3. Tuhoutumisprosentti (ja keskivirhe) pientaloille rakennuksrakennustyypeissä. Rakennustyypeillä,Luokitteluväli olijoissahavaintoja on riittävästi, nähdään selkeä teamaan, että tuhoutumisprosentti on pie-10 vuotta.Toimintavalmiusajan riippuvuus kerrosalan ja (tässä: tuhoutumisprosentinkiireelliset rakennuspalotapaukset nempi silloin, kun sammutuslaitteisto 1. yksikön on saapumisen toi-välillä. ja tuhoutumisprosentin Toimintavalmiusajan välillä näyttäisi minut (tässä: tai olevan kiireelliset rajoittanut. myös rakennuspalotapaukset Jos heikko halutaan korrelaatio käyttää (pl. 1. ykmukaan)liikerakennukset). Lisäksi tarkasteltiin Kuvassa mukaan) tuhoutumisprosentinriippuvuutta Kuten rakennuksen liikerakennukset). nähdään, iästä, tuhoutumisprosentti toimin-Kuvassa vat luvut 4a esitetään tuhoutumisprosenteille on pientalojen lähes vakio tuhoutumisprosentti ovat 5,2 riippumatta % t4a esitetään ja tuhoutumisprosentin pientalojen tunnuslukuina tuhoutumisprosentti välillä esim. mediaania, näyttäisi toimintavalmiusajanniin olevan vastaa-myös heikkfunktiona.toimintavalmiusajasta. tavalmiusajasta sekä rakennuksen funktiona. Ts. pientaloissa, suojaustasosta(sprinklattu/ei sprinklattu). vaihtelee toimintavalmiusajasta. n. Kuvassa 60-70 % 2a välillä. tai Ts. rajoitti). Sen pientaloissa, sijaan, Kuvasta kun 2b katsotaan jotka nähdään, ovat vahinkojen että käytännössä selkeä pinta-saKuten jotka (ei nähdään, sammutuslaitteistoa) ovat käytännössä tuhoutumisprosentti ja 0,7 samaa % (sammutti palo-osastoa, on lähes vtuhoutumisprosenttialojen esitetään summaa teollisuusrakennuksista ja toimintavalmiusaikaa tuhoutumisprosentti poimitun vaihtelee (kuva kerrosalariippuvuus 4b), n. 60-70 havaitaan % on välillä. haasteellisempi selkeä Sen sijaan, funktionaalinen muodostaa,koska siltä, aineistoa että noin on (kuva 8 vähän min 4b), (kaikkiaan (480 havaitaan s) saakka selkkun katsotaakäyttäytyminen otannan tulokset näiden tuhoutumisprosenttien alojen suureiden summaa osalta. ja-Näyttäisi toimintavalmiusaikaavahinkosumma kaumille tapauksissa, kasvaa, joissa käyttäytyminen mutta on ollut alkaa sammutuslaitteisto(sammuttanut sellaiset vahinkosumma tai rajoittanut) tapaukset, kasvaa, ja Vaikuttaisi joihin mutta alkaa siltä, saavutaan sen että jälkeen 1000–2000 keskimäärin pudota. k-m 2 Eräs välil-8 tulkinta min ksen näiden jälkeen ”sammutti suureiden pudota. tai osalta. rajoitti” Eräs tulkinta tapauksia Näyttäisi kuvalle oli siltä, 1464b kpl). että on, noin että 8 mlukumääräisestitapauksissa, joissa ei ole lukumääräisesti ollut sammutuslait-sellaiseteistoa. Jakaumien perusteella pystytään tokaa10–15 %.lä ero tuhoutumisprosenttien tapaukset, joihin välillä on saavutaan luok-kes44Tuhoutumispros. (%)Tuhoutumispros. (%)80%60%40%20%0%0 500 1000 1500 2000Kokonaisala (m2)Tuhoutumispros. (%)J

Tuhoutumispros. (%)100%80%60%40%20%0%a) b)A1250000 600 1200 1800Toimintavalmiusaika (s)Vahinkopinta-alansumma (m2)20000150001000050000A10 600 1200 1800Toimintavalmiusaika (s)Rakennuksen iän ja tuhoutumisprosentinvälillä ei havaittu selvää korrelaatiota (kuva3), vaan rakennuksen iästä riippumatta tuhoutumisprosenttinäyttäisi pysyvän rakennustyypeittäinvaihtuvalla vakiotasolla (kuvassa3 esitetään ainoastaan pientalojen tulokset).Toimintavalmiusajan (tässä: kiireelliset rakennuspalotapaukset1. yksikön saapumisenmukaan) ja tuhoutumisprosentin välillä näyttäisiolevan myös heikko korrelaatio (pl. liikerakennukset).Kuvassa 4a esitetään pientalojentuhoutumisprosentti toimintavalmiusajanfunktiona. Kuten nähdään, tuhoutumisprosenttion lähes vakio riippumatta toimintavalmiusajasta.Ts. pientaloissa, jotka ovat käytännössäsamaa palo-osastoa, tuhoutumisprosenttivaihtelee noin 60–70 %:n välillä. Sensijaan, kun katsotaan vahinkojen pinta-alojensummaa ja toimintavalmiusaikaa (kuva4b), havaitaan selkeä funktionaalinen käyttäytyminennäiden suureiden osalta. Näyttäisisiltä, että noin 8 min (480 s) saakka vahinkosummakasvaa, mutta alkaa sen jälkeenpudota. Eräs tulkinta kuvalle 4b on, että lukumääräisestisellaiset tapaukset, joihin saavutaankeskimäärin 8 min toimintavalmiusajassa,ovat runsaimmin edustettuina kaikistatapauksista. Aiheeseen paneudutaan tarkemminhankkeen edetessä.Vahinkoriskin määriTTäminenruuduiTTainVahinkoriskin määrittäminen ruututasollatehdään yksinkertaisesti riskituloa hyödyntäen(kaava (1)).R = f ∙ X (1),missä, R = vahinkoriski, f = rakennuspalontodennäköisyys ja X = vahingon odotusarvo.Kun onnettomuusaineistosta on määritettytuhoutumisprosentin tilastollinen käytöseri muuttujien funktiona, voidaan arvioidaminkä suuruinen kokonaisvahinko ruudussasyntyy, jos jokaisessa rakennuksessa syttyyrakennuspalo. Tämä kuvaa ruutukohtaistavahinkoarvoa.Kuva 4. Kuvassa a): tuhoutumisprosentti (ja keskivirhe) toimintavalmiusajan funktiona jakuvassa Ruutukohtainen b) vahinkopinta-alan vahinkoriski määritetään summa toimintavalmiusajan KIITOKSET funktiona. Luokitteluvälimolemmissa yhdistämällä kuvissa rakennuskohtainen 60 s. vahingon Kiitokset Palosuojelurahastolle sekä Helsingin,Pirkanmaan, Pohjanmaan sekä Jokilaak-odotusarvo rakennustyypin mukaiseen syttymistaajuuteenja summaamalla näin saatu sojen pelastuslaitoksille osallistumisesta hankkeenrahoitukseen.Vahinkoriskin määrittäminen ruuduittainrakennuskohtainen vahinkoriski yli ruudunrakennusten. Ruutukohtainen vahinkoriskimäärittyy kvantitatiivisesti ja sen pohjal-LÄHDELUETTELO yksinkertaisesti riskituloa hyödyntäenVahinkoriskin määrittäminen ruututasolla tehdään(kaava (1)).ta voidaan piirtää havainnollinen riskikartta. 1. Sisäasiainministeriö 2003. ToimintavalmiusohjeA:71. Sisäasiainministeriön (1), pelas-Edellä kuvattu menettely kattaa omaisuusvahinkotarkastelut.Lähestymistavassa keskeitusosastonjulkaisusarja A. Dnro SM-2002-RRRR = ffff ∙ XXXXnen haaste on määrittää tuhoutumisprosentinkäytös R = vahinkoriski, eri muuttujien f = funktiona, rakennuspalon johon todennäköisyys 2. Sisäasiainministeriö ja X = vahingon 2012. odotusarvo. Pelastustoi-00018/Tu-35. 12 s.missä,liittyvät myös menetelmän kannalta suurimmatepävarmuudet. onnettomuusaineistosta Hankkeen on edetessä määritetty pysäasiainministeriöntuhoutumisprosentin julkaisut tilastollinen 21/2012. Sisä-käytös erimen toimintavalmiuden suunnitteluohje. Si-Kunmuuttujienritään tarkastelemaanfunktiona,samallavoidaanmenetetelyllähenkilövahinkoja, tavoitteena tarkentaa ISBN 978-952-491-749-0 (PDF). 24 sarvioida minkäasiainministeriö,suuruinen kokonaisvahinkoMonistamo. Helsinkiruudussa2012.syntyy,jos jokaisessa rakennuksessa syttyy rakennuspalo. Tämä kuvaa ruutukohtaista vahinkoarvoa.riskikarttaa henkilövahinkoriskiin liittyvillätiedoilla.ka, Simo; Tiittanen, Pekka; Kokki, Esa; Tas-3. Tillander, Kati; Matala, Anna; Hostik-Ruutukohtainen vahinkoriski määritetään yhdistämällä rakennuskohtainen vahingonodotusarvo rakennustyypin mukaiseen syttymistaajuuteen ja summaamalla näin saaturakennuskohtainenkinen, Olli. 2010. Pelastustoimen riskianalyysimallienpiirtää kehittäminen. havainnollinen Espoo, riskikartta. VTT. 117LIIKENNEONNETTOMUUDETvahinkoriski yli ruudun rakennusten. Ruutukohtainen vahinkoriskimäärittyy kvantitatiivisesti ja sen pohjalta voidaanVerrattuna muihin pelastustoimen tehtäviin, s. + liitt. 9 s. VTT Tiedotteita - Research Notes;2530. ISBN 978-951-38-7573-2. Lähestymistavassa http:// keskeinenEdellä tieliikenteen kuvattu onnettomuuksissa menettely kattaa on omaisuusvahinkotarkastelut. tilastoitutapahtuneeksi on määrittää selvästi tuhoutumisprosentin eniten henkilöva-käytös www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/2010/T2530.eri muuttujien funktiona, johon liittyvät myöshaastemenetelmän hinkoja. Tieliikenneonnettomuuksiin kannalta suurimmat epävarmuudet. liittyvienriskien menetetelyllä arvioinnissa nojataan henkilövahinkoja, aiemmin 4. PRONTO. tavoitteena Pelastustoimen tarkentaa resurssi- riskikarttaa japdf. Hankkeen edetessä pyritään tarkastelemaansamallahenkilövahinkoriskiin tehtyihin tutkimuksiin liittyvillä ja selvityksiin, tiedoilla. joissamaanteiden turvallisuutta on tarkasteltu 5. Salenius, Salla. 2012. Liikenneturvalli-onnettomuustilasto. https://prontonet.fi/LIIKENNEONNETTOMUUDETtien ja tieympäristön ominaisuuksien näkökulmasta[5]. Tarkastelu pohjautuu poliisin muudet vuosina 2001-2010. Liikennevirassuudenanalysointi – maanteiden onnetto-tietoon tulleiden maanteillä tapahtuneiden ton 5 tutkimuksia ja selvityksiä 2/2012. 168henkilövahinko-onnettomuuksien ja tieverkonominaisuuksien analysointiin. Olemas-1798-6664, ISBN 978-952-255-093-4.s. ja 33 s. (liit.). ISSN-L 1798-6656, ISSNsa olevan tiedon pohjalta luodaan sovellus pelastustoimeen,jossa tieverkon eri tyyppisilleosuuksille määritetyt onnettomuustiheydettuodaan ruututasolle.Myös tieliikenneonnettomuudet ovat tärkeätarkastelukohde, koska ne ovat pelastustoimentehtävistä se onnettomuustyyppi, jossatapahtuu eniten henkilövahinkoja.PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 71

Pekka Kortelainen, Johannes Ketola ja Matti Sipilä, Pelastusopisto, Hulkontie 83, 70820 KuopioProntoX – Pelastustoimen rekisterijatilastointijärjestelmien tarpeet jatoteutusmalliTIIVISTELMÄPelastustoimen rekisteri- ja tilastointijärjestelmientarpeet ja toteutusmalli -hanke (ProntoX)käynnistettiin vuoden 2011 lopussa.Hankkeen tehtävänä oli selvittää pelastustoimenrekisteröinti- ja tilastojärjestelmiennykytila, toimintaympäristön muutostenvaikutukset sekä luoda ehdotus järjestelmienuudistamiseksi. Selvitystyö ulotettiin koskemaankaikkia kolmea pelastuslaissa mainittuapelastustoimen rekisteriä, toimenpiderekisteriä,valvontarekisteriä ja varautumisen tehtävienrekisteriä.ProntoX-hankkeen selvitystyössä hyödynnettiinJulkisen hallinnon tietohallinnonneuvottelukunnan julkaisemia JHS-suosituksia.Käytössä olivat ICT-palvelujen kehittämiseenja prosessien kuvaukseen liittyvätsuositukset. Pelastustoimen rekisteri- ja tilastointijärjestelmiennykytila kuvattiin kokonaisarkkitehtuurimenetelmänmukaisesti.Pelastustoimessa on nykyisin käytössä kansallisia,alueellisia ja paikallisia tietojärjestelmiä.Keskeisten rekisterien välinen tiedonsiirtoei toimi sähköisesti, vaan tietoja joudutaansiirtämään manuaalisesti järjestelmienvälillä. Hajautettu ja siiloutunut järjestelmätoteutusei tue tietojen yhtenäistä analysointiaja hyödyntämistä. Ongelmia on nähtävissäerityisesti riskiperustaisen valvontatoiminnantoteuttamisessa. Hätäkeskusjärjestelmänuudistaminen ja viranomaisten yhteisenkenttäjärjestelmän käyttöönotto asettavat pelastustoimenjärjestelmien toimivuudelle uusiahaasteita. Pelastustoimen nykyisin hajautetutjärjestelmät ja tiedonhallinta vaikeuttavatjärjestelmien integrointia hätäkeskusjärjestelmäänja kenttäjärjestelmään.Tutkimuksen lopputuloksena esitetään pelastustoimeenkeskitettyä tietojärjestelmäratkaisua.Toteutusmallin mukaisesti pelastustoimenrekisterien tiedot kootaan yhtenäiseentietovarantoon, johon kytketään tarvittavatjärjestelmäpalvelut. Keskittämiselläratkaistaan tiedon hallintaan, hyödyntämiseenja sähköiseen siirtoon liittyvät ongelmat.Kustannushyödyt huomioiden järjestelmä onmyös aikaisempaa tehokkaampi.PRONTOX-HANKETavoitteetProntoX-hankkeen tehtävänä oli selvittääpelastustoimen rekisteröinti- ja tilastojärjestelmiennykytila, toimintaympäristönmuutosten vaikutukset sekä luoda ehdotusjärjestelmien uudistamiseksi. Kokonaisuusmuodostuu toimenpiderekisteristä, valvontarekisteristäja varautumistehtävien rekisteristäsekä niihin liittyvistä järjestelmistä.Pelastustoimen käytössä on nykyisin kansallisestikeskitetty PRONTO onnettomuusjaresurssitietojärjestelmä. Jokaisella kahdellakymmenelläkahdellaaluepelastuslaitoksellaon oma alueellinen palotarkastusohjelmasekä vaihtelevin tavoin toteutettu varautumisentietojen hallinta. Kerättyä tietoa käytetäänpelastuslaitosten toimintaan, toiminnankehittämiseen, sisäasianministeriössä jaaluehallintovirastoissa valtakunnallisesti toiminnanseurantaan ja ohjaukseen sekä tutkimukseenja tilastointiin.Hätäkeskustietojärjestelmän ja kenttäjohtamisjärjestelmienkansalliset uudistusprojektitasettavat järjestelmille uudistamispaineita.Hätäkeskusjärjestelmän tulisi toimiajouhevasti yhteen pelastustoimen järjestelmienkanssa.Projektin tavoitteiksi asetettiin projektiakäynnistettäessä:• Kuvata pelastustoimen rekisteröinnin jatilastoinnin käsitteet, prosessit sekä vastuujakäyttäjätahot• Kuvata toimintaympäristön muutosten(TOTI/ERICA, KEJO, TUVE, valvontarekisterit)vaikutus pelastustoimen rekisteri- jatilastointijärjestelmiin• Tuottaa ehdotus rekisteröinti- ja tilastointijärjestelmienuudistuksen keskeisestäsisällöstä, toteuttamismallista, teknisistä ratkaisuista,toteuttamisaikataulusta ja rahoitusmalleista• Varmistaa sidosryhmien tietoisuus rekisteri-ja tilastointijärjestelmien tarpeista ja huolehtiaeri järjestelmien yhteensopivuudesta.Tutkimus- ja kehittämismenetelmäProntoX-tutkimuksessa aihetta lähestyttiinsoveltaen julkisen hallinnon tietohallinnon72 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

neu-vottelukunnan (JUHTA) suosituksia julkisenhallinnon ICT-palvelujen kehittämistävarten. Kehittämisen lähtökohtana näissäon kokonaisarkkitehtuurimalli, jonka perusteellaselvitystyötä on jäsennetty. ProntoXhankkeessaon nykytilan kuvaus vahvasti painottunut.PeriaatetasoSuositusta JHS 179 soveltaen ensin selvitettiinperiaatteelliset ohjaavat tekijät. Lainsäädännönosalta läpikäytiin pelastuslain, henkilötietolainsekä lain hätäkeskustoiminnastavaikutukset tulevaan järjestelmään. Asiakirjojenjulkisuus-, salassapito- ja turvaluokitussäännöksetanalysoitiin. Strategiatasonlinjauk set on myös otettu huomioon.Toiminta-arkkitehtuuriSeuraavana osa-alueena analyysissä oli toiminta-arkkitehtuurinhavainnollistaminen.Palvelut jakautuvat ryhmiin seuranta ja tilastointisekä ohjaus, valistus ja neuvonta.Seurannan ja tilastoinnin palvelut koostuvaterilaisten tilastotietojen ja seurantatietojenkoonnista sekä niiden tuottamisesta jajakelusta.Pelastustoiminnan osalta tietojärjestelmienkeskeisin hyödyntäminen liittyy nykyisin pelastustoimensuorittamaan toimenpiteen tietojenkirjaamiseen, mikä tapahtuu pääasiassatoimenpiteen jälkeen.Pelastuslaitokset valvovat pelastuslain asettamienyleisten velvollisuuksien sekä toiminnanharjoittajan,rakennuksen omistajan jahaltijan velvollisuuksien toteutumista. Tähänliittyen pelastuslaitokset tekevät palotarkastuksiatai seuraavat muutoin toiminnanlainmukaisuutta.Väestösuojeluun varautuminen ei ole samaantapaan toiminnallista kuin pelastustoimintatai valvontatoiminta. Toiminnan tarkoituksenaon varautua poikkeusoloihin siten,että pelastuslaitos yhteistyössä muidentoimijoiden kanssa kykenee silloin suojelemaanväestöäKuva 1 PalveluhierarkiaProsessitPelastustoimen rekisteröinti- ja tilastojärjestelmiinliittyviä prosesseja on toistaiseksi kuvattumelko vähän. Nykytilan osalta tässähankkeessa on kuvattu:• Toimenpidetietojen kirjaaminen hälytystehtävässä• Koostetietojen kirjaaminen toimenpiderekisteriin• Tietojen haku toimenpiderekisteristä• Resurssitietojen ylläpito• Turvallisuusviestintä• PalotarkastusTietoarkkitehtuuriTietoarkkitehtuurin osalta on läpikäyty pääasiallisetpelastustoimeen liittyvät sisäiset jaulkoiset tietovarannot.Pelastuslaitoksen sisäisiä päätietoryhmiäovat toimenpidetiedot, valvontatehtävien tiedotsekä varautumisen tiedot.Ulkoisia ovat mm. kiinteistötiedot.Pelastuslaitoksen sisäisiä päätietoryhmiäovat toimenpidetiedot, valvontatehtävien tiedotsekä varautumisen tiedot.HANKKEEN TULOKSETVisioPelastustoimen rekisteri- ja tilastointijärjestelmienarkkitehtuurin kehittämistarpeidenja nykytilan kuvausten pohjalta on luotu ylätasonkehittämisvisio järjestelmäkokonaisuudenkehittämiseksi.Pelastustoimen tietojärjestelmät muodostavatharmonisoidun järjestelmäkokonaisuuden,jossa tiedon käytettävyys ja saavutettavuuson toteutettu pelastustoimen palvelutehtävienhoitamisen kannalta mahdollisimmantehokkaasti sekä pelastustoimen ja pelastustoimeenliittyvien kriittisten järjestelmienyhteydet ja niiden yhteen toimivuuson varmistettu.Vision lähtökohtana on pelastustoimennykyisten palvelujen mahdollisimman tehokashoitaminen. Keskeinen ajatus on järjestääpelastustoimen tietovarannot ja järjestelmätsellaiseksi kokonaisuudeksi, joka tukeeparhaiten palvelutuotantoa. Lisäksi varmistetaan,että kokonaisuus on julkishallinnonsuositusten mukainen ja siinä hyödynnetäännykyaikaisinta teknologiaa.Visiossa pelastustoimen tiedot muodostavatkeskitetyn tietovarannon. Tietovarantoonon kytketty tarvittavat tietojärjestelmäpalvelut.Tietovaranto liittyy hätäkeskusjärjestelmäänyhden rajapinnan kautta. Tietoa voidaan siirtääjärjestelmien välillä molempiin suuntiin.Visiossa pelastustoimen tietovarannon tietoarkkitehtuurion harmonisoitu sisäisestisuhteessa järjestelmäpalveluihin ja ulkoisestisuhteessa sidosjärjestelmiin. Tietojen analysointivoidaan ulottaa samojen periaatteidenmukaisesti koko tietovarantoon.Seurannan ja tilastoinnin palvelut koostuvat erilaisten tilastotietojen ja seurantatietojen koonnistasekä niiden tuottamisesta ja jakelusta.Pelastustoiminnan osalta tietojärjestelmien keskeisin hyödyntäminen liittyy nykyisin pelastustoimensuorittamaan toimenpiteen tietojen kirjaamiseen, mikä tapahtuu pääasiassa toimenpi-Kuva 2 Pelastustoimen rekisteri- ja tilastointijärjestelmiin liittyvien palveluTietoarkkitehtuuriTietoarkkitehtuurin osalta on läpikäyty pääasialliset pelastustoimeen liittyvset tietovarannot.Pelastuslaitoksen sisäisiä päätietoryhmiä ovat toimenpidetiedot, valvontatehvarautumisen tiedot.Rekisteröinti- ja tilastojärjestelmien arkkitehtuurinanalyysi ja kehittämistarpeetVision mukaisessa ratkaisussa pelastustoimeenluodaan yhteinen tietovaranto ja siihenmääritellään tarvittavia järjestelmäpalveluja.Keskeinen ajatus on luopua hajautetuistatietovarannoista ja järjestelmistä. Keskittämiselläratkaistaan tiedon siirtoon, käyttöönja hyödyntämiseen liittyvät keskeisimmätongelmat. Nähtävissä on, että pelastustoimenkaikki palvelut hyötyvät tällaisestajärjestelmäratkaisusta.Tiedon keruun ja käytön tulisi palvella niitätarkoituksia, mitä varten tietoa kerätään.Esimerkiksi valvontatehtävissä kerätyt rakennuksenominaisuuksiin liittyvät tiedot voivatolla oleellisen tärkeitä pelastustehtävänkannalta.KEJO-hankkeessa suunniteltava johtamisjärjestelmähyödyntää taustajärjestelmien tietojaja myös lähettää tietoja taustajärjestelmiin.Taustajärjestelmien tiedot eivät ole olleettoistaiseksi 24/7-toiminnan piirissä. Josoletetaan, että operatiivinen toiminta käyttääniiden tietoja, tulisi pelastustoimen tietojärjestelmientietosisältö olla saatavissa ja käytettävissä24/7. Johtamisjärjestelmiin liittyvässäkeskustelussa on myös noussut esiin tarvekohdetietojen ja riskitietojen käytölle operatiivisissatilanteissa.Kehittämisvision mukaisesti pelastustoimeenolisi järkevää muodostaa yhtenäinentietovaranto, johon kerätään pelastustoimeneri palveluissa muodostuvat tiedot. Tällä menettelylläratkaistaisiin useat tiedon siirtoonja hyödyntämiseen liittyvät ongelmat ja kehittämistarpeet.Tietosisältöjen yhtenäinenmäärittely (harmonisointi) helpottaa tiedonyhteistä käyttöä ja siirtoa eri järjestelmien välillä.Pelastustoimintaan liittyvien rekisterienkäsitteistöt, tietosisällöt, tietoryhmät ja luokituksettulisi yhtenäistää siten, että rekiste-Ulkoisia ovat mm. kiinteistötiedot.PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 73

ien sisältämää tietoa voidaan käyttää jatkossayhteismitallisessa muodossa varsinaisessatoiminnassa, seurannassa ja tilastoinnissa sekämahdollisissa operatiivisissa käyttökohteissa.Yhteinen tietokanta koskisi nykytilanteeseenpohjautuen voimakkaimmin palotarkastusohjelmiaja varautumisen järjestelmiä.Alue tai kuntakohtaisista tietokannoista siirryttäisiinkeskitettyyn valtakunnalliseen tietokantaan.Tietojen haku operatiiviseen toimintaantai tilasto/tutkimustarkoituksiin helpottuisimerkittävästi.Pelastustoiminnan tietojärjestelmäpalvelujenosalta selvityksen yhteydessä nousi esiintarve yhtenäiselle resurssien hallinnan palvelulle.Resurssien hallinta koskee sekä pelastustoimintaaettä varautumista. Nykyisin resurssienhallinta on hajautunut alueellisiin japaikallisiin järjestelmiin, Pronto-tietojärjestelmäänja hätäkeskusjärjestelmiin. Normaalioloihinja erityistilanteisiin tarvittavien resurssiensuunnittelu olisi järkevää hallita samallajärjestelmällä ja integroida se tarvittaviltaosiltaan uuteen hätäkeskusjärjestelmään.VARANTO-hanke ja sen tavoiTTeetVARANTO-hanke jatkaa ProntoX-hankkeessakäynnistettyä pelastustoimen rekisteri-ja tilastojärjestelmien kehitystyötä. Hankkeenkokonaistavoitteena on pelastustoimenyhtenäisen tietovarannon ja siihen liittyvienjärjestelmäpalvelujen suunnittelu ja määrittely.Keskeisimpiä palveluja ovat: valvontatoiminta(palotarkastukset ym.), resurssienhallinta(ulkoiset ja sisäiset resurssit), tilastotja seuranta, palontutkinta ja onnettomuustietojenkirjaaminen sekä jatkossa myös valvontaanliittyvä kansalaiskäyttö.Tavoitteena on• kuvata pelastustoimen keskitetty tietovarantoja siihen liittyvä sovellusalusta• koota tietovarantoon ja sovellusalustaanliittyvät vaatimukset• kuvata pelastustoimen tietovarantoonkytketyt järjestelmäpalvelut• koota järjestelmäpalveluihin liittyvät vaatimuksetja tietotarpeet• laatia pelastustoimen tietojärjestelmilleyhtenäinen toimintaan perustuva tieto-malli• varmistaa järjestelmäkokonaisuuden yhteentoimivuusja julkishallinnon suositustenmukaisuus• laatia esitys hallintamalliksi pelastustoimentietovarannolle ja järjestelmille• varmistaa sidosryhmien tietoisuus uudistuksenkeskeisestä sisällöstä tiedotta-mallaja esittelemällä hanketta soveltuvissa tilaisuuksissa• hankintaprosessin valmisteluAlla on kuvattu VARANTO -järjestelmälläKuva 3 Pelastustoimen keskeiset tietovarannotPelastuslaitoksen sisäisiä päätietoryhmiä ovat toimenpidetiedot, valvontatehtoteutettavat varautumisen pelastustoimen tiedot. keskeiset rekisteri-ja tilastopalvelut, sekä korostettu niiden toa pystytään VARANTO-järjestelmässä hyö-Varautumisen rekistereiden sisältämää tie-merkitystä hallintomallia ajatellen: dyntämään kaikessa pelastus- ja valvontatoiminnassa.• Tilasto-, seuranta- ja tutkimuspalvelutHANKKEEN TULOKSETmuodostavat merkittävän osan järjestelmänpalveluista. Järjestelmään koottavan tiedon KIITOKSETpohjalta laaditaan Visio vuosittain lähes kaikki pelastustoimentilastopalvelut. Järjestelmällä kumppaneita ja osapuolia, jotka ovat vaikut-Raportin tekijät kiittävät kaikkia yhteistyö-toteutetaan Pelastustoimen aluehallintovirastojen rekisteri- ja sisäasianministeriöntilan seuranta- kuvausten ja valvontatehtävät.pohjalta luotu losuojelurahaston ylätason kehittämisvisio avustus mahdollisti järjestelmäkokonatämänja tilastointijärjestelmien taneet tämän selvitystyön arkkitehtuurin toteutumiseen. Pa-kehittämisLisäksi järjestelmään miseksi. ja sen tietoihin pohjautuuvaltaosa pelastustoimen tutkimustoi-ja pelastusjohtajia kiitämme siitä, että hank-selvitystyön tekemisen. Sisäasianministeriötäminnasta. Pelastustoimen tietojärjestelmät keessa muodostavat luodusta toteutusmallista harmonisoidun päästiin järjestelmäkoknopeastiyksimielisyyteen on toteutettu jo pelastustoimen keväällä 2012. palvelute• Pelastustoimintaan tiedon käytettävyys liittyvinä ja palveluina saavutettavuusVARANTO-järjestelmän kautta saadaan operatiiviseentoimintaan tarvittavat kohdetiedot LÄHDELUETTELO sekä pelastustoimen ja pelastustoisen kannalta mahdollisimman tehokkaastija riskitiedotkriittistenyhden rajapinnanjärjestelmienkautta.yhteydetNykyisintietoja ei pääsääntöisesti saada. Asetus viranomaisten toiminnan julki-Pääasiallisetja niidenlähteet:yhteen toimivuus on varmistettu.• Ohjauksen-, valistukseen ja neuvontaan suudesta ja hyvästä tiedonhallintatavastaliittyvinä turvallisuusviestinnän palveluina 12.11.1999/1030toteutetaan VARANTO-järjestelmää hyödyntäentoiminnan suunnittelua, kohdenta-organisaatioiden ICT-palvelujen kehittämis-JUHTA, 2008. JHS- suositukset julkistenmista ja tuloksellisuuden arviointia. tä varten Suositus. Helsinki. Julkisen hallinnontietohallinnon neuvottelukunta.• Valvonnan tehtäviin kuuluvissa palotarkastuksissaja muussa valvontatoiminnassa KEJO, 2010c. Kenttäjärjestelmien määrittelyprojekti(KEJO). Yhteenveto.keskeistä on tietojärjestelmän antama toiminnanaikainen tuki. Keskitetty palvelutuotantomahdollistaa tietojärjestelmän yhtenäistäjauksesta10.6.2011/634Laki julkisen hallinnon tietohallinnon ohmisenja siten kokonaiskustannusten paremmankohdentamisen. VARANTO mahdol-Laki Pelastusopistosta 21.7.2006/607Laki hätäkeskustoiminnasta 20.8.2010 /692listaa onnettomuustietojen käytön valvontatoiminnassasekä kohdetietojen ja palotarta21.5.1999/621Laki viranomaisten toiminnan julkisuudeskas-tustietojensujuvan hyödyntämisen operatiivisessapelastustoiminnassa.masta. versio 1.2 23.6.2012. PelastusjohtajienOhje pelastuslaitoksen valvontasuunnitel-• Varautumisen palveluiden rekisteri- ja hallituksen asettama Valvontasuunnitelmatyöryhmä.tilastotoiminta saadaan keskitetyn järjestelmänpiiriin. Palveluja ei ole aikaisemmin toteutettuyhtenäisen järjestelmän tukemana. Sisäasiainministeriö, 2007.Pelastuslaki 29.4.2011/379Valmiussuun-74 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

Pronton kehittämiseen. Pelastusopiston julkaisuB-sarja: Tutkimusraportit 3/2006. Kuopio.Pelastusopisto.TOTI, 2009. Hätäkeskustoiminnan yhdenmukaistamisenja käyttöönoton valmisteluidenosaprojekti. Loppuraportti. Helsinki.Hätäkeskuslaitos.VAHTI, 2010. Ohje tietoturvallisuudestavaltionhallinnossa annetun asetuksen täytäntöön-panosta.Valtionhallinnon tietoturvallisuudenjohtoryhmä VAHTI ohje 2/2010.Helsinki. Valtionvarainministeriö.Valtioneuvoston periaatepäätös hallinnonturvallisuusverkon (TUVE) organisoinninja hallinnon järjestämisen linjauksista12.5.2011.Valtionvarainministeriö, 2000. Salassa pidettävientietojen ja asiakirjojen turvaluokit-nittelu pelastuslaitoksissa. Ohje. SisäasiainministeriönKuva 4 Tietovaranto julkaisuja 26/2007. ja sovelluksetHelsinki, Si-strategia 2025. Sisäasianministeriön julkaitelu-ja merkintäohje. Valtionvarainministe-Sisäasiainministeriö, 2012. Pelastustoimensäasiainministeriö.suja 8/2012. Helsinki. Sisäasianministeriö. riön ohje ministeriölle, virastoille ja laitoksilleVM 5/01/2000. Helsinki. Valtionva-Sisäasianministeriö, 2007b. Valtioneuvostonselonteko hätäkeskusuudistuksesta 2007 tävien tietoaineistojen luokittelusta ja käsitterainministeriö.Sisäasianministeriön määräys salassa pidet-Vision lähtökohtana on pelastustoimen nykyisten palvelujen mahdollisimman tehokas hoitaminen.Hätäkeskusuudistuksen Keskeinen ajatus arviointi. on järjestää Sisäasilystäpelastustoimen 2.5.2011 SMDno/2011/218. tietovarannot ja järjestelmät sellaiseksi–ainministeriön kokonaisuudeksi, julkaisuja joka 54/2007. tukee HelsinkisuusSisäasiainministeriö.on julkishallinnon suositusten mukainen men alueiden ja siinä ja tutkimuksen hyödynnetään näkökulmia nykyaikaisinta teknologi-parhaiten Tillander palvelutuotantoa. K, Kokki E, Lisäksi 2006. Pelastustoi-varmistetaan, että kokonaiaa.Jäikö jotainlukematta?Visiossa pelastustoimen tiedot muodostavat keskitetyn tietovarannon. Tietovarantoon on kytkettytarvittavat tietojärjestelmäpalvelut. Tietovaranto liittyy hätäkeskusjärjestelmään yhdenrajapinnan kautta. Tietoa voidaan siirtää järjestelmien välillä molempiin suuntiin.Tilaa nyt!Visiossa pelastustoimen tietovarannon tietoarkkitehtuuri on harmonisoitu sisäisesti suhteessajärjestelmäpalveluihin ja ulkoisesti suhteessa sidosjärjestelmiin. Tietojen analysointi voidaanTilaa vanhoja lehtiä itsellesi tai kollegallesi!ulottaa samojen periaatteiden mukaisesti koko tietovarantoon.Hinta 3 € / lehti (sis. alv:n) + postimaksu.Merkitse tilauskuponkiin haluamasi lehtien numerot.Tee tilaus postitse, puhelimitse tai sähköpostilla.3/20098.4.PelastustietoPasilankatu 8, 00240 HELSINKIPuh. 044 728 0401 • s-posti: tilaukset@pelastustieto.fi1 20137.2.Tilaan seuraavat lehdet hintaan 3 € / lehti (+ postikulut):NimiOsoite7/200923.9.Sprinklereillä hoitolaitosten paloturvallisuuslopullisesti kuntoon s. 22Raju hallipalovaati järeän sammutuksen s.8Ministeri Mari Kiviniemi:Eläkeikä päätös yhä tekemättä s.8SEURAAVA PELASTUSTIETO ILMESTYY 13.5. – TEEMANA PELASTAJAN KALUSTO JA VARUSTEETSinistenvilkkujen yöHelsingissäs.10–17Suomenlahdelle tarvitaan lisääöljyntorjuntakalustoa s. 28Puh.SähköpostiÄänestä logoPRONTOlle! s. 31JVT kehittynyt isoin harppauksinviime vuosina sKuppikuntaisu

Veli-Matti Hakala, Raila Hoivanen, Jarkko Jäntti, Pasi Paloluoma, Tuomas Pälviä ja Tapio Stén.Palontutkinta2014-työryhmä c/o Keski-Suomen pelastuslaitos, Jarkko Jäntti, Salontaipaleentie 6, 40500 JyväskyläPelastuslaitosten palontutkijoidenvuonna 2012 tutkimien teemojenvälituloksetTiivistelmäPelastusviranomaisten suorittaman palontutkinnantavoitteena on vastaavien onnettomuuksienehkäisy ja vahinkojenrajoittaminen sekä pelastustoiminnan ja toimintavalmiuksienkehittäminen. PelastuslaitostenPalontutkinta2014-työryhmä näkitarpeellisena toteuttaa vuosina 2012–2013yksityiskohtaisemman teematutkinnan neljäneri ilmiön osalta, koska yksittäisten tulipalojentutkinta havaittiin tulosten hyödyntämisenosalta riittämättömäksi ja tutkinnoistatehdyt johtopäätökset painoarvoltaan heikoiksi.Tässä artikkelissa esitellään teematutkintahankkeenvälituloksia.Teemaksi 1 valittiin tulipalot ja läheltä piti-tapaukset hoitolaitoksissa sekä palvelu- jatukiasunnoissa. Tässä tarkoituksena oli selvittäähenkilökunnan sekä palovaroittimen,automaattisen paloilmoittimen ja automaattisensammutuslaitteiston vaikutusta poistumisturvallisuuteen.Tutkittujen 60 tulipalonotoksessa henkensä menetti 6 henkilöä ja vakavastiloukkaantui 4. Henkilövahingot aiheutuivatniissä kohteissa, joissa automaattistasammutuslaitteistoa ei vielä ollut.Teemana 2 Palontutkinta2014-työryhmäohjeisti mukaan lähteneitä pelastuslaitostenpalontutkijoita selvittämään yksityiskohtaisemminpalotapaukset, joissa asuinkerrostalonporrashuoneessa oli savua. Tärkeimpänätutkintatuloksena voidaan pitää tietoa siitä,että huoneistoihin porrashuoneesta johtavateivät ole tiiviitä, vaikka ne ovat kiinni palonaikana. Tutkituissa 53 tapauksessa yhteensä361 ihmistä kärsi onnettomuuden seurauksista.Käytännössä joka toisessa palossa arvioitiinkoko rakennuksen tai sen osan tyhjentämistarve.Paloissa menehtyi 4 ihmistä, 6ihmistä loukkaantui vakavasti ja 43 lievästi.Kolmantena teemana kerättiin lisätietoatulisijoista ja hormeista syttyneistä tulipaloista.Moni tulipalo näistä 126 tutkitusta palostaolisi voitu välttää, mikäli tulisijojen ja hormienkunto, riittävä suojaetäisyys syttyväänmateriaaliin ja läpivientien eristeiden eristävyydentarkastaminen olisi tehty ajoissa.Neljäntenä teemana kerättiin havaintojapelastustoiminnan kehittämiseksi maanalaisissatiloissa tapahtuvien palojen varalle. Raportoiduista129 tapauksen joukosta paloturvallisuuslaitteitaoli 68 tapauksessa, muttalaitteet puuttuivat 39 kohteesta (30 %), joissane nykymääräysten mukaan olisi pitänyt olla.Vaatimusta paloturvallisuuslaitteista ei ollut22 kohteessa. Kohteissa olleet henkilöt yrittivätalkusammutusta vain 24 tapauksessa.PALOT HOITOLAITOKSISSA SEKÄPALVELU- JA TUKIASUNNOISSATutkimuskysymykset jatutkimusaineistoTämän yhteenvedon tarkoituksena oli selvittäämuun muassa seuraavat asiat:• miksi ihminen ei poistunut syttyneestätilasta,• palovaroittimen, automaattisen paloilmoittimenja automaattisen sammutuslaitteistonvaikutusta poistumisturvallisuuteen ja• henkilökunnan merkitystä poistumisturvallisuudessa.Otos käsitti 60 sellaista hoitolaitoksissa,palvelu- ja tukiasunnoissa ja muissa vastaavantyyppisissä kohteissa tapahtunutta tulipaloaSuomesta vuodelta 2012, joista pelastusviranomainenoli laatinut toimenpiderekisteriin[1] palontutkintaselosteen. Vastaavantyyppiset kohteet sisältävät muun muassakuntien, yhdistysten, säätiöiden yms. tahojenomistamia asuinrakennuksia, joidenasunnot on tarkoitettu vuokra-asunnoiksiikääntyneille ihmisille tai toimintakyvyltäänalentuneille henkilöille. Palontutkintaselosteetolivat laadittu:• palosta aiheutuneen palokuoleman tai vakavanloukkaantumisen (n=9),• palosta aiheutuneen yli 200 000 euronomaisuusvahingon (n=1) tai• hoitolaitos- ja palvelu- ja tukiasuntoteematutkinnanperusteella (n=50).Henkilövahingolla tarkoitetaan palosta aiheutunuttakuolemaa ja vakavaa loukkaantumista.Kaiken kaikkiaan edellä mainituissakohteissa Suomessa tapahtui tulipaloja tairakennuspalovaaroja noin 160 kappaletta,mutta palontutkintaseloste oli laadittu 60tapauk sesta. Palojen kokonaismäärä riippuusiitä, mitä rakennustyyppejä lasketaan mukaan.Yhteenvedossa käsitellään ensin palokuolemaantai vakavaan loukkaantumiseenjohtaneiden tulipalojen tiedot ja sitten tee-76 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

Taulukko 1. Henkilövahingot ja tapahtumapaikan kuvaus palontutkintaselosteella olevan kuvauksenmukaisesti.matutkintojen ja omaisuusvahingon perusteellalaadittujen selosteiden tiedot. Lopuksiesitetään laadittujen selosteiden johtopäätöksetsekä suositukset turvallisuuden parantamiseksi.Palokuolemaan tai vakavaanloukkaantumiseen johtaneet palotTutkittavana olleissa 9 palossa menetti henkensä6 henkilöä ja vakavasti loukkaantui 4.Yhdessä palossa menehtyi sekä henkilö C ettäloukkaantui vakavasti toinen henkilö I. Henkilövahingotsisältävät varsinaisissa hoitolaitoksissaja palvelu- ja tukiasunnoissa tapahtuneidenvahinkojen lisäksi myös esimerkiksiikääntyneille ihmisille tarkoitetuissa vuokra-asunnoissatapahtuneet henkilövahingot(taulukko 1).Riskikohteita ei kyetä tunnistamaanvieläkään riiTTävän kattavastiTapausta H lukuun ottamatta, vakaviin henkilövahinkoihinjohtaneet palot tapahtuivatkohteissa, jotka oli merkitty pelastuslain[2, luku 3] mukaan pelastussuunnitelmavelvollisiksi.Pitkäaikaisasunnottomille huumeenkäyttäjilletarkoitettu omakotitalo oli jätettyvelvoitteen ulkopuolelle. PalokuolematB ja F tapahtuivat kohteissa, jotka oli merkittymyös poistumisturvallisuusselvitysvelvoitteenpiiriin kuuluviksi. Muut palokuolematA, C, D ja E tapahtuivat sellaisissa rakennuksissa,jotka on jätetty pelastuslaissa jamahdollisesti voimaan astuvassa valtioneuvostonasetuksessa poistumisturvallisuudesta[3, s. 4] selvitysvelvoitteen ulkopuolelle.Henkilökuntaa oli paikalla 24 tuntia vuorokaudessapalvelu- ja tukiasuntona käytetyn rakennuksenpalokuolematapauksessa F. Asuntooli varustettu kahdella palovaroittimella.Asunnon makuuhuoneessa, josta palo alkoi,oli ns. erillinen palovaroitin. Toinen varoitineteisessä oli yhdistetty palovaroitinjärjestelmään,josta oli yhteys paikalla olleen talonmiehenmatkapuhelimeen. Talon asukas olikuullut palovaroittimen hälyttävän jossakinja hän meni kertomaan asiasta henkilökunnalle.Hoitaja lähti paikantamaan hälyttävääkohdetta. Matkalla hän tapasi talonmiehen,joka oli saanut hälytyksen matkapuhelimeensa.Työntekijä avasi ensin väärän huoneistonoven. Seuraavaksi hän avasi syttyneen huoneistonoven. Tässä vaiheessa savua oli asunnossaniin paljon, ettei hän voinut mennä sisälle.Työntekijä teki hätäilmoituksen, ohjasihuutamalla muita pysymään asunnoissaan japoistui savuisesta porrashuoneesta. Henkilökunnanon arvioitu olleen paikalla 2 minuutinkuluessa palovaroitinjärjestelmän hälytyksestä.Henkilökuntaa oli paikalla myös vakavanloukkaantumisen J aiheuttaneessa tulipalos-Henkilövahinko RakennustyyppiPalokuolema A Palvelukotisäätiön hallinnoima rivitalo, josta asuntojavuokrataan yli 55-vuotiaillePalokuolema B Vanhusten asuntosäätiön omistama luhtitaloPalokuolema C Kerrostaloasunto, jossa asui liikuntarajoitteinen miesdementoituneen äitinsä kanssa todennäköisesti tuetussaasumismuodossa.Palokuolema D Kunnan omistama rivitalo, asukas sai kotipalveluaPalokuolema E Vanhaintukisäätiön omistama vuokrakerrostalo. Asuntoihinsai tarvittaessa palvelujaPalokuolema F Palvelu- ja tukiasuntona käytettävän rakennuksen omistipäihdekuntoutuspalveluja tarjoava säätiöVakavaPalvelu- ja tukiasuntona käytettävä asuinrakennusloukkaantuminen GVakavaloukkaantuminen HYhdistyksen omistama omakotitalo, josta vuokrataan asuntojapitkäaikaisasunnottomille huumeenkäyttäjilleVakavaKerrostaloasunto, jossa asui liikuntarajoitteinen miesloukkaantuminen I dementoituneen äitinsä kanssa todennäköisesti tuetussaVakavaloukkaantuminen JasumismuodossaTerveyskeskuksen vuodeosastoRiskikohteita ei kyetä tunnistamaan vieläkään riittävän kattavastiTapausta H lukuun ottamatta, vakaviin henkilövahinkoihin johtaneet palot tapahtuivatkohteissa, jotka oli merkitty pelastuslain [2, luku 3] mukaan pelastussuunnitelmavelvollisiksi.Pitkäaikaisasunnottomille huumeenkäyttäjille tarkoitettu omakotitalo oli jätetty velvoitteensa terveyskeskuksen vuodeosastolla. Todennäköisestteestaei vahvistettu palontutkintaselosteella.ulkopuolelle. Palokuolemat B ja F tapahtuivat kohteissa, jotka oli merkitty myös poistumisturvallisuusselvitysvelvoitteentupakoinnin seurauksenapiiriinpotilaankuuluviksi.SprinklerilaitteistoMuut palokuolematoliA, C,suunniteltuD ja E tapahtuivathälyttämäänpalovaroittimen ja mahdollisesti välityksellä voimaan astuvassa 24 tuntiavuodevaatteet sellaisissa rakennuksissa, ja myös omat jotka vaatteet on jätetty olivat pelastuslaissasyttyneet valtioneuvoston palamaan. asetuksessa Henkilökunta poistumisturvallisuudesta sai tiedon vuorokaudessa [3, s. miehitettynä 4] selvitysvelvoitteen olevaan kiinteistövalvomoon,mutta hälytysyhteys oli poikkiulkopuolelle.automaattisen paloilmoittimen väli-palostatyksellä. Voimakkaan savunmuodostuksen vioittuneen SIM-kortin vuoksi.vuoksi Henkilökuntaa hoitajat eivät oli paikalla päässeet 24 enää tuntia huoneeseennuksenvaan palokuolematapauksessa suorittivat alkusammutuksen F. Asunto ovel-oli varustettu uksissa asunnoissa kahdella palovaroittimella. oli toimiva palovaroitin. Asunnonvuorokaudessa Palokuolemiin palvelu- ja tukiasuntona C, D ja F johtaneissa käytetyn raken-tapa-makuuhuoneessa, josta palo alkoi, oli ns. erillinen palovaroitin. Toinen varoitin eteisessä olita asti. Hoitajat saivat palon sammumaan. Alentuneen toimintakyvyn vuoksi asukas eiyhdistetty palovaroitinjärjestelmään, josta oli yhteys paikalla olleen talonmiehen matkapuhelimeen.Yksi kohteistaTalon asukasoli varustettuoli kuullutautomaattisellaasiasta sammutuslaitteistolla. henkilökunnalle. Palvelu- Hoitaja ja lähti tukiasun-paikantamaan palovaroitin hälyttävää on kohdetta. havainnoinut Matkalla palon hän nopeasti. tapasipalovaroittimenolehälyttävänpystynytjossakinpoistumaanja hänasunnosta,meni kertomaanvaikkanoksi talonmiehen, määritellyn joka kohteen oli saanut asunnossa hälytyksen oli nojatuolihuoneiston syttynyt oven. palamaan Seuraavaksi tupakoinnin hän avasi syttyneen seu-Läheltä huoneiston piti oven. ­Tapaukset Tässä vaiheessa savua olimatkapuhelimeensa. Työntekijä avasi ensin vääränrauksena. asunnossa Huoneiston niin paljon, ettei asukas hän G voinut oli liikuntarajoitteinen.huutamalla muita Asukas pysymään oli savuketta asunnoissaan sytyttä-ja poistui savuisesta porrashuoneesta. Henkilö-mennä sisälle. Työntekijä teki hätäilmoituksen, ohjasipalontutkintateemassa 1essään kunnan menettänyt on arvioitu tasapainonsa olleen paikalla ja 2 kaatunut minuutin kuluessa Kaikki palovaroitinjärjestelmän taulukossa 2 esiintyvät hälytyksestä. 51 tutkittualattialle eikä päässyt ylös. Huoneiston automaattinensammutuslaitteisto aktivoitui ja kitty pelastussuunnitelmavelvollisiksi koh-tapausta olivat palontutkintaselosteissa mer-sammutti palon. Tilanteen alkuvaiheessa naapurioli kuullut pauketta syttyneestä huoneisvallisuusselvitysvelvoite.3 teiksi. Paloista 38 kohteessa oli poistumisturtosta.Pauke johtui siitä, että lattialle kaatunutasukas yritti herättää naapureiden huo-kyseessä palonalku keittiössä. Syttymistilak-Läheltä piti -tapauksissa useimmiten olimion itseensä heittelemällä tavaroita. Naapurimeni parvekkeelle ja kuuli palovaroittimen raavaksi yleisimmät syttymistilat olivat sähsikeittiö oli merkitty 19 tapauksessa. Seu-äänen. Naapuri kuitenkin palasi sisälle asuntoonsaja arviolta noin 10–15 minuutin ku-Kahdesti syttymistilaksi oli merkitty eteinenkötila 4, makuuhuone 3, majoitushuone 3.luttua meni uudelleen parvekkeelle, jolloin tai aula, tuulikaappi tai uloskäytävä, olohuone,sauna, varastotila, toimistotila ja muu ra-havaitsi syttyneen asunnon avonaisestaikkunastatulevan savua, vesihöyryä ja vettä. Tässävaiheessa hän teki hätäilmoitussoiton hätätymyös hissi, ilmanvaihtokonehuone, kellari,kennustila. Syttymistilaksi kerran oli merkitkeskukseen.Pelastuslaitos oli kohteessa noin kuivaushuone, sosiaalitila, pesuhuone, WC ja10 minuutissa hätäilmoituksesta. Palon havaitsemisestapelastustoiminnan alkamiseen Teematutkintojen kohteista 10 oli varus-”ei voida arvioida”.kohteessa oli kulunut silti aikaa vähintään 30 tettu automaattisella sammutuslaitteistolla.Kahdessa tapauksessa laitteisto aktivoi-minuuttia. Koko tämän ajan syttyneen huoneistonasukas oli asunnossa. Vakava loukkaantu-minenoli merkitty onnettomuussemuttipaloista yhden. Toisessa rakennuspalostui.Automaattinen sammutuslaitteisto samlosteelle,mutta tietoa loukkaantumisen assaautomaattinen sammutuslaitteisto rajoittiPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 77

paloa niin, ettei tilaan muodostunut hengenvaarallisiaolosuhteita. Kahdeksassa tapauksessasammutuslaitteisto ei ennättänyt toimia,koska henkilökunnan alkusammutus onnistuineljässä tapauksessa ja palokunta sammuttipalon kahdessa tapauksessa ja kahdessa tapauksessaalkusammutukselle ei ollut tarvettalainkaan. Yhdessä tapauk sessa palo oli suojatunalueen ulkopuolella rakennuksessa.Automaattisen sammutuslaitteiston sammuttamapalo tapahtui palvelutalon dementiaosastolla,jossa oli hoidettavana 7 henkilöä.Asukashuoneen WC:ssä oli syttynyt pyykkikoritai roska-astia palamaan. Automaattinenpaloilmoitin hälytti palosta hätäkeskukseensekä henkilökunnalle. Henkilökunta eivoinut palon voimakkuuden ja savunmuodostuksenvuoksi ryhtyä sammuttamaan paloa.Henkilökunta ryhtyi evakuoimaan osastonasukkaita viereisille osastoille. Automaattinensammutuslaitteisto sammutti alkaneenpalon. Asukas poistui omatoimisesti asunnostaeikä palosta aiheutunut henkilövahinkoja.Automaattisen sammutuslaitteiston rajoittamassapalossa oli liikuntavammaisille tarkoitetunasumispalveluyksikön asunnon keittiössäjäänyt kahvinkeitin kuuman sähköhellanlevylle. Kahvinkeitin syttyi palamaan.Syttyneen huoneiston asukas pyysi hoitajakutsujärjestelmänvälityksellä hoitajaa saapumaanasuntoonsa. Saavuttuaan asuntoonhoitaja havaitsi palon keittiön hellan päällä.Hoitaja siirsi asukkaan turvaan porrashuoneeseen.Hoitaja haki toisen työn-tekijänapuun. Tässä vaiheessa paloilmaisin reagoipaloon. Naapuriasukas yritti sammuttaapaloa sammutuspeitteellä, mutta ei saanut sitäsammumaan. Hoitaja ohjasi naapurin poishuoneistosta. Palokunnan 1+3-vahvuisen pelastusyksiköntoimintavalmiusaika kohteeseenoli 3 minuuttia 4 sekuntia. Palomiestenaloittaessa sammutusta oli sammutuslaitteistorajoittanut paloa ja sitä aiheutuvia vahinkojamerkittävästi.Taulukko 2. Tutkintateemassa 1 tutkittujen, muiden kuin vakaviin henkilövahinkoihin johtaneiden,tapausten lukumäärät otoksessa rakennustyypin ja palo-osaston käyttötavan mukaanryhmiteltyinä.Rakennustyyppi Rakennuksen tai palo-osaston käyttötapa LukumääräRivitalo Asunnot ja vapaa-ajan asunnot 7Muu sairaala Hoitolaitokset 7Vanhainkoti Hoitolaitokset 6Asuntola Hoitolaitokset 6Keskussairaala Hoitolaitokset 3Terveydenhuollon erityislaitos Hoitolaitokset 3Palvelutalo Hoitolaitokset 3Terveyskeskus Hoitolaitokset 2Rivitalo Hoitolaitokset 2Rivitalo Palvelu- ja tukiasunnot 2Kehitysvammaisten hoitolaitos Hoitolaitokset 1Muu asuntolarakennus Hoitolaitokset 1Muu terveydenhuoltorakennus Hoitolaitokset 1Lasten – tai koulukoti Hoitolaitokset 1Lasten päiväkoti Kokoontumis- ja liiketila 1Rivitalo Majoitustilat 1Muu asuinkerrostalo Palvelu- ja tukiasunto 1Muu huoltolaitosrakennus Majoitustilat 1Muu asuinkerrostalo Asunnot ja vapaa-ajan asunnot 1Talousrakennus 1Yhteensä 51Läheltä piti –tapauksissa useimmiten oli kyseessä palonalku keittiössä. Syttymistilaksi keittiöoli merkitty 19 tapauksessa. Seuraavaksi yleisimmät syttymistilat olivat sähkötila 4, makuuhuone3, majoitushuone 3. Kahdesti syttymistilaksi oli merkitty eteinen tai aula, tuulikaappitai uloskäytävä, olohuone, sauna, varastotila, toimistotila ja muu rakennustila. Syttymistilaksikerran oli merkitty myös hissi, ilmanvaihtokonehuone, kellari, kuivaushuone, sosiaalitila,pesuhuone, WC ja ”ei voida arvioida”.tai huumaavien aineiden vaikutuksen alaisena lastustoimessa pidetään tavoitteena nolla palokuolemaasammutuslaitteistolla. hoitolaitoksissa ja palvelu- Kahdessa ja tu-Teematutkintojen Kun henkilön toimintakyky kohteista 10 oli on varustettu alentunut automaattisellaniin, tapauksessa ettei hän laitteisto kykene aktivoitui. poistumaan Automaattinen syttyneestäsammutuslaitteisto kiasunnoissa, niin sammutti kaikki ko. paloista kohteet yhden. tulisiToisessa rakennuspalossa automaattinen sammutuslaitteisto rajoitti paloa niin, ettei tilaanmuodostunutasunnosta 2–3hengenvaarallisiaminuutissa palonolosuhteita.syttymisestä,ennättänyt niin käytännössä toimia, koska on henkilökunnan sama, mihin alkusammutus vuomutuslaitteistolla.onnistui neljässä tapauksessa ja palo-Kahdeksassaehdottomastitapauksessavarustaasammutuslaitteistoautomaattisella sam-eirokauden kunta sammutti aikaan palon tapahtuu. kahdessa Vaikka tapauksessa koh-jde ollut olisi tarvetta varustettu lainkaan. automaattisella Yhdessä tapauksessa paloilmoit-palo ylläpidosta oli suojatun vastaavilla alueen ulkopuolella toiminnanharjoittajil-rakennuk-kahdessa Hoitolaitosten tapauksessa ja palvelu- alkusammutukselle ja tukiasuntojen eitimella sessa. ja kohteessa olisi henkilökuntaa paikallalaon yleensä liian optimistinen käsitys henkilökunnanAutomaattisenniin poistumisturvallisuussammutuslaitteistonei välttämättäjossa ole oli pelastuslain hoidettavana vaatimusten 7 henkilöä. mukainen. Asukashuoneen siä WC:ssä syttyneestä oli syttynyt tilasta. pyykkikori Tämä seikka tai tuli roska-esiinsammuttama palo tapahtuimahdollisuudestapalvelutalon dementiaosastolla,pelastaa ihmi-Vaikka astia palamaan. havainto ja Automaattinen ilmoitus tulipalosta paloilmoitin välittyisivätkikunnalle.rakennuksen Henkilökunta nopeasti tai henkilökunnalle, sen ei osan voinut tyhjentämistarve palon niin voimakkuuden se tusviranomaisen (kuva ja 1). savunmuodostuksen Paloissa onkin menehtyi aina vuoksi syytä 4 ihmistä, suhtautua ryhtyä 6 ih-hälytti myös palosta tämän hätäkeskukseen yhteenvedon yhteydessä. sekä henkilö-Pelas-kokomistä ei sammuttamaan siitäkään loukkaantui huolimatta paloa. vakavasti välttämättä Henkilökunta ja 43 lievästi. ehdi ryhtyi riit-Välittömästtävän nopeasti syttyneeseen tilaan sammuttateamukseensiitä, että henkilökunta pystyyevakuoimaan hyvin kriittisesti vaarasta osaston toiminnanharjoittajan katsottiin asukkaita pelastetuiksi viereisille to-31ihmistä 13 tulipalossa. Lisäksi pelastettiin 36 henkilöä kuudessa palossa, joissa henkilöt eivätolleet välittömässä vaarassa. Yhteensä 241 ihmistämaan paloa ja pelastamaan henkilöä. Jos pe-5evakuoitiin 18 teemaan kuuluvassa rakennuspalossa.pelastamaan ihmisiä syttyneestä tilasta.Johtopäätökset teeman 1välituloksistaKuudesta palokuolemasta neljä tapahtui päiväsaikaanklo 10–18 välisenä aikana ja kaksiyöllä. Neljä menehtyneistä oli liikuntarajoitteisia,yhden toimintakyky oli alentunut ja yksioli päihteiden vaikutuksen alaisena. Neljästävakavasti loukkaantuneesta yksi oli liikuntarajoitteinenja yksi muistisairas. Kaksi muutaolivat tapahtumahetkellä joko päihteiden78 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013Kuva 1. Esimerkki savun aiheuttamista nokijäljistä asuinkerrostalon porrashuoneessa.

varsin myöhään, eikä ihminen välttämättä kokenut oloaan turvalliseksi huoneistossaan, jossaoli näkyvää savua tai sen hajua (kuva 2).PALOT, JOISSA ASUINKERROSTALONPORRASHUONEESSA OLI SAVUATeematutkintaan 2 otettiin mukaan tapaukset,joissa asuinkerrostalossa rakennuspalossaleviää savua porrashuoneeseen. Rakennuspalovaaratrajattiin onnettomuustyyppinä pois.Lisäksi rajattiin pois luhtitalot, eli porrashuoneentulee olla suljettu. Aineiston käsittelynyhteydessä todettiin että vanhoissa puurakenteisissapienkerrostaloissa oli varsin runsaastipaloja, mutta rakennusten erityispiirteidentakia ongelmat olivat poikkeavia perinteisiinkerrostaloihin verrattuna. Tämän takia vanhatP3-luokan kerrostalot rajattiin pois analysoitavistatulipaloista.Teematutkintaan sitoutui yhteensä 15 pelastuslaitosta.Tutkituissa 53 tapauksessa yhteensä361 ihmistä kärsi onnettomuudenseurauksista. Käytännössä joka toisessa palossaarvioitiin koko rakennuksen tai sen osantyhjentämistarve (kuva 1). Paloissa menehtyi4 ihmistä, 6 ihmistä loukkaantui vakavastija 43 lievästi. Välittömästä vaarasta katsottiinpelastetuiksi 31 ihmistä 13 tulipalossa.Lisäksi pelastettiin 36 henkilöä kuudessapalossa, joissa henkilöt eivät olleet välittömässävaarassa. Yhteensä 241 ihmistä evakuoitiin18 teemaan kuuluvassa rakennuspalossa.Tutkituissa 53 tapauksessa palon arvioitiinolleen syttymisvaiheessa 15 tapauksessa ja palamisvaiheessa36 tapauksessa. Yhden palonarvioitiin olleen jäähtymisvaiheessa ja yksipalo oli alkusammutettu ennen pelastuslaitoksensaapumista. Paloista lähes puolet syttyikeittiössä tai olohuoneessa. Makuuhuoneessapalojen kuvattiin syttyneen vain jokakymmenennessä tapauksessa. Savun leviämisenarviointi oli puutteellista. Myös käsitteidensyttymishuone ja syttymisosasto ymmärtäminenvoidaan kyseenalaistaa ristiriitaistenkirjausten takia.Aineistoa on tarkasteltu tässä artikkelissayksityiskohtaisemmin ennen ja jälkeen palokunnansaapumista. Kolmanneksi on kirjattuvälituloksina johtopäätöksiä ja suosituksiaasuinkerrostalopaloihin liittyen.Savun leviäminen porrashuoneeseenennen pelastuslaitoksen saapumistaYleisin syy savun leviämiselle porrashuoneeseenon palo-oven epätiiveys. Palo-ovenepätiiveyden voi aiheuttaa oven tiivisteidenpuuttuminen tai oven vääntyminen saranoilla.Pienistäkinraoista voi päästä runsaastisavua porrashuoneeseen. Toiseksi yleisin syysavun leviämiselle porrashuoneeseen on avoimeksijäänyt palo-ovi. Poistumisen yhteydessä,riippuen asukkaan toimista, ovi voi jäädäkokonaan auki tai raolleen. Palon aiheuttamapainevaihtelu voi vaikuttaa raolleen aukijääneeseen oveen, jolloin portaaseen pääseepaljon savua nopeasti. Yksittäisissä tapauksissasavua oli levinnyt ilmanvaihdon kauttatai avoimien läpivientien kautta.Porrashuoneeseen savua levittäneistä paloistavaltaosa (42/53 tapausta) syttyi asuinhuoneistoissa.Toiseksi yleisin syttymistila onkellarivarasto tai muu vastaava varastotila.Pari tutkituista tapauksista sytytettiin suoraanporrashuoneessa, jolloin savun leviämiselleporrashuoneeseen ei ole mitään tehtävissä.Varastotiloista savun leviämisen osaltaoleellista oli läpivientien tiiveys, kaikki läpivientienkautta levinneet palot syttyivät varastotiloissa.Asukkaat pyrkivät pääsääntöisesti pysyttelemäänomassa asunnossaan palon aikana.Joissain tapauksissa ihmiset kuitenkinpoistuivat, kun porrashuone oli vielä käyttökelpoinen.Tällöin asukkailla oli riittävästiaikaa reagoida palotapahtumaan ja poistuminenoli vielä turvallista. Näissä tapauksissakäsitys palosta syntyi palovaroittimen toiminnantai jonkin muun äänekkään toiminnanseurauksena.Kun olosuhteet heikkenivät ja porrashuonetäyttyi savusta, ihmiset olivat herkemmintekemässä virheratkaisua porrashuoneeseenpoistumisen suhteen. Tällöin tieto palosta olitullut varsin myöhään, eikä ihminen välttämättäkokenut oloaan turvalliseksi huoneistossaan,jossa oli näkyvää savua tai sen hajua(kuva 2).Savun leviäminen porrashuoneeseenpelastuslaitoksen saapumisen jälkeenPääsääntöisesti savukaasujen leviämisen olikirjattu tapahtuneen ennen pelastuslaitoksensaapumista. Savu oli selosteiden mukaanlevinnyt palo-osastosta toiseen tai koko rakennukseen34/53 tapauksessa. Syy kaasujenleviämiseen oli lähes aina epätiivis tai avoimeksijäänyt ovi tai ikkuna. Seitsemässä tapauksessasavu oli levinnyt laajemmalle palokunnansaapumisen jälkeen.Palavaan huoneistoon hyökättiin käytännössäaina porrashuoneen kautta. Porrashuonettaei yleisesti tuuletettu tai ylipaineistettuennen sammutushyökkäyksen aloittamista,vaan palo sammutettiin ensin.Porrashuone oli tutkituissa tulipaloissa varsinharvoin varustettu asianmukaisella savunpoistolla.Vaikka monessa tapauksessa oli todettusavunpoistojärjestelyjen toimineen, oli8kyseessä hankalasti avattavaksi tai rikottavaksikirjattu kattokupu tai -ikkuna.Teematutkinnan kirjausohjeessa pyydettiinkirjaamaan miten palavaan tilaan johtavaosastoiva ovi avattiin. Kyseinen kirjaus olitehty vain satunnaisesti. Voidaan kuitenkintodeta, että avattu ovi jäi avoimeksi useimmitenmyös sammutushyökkäyksen aikanavähintään letkun halkaisijan verran eli noin40 mm, jolloin oviaukosta purkautui ylipaineistasavua porraskäytävään.Huoneistoihin tunkeuduttiin monin eri tavoin.Ovi avattiin murtamalla, lukkoporalla,avaimilla, ovi sahaamalla tai sisään mentiinavoimesta ovesta. Ovea ”manipuloitiin”varsin harvoin siten, että savu ei leviäisi sammutustyönaikana. Etenkin tilanteissa, joissaovi on jäänyt auki tai oveen oli käytettävissäavain, savu levisi oven avauksen jälkeen porraskäytävään.Kuva 2. Oven tiivisteiden kunto on ratkaisevan tärkeä yksityiskohta savun leviämisen rajoittamisessaporrashuoneesta asuntoihin, joissa ei pala. Tässä seinät ja karmit on jo puhdistettu,mutta ovilehden ja karmin väli on vielä noessa.Pohdintaa ja suosituksia vastaavienpalojen varalleKun savun määrä porrashuoneessa kasvaa,näkyvyys heikkenee ja myrkyllisten kaasujenpitoisuudet kasvavat nopeasti. Edellä mainituttekijät altistavat portaan muiden asuntojenasukkaat savulle ja mahdollisille virheellisilleratkaisuille yhdessä heidän hallitsemansahuoneiston ja porrashuoneen välisten epätiiveyksienkanssa, esimerkiksi poistumaanhuoneistostaan savun sekaan. Pelastuslaitoksensaavuttua kohteeseen, pelastustoimintavoi pahimmillaan alkaa erittäin huonoissaolosuhteissa. Porrashuoneessa ei ole lainkaannäkyvyyttä eikä sen rakenteellisesta paloturvallisuustekniikastaole tietoa. Pelastushenkilöstöjoutuu operoimaan ”sokkona”, jolloinkohteen löytäminen viivästyy ja työturvallisuusriskitkasvavat.PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 79

Taulukko 3. Rakennustyyppi, palojen lukumäärä ja osuus kaikista teemassa tutkituista paloistavuonna 2012.Savun hallinta porrashuoneessa ennen palonsammuttamista on varsin vähäistä puutteellisenrakennustekniikan ja yleisesti käytössäolevan sammutustaktiikan vuoksi. Pelastuslaitostenyleisesti käyttämässä kerrostalonhuoneistopalon sammutustaktiikassa pyritäänensin yleensä sammuttamaan syttymistilanpalo ja tuulettamaan sen jälkeen aiheutuneetsavuvahingot.Kohteiden loppusaneeraus jää taloyhtiöiden,vakuutusyhtiöiden ja saneerausliikkeidenhuoleksi. Savun hallintaan koko pelastustoiminnanaikana tulisikin panostaa nykyistäenemmän.Savun hallinnalla voidaan saada aikaanhuomattava asukkaiden ja pelastajien turvallisuustasonparaneminen. Ihmishenkiä uhkaavantilanteen lisäksi savun leviämisestäporrashuoneisiin voi aiheutua kymmenientuhansien eurojen vahingot. Käytännössäporrashuoneissa tulisi olla riittävän tehokasrakenteellinen tai koneellinen valmius ali- jaylipainetuuletuksen aikaansaamiselle. Porrashuoneensavunpoisto pitäisi saada toimintaanjo ennen palokunnan saapumista.Sammutushyökkäyksen aikana porrashuoneeseenpurkautuvan savun hallintaa tuleekehittää. Etenkin huoneisto-oviaukon kauttapurkautuva savu tulee ottaa hallintaan nykyistätehokkaammin. Ovielementin sahaustai savuverhon käyttö on tehokas tapa ehkäistäsavun leviämistä sammutushyökkäyksenaikana.Suosituksia:• Kerrostalojen palo-ovien tiiveyteen tuleekiinnittää erityistä huomiota osana normaaliakunnossapitoa.• Kerrostalojen rakenteellista paloturvallisuutta,etenkin savun poiston ja leviämisensuhteen tulee kehittää.• Kerrostalojen alaoven välittömään läheisyyteentulee saada pelastustoimintaa tukevaatietoa rakennuksen turvallisuustekniikasta(Infotaulu).• Pelastustaktisia ja -teknisiä menetelmiätulee kehittää ja eri vaihtoehdoista tulee saadanykyistä enemmän tutkittua tietoa.• Porraskäytäviin leviävien savukaasujenleviämisestä tulee saada mahdollisimmannopeasti hälytys samassa rapussa asuville.-> Verkkovirtaan kytketty palovaroitin.RakennustyyppiPalojen lukumääräOsuus kaikista teeman3 tulipaloistaYhden asunnon talot 46 37 %Saunarakennus 21 17 %Vapaa-ajan asunnot 16 13 %Talousrakennus 10 8 %Muu, maa- metsä tai kalatalouden rak. 7 6 %Muu varastorakennus 6 5 %Navetta, sikala tai kanala yms. 6 5 %Kulkuneuvojen suoja tai huoltorak. 2 2 %Teollisuus tai pienteollisuusrakennus 2 2 %Rivitalo 1 0,8 %Muu asuinkerrostalo 1 0,8 %Luostari 1 0,8 %Voimalaitosrakennus 1 0,8 %Teollisuuden tuotantorakennus 1 0,8 %Kauppavarasto 1 0,8 %Eläinsuoja, ravitalli, maneesi yms. 1 0,8 %Viljan kuivaamo 1 0,8 %Kasvihuone 1 0,8 %Muu myymälä 1 0,8 %Yhteensä 126 100 %Tulisijoista alkaneet palotTEEMA 3, HORMI TAI TULISIJASYTTYMISSYYNÄTeemaan liittyviä palontutkintaselosteitatehtiin määräaikaan mennessä yhteensä 126kappaletta. Teematutkintaan osallistuneidenpelastuslaitosten alueilla oli teemaan 3 sopivia,rakennuspaloiksi merkittyjä tulipaloja248 kappaletta. Rakennuspalovaarat ja nokipalotjäivät teematutkinnasta pois. Kyseessäon siis otos 12 tutkintaan osallistuneen pelas-Tulisijoista alkaneita tulipaloja oli yhteensä 45. Kaikista teemaan liittyvistä tulipaloista se oli36 %. Yleisin tulisija, josta tulipalo sai alkunsa, oli takka. Takoista alkaneita tulipaloja oli 20kertaa. Se on 44 % kaikista teeman tulisijoista alkaneista tulipaloista. Yleisimpiä syttymissyitäolivat alueelta. kipinät takasta Saatujen syttyvään tietojen materiaaliin, perus-tai takan jyrsijöiden vauriot tekemät tai riittämätön pesät sekä suojaetäisyys aukot eristuslaitokseteellasyttyvään laadittiin materiaaliin. tilastoa millaisissa Kipinöistä rakennustyypeissäpalot olivat tapahtuneet, millaisista ja. Kipinät tai kekäleet tulisijasta tai hormis-alkaneita tulipaloja teisiin olivat 13 aiheuttaneet kertaa. Vaurio muutamia takassa tulipalo-aiheuttitulipalon 7 kertaa.tulisijoista tai hormeista tulipalot olivat syttyneetsekä mikä oli syttymissyy. Onnettoheisyydessäolleita puukoreja tai yläpohja- jata olivat sytyttäneet lattiapintoja, tulisijan lämuus-,rakennus- ja palontutkintaselosteiden kattorakenteita.puutteellinen täyttö antaa varsin vaatimatto-1mankuvauksen tutkintaan liittyvän teeman Tulisijoista alkaneet palotmukaisista tulipaloista.Tulisijoista alkaneita tulipaloja oli yhteensä45. Kaikista teemaan liittyvistä tulipalois-Rakennustyypit aineistossa, joissahormi- tai tulisijapaloja esiintyi ta se oli 36 %. Yleisin tulisija, josta tulipalosai alkunsa, oli takka. Takoista alkaneitaRakennustyypeittäin eniten teeman 3 mukaisiatulipaloja syttyi yhden asunnon taloissa ta teeman tulisijoista alkaneista tulipaloista.tulipaloja oli 20 kertaa. Se on 44 % kaikis-(taulukko 3). Asuinrakennuksissa eniten tulipalojaaiheuttivat vauriot tulisijoissa tai hor-syttyvään materiaaliin, takan vauriot tai riit-Yleisimpiä syttymissyitä olivat kipinät takastameissa, riittämättömät suojaetäisyydet sekä kipinättulisijoista tai hormeista. Yläpohjan ja Kipinöistä alkaneita tulipaloja oli 13 kertaa.tämätön suojaetäisyys syttyvään materiaaliin.seinän läpivienneistä alkaneet palot hormeista Vaurio takassa aiheutti tulipalon 7 kertaa.olivat selkeästi suurimmat ryhmät. Tyypillinen Kiukaista alkaneita tulipaloja oli 10 kertaa,vaurio tulisijassa oli puolestaan lämmön siirtyminentulisijasta ympäröiviin rakenteisiin. kaan suojaetäisyydestä syttyvään materiaaliinse on 22 % kaikista teeman tulisijoista. Kiu-Riittämätön suojaetäisyys oli merkitty paloihin,jotka olivat syttyneet hormien liitos-tulipaloa. Lattian rakenteisiin kiukaista alka-alkoi 5 tulipaloa. Kipinä kiukaasta aiheutti 5kohdista, hormien läheisissä rakenteissa tai neita tulipaloja oli kaksi kertaa.tulisijojen takana olevissa rakenteissa. Hormejaympäröivien eristeiden puutteellisuus tiloista alkoi tulipalo 9 kertaa. Se onLämpökeskusten ja pannuhuoneiden kat-kaikista80 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

tulisijoista alkaneista tulipaloista 20 %. Kipinäkattilan avonaisen tai raollaan olevan luukunkautta huonetilassa olevaan syttyväänmateriaaliin oli yleisin tulipalon aiheuttaja.Tällaisia tulipaloja oli 5 kertaa. Niin kutsuttujatakapaloja eli häiriöitä polttoaineen syöttölaitteessaoli 3 kertaa. Tuhkanpoistolaitteenkautta alkaneita paloja oli yksi. Siinä arveltiinhehkuva tuhkan heittäneen kipinöintiä viereisenrakennukseen tuulisella säällä. Kaksikertaa syttyi tulipalo kamiinasta, uunista jasavusaunan savukaasuista.Hormeista alkaneet palotHormeista alkaneita tulipaloja oli yhteensä81 kertaa. Teräshormeista alkaneita tulipalojaoli yhteensä 59 kertaa. Se oli kaikista teemantulipaloista 47 % ja kaikista hormeistalähteneistä paloista se oli 73 %. Teräshormienkuumeneminen mahdollisesta liikalämmityksestätai eristeiden heikentyminen ja lämmönsiirtyminen syttyviin rakennusosiin oliyleisin syttymissyy. Teräshormien rakenteestaja tyypistä saatiin huonosti tietoa. Puutteellistentietojen vuoksi mainitsemme vainyleisesti teräshormit. Muuratuista hormeistaalkaneita tulipaloja oli yhteensä 22, joissasuojaetäisyys oli puutteellinen 12 tapauksessaja vauriot syynä 10 tapauksessa.Yläpohjan läpivientien kohdalta alkaneitapaloja oli 38 kertaa. Kaikista hormeista lähteneistäpaloista se oli 48 % ja kaikista teemanpaloista se oli 31 %. Seinän läpiviennin kauttaalka-neita paloja oli 18 kertaa ja ala- tai välipohjanläpivienneistä alkoi yksi tulipalo.EnnaLTaehkäisyssä ja tapauksistaraportoitaessa huomioitavaksiOhjeistusta siitä mihin kohtiin tulisijoissa jahormeissa tulisi kiinnittää huomiota, tulisiantaa niin palotarkastusta tekeville viranhaltijoillekuin rakennusten omistajille ja haltijoille.Moni tulipalo näistä 126 tutkitustapalosta olisi voitu välttää mikäli tulisijojenja hormien kunto, riittävä suojaetäisyys syttyväänmateriaaliin ja läpivientien eristeideneristävyyden tarkastaminen olisi tehty ajoissa.Ennaltaehkäisy on yksi meidän tärkeimpiätehtäviä. Turvallisuusviestinnällä, henkilökunnankoulutuksella ja asiakkaitammetiedottamalla voimme jo teematutkinnastasaatujen tietojen perusteella vaikuttaa tulevienvastaavien tulipalojen ehkäisyyn.Tutkinnallisesti olisi tärkeää, että selosteissamainittaisiin tulisijojen sekä hormien merkkija malli tai tieto siitä, että jompikumpi taimolemmat muita kuin tehdasvalmisteisia.Syttymissyitä ja selosteissa olleita kertomuksiavertaamalla esiintyy myös tulkintaeroja.Joillekin kirjaajille takan takana olevien rakenteidensyttyminen on ollut vaurio tulisijassaja joillekin se on ollut riittämätön suojaetäisyys.Kummastakaan esimerkkitapauksestaei kuitenkaan ollut kerrottu sitä, mitensyttymissyyhyn oli päädytty.HAASTEET KELLAREIDEN JA MUIDENMAANALAISTEN TILOJEN PALOISSAToiminta kellareiden ja muiden maanalaistentilojen onnettomuustilanteissa eroaa toiminnastamaanpäällisissä tiloissa. Eroja tuleemm. tiloissa olevien henkilöiden poistumismahdollisuuksissa,palon paikallistamisessasekä sammutus- ja pelastustoiminnan järjestelyissä.Kuumat savukaasut pyrkivät nousemaanylöspäin maanalaisista tiloista ja savupyrkii leviämään porrashuoneisiin ja muihinhormimaisiin ylöspäin suuntautuviin kuiluihin.Jos osastoivien rakenteiden tiiveys eiole kunnossa, voi savu levitä samoihin maanpäälle johtaviin porraskuiluihin, joissa tiloistapoistujat voivat vielä olla poistumassa ja joitavoidaan käyttää hyökkäysreitteinä sammutusjapelastustehtävissä.Maanalaisissa tiloissa savunpoistoon ei voiyleensä hyödyntää avattavia ikkunoita tailuukkuja vaan tiloissa on oltava koneellinensavunpoisto, joka on varustettu myös koneellisillakorvausilmajärjestelyillä. Kellareissa jamaanalaisissa tiloissa on pelastustoiminnassahaasteena myös viestiliikenteen järjestelyt.Jos tiloihin ei ole toteutettu VIRVEn sisäpeittoa,joudutaan toimimaan suorakanavalla,jonka kuuluvuus ei riitä sokkeloisissatai pitkissä maanalaisissa tiloissa tai joudutaanturvautumaan erilliseen kenttäpuhelinjärjestelmään(kuva 3).Maanalaisten tilojen määrän lisääntyminenja suunniteltavien tilojen kehittyminenentistä monimuotoisemmiksi on lisännyt pelastustoimintaatukevia laitteita maanalaisissatiloissa. Laitteistojen toimintavarmuuteenkoko rakennuksen elinkaaren aikana tuleekiinnittää huomiota. Esimerkiksi erilaistensavunpoistojärjestelyjen toimintaa vartenkohteessa oleva käyttölaite tulee olla riittävänhelposti käytettävissä, jotta sitä pystytäänhyödyntämään parhaalla mahdollisellatavalla onnettomuustilanteessa. Käytännössäon huomattu, että esimerkiksi kymmenenvuotta rakennuksen valmistumisen jälkeenläheskään kaikki tekniset järjestelmät eivätenää toimi suunnitellulla tavalla.Aineiston poiminta jatäydentäminen teemassa 4Vuoden 2012 onnettomuuksista lähettiinpoimimaan alkuperäisen rajauksen perusteellarakennuspalot ja rakennuspalovaarat,joissa syttymistilaksi oli merkitty kellari taimuu maanalainen rakennustila. Alkuperäisessäpoiminnassa huomioitiin vain onnettomuudet,jotka olivat tapahtuneet teeman 4tutkintaan sitoutuneiden 11 pelastuslaitostenalueella. Tapahtumia löytyi tässä vaiheessa 60kpl, joista 25 oli rakennuspaloja ja 35 rakennuspalovaaroja.Näistä 24 kpl (40 %) oli laadittupalontutkintaseloste.Tarkasteltavaa joukkoa päädyttiin laajentamaanhuomioimalla myös teematutkinnanulkopuolella olevien pelastustoimen alueidenonnettomuudet. Alkuperäinen 60 onnettomuudenlisäksi otettiin aineisto 6 rakennuspalostaja 15 rakennuspalovaarasta, joissasyttymistilaksi oli merkitty kellari tai muumaanalainen rakennustila, mutta onnettomuudetolivat tapahtuneet sellaisella pelastustoimenalueella, jossa tätä teematutkintaaei tehty. Lisäksi huomioitiin koko maanalueel la tapahtuneet 19 rakennuspaloa ja 26rakennuspalovaaraa, joissa syttynyt palo-osastooli merkitty 0 kerrokseksi ja selosteista voitiinvarmistaa syttymistilan olleen kellarissatai muussa maanalaisessa tilassa.Lisäksi mediaseurannan perusteella tiedettiin,että vuoden aikana on tapahtunut ainakinyksi ajoneuvopalo tunnelissa, jota ei aikaisemmillapoiminnoilla löytynyt. Tämänja mahdollisten vastaavien tapausten löytämiseksiotettiin vielä poiminta hälytysselosteentapahtumatyypin mukaan: rakennuspalomaan alla: pieni/keskisuuri/suuri, tulipalomuu maan alla: pieni/keskisuuri/suuri ja liikennevälinepalomaan alla: pieni/keskisuuri/suuri. Tällä tavalla löytyi uusia teematutkinnanyhteenvetoon sopivia tapauksia yhteensä4 kpl. Nämä onnettomuudet luokiteltiin yhteenvetoavarten rakennuspaloiksi tai rakennuspalovaaroiksiselosteisiin kirjattujen tietojenperusteella.Lopulta päädyttiin tutkittavien tapaustenjoukkoon, jossa on 129 onnettomuutta.Kohteista suurin osa 124 kpl (96 %) oli tavanomaisiinkellaritiloihin rinnastettavia tilojaja vain 5 kpl (4 %) syvemmällä maan allaolevia tiloja tai tunneleita.Maanalaisten rakennustilojenkäyttötaparyhmät ja palojenaiheuttajatTutkittavaan teemaan 4 kuuluvia paloja japalonalkuja löytyi kaikista Suomen rakentamismääräyskokoelman[4] osan E1 käyttötaparyhmistä(taulukko 4). Huonetila, jossapalo syttyi, oli useimmiten lämmönjakohuonetai muu tekninen tila (30 kpl) sekä sähkötila(22 kpl). Palon aiheutti yleisimmin jokokoneen tai laitteen vika (68 kpl) tai ihmisentoiminta (46 kpl).PaloturvaLLisuustekniikka tutkituissateeman 4 tapauksissaPaloteknisten laitteiden, kuten automaattisensammutuslaitteiston, automaattisen pa-PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 81

aiheutti yleisimmin joko koneen tai laitteen vika (68 kpl) tai ihmisen toiminta (46 kpl).Taulukko 4: Maanalaisten rakennustilojen palot ja palovaarat käyttötarkoituksen mukaan.loilmoittimen, palovaroitinjärjestelmän taipalovaroittimien, tarvetta verrattiin Suomenrakentamismääräyskokoelman määräysten jaohjeiden mukaiseen minimitasoon Prontonselosteista saatujen tietojen mukaisessa rakennuksessa.Paloteknisiä laitteita oli 68 kpl(53 %) tapauksista, laitteet puuttuivat 39 kpl(30 %) tapauksista, joissa ne olisi nykymääräystenmukaan pitänyt olla. Vaatimuksia em.laitteistojen osalta kohteessa ei ollut 22 kpl(17 %) tapauksista.Laitteistojen, kuten automaattisen sammutuslaitteiston,automaattisen paloilmoittimen,palovaroitinjärjestelmän tai palovaroittimien,toimintaa arvioitiin selosteista saatavientietojen perusteella. Laitteisto, joka kohteessaoli tai siellä olisi pitänyt olla, ei toiminut49 kpl (38 %) tapauksista ja 11 kpl(9 %) laitteisto ollut ehtinyt vielä toimimaan.Tyydyttävällä tasolla laitteiston toiminta oli31 kpl (24 %) tapauksista ja laitteisto toimihyvin 38 kpl (29 %) tapauksista.Yksittäisistä laitteista automaattinen sammutuslaitteistooli 16 kpl (12 %) tapauksista,näistä 6 kpl oli kohdesuojauksia, jotka olivatlähinnä asuinrakennusten kiinteän polttoaineensyöttölaitteistoissa. Rakennuspaloissa,joita oli 49 kpl, automaattista sammutuslaitteistoaei ollut 46 kpl (94 %) tapauksista.Automaattinen paloilmoitin oli 43 kpl (33%) kaikista läpikäydyistä tapauksista. Näistälaitteistoista 35 kpl (81 %) ilmoitti palostaensimmäisenä hätäkeskukseen, 3 kpl (7 %)ilmoitti hätäkeskukseen, mutta ei ensimmäisenäja 5 kpl (12 %) laitteistoista ei tehnyt ilmoitustahätäkeskukseen. Kohteissa, joissatapahtui rakennuspalo, automaattinen paloilmoitinoli vain 6 kpl (12 %) kohteista.Palovaroittimien tai palovaroitinryhmänolemassaolosta oli merkintä 32 kpl (25 %)selosteista. Palovaroitinta tai palovaroitinryhmääei ollut 84 kpl (65 %) tapauksista. Rakennuspaloissapalovaroitin oli 16 kpl (33 %)tapauksista, 29 kpl (59 %) ei ollut ja lopuissa4 (8 %) palovaroittimen olemassaoloa eivoitu arvioida.Savunpoiston toiminnasta koottiin tiedotrakennuspalojen osalta. Selosteiden mukaankohteessa ollut savunpoistojärjestelmä toimi18 kpl (37 %) tapauksista, savunpoistoaei ollut 24 kpl (49 %) tapauksista, savunpoistoaei käytetty/ ei ollut tarvetta käyttää6 kpl (12 %) tapauksista ja yhdessä tapauksessa(2 %) savunpoisto ei toiminut. Savunpoistojärjestelmäntyypeistä oli mainittu 19selosteessa. Näistä 16 kpl (84 %) oli rikottaviatai avattavia ikkunoita tai luukkuja, 2 kpl(11 %) oli koneellinen savunpoisto ja yhdessäkohteessa (5 %) oli automaattiluukut.Sanallinen selitys paloturvallisuuslaitteidenpuutteista tai toimimattomuudesta löytyi 20kpl selostuksista. Yleisimmin näissä todettiin,ettei tilassa ollut paloturvallisuuslaittei-KäyttötarkoitusRakennuspalovaaratPaloteknisten laitteiden, kuten automaattisen sammutuslaitteiston, automaattisen paloilmoittimen,paloturvallisuuslaitteistot palovaroitinjärjestelmän eivät tai toimineet palovaroittimien, nen sammutuslaitteisto tarvetta verrattiin ulotettu Suomen myös rakentamis-ensimta,suunnitellulla määräyskokoelman tavalla, määräysten savunpoistojärjestelmä ja ohjeiden mukaiseen mäisessä minimitasoon kellarikerroksessa Pronton olevaan selosteista pysäköintikerrokseen.laitteita Ensimmäisessä oli 68 kpl (53%) kellarikerrokses-tapauksista,saatujenpuutteellinen tietojen mukaisessa tai savunpoiston rakennuksessa. korvausil-Paloteknisiä olimajärjestelytlaitteet puuttuivatolivat39puutteelliset.kpl (30%) tapauksista, joissasa ollutne olisiajoneuvonykymääräystenoli toistaiseksimukaantuntemattomastasyystä syttynyt palamaan. Ajoneuvonpitänytolla. Vaatimuksia em. laitteistojen osalta kohteessa ei ollut 22 kpl (17 %) tapauksista.Operatiivisen Laitteistojen, kuten toiminnan automaattisen sammutuslaitteiston, omistajan automaattisen mukaan ajoneuvoa paloilmoittimen, oli käytetty palovaroitinjärjestelmänsaatiin tai palovaroittimien, hyvin suppeat toimintaa man arvioitiin ongelmia selosteista aikaisemmin saatavien päivällä tietojen ja se oliil-onnistumisestaperusteella. Laitteisto, joka kohteessa oli tai siellätiedotpysäköity olisi pitänyt kellariin olla, noin ei toiminut puoli tuntia 49 kpl ennen (38%)tapauksista ja 11 kpl (9%) laitteisto ollut ehtinyt hätäilmoitusta.vielä toimimaan. Tyydyttävällä tasollaOperatiivisenlaitteiston toimintatoimintaaoli 31jakplsen(24%)tuloksellisuuttaarvioitiin selosteissa varsin suppeasti. Suutamakuukausi aikaisemmin. Kohteessa ole-tapauksista jaRakennuslaitteisto toimioli otettuhyvinkäyttöön38 kpl (29%)vastatapauksista.muurimmassaYksittäisistä osassa laitteista 123 kpl automaattinen (96 %) toiminnastakpl ei oltu oli kohdesuojauksia, kirjattu normaalitasosta jotka olivat poikkeavia lähinnä asuinrakennusten Hätäkeskuksesta kiinteän saatujen polttoaineen tietojen mukaan syöttö-sammutuslaitteisto va automaattinen oli 16 kpl paloilmoitinjärjestelmä (12%) tapauksista, näistä oli 6havaintoja. laitteistoissa. 3 kpl Rakennuspaloissa, (2 %) toiminnan joita todettiin oli 49 kpl, huoltotilassa, automaattista eikä sammutuslaitteistoa välittänyt tietoa ei kohteessaolleesta oli 43 hälytyksestä. kpl (33%) kaikista Automaattinen läpikäydyistä sam-ollut 46onnistuneen kpl (94%) tapauksista. erityisen hyvin Automaattinen ja 3 kpl (2 %) paloilmoitin selostustentapauksista.perusteellaNäistä laitteistoistavoitiin päätellä35 kpltoiminnassa(81%) ilmoittimutuslaitteistopalosta ensimmäisenäei myöskään toiminut,hätäkeskukseen,koska3 kpl (7%) ilmoitti hätäkeskukseen, mutta ei ensimmäisenä ja 5 kpl (12%) laitteistoista eitehnytolevanilmoitustaparannettavaa.hätäkeskukseen.SyynäKohteissa,suppeisiinjoissasentapahtuipäävesisulkurakennuspalo,oli laitettuautomaattinenkiinni.arvioihin paloilmoitin voi olla oli vain se, että 6 kpl laajempaan (12%) kohteista. toiminnanitsearviointiin ei ole totuttu.paikallistaminen. Kellariin mentäessä käy-Sammutustyötä hankaloitti savun lähteenPelastustoiminnan etenemisestä aikajanalla,kuten sammutustöiden aloittaminen, sa-14 tettiin maanpäällisten kerrosten uloskäytävutuuletuksenaloitus, sammutustyön lopetus,savutuuletuksen lopetus, pelastustoiminnanlopettaminen jne. ei ollut kirjattuna.Esimerkkitapaus 1: asuinkerrostalo,keLLarissa olevassa autosuojassa paloiHätäilmoituksen mukaan 7. kerroksisenasuinrakennuksen katolta tuli savua ja palovaroitinsoi. Ensilähtönä kohteeseen lähtiX40, X201, X101, X303, X205, X206 jaX1062. Hälytystä täydennettiin vielä seuraavilleyksiköillä X105, X106, X1331,X301, X4094, X401 ja X1312. Kohteessatehdyn tiedustelun jälkeen selvisi, että savutulee kiinteistön kellarikerroksessa olevastaautosuojasta. Autosuojan ilmanvaihdonpoistoilmakanavalla johdetaan autosuojanpoistoilma rakennuksen katolle ja tämä selittiensimmäiset savuhavainnot rakennuksenkatolta.Asuinrakennuksen alapuolisessa autosuojassaoli kaksi pysäköintikerrosta. Ylimmänmaanalaisen kellarikerroksen alapuolisessa tasollasijaitseva pysäköintikerros oli varustettuautomaattisella sammutuslaitteistolla [4,E4:2.1]. Autosuojan molempien kerrostenollessa samaa palo-osastoa, oli automaatti-Louhintavaiheessa olevasta tunnelista tuli hätäilmoitus,jonka mukaan tunnelissa noin1 km:n päässä lähimmästä ajoluiskasta palaaajoneuvo. Ensilähtönä kohteeseen lähtiX201, X201 ja X103. Hälytystä täydennettiinvielä seuraaville yksiköillä X105, X31,X111 ja X5321. Ensi-lähdössä ei ollut mönkijäämukana.Tiedustelu ja sammutustyöt suoritettiintuplapulloilla. Tunneliin siirtymisessä hyö-RakennuspalotAsunnot 28 (35%) 36 (74%) 64(49%)Majoitustilat 4 (5%) 0 (0%) 4 (3%)Hoitolaitokset 9 (11%) 1 (2%) 10 (8%)Kokoontumis- ja liiketilat 20 (25%) 3 (2%) 23 (18%)Työpaikkatilat 6 (8%) 5 (10%) 11 (9%)Tuotanto- ja varastotilat 13 (16%) 3 (6%) 16 (12%)Autosuojat 0 (0%) 1 (2%) 1 (1%)Yhteensä 80 (100%) 49 (100%) 129 (100%)Paloturvallisuustekniikka tutkituissa teeman 4 tapauksissaRakennuspalot ja rakennuspalovaaratyhteensävistä palo-osastoituja sammutusreittejä. Palo-osastoivienrakenteiden epätiiveys aiheuttisavun leviämistä myös muihin tiloihin.Autosuojan savunpoisto, joka oli mitoitettuE4:n mukaan (0,5 % mitoituksella /automaattinensammutuslaitteisto) ei ollut riittävätehokkaaseen savunpoistoon, koska automaattinensammutuslaitteisto ei toiminutsuunnitellusti ja rajoittanut alkanutta paloa.Savunpoistoa yritettiin tehostaa myös pelastuslaitoksensuurtehopuhaltimella.Resurssit kohteessa olivat riittävät. Kaikkikohteeseen hälytetyt sammutusyksiköt olivatvahvuudella 1+5 ja kokonaisvahvuus pelastustoimenosalta oli 1+5+30.Esimerkkitapaus 2: Louhintavaiheessaoleva tunneli, ajoneuvopalo82 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

dynnettiin aluksi työmaan ajoneuvokalustoaja pelastuslaitoksen mönkijäkalustoa sen saavuttuakohteeseen. Ajoneuvolla päästiin noin500 m:n päähän kohteesta ja loppumatka liikuttiinkävellen. Sammutusvesi selvitettiintunnelissa olleesta louhintatyötä varten rakennetustakiinteästä vesilinjasta, johon olietukäteen edellytetty 3” liittimet sammutusvedensaantia varten.Tehtävässä haasteita tuottivat pitkät etenemismatkat,viestiyhteyksien toimimattomuusja alkuvaiheessa letkukaluston riittämättömyyssekä savun liikkuminen tunnelissasammutustyön aikana. Aikaa palavan ajoneuvonsaavuttamiseen meni yli 2 tuntia hälytysilmoituksestaja koko operaation kokonaisaikaoli reilut neljä tuntia.sesta tulee huolehtia. Palontutkintaselosteettulisi tehdä kaikista teeman mukaisista onnettomuuksista,jotta saadaan kerättyä riittävästitietoa teemaan kuuluvista onnettomuuksista.• Pronton kehitystyö. Ehdotetaan tarkempaaluokitusta Prontoon maanalaisten tilojenkäyttötapojen osalta. Väliraporttia tehtäessähuomattiin, että kerrosmerkinnät 1 tai 0ovat liian suppeita ja aiheuttavat epäselvyyttä.Ehdotetaan lisättäväksi K-kerrokset (esim.K1-K9) tai jokin muu tapa, jolla saadaan lisäksieroteltua ensimmäisestä maan-alaisestakellarikerroksesta muut ylimmän maanalaisenkellarikerroksen alapuolella sijaitsevatkellarikerrokset.• Opastus ja paikallistaminen. Opastustakohteessa parantamalla annetaan kohteesta• Paloteknisten laitteiden toiminta. Tiedotkohteessa olevista paloteknisistä laitteista tuleetäyttää huolellisesti Pronton selosteisiin.Lisäksi oleellista on tieto, käyttikö pelastuslaitosko. laitteita itse vai olivatko ne automatisoituja.Jos pelastuslaitos käytti laitteistoja,on syytä kirjata, oliko kohteessa oleva ohjeistusriittävän selvä, jotta käyttö onnistui ilmankohteen edustajaa. Tietoa siitä, kuinka tiloihinsuunnitellut laitteet toimivat ja mitä ongelmiatai haasteita käytössä oli, on syytä kirjataselosteisiin, koska tämä tieto on hyödyllistäuusien kohteiden paloteknisen suunnittelunohjauksessa.Paloteknisten laitteistojen käyttölaitteidensuunnittelussa kannattaa hyödyntää pelastuslaitoksenoperatiivisen puolen kokemustalaitteistojen käytettävyydestä ja ohjeistustenselvyydestä.Johtopäätöksiä ja suosituksiahätäilmoituksen tekevälle henkilölle parempivälituloSTen perusteeLLamahdollisuus ilmoittaa onnettomuuspaikan • Viestiliikenne. VIRVEn sisäpeittoratkaisujatulee lisätä kellareissa ja muissa maan-sijainti. Samalla nopeutetaan avun saapumistaTeematutkinnan 4 tavoitteena oli saada tietoa,jota voidaan hyödyntää maanalaisten tilojensuunnitteluvaiheessa, tietoa asioista,joita olisi syytä huomioida kohteiden palotarkastuksissasekä saada lisätietoa toiminnastakohteissa operatiivisen toiminnan kehittämiseksi.Vuoden 2012 yhteenvedonlaadintaprosessissa havaittiin, että Prontonselosteiden täyttämisessä on paljon kehittämistä.onnettomuuspaikalle. Kellareissa ja muis-sa maanalaisissa tiloissa palon tarkka paikallistaminenon hyvin hankalaa. Sammutus- jahyökkäysreitit tällaisiin tiloihin ovat hyvin rajalliset.Tarkemmalla paikallistamisella mahdollistetaantilanteessa parhaimman mahdollisenhyökkäysreitin valinta. Pelastuslaitoksetkäyvät tekemässä jonkin verran kohdetutustumisiaja harjoituksia kohteissa. On kuitenalaisissatiloissa. Viestiliikennekaluston kehittämiseensuorakanavatoiminnon osalta tuleepanostaa, koska työturvallisuus korostuu erityisestikohteissa, joissa VIRVEn järjestelmätilallaei kyetä toimimaan. Suorakanavan käytettävyysmaan alla on tällä hetkellä hyvin vähäinen,jonka vuoksi erityiset riskikohteet onkohdekohtaisen arvion perusteella tarvittaessavarustettava Virven sisäpeitolla tai vaihto-Selosteita täytetään virheellisesti, sekinselvää, ettei jokaisen kohteen yksityiskohehtoisillaviestivälineillä, kuten kenttäpuhelisaRakennus oli otettu käyttöön vasta muutama kuukausi aikaisemmin. Kohteessa oleva automaattinenpaloilmoitinjärjestelmä oli Hätäkeskuksesta saatujen tietojen mukaan huoltotilassa,losteille kirjataan joissain tapauksissa hyvin tia voida muistaa ulkoa, eikä voida pelkästään men käyttövalmiudella.suppeat tiedot eikä välittänyt tai kohtia tietoa jätetään kohteessa tyhjäksi. olleesta luottaa hälytyksestä. paikallistuntemukseen Automaattinen sammutuslaitteisto vaan kohteessaoli on laitettu oltava kiinni. selkeät kartat ja opasteet, joita KIITOKSETeiTarkempaa myöskään kuvausta toiminut, operatiivisesta koska sen toiminnastapäävesisulkuja sen haasteista tai tuloksellisuudes-voidaan hyödyntää operatiivisissa tehtävissä. Pelastuslaitosten palontutkijat ovat kerän-Sammutustyötä hankaloitti savun lähteen paikallistaminen. Kellariin mentäessä käytettiinta löytyi hyvin harvoin. Selosteiden täyttämisenlaa-tua rakenteiden parantamalla, epätiiveys on aiheutti mahdollista savun leviämistä jo kohdetta myös rakennettaessa. muihin tiloihin. Tarvittavat Autosuojan kar-savun-ohella, kiitokset kaikille. Erityiset kiitoksetOpastukseen on kiinnitettävä huomiota neet tiedot virkatyönä muiden tehtäviensämaanpäällisten kerrosten uloskäytävistä palo-osastoituja sammutusreittejä. Palo-osastoivienpäästä vuoden poisto, 2013 joka lopulla oli mitoitettu tekemään E4:n loppuraporttialaitteisto)mukaan tat (0,5% voidaan mitoituksella/ rakennusvaiheessa automaattinen sijoittaa sammutus-hel-osoitetaan isäntäpelastuslaitoksina toimineiltojossa päästään ei ollut riittävä kattavasti tehokkaaseen käsitte-savunpoistoon, posti löydettävään koska automaattinen punaiseen postilaatikkoon.sammutuslaitteislePirkanmaan, Varsinais-Suomen, Länsi-Uu-ei toiminut suunnitellusti ja rajoittanut alkanutta paloa. Savunpoistoa yritettiin tehostaalemään teeman erityiskysymyksiä.• Kohteen oma toiminta. Kohteen oman denmaan, Etelä-Pohjanmaan ja Helsinginmyös pelastuslaitoksen suurtehopuhaltimella.henkilökunnan tietämys kohteessa olevien kaupungin pelastuslaitoksille. KuntaliitolleSuosituksia Resurssit maanalaisten kohteessa tilojen olivat riittävät. paloihin: Kaikki palo-turvallisuuslaitteiden kohteeseen hälytetyt sammutusyksiköt toiminnasta olivat korostuusuuremmissa osalta oli kohteissa, 1+5+30. joissa on enem-• Pronton vahvuudella täyttäminen. 1+5 ja kokonaisvahvuus Pronto selostei-pelastustoimeden ja sisäasiainministeriön pelastusosastolle kirjoittajathaluavat osoittaa kiitoksensa välira-tarkempaan täyttämiseen tulee panostaa. män paloteknisiä laitteita ja niiden ohjaamia portin ja palontutkintakäsikirjan julkaisuunEsimerkkitapaus 2: Louhintavaiheessa oleva tunneli, ajoneuvopaloSelosteiden täyttäjien riittävästä koulutuk-järjestelmiä.kohdistamastaan avusta.LÄHDELUETTELO1. Pelastustoimen resurssi- ja onnettomuustilastoPRONTO. Pelastusopisto, 2013. Prontonet.fi.Saatavilla: prontonet.fi (22.4.2013)2. Pelastuslaki 379/2011. Saatavilla:http://www.finlex.fi/fi/laki/ajantasa/2011/20110379(30.4.2013)3. Valtioneuvoston asetusluonnos poistumisturvallisuudesta(julkaisematon, lausuntoversio)Saatavilla: http://www.hare.vn.fi/upload/Asiakirjat/16782/177900_SM042-2010_lausuntopyyntö.pdf (30.4.2013)4. Suomen rakentamismääräyskokoelma,Ympäristöministeriö, 2013. Saatavilla:http://www.ymparisto.fi/default.asp?contentid=198063 (30.4.2013)Kuva 3. Pelastustoiminta maanalaisissa tiloissa ja tunneleissa vaatii paljon etukäteissuunnit-PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 83

Anna Matala, Simo Hostikka ja Johan Mangs, VTT, PL1000, 02044 VTTSähkökaapelien palomallinnuksenuusia menetelmiä ja tuloksiaTiivistelmäSähkökaapelien palomallinnus on tärkeä osaydinvoimaloiden turvallisuussuunnittelua.Haasteellisin osa monimutkaisten materiaalienmallinnuksessa on reaktiopolun määrittäminen.Useimmiten materiaalit eivät oleennalta tunnettuja ja koostumus saattaa ollasalainen. Tähän saakka tällaisen materiaalinmallinnus on perustunut pelkästään pienenmittakaavan massanmuutostuloksiin, sekäkartiokalorimetrissa mitattuun palotehoon.VTT:n uusi mittalaite, mikrokalorimetri, tarjoaamahdollisuuden mitata paloteho reaktiokohtaisestihyvin pienelle näytteelle. Tätätietoa hyödyntämään on kehitetty kaksi metodia,joiden avulla voidaan laskea parametritnäytteen reaktiopolulle. Ensimmäinen menetelmäon hyvin yksinkertainen ja nopea,toinen vaatii hieman enemmän käyttäjänpanosta. Molempia menetelmiä on testattuoikean sähkökaapelin pyrolyysimallinnuksessahyvin tuloksin. Menetelmillä luotuja mallejatestattiin myös suuremmassa mittakaavassakartiokalorimetrikokeissa.JOHDANTOTulipalo sähkökaapeleissa on yksi ydinvoimaloidentodennäköisyyspohjaisen riskianalyysinalkutapahtumista, ja siksi merkittävätutkimuskohde tulipalojen mallinnukselle.Ison osa ydinvoimaloiden palokuormastamuodostavat sähkö- ja informaatiokaapelitjoita saattaa yhdessä tilassa olla monellapäällekkäisellä hyllyllä satoja metrejä kerrallaan.Kaapelien vioittuminen ei ole myöskäänoleellista ainoastaan palonleviämisenkannalta, vaan myös niiden ohjaamien järjestelmienkannalta.Useimmiten haasteellisinta monimutkaistenmateriaalien, kuten kaapelien, mallinnuksessaon materiaalin reaktiopolun määrittäminen.Reaktiopolku määrittää, kuinkamonta reaktiota tapahtuu missäkin lämpötilassa.Reaktiot, joissa näytteen massa muuttuu,voidaan havaita termogravimetrituloksista(TGA). Näissäkin vain selkeästi lämpötilansuhteen erillään olevat reaktiot voidaanhavaita ja yhtä aikaa tapahtuvat reaktiot saattavatjäädä huomaamatta. Erityisen kiinnostavaapalonleviämisen mallinnuksen kannaltaon se, tuottaako reaktio palavia kaasuja. Näidenhavaitsemiseen on tähän saakka käytettykartiokalorimetrituloksia, joissa on mitattunäytteen tuottama paloteho ajan suhteen.Kartiokoetuloksissa lämmönvapautumista eikuitenkaan ole selvästi kytketty näytteen lämpötilaan,ja siksi vain kokonaislämmöntuottovoidaan mitata.Uusi pienen mittakaavan koelaite, mikrokalorimetri(MCC) on otettu käyttöönVTT:llä keväällä 2013. Se mittaa palotehoalämpötilan funktiona samaan tapaan kuinTGA mittaa massanmuutosta. Yhdistämällänämä kaksi koemenetelmää voidaan arvioidakunkin reaktion vapauttamaa palotehoa erikseen.Liittämällä koetuloksiin tietoa erilaistenkaasujen palamislämmöistä ja komponenttienreaktiopoluista, voidaan tulosten avullajopa estimoida materiaalin koostumusta.Kaksi menetelmää on kehitetty tulostenhyödyntämiseksi. Ensimmäinen, metodi 1,on hyvin yksinkertainen menetelmä, jonkatarkoituksena on kohdistaa oikea määrä palavaakaasua kuhunkin reaktioon. Metodissa2 tavoitteena on todenmukaisempi reaktiopolkuja materiaalin koostumus. Sitä voidaankäyttää arvioimaan alkuperäisten komponenttienmassaosuuksia ja kaasuja. Molempiamenetelmiä testataan käyttäen todellisensähkökaapelin PVC (polyvinyl chloride)-vaippaa ja PE (polyethylene)-eristettä. Mallejahyödynnetään kartiokalorimetrikokeidentoistamiseen kokonaisella kaapelilla.MENETELMÄT JA MATERIAALITKokeeLLiset menetelmätPienen mittakaavan koelaitteetYleisin pyrolyysimallinnuksessa käytetty pienenmittakaavan koemenetelmä on termogravimetri(TGA). Siinä pieni (n. 10 mg) näyteasetetaan uuniin, jota lämmitetään hitaastija lineaarisesti. Tyypilliset lämmitysnopeudetovat 5–30 K/min. Koska näyte on hyvinpieni, voidaan olettaa näytteen lämpötilanvastaavan uunin lämpötilaa. Lämmityksenaikana näytteen massaa mitataan, ja näin saadaanmassa lämpötilan funktiona. Menetelmääkäytetään erityisesti pyrolyysireaktion reaktiokinetiikanselvittämiseksi. Koe voidaantehdä joko ilmassa tai hapettomassa ympäris-84 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

lämpötilan funktiona. [3,4] Enemmän tietoa MCC-laitteesta löytyy J. Mangsin palotutkimuksenpäivien esitelmästä [5]. Kuva 1 näkyy TGA- ja MCC-tulokset samaan kuvaan piirrettynä.tössä. Hapettomassa tilassa voidaan tarkastellaselkeämmin pelkästään pyrolyysireaktiotateessä on. Metodi 2 sen sijaan vaatii hiemanota kantaa siihen, mitä komponentteja näyt-ja ilmassa havaitaan lisäksi hapen vaikutusenemmän esitietoja ja alkuarvauksia, muttaesimerkiksi pintahapettumisena. [1] Näidenparhaimmillaan se pystyy estimoimaan näytteenkoostumuksen (komponenttien massa-kokeiden perusteella voidaan määrittää näytteenreaktionopeus, josta voidaan estimoidaosuudet) hyvinkin tarkasti.reaktioparametrit A, E ja N. Näiden parametrienavulla voidaan mallintaa materiaalinlämpöhajoaminen lämpötilan funktiona.Metodissa 1 oletetaan hyvin yksinkertai-Metodi 1Enemmän tietoa parametriestimoinnista voinen reaktiopolku (Kuva 2). Materiaalimallilukea artikkelista [2].koostuu pseudokomponenteista, joiden avullamateriaalin rakenne mallinnetaan, mut-Mikrokalorimetri (MCC) on suhteellisenuusi pienen mittakaavan koelaite. Se toimiiKuva kohdistaa 1. TGA näytteen ja MCC pintaan tulokset 35-75 kW/m piirrettynä 2 lämpövuon. samaan Pyrolysoituvat ta joillakuvaan.ei varsinaisesti kaasut TGA-tulokset sytytetään ole yhteyttä yleensä lämmitysnopeudellamateriaalintodelliseen koostumukseen. Reaktioiden10pääpiirteissään samaan tapaan kuin TGA. kipinäsytyttimellä. K/min ovat vasemmalla Kokeen aikana ja MCC mitataan tulokset palotehoa lämmitysnopeudella ja massanmuutosta. Kun 60 malli K/min sovitetaannäihin koetuloksiin, voidaan estimoida materiaalin termisiä parametreja, kuten lämmön-ovat oikealla y-akselilla.Siinä pieni (1–30 mg) näyte lämmitetään hapettomassapyrolysaattorissa tasaisesesti. Py-Kartiokalorimetrtienlukumäärää, ja jokainen komponentjohtavuus,ominaislämpökapasiteetti ja reaktioentalpia. lukumäärä [6] vastaa siinä pseudokomponent-MCC-tuloksien käyttäminen pyrolyysimallinnuksessarolyysissä vapautuvat kaasut johdetaan polt-Kartiokalorimetrtokammioon, jossa on korkea lämpötila (n. laite. lukumäärä, Näytteen massanmuutos on ja n. vapautuvat 50-500 g, aineet. ja mitat Massan nen yleensä (m) reaktiopolku). muutos n. 10 määräytyy x 10 Jokainen x Arrheniuksen 1-5 cmreaktio 3 . Aluminifolioon tuottaaPyrolyysimallinnus on alkaa usein reaktiopolun pyrolyysimallin määrittämisestä. termisten ti hajoaaMallintajan parametrien riippumattatäytyy päättää estimoinnissa muista (nk. rinnakkai-reaktioiden käytetty koe-900 °C) ja riittävä happipitoisuus. Kaasut pa-reunoiltlavat kammiossa täydellisesti. Lämmitysno-mmmṁyhtälön mukaisesti ja pohjalta, materiaalin ja alta lämpötilan villalla eristetty (T) funktiona näyte kahta asetetaan kaasua: palavaa kartiomaisen ja palamatonta. säteilijän Ainoastaanviimeinen reaktio jättää hiilijäännöksen.(1)alle, joka= AAAA mmmm NNNN eeeeeeeeeeee − EEEEpeudet ovat yleensä hieman TGA:ta korkeampia,tyypillisesti n. 60 K/min. Tulokseksi kipinäsytyttimellä. muutosnopeuden sekä reaktiokohtaisen pa-mmmmMateriaalin 0 0paloteho RRRRRRRR lasketaan , massan-Kaikissa reaktioissa on yhteinen, etukäteenkohdistaa missä A on näytteen eksponentin pintaan etutekijä, 35-75 kW/m E aktivaatioenergia 2 lämpövuon. Pyrolysoituvat ja N reaktion kertaluku. kaasut sytytetään Nämä parametritriippuvat materiaalin Kokeen lisäksi aikana mallista, mitataan joten palotehoa valittuyleensäne täytyy ja sovittaa massanmuutosta. palamislämpö,jokaiselle mallille Kun malli jonkaerikseen. sovitetaanMateriaalin lamislämmön näihin koetuloksiin, paloteho (ΔH c lasketaan ) avulla voidaan massanmuutosnopeuden estimoida materiaalin ja termisiä palamattoman sekä reaktiokohtaisen parametreja, kaasun kuten palamisläm-osuus lämmön-massanmuu-avulla palavansaadaan näytteen ominaispaloteho (palotehojaettuna alkuperäisellä massalla) lämpötilanfunktiona. [3,4] Enemmän tietoa MCC-qqqq̇ = mmmṁ ΔΔΔΔHHHH cccc . (2)(2)johtavuus, mön (ΔH c) ominaislämpökapasiteetti avullaja reaktioentalpia. toksesta [6] voidaan skaalata. Viimeistä reaktiotalukuun ottamatta palavan kaasun osuusMCC-tuloksien käyttäminen pyrolyysimallinnuksessaVaikka yleisimpien polymeerien palamislämmöt onkin usein listattu käsikirjoissa, kyseessälaitteesta löytyy J. Mangsin palotutkimuksen Pyrolyysimallinnuson alkaa reaktiopolun määrittämisestä.nettopalamislämpö koko näytteen massalle. Pyrolyysimallinnuksessa voidaan Mallintajan laskea täytyy kaavat päättäätarvitaan (3) reaktioidentietoa ja (4) reaktiokohtaisistaVaikka yleisimpien massanmuutosyhdistämälläpäivien esitelmästä [5]. Kuva 1 näkyy TGA- lukumäärä,palamislämmöistä, polymeerien ja vapautuvatja tähän palamislämmötmmmṁ onkin oletetaan, usein että listattu materiaalista käsikirjoissa, vapautuvien kysees-palavien kaasujen osuus on y F, ominaispala-aineet. Massan (m) muutos määräytyy Arrheniuksentarkoitukseen MCC-laite soveltuu mainiosti.yhtälön mukaisesti materiaalin lämpötilan (T) funktionaja MCC-tulokset samaan kuvaan piirrettynä. Mikälimislämpösä on = nettopalamislämpö AAAA mmmm NNNNvoidaan eeeeeeeeeeeekirjoittaa − EEEE kaavan (2) avullammmmqqqq0 tttt2mmmm qqqq̇ 0 RRRRRRRR yyyy FFFF,iiii = qqqq/mmmm 0(5)kohdistaa näytteen pintaan 35-75 kokotttt2=Kartiokalorimetri∫ ddddtttt = yyyymmmm 0 tttt1 mmmm FFFF ∆HHHH,cccc ∫mmmṁ kW/m näytteen 2 lämpövuon. massalle.A Pyrolyysimallinnuksessa on eksponentin 0Pyrolysoituvat ∆αααα∆HHHHkaasut cccc sytytetään yleensä (1)ddddtttt,missäkipinäsytyttimellä. Kokeenetutekijä,aikana tttt1 mmmm 0 E tarvitaan mitataanaktivaatioenergiapalotehoa tietoa ja ja Nmassanmuutosta.reaktion kertaluku.KunNämämalliparametritsovitetaan(3)Kartiokalorimetri on usein pyrolyysimallin reaktiokohtaisista riippuvatnäihin koetuloksiin,materiaalin palamislämmöistä, lisäksivoidaanmallista,estimoidajotenmateriaalin Kokoja tähän ne täytyy sovittaatermisiä näytteenjokaiselleparametreja, hiilijäännöksenmallillekutenerikseen.lämmönjohtavuus,ominaislämpökapasiteettiosuus Z skaalataan mukaanKokomissä t1 on reaktion alkamislämpötila ja t2 päättymislämpötila.termisten parametrien estimoinnissa käytettykoelaite. Näytteen massa on n. 50–500 g, MCC-tuloksien (ΔH c) avullaMateriaalinYksinkertaistetusti tarkoitukseen paloteho MCC-laite lasketaanpyrolyysikaasuja soveltuu massanmuutosnopeudenja reaktioentalpia. [6]yyyy FFFF,iiii = näytteen qqqq/mmmm 0hiilijäännöksen osuus Z skaalataanpalavia mukaan cccc palamisläm-on mainiosti. sekä reaktiokohtaisen ∆αααα∆HHHHkahta tyyppiä: mön (F) ja palamattomia (I). PalamattomienMikäli oletetaan, käyttäminenkaasujen haihtumisen että materiaalista pyrolyysimallinnuksessa ⎧ yyyy nnnn,FFFF = qqqq/mmmm 0 viimeisen ZZZZ reaktion paramet-∆αααα∆HHHH cccc 1−∑iiii=1∆αααα1 − nnnn qqqq̇ huomaa massan vapau-muutoksestatuvien yleisimpien palavienmutta ne eivät näy palotehossa.Niinpä voidaan kirjoittaa kokonaismassanmuutokselle (α = 1-m/m 0) reaktiossa ija mitat yleensä n. 10 x 10 x 1–5 cm 3 Pyrolyysimallinnus = mmmṁ ΔΔΔΔHHHH cccc . alkaa reaktiopolun määrittämisestä. ⎪reihin KokoMallintajannäytteentäytyyhiilijäännöksen iiiipäättää reaktioidenosuus (2) Z skaalataan mukaan. Aluminifolioonreunoilta ja pohjalta, ja alta villalla ∆αααα iiii = mmmṁpolymeerien ja vapautuvat osuus palamislämmöt on aineet. yF, omi-Massan onkin yyyy(m) nnnn,IIII= usein muutos 1listattu − qqqq/mmmm 0ZZZZVaikka lukumäärä, dddd2massanmuutos kaasujen määräytyy käsikirjoissa, 1 − Arrheniuksen kyseessäon naispalamislämpö nettopalamislämpödddddddd = yyyy voidaan koko näytteenmmmm FFFF,iiii + yyyy IIII,iiiikirjoittaa massalle.XXXX iiii , kaavan Pyrolyysimallinnuksessa ⎨∆αααα∆HHHH cccc 1−∑nnnn.tarvitaan tietoaiiii=1 ∆ααααreaktiokohtaisistaiiiiyhtälön mukaisesti materiaalin lämpötilan (T) funktiona(4)eristetty näyte asetetaan kartiomaisen säteilijänalle, joka kohdistaa näytteen pintaan 35– mmmm(2) mmmṁ palamislämmöistä,avulla dddd1 0ja tähän tarkoitukseen MCC-laite soveltuu mainiosti.Mikäli missä = Xoletetaan, AAAA i mmmm NNNNon komponentin eeeeeeeeeeee että − materiaalista EEEE ⎪⎧ yyyyyyyy nnnn,FFFF = qqqq/mmmm 0ZZZZ1 − nnnn ZZZZ i massaosuus vapautuvien alkuperäisestä palavien massasta. kaasujen osuus on y F, ominaispalamislämpö0 mmmmMCC ja TGA:n voidaan 0 RRRRRRRR ⎩ nnnn,ZZZZ = yyyy nnnn,FFFF∆αααα∆HHHH⎪+ cccc yyyy nnnn,IIII = 1−∑iiii=1∆αααα1−∑nnnniiii∆αααα iiii(1)tulosten kirjoittaa hyödyntämiseksi kaavan , (2) avulla yyyyon kehitetty kaksi nnnn,IIII= 1 − qqqq/mmmm 0ZZZZ 1 −metodia. Ne molemmat perustuvatedellä75 kW/m 2 lämpövuon. Pyrolysoituvat kaasut missä qqqq A tttt2 on qqqq̇esitettyihineksponentinkaavoihin,etutekijä, tttt2= ∫ ddddtttt = yyyy mutta niiden käyttötarkoitus ja sovellus ovat hieman erilaiset.0 tttt1 mmmm FFFF ∆HHHH cccc ∫mmmṁ E aktivaatioenergia ja ⎨∆αααα∆HHHH cccc 1−∑nnnn.(6)mmmmsytytetään yleensä kipinäsytyttimellä. Kokeeniiii=1 ∆ααααN reaktion kertaluku. Nämä parametritriippuvat materiaalin lisäksi mallista, joteniiiiddddtttt,Metodi 0tttt1 mmmm1 on tarkoitettu käytettäväksi 0(3) ⎪ZZZZsilloin,ne täytyykunsovittaa yyyy⎩halutaan nnnn,ZZZZ = jokaiselle yyyyvain nnnn,FFFF + yyyymitatamallille nnnn,IIII =reaktiokohtaiseterikseen.1−∑nnnn(3)iiii=1 ∆αααα iiiiMateriaalinpalamislämmöt.palotehoSe eilasketaanpyri selittämäänmassanmuutosnopeudenmateriaalin lämpöhajoamista,sekä reaktiokohtaiseneikä ota kantaapalamislämmön t1 on reaktion alkamislämpötila ja t2 päättymislämpötila.siihen,aikana mitataan palotehoa ja massanmuutosta.Kun malli sovitetaan näihin koetulok-Yksinkertaistetusti qqqq̇ pyrolyysikaasuja on kahta tyyppiä: palavia (F) ja palamattomia (I). Pala-missämitä(ΔHkomponentteja c) avullanäytteessä on. Metodi 2 sen sijaan vaatii hieman enemmän esitietoja jaalkuarvauksia, missä = mmmṁ ΔΔΔΔHHHH t1 cccc . on reaktion mutta parhaimmillaan alkamislämpötila se pystyy ja estimoimaan t2 näytteen koostumuksen (komponenttien(2)mattomien kaasujen haihtumisen huomaa massan muutoksesta,yyyyVaikka mutta ne eivät näy palotehossa.on Niinpä nettopalamislämpö voidaan kirjoittaa koko kokonaismassanmuutokselle näytteen massalle. Pyrolyysimallinnuksessa (α = 1-m/m 0) reaktiossa tarvitaan i tietoa reaksiin,voidaan estimoida materiaalin termisiäyleisimpienmassaosuudet)polymeerienhyvinkin tarkasti.palamislämmöt onkin usein FFFF,iiii = qqqq/mmmm 0listattu käsikirjoissa, kyseessäpäättymislämpötila.Metodi∆αααα∆HHHH2 ccccparametreja, kuten lämmönjohtavuus, ominaislämpökapasiteettija reaktioentalpia. [6] ∆ααααdddd2tiokohtaisista Metodi Yksinkertaistetusti 1Metodissa iiii = mmmṁ palamislämmöistä, pyrolyysikaasuja tähän tarkoitukseen on Koko Metodi MCC-laite näytteen 2 mahdollistaa soveltuu hiilijäännöksen mainiosti. monimutkaisempienosuus Z skaalataan mukaan viimMikälidddddddd = yyyymmmm1 0oletetaan FFFF,iiii + yyyyhyvin IIII,iiii XXXXyksinkertainen iiii , (4)kahta oletetaan, tyyppiä: että palavia materiaalista (F) ja palamattomiavapautuvien reaktiopolku palavien reaktiopolkujen kaasujen (Kuva 2). osuus Materiaalimalli on käytön. y koostuudddd1F, ominaispalamislämpöpseudokomponenteista, (I). Palamattomien X i on voidaan komponentin kirjoittaa joiden kaasujen i massaosuus kaavan avulla (2) haihtumisenmateriaalin alkuperäisestä avulla rakenne massasta. mallinnetaan, mutta joilla ei varsi-Siinä mikä tahan-komponentti yyyy nnnn,FFFF = qqqq/mmmm 0ZZZZmissäqqqq tttt2 qqqq̇tttt2MCC naisesti ja TGA:n ole yhteyttä tulosten materiaalin hyödyntämiseksi todelliseen on kehitetty koostumukseen. kaksi metodia. Reaktioiden Ne molemmat lukumäärä perustuvatsiinä 0 tttt1 mmmm FFFF ∆HHHH cccc ∫mmmṁ⎧savastaaMCC-tuloksien käyttäminenhuomaa = ∫ massan ddddtttt = yyyymmmm muutoksesta, mutta ne eivätMetodi näy rinnakkainen palotehossa. 1 on tarkoitettu reaktiopolku). Niinpä käytettäväksi voidaan Jokainen reaktio kirjoit-nnnn,IIII= 1 − qqqq/mmmm 0ZZZZ1voi − hajotannnn missä tahansa reaktiossa,tuottaen erilaisia kaasuja,∆αααα∆HHHHddddtttt,⎪cccc 1−∑iiii=1∆αααα iiiiedellä pseudokomponenttien 0tttt1 mmmmesitettyihin kaavoihin, lukumäärää, 0mutta niiden ja jokainen käyttötarkoitus komponentti ja sovellus hajoaa ovat riippumatta hieman erilaiset.(nk.muista (3) palavia jayyyypyrolyysimallinnuksessa 1 −silloin, tuottaa kun ⎨∆αααα∆HHHHhalutaan kahta kaasua: vain mitata cccc 1−∑nnnn.palavaa reaktiokohtaisetja iiii=1 ∆ααααpalamatontataaAinoastaan kokonaismassanmuutokselle viimeinen Se pyri reaktio selittämään jättää (α=1-m/m materiaalin hiilijäännöksen. 0 )iiiimissä t1 on reaktion alkamislämpötila ja t2 päättymislämpötila.palamislämmöt.⎪ZZZZlämpöhajoamista, Kaikissa yyyy reaktioissa eikä ota on kantaa yhteinen, siihen, etukäteenreaktiossa komponentteja valittu i kaasut palamislämpö, näytteessä sytytetään jonka on. yleensä Metodi avulla 2 palavan sen sijaan palamattoman vaatii hieman enemmän kaasun osuus esitietoja massan-kohdistaa Pyrolyysimallinnus näytteen pintaan alkaa 35-75 reaktiopolun kW/m 2 Yksinkertaistetusti pyrolyysikaasuja on kahta tyyppiä: ⎩palavia nnnn,ZZZZ = yyyy(F) nnnn,FFFF + yyyyja palamattomia nnnn,IIII =1−∑nnnniiii=1 ∆αααα (I). iiii Palamattomienkaasujen haihtumisen huomaa massan muutoksesta, mutta ne eivät näy palotehos-lämpövuon. määrittämisestä.Mallintajan Kokeen aikana täytyy mitataan päättää palotehoa alkuarvauksia, muutoksestaPyrolysoituvat mitä jakipinäsytyttimellä. reaktioidenlukumäärä, ominaislämpökapasiteetti massanmuutos ja reaktioentalpia. ja vapau-∆αααα [6] iiii = mmmṁKuva 2. Reaktiopolku käyttäen metodia 1.ja massanmuutosta. voidaan mutta parhaimmillaan Kun skaalata. malli Viimeistä sovitetaannäihin koetuloksiin, voidaan estimoida materiaalin nenttien voidaan termisiä massaosuudet) laskea parametreja, kaavat (3) hyvinkin kuten ja (4) lämmön-yhdistämällä0) reaktiossa ise pystyy reaktiota estimoimaan lukuun näytteen ottamatta koostumuksen palavan kaasun (kompo-osuussa. Niinpä voidaan kirjoittaa kokonaismassanmuutokselle (α = 1-m/mdddd2tarkasti.johtavuus, dddddddd = yyyytuvat aineet. Massan (m) muutos määräytyy Metodi 1 mmmm FFFF,iiii + yyyy IIII,iiii XXXX iiii , (4)(4)dddd1 0Metodi 2MCC-tuloksien käyttäminen pyrolyysimallinnuksessa Metodissa missä X 1 oletetaan hyvin yksinkertainen reaktiopolku (Kuva 2). Materiaalimalli koostuuArrheniuksen yhtälön mukaisesti materiaalini on komponentin i massaosuus alkuperäisestä Metodi massasta. 2 mahdollistaa monimutkaisempien reaktiopolkujePyrolyysimallinnus alkaa reaktiopolun määrittämisestä. pseudokomponenteista, MCC Mallintajan TGA:n täytyy tulosten päättää joiden hyödyntämiseksi reaktioiden avulla materiaalin on kehitetty rakenne ponenttiKuva 2.kaksi mallinnetaan, metodia. voiReaktiopolkuhajota Ne mutta molemmat missäkäyttäenjoilla tahansametodiaei perustuvatmissä (m) edellä muutos Xole i on esitettyihin yhteyttä komponentin määräytyy materiaalin kaavoihin, Arrheniuksen i massaosuus mutta todelliseen niiden alku-koostumukseen. käyttötarkoitus mia. Metodi Sen Reaktioiden ja 2 reaktiopolku sovellus ovat lukumäärä on hieman esitetty vastaa erilai-Kuva 3. Reaktion massanvarsinaisestireaktiossa,1.tuottaen erillukumäärä, lämpötilan massanmuutos (T) funktiona ja vapautuvat aineet. Massanyhtälön mukaisesti materiaalin lämpötilan (T) funktiona siinä set. peräisestä Metodi pseudokomponenttien massasta. 1 on tarkoitettu lukumäärää, käytettäväksi ja silloin, jokainen kun komponentti halutaan n n c p , vain j hajoaa mitata riippumatta reaktiokohtaiset muistammmṁ= AAAA mmmm NNNN eeeeeeeeeeee − EEEE Metodi 2 mahdollistaa monimutkaisempien reaktiopolkujmmmm 0 mmmm 0 RRRRRRRR (nk. palamislämmöt. rinnakkainen Se reaktiopolku). ei pyri selittämään Jokainen materiaalin reaktio tuottaa lämpöhajoamista, Δ ˆ α kahta = kaasua: eikä palavaa ota kantaa ja palamatonta.mitä Ainoastaan komponentteja viimeinen näytteessä reaktio on. jättää Metodi (1)ponentti voi hajota missä tahansa reaktiossa, tuottaen erisiihen,(1) MCC ja TGA:n tulosten hyödyntämiseksion kehitetty valittu palamislämpö, mutta kaksi parhaimmillaan metodia. jonka Ne avulla se molemmat pystyy palavan estimoimaan ja missä∑∑ y i , j,kYi−1,j,hiilijäännöksen. 2 sijaan Kaikissa vaatii j = 1hieman k =reaktioissa1 enemmän on yhteinen, esitietoja etukäteenalkuarvauksia,ja,mia. Senpalamattoman Yreaktiopolkunäytteen i-1,j on komponentinon esitettykoostumuksen kaasun osuus j Kuva(komponenttienperustuvat massaosuudet) edellä voidaan esitettyihin skaalata. hyvinkin Viimeistä kaavoihin, tarkasti. reaktiota mut-lukuun ottamatta palavan kaasun osuusmassanmuutoksestareaktion3. Reaktioni alkaessamassaja lmissä A on eksponentin etutekijä, E aktivaatioenergia ja N reaktion kertaluku. Nämä parametritriippuvat materiaalin lisäksi mallista, joten ne täytyy sovittaa jokaiselle mallille erikseen.n ni c p , jMateriaalin missä A on paloteho eksponentin lasketaan etutekijä, massanmuutosnopeuden E aktivaatioenergia(ΔH c) avulla ja N reaktion kertaluku. Nämä Metodissa man erilaiset. 1 oletetaan Metodi hyvin 1 on yksinkertainen tarkoitettu käytet-reaktiopolku Reaktion missä (Kuva Y i-1,j tuottama 2). on Materiaalimalli komponentin energia lasketaan j koostuu massa kaavalla reaktion i alkaessa javoidaan ta niiden laskea kaavat (3) ja (4) yhdistämällä YΔˆ αi, j= =Metodi sekä 1 reaktiokohtaisen käyttötarkoitus palamislämmönja sovellus ovat hie-∏∑∑y yii,j,ZYi ,0,j,kYj. i−1,j,ii=j1= 1 k = 1qqqq̇ parametrit = mmmṁ ΔΔΔΔHHHH cccc . riippuvat materiaalin lisäksi mallista,nettopalamislämpö joten ne täytyy koko sovittaa näytteen jokaiselle massalle. malnaisestiole yhteyttä materiaalin todelliseen koostumukseen. = Reaktioiden lukumäärä vastaapseudokomponenteista, täväksi silloin, kun halutaan joiden avulla vain (2) materiaalin mitata reaktiokohtaisetpalamislämmöt.rakenne mallinnetaan, mutta joilla ei varsi-Vaikka yleisimpien polymeerien palamislämmöt onkin usein listattu käsikirjoissa, kyseessäon Pyrolyysimallinnuksessa siinä pseudokomponenttien tarvitaan lukumäärää, tietoa reaktiokohtaisistlilleerikseen. palamislämmöistä, ja tähän tarkoitukseen (nk. littämään MCC-laite rinnakkainen materiaalin soveltuu reaktiopolku). mainiosti. lämpöhajoamista, Jokainen reaktio eikä tuottaa TehtävälleSe ei pyri se-∑∑n ic n p ;Kuva jQˆ Y = 2. Reaktiopolkui, j ∏ yiYii,j,ZYi−1,jy0,j. käyttäen metodia 1.i,j,kΔHc,k.ii=1j= 1 k=1ja jokainen komponentti Metodi 2 hajoaa riippumatta muistaReaktion tuottamakahta kaasua: on vaikeaenergiapalavaa löytäälasketaanja palamatonta.Ainoastaan kaasujen osuus viimeinen on y F, reaktio ominaispala-jättää hiilijäännöksen. tiongelmana, Kaikissa reaktioissa jossa minimoidaan on yhteinen, mitattujen etu-ja estimoitujenyleispätevääkaavallaMetodi 2 mahdollistaa monimutkaisempien analyyttistä reaktiopolkujen ratkai käyMikäli oletetaan, että materiaalista vapautuvien palavienmislämpö voidaan kirjoittaa kaavan (2) avulla= ∑∑nc n p ;ponentti jQˆ voi hajota missä tahansa reaktiossa, tuottaen erilaisiaiYi−1, jyi,j,kΔHc,k.käteen valittu palamislämpö, jonka avulla palavan ja mia. palamattoman Sen kaasun osuus massanmuutoksestavoidaan skaalata. Viimeistä reaktiota lukuun r ottamatta ⎜⎜ palavan kaasunqqqq tttt2 qqqq̇tttt2PALOTUTKIMUKSEN ⎛⎛ reaktiopolku onPÄIVÄT Qesitetty Kuva 3. Reaktion massan muu2013 85= ∫ ddddtttt = yyyymmmm 0 tttt1 mmmm FFFF ∆HHHH cccc ∫mmmṁj= 1 k=1inddddtttt,− Qˆn n c p , jΔa− Δiosuus0tttt1 mmmm iaˆim00voidaan laskea kaavat (3) ja (4) yhdistämällä(3)minTehtävälle Δ ˆ α∑=∑∑ ⎜⎜ on y vaikea−,löytää yleispätevää= ⎜⎜ ΔaQ ⎟⎟ ⎟⎟⎟⎟⎞⎞i . analyyttistä ratka, j,kYi−1,jtiongelmana, j = 1 k = 11jossa minimoidaan i mitattujen ja estimoitujenii

Kuva 2. Reaktiopolku käyttäen metodia 1.Metodi palamattomia. 2 Sen reaktiopolku on esitettyKuva 2 3. mahdollistaa Reaktion monimutkaisempien massan muutos laske-reaktiopolkujen käytön. Siinä mikä tahansa kom-MetodiKuva ponentti taan kaavalla 2. Reaktiopolku voi hajota missä käyttäen tahansa metodia reaktiossa, 1. tuottaen erilaisia kaasuja, palavia ja palamattomia.Sen reaktiopolku on esitetty Kuva 3. Reaktion massan muutos lasketaan kaavallaMetodi n 2 n c p , jMetodi KuvaΔ ˆ α =2.∑∑ 2 Reaktiopolku mahdollistaa y i , j,kYi−1,j,käyttäen monimutkaisempien metodia 1. reaktiopolkujen (7)käytön. Siinä mikä tahansa komponenttij = 1 k = 1(7)Metodi 2voi hajota missä tahansa reaktiossa, tuottaen erilaisia kaasuja, palavia ja palamattomia.missä Y i-1,j on komponentin j massa reaktion i alkaessa ja lasketaan kaavallaMetodi Sen2reaktiopolkumahdollistaaonmonimutkaisempienesitetty Kuva 3. Reaktionreaktiopolkujenmassan muutoskäytön.lasketaanSiinä mikäkaavallatahansa komponenttiYΔi, ˆjα = ∏Yi-1,j voi yii,j,ZY0,jnin c p , jmissä .∑∑ yhajotaion komponentin j massa reaktiomia.Sen i alkaessa reaktiopolku ja lasketaan on esitetty kaavalla Kuva 3. Reaktion massan muutos lasketaan kaavalla(8), j,kYmissä,tahansa reaktiossa, tuottaen erilaisia kaasuja, palavia ja palamatto-i−1,j(7)iiKuva 2. j = 1Reaktiopolku k = 1 käyttäen metodia 1.Reaktion n n c tuottama p , jmissä Y i-1,j on komponentin energia lasketaan j massa reaktion kaavalla i alkaessa ja lasketaan kaavalla∑∑nc n p ;MetodiΔ ˆ α = ∑∑ i jQˆ 2y i , j,kYi−1,j,(7)j = 1 k =iY1Metodi Y = ∏ i−1,jyi,j,kΔHc,k. (9)i, j 2 ymahdollistaa ii,j,ZY0,j. monimutkaisempien reaktiopolkujen (8)käytön. Siinä mikä tahansa komponenttivoi hajota missä tahansa reaktiossa, tuottaen erilaisia kaasuja, palavia ja palamatto-(8)missä jiiY= 1=1 i-1,j k=1 on komponentin j massa reaktion i alkaessa ja lasketaan kaavallaTehtävälleiReaktion tuottama on vaikea energia löytää lasketaan yleispätevää kaavalla analyyttistä Kuva ratkaisua, 3. Reaktiopolku joten sitä käyttäen käsitellään metodia optimointiongelmana,Y = Sen2.mia. ∏reaktiopolku i, j jossa minimoidaan mitattujen ja estimoitujen arvojen erotusta= ∑∑nc n yp ; j ii,Reaktion Qˆ j , ZY0,j. on esitetty Kuva 3. Reaktion massan muutos lasketaan kaavalla (8)ii n n= c1p , ji ⎛⎛ Yi−1, jyi,j,kΔenergia HQci, k. lasketaan kaavalla Kaapeli #701⎞⎞(9)Reaktion Δ ˆ α =n r ⎜⎜− Qˆj∑∑tuottama y= 1 k=1 i , j,kYi−energia 1, j,lasketaanΔa− Δi ⎟⎟ kaavalla(7)iaˆim0Tehtävälle min ∑⎜⎜on vaikea −löytää yleispätevää ⎟⎟. analyyttistä ratkaisua, joten sitä käsitellään optimointiongelmana,∑∑n j = 1 c nk= 1p ;(10)=i=⎜⎜ ΔaQ1iimissä jQˆ Yi i-1,j on Y komponentini−Δ ⎟⎟⎜⎜ jossa1, jyi,j minimoidaan, kHc , k. j massa reaktion⎟⎟⎝⎝mmitattujen ja (9) i alkaessa ja lasketaan kaavallaestimoitujen arvojen erotusta(9)j= i1 k=10johtimen 58 %.[7] Kaapeli on esitetty Kuva 4.⎛⎛Q ⎞⎞⎠⎠Tehtävälle Yi, j=i∏ yiin r ⎜⎜ on , vaikea löytää yleispätevää − QˆΔaj , ZY0,j.− Δi ⎟⎟ analyyttistä ratkaisua, joten sitä käsitellään optimointiongelmana,i(8)ii=1 aˆim0min ∑⎜⎜jossa minimoidaan − mitattujen ⎟⎟. ja estimoitujen arvojen erotustaReaktion Tehtävälle tuottama on vaikea energia löytää (10)i=⎜⎜ ΔaQlasketaan yleispätevää kaavalla analyyttistän rlin vaippa on PVC:tä ja eriste PE:tä. Täytettäkaapelissa ei ole. Kaapelissa on 7 johdinta,1ii ⎟⎟⎝⎝m0⎠⎠∑⎟⎟⎟⎟ ⎞⎞⎜⎜⎜⎜ ⎛⎛Qiratkaisua, − QˆΔa− Δiiaˆjotenimsitä käsitellään optimointiongelmana,min ∑∑n = c n p ; j0Qˆ iYi−1, jyi,j,k−ΔHc,k.jossa . (10)(9)j= 1 k=1i=⎜⎜ ΔaQminimoidaan mitattujenja ⎜⎜⎟⎟ja1ii ⎟⎟misensenjahalkaisijahiiltymisenonansiosta.14 mm. Vaipan massaosuusratkaisua, kokonaisesta joten sitä kaapelista käsitellään on optimoin-24 %, eris-Tehtävälle ⎝⎝estimoitujen on vaikea löytää arvojen myleispätevää 0erotusta⎠⎠ analyyttistätiongelmana, jossa minimoidaan mitattujen ja estimoitujen teen 18 arvojen % ja johtimen erotusta 58 %.[7] Kaapeli onnisten ja termisten ominaisuuksien parantamiseksi.⎛⎛Qi⎞⎞n r ⎜⎜− QˆΔa− Δi ⎟⎟esitetty Kuva 4.iaˆim0min ∑⎜⎜− ⎟⎟. (10)i=⎜⎜ ΔaQ(10) Puhtaan PVC:n tiedetään hajoavan kahdessareaktioaskeleessa. Ensimmäinen hajoa-1ii ⎟⎟⎜⎜⎟⎟⎝⎝m0 ⎠⎠minen tapahtuu n. 320 °C lämpötilassa jase vapauttaa pääasiassa suolahappoa (HCl).Mallintaja valitsee käytettävän reaktiopolunja määrittelee estimointirajat muuttujil-määriä palavia kaasuja, enimmäkseen bent-Suolahaponrää kaapelin vaipassa.lisäksi reaktiossa vapautuu pieniäle. Muuttujia ovat komponenttien alkuperäisetmassaosuudet, komponenttien kaasujen delleen n. 450 °C lämpötilassa. Se tuottaaseeniä. Jäljelle jäänyt polymeeri hajoaa uu-osuudet kussakin reaktiossa, sekä kunkin kaasunpalamislämpö. Palamattomille kaasuille tää hiilijäännöksen.[7] PVC on luonnostaanpalavia kaasuja (pääasiassa tolueenia) ja jät-palamislämpö on luonnollisesti 0.palosuojattu HCl:n vapautumisen ja hiiltymisenansiosta.Tehtävä voidaan ratkaista käyttäen esimerkiksiExcelin solveria tai Matlabin optimointityökaluja.Molemmissa tapauksissa ratkaisu ta PVC:tä, vaan siihen on sekoitettu erilai-Kaapelien PVC ei kuitenkaan ole puhdas-riippuu voimakkaasti annetuista alkuarvoista. sia lisäaineita. Näistä merkittävimmät ovatSiksi tähän tarkoitukseen kehitettiin Matlabfunktio,joka arpoo satunnaisia alkuarvoja ja lymeerin mekaanisten ja termisten ominai-pehmittimet ja täytteet, joita käytettään po-laskee optimin näitä käyttäen. Pienimmän suuksien parantamiseksi.virheen tuottavat parametrit valitaan lopulliseksiratkaisuksi. Funktio on hyvin nopea via, ja näin lisäävät PVC:n tuottamaa palote-Pehmittimet ovat useimmiten hyvin pala-käyttää, ja siksi jopa 1000 yriteratkaisua voidaanlaskea muutamissa sekunneissa. sessa jopa lähes yhtä suuri massaosuus kuinhoa merkittävästi. Pehmittimiä voi olla seok-PVC:tä. Useimmin käytetyt pehmittimet,Kaapeli #701ftalaatit, hajoavat lähes yhtä aikaa PVC:n ensimmäisenkalsiumkarbonaatin reaktioaskeleen osuus kanssa, on n. 20-30 ja näin % ol-mas-parantamiseksi. Tyypillisesti jäykässä PVC:ssäMetodien sasta, testaamiseen kun pehmeässä käytettiin PVC:ssä PVC sitä kaapeliakorkeissa #701 Christifire-projektista lämpötiloissa (tyypillisesti [7]. Kaape-yli 800 muutosta °C) tuottaen voi hiilidioksidia. olla vaikea erottaa HCl:n muo-voi olla len jopa niiden 30-40 hajoamisesta %. [11] Kalsiumkarbonaatti aiheutuvaa massan-hajoaaKaapelin eriste on PE:tä, joka puhtaana hajoaa n. 500 °C jättämättä hiiltojäännöstä.[12]dostumisesta. [9,10] Niiden tuoma suuri lisäpalotehoon näkyy kuitenkin MCC-tuloksissa,ja tätä tietoa voidaan käyttää hyväksikun arvioidaan pehmittimien määrää kaapelinvaipassa.Kuva 4. Christifire-projektin kaapeli #701.86 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013TULOKSETTULOKSETMetodeita 1 ja 2 käytettiin kaapelin #701vaipan ja eristeen lämmöntuoton mallintamiseen.Koetulokset on listattu Taulukko 1.Metodia 1 käyttämällä voidaan laskea palavankaasun osuuden suoraan, ja ne on listattuTaulukko 2. Laskuissa on oletettu palavankaasun palamislämmöksi ΔH c = 46.45MJ/kg (propaani).Metodia 2 varten täytyy tehdä joitakin oletuksiamateriaalin todellisesta koostumuksestaja reaktiopolusta. Koska tiedetään, ettävaippa on PVC:tä, voidaan olettaa ettäainakin osa ensimmäisen reaktion massanmuutoksestajohtuu suolahapon vapautumisesta.Pieni osa tässä prosessissa vapautuvastalämmöstäkin on peräisin PVC:stä. Tiedetäänmyös, että tyypillinen pehmitin hajoaamyös ensimmäisen reaktion lämpötilassa.Toinen reaktio on luultavasti yhteydessäPVC:n jäännöspolymeerin hajoaminen, jakolmas Kuva 4. Christifire-projektin kalsiumkarbonaatin kaapeli lämpöhajoaminen,joka ei tuota lämpöä. Näille asetetaan#701.Kuva 4. Christifire-projektin kaapeli #701.kirjallisuuden TULOKSET perusteella sopivat estimoinluja.Molemmissa tapauksissa ratkaisu riippuu voimakkaasti annetuista alkuarvoista. Siksi tähäntarkoitukseen kehitettiin Matlab-funktio, joka arpoo satunnaisia alkuarvoja ja laskee optiminnäitä käyttäen. Pienimmän virheen tuottavat parametrit valitaan lopulliseksi ratkaisuksi.Funktio on hyvin nopea käyttää, ja siksi jopa 1000 yriteratkaisua voidaan laskea muutamissasekunneissa.Toinen, massaosuudeltaan merkittävä lisäaineryhmäon täyteaine. Kaapeleissa täyteon usein kalsiumkarbonaattia (CaCO 3 ),jota käytetään iskunkestävyyden ja termistenominaisuuksien parantamiseksi. Tyypillisestijäykässä PVC:ssä kalsiumkarbonaatinosuus on n. 20–30 % massasta, kun pehmeässäPVC:ssä sitä voi olla jopa 30–40 %. [11]Kalsiumkarbonaatti hajoaa korkeissa lämpötiloissa(tyypillisesti yli 800 °C) tuottaen hiilidioksidia.Kaapelin eriste on PE:tä, joka puhtaanahajoaa n. 500 °C jättämättä hiiltojäännöstä.[12]Metodien testaamiseen käytettiin PVC kaapelia #701 Christifire-projektista [7]. Kaapelinvaippa on PVC:tä ja eriste PE:tä. Täytettä kaapelissa ei ole. Kaapelissa on 7 johdinta, ja senhalkaisija on 14 mm. Vaipan massaosuus kokonaisesta kaapelista on 24 %, eristeen 18 % jaPuhtaan PVC:n tiedetään hajoavan kahdessa reaktioaskeleessa. Ensimmäinen hajoaminen tapahtuun. 320 °C lämpötilassa ja se vapauttaa pääasiassa suolahappoa (HCl). Suolahapon lisäksireaktiossa vapautuu pieniä määriä palavia kaasuja, enimmäkseen bentseeniä. Jäljellejäänyt polymeeri hajoaa uudelleen n. 450 °C lämpötilassa. Se tuottaa palavia kaasuja (pääasiassatolueenia) ja jättää hiilijäännöksen.[7] PVC on luonnostaan palosuojattu HCl:n vapautu-Kaapelien PVC ei kuitenkaan ole puhdasta PVC:tä, vaan siihen on sekoitettu erilaisia lisäaineita.Näistä merkittävimmät ovat pehmittimet ja täytteet, joita käytettään polymeerin mekaa-parantamiseksi. parantamiseksi. Tyypillisesti Tyypillisesti jäykässä jäykässä PVC:ssä PVC:ssä kalsiumkarbonaakalsiumkarboPehmittimet ovat useimmiten hyvin palavia, ja näin lisäävät sasta, PVC:n kun tuottamaa pehmeässä palotehoaPVC:ssä PVC:ssä merkittävästi.Pehmittimiä voi olla seoksessa jopa lähes yhtä korkeissa suuri massaosuus lämpötiloissa kuin (tyypillisesti PVC:tä.sitä sitä voi voi olla olla jopa jopa 30-40 30-40 %. %. [11yli yli 800 800 °C) °C) tuottaen tuottaen hiilidioUseimmin käytetyt pehmittimet, ftalaatit, hajoavat lähes yhtä Kaapelin aikaa PVC:n eriste on on ensimmäisen PE:tä, joka joka reaktioaskeleenkanssa, ja näin ollen niiden hajoamisesta aiheutuvaa massanmuutosta voi olla vai-puhtaana hajoaa hajoaa n. 500 n. 500 °C °C jättämätkea erottaa HCl:n muodostumisesta. [9,10] Niiden tuoma suuri lisä palotehoon näkyy kuitenkinMCC-tuloksissa, ja tätä tietoa voidaan käyttää hyväksi kun arvioidaan pehmittimien mää-Toinen, massaosuudeltaan merkittävä lisäaineryhmä on täyteaine. Kaapeleissa täyte on useinkalsiumkarbonaattia (CaCO 3), jota käytetään iskunkestävyyden ja termisten ominaisuuksienreaktiopolusta. Koska tiedetään, että vaippa on PVC:tä, voidaanMetodia simmäisen 2 reaktion varten täytyy massanmuutoksesta tehdä joitakin johtuu oletuksia suolahapon materiaalin vapreaktiopolusta. Koska tiedetään, että vaippa on PVC:tä, voidsimmäisen reaktion massanmuutoksesta johtuu suolahaponTULOKSETMetodeita 1 ja 2 käytettiin kaapelin #701 vaipan ja eristeen läMetodeita Koetulokset 1 on ja listattu 2 käytettiin Taulukko kaapelin 1. #701 vaipan ja eristeenKoetulokset on listattu Taulukko 1.Taulukko 1. TGA ja MCC koetulokset kaapelille #701.Taulukko 1. TGA ja MCC koetulokset kaapelille #701.Reaktio 1 Reaktio 2 Reaktio 3Reaktio Vaippa 1 (PVC) Reaktio 2 Reaktio 3Δα 0.6 Vaippa (PVC) 0.137 0.04Δα q/m 0 (MJ/kg) 9.195 0.6 4.905 0.137 0 0.04q/m 0 (MJ/kg) 9.195 Eriste (PE) 4.905 0Δα 0.57 Eriste (PE) 0.12 0.052Δα q/m 0 (MJ/kg) 8.233 0.57 4.77 0.12 0 0.052q/m 0 (MJ/kg) 8.233 4.77 0Metodia 1 käyttämällä voidaan laskea palavan kaasun osuuden slukko 2. Laskuissa on oletettu palavan kaasun palamislämmöksiMetodia 1 käyttämällä voidaan laskea palavan kaasun osuudeni).lukko 2. Laskuissa on oletettu palavan kaasun palamislämmöni). Taulukko 2. Kaapelin #701 reaktiopolkuparametrit käyttäen metoTaulukko 2. Reaktio Kaapelin Y#701 i reaktiopolkuparametrit y Fi y Ii y Ri käyttäen mVaippa 1 0.600 0.33 0.67 0.00(PVC) 2Reaktio0.137Y i0.77y Fi0.23y Ii0.00y RiVaippa 31 0.263 0.600 0.00 0.33 0.15 0.670.850.00(PVC) Eriste 12 0.57 0.137 0.31 0.77 0.69 0.230.000.00(PE) 23 0.12 0.263 0.86 0.00 0.14 0.150.000.85Eriste 31 0.31 0.57 0.00 0.31 0.17 0.690.830.00(PE) 2 0.12 0.86 0.14 0.00Metodia 2 varten 3 täytyy 0.31 tehdä 0.00 joitakin 0.17 oletuksia 0.83 materiaalin to

palamislämmöt 14.45 MJ/kg ja 39.73 MJ/kg pehmittimelle ja PE:lle. Viimeisen reaktion jäännöksenosuus on 0.83.Taulukko 3. Estimointirajat, alkuarvot ja estimointitulokset kaapelin #701 vaipalle käyttäenmetodia 2. Komponentti 1 – PVC, 2 – pehmitin, 3 – kalsiumkarbonaatti.Estimointirajat Alkuarvot TulosY 1 [0.2, 0.7] 0.508 0.514Y 2 [0.1, 0.5] 0.323 0.268Y 3 - 0.169 0.218y I11 [0.57,0.61] 0.606 0.602y F11 [0, 0.07] 0.040 0.043y F12 [0.5, 0.9] 0.786 0.751y I33 [0.05, 0.3] 0.186 0.184ΔH c11 (MJ/kg) [25, 50] 48.9 49.1ΔH c12 (MJ/kg) [25, 50] 31.2 35.8ΔH c21 (MJ/kg) [25, 50] 32.1 30.2Taulukko Näiden reaktiopolkujen 4. mukaan voidaan estimoida kineettiset parametrit (A, E ja N) käytettäväksireaktiopolkujen kanssa. On tärkeää muistaa, että parametrit ovat erittäin riippuvaisiareaktiopolusta, eikä niitä voi siksi vaihtaa keskenään. TGA- ja MCC-käyrien sovitteet on esitettyKuva 5 ja kineettiset parametrit on listattuTaulukko 5. Kokonaispaloteho ja massanmuutos ovat kartiokokeissa suuremmat, kuin pienena) mittakaavan kokeissa. Tämän arvioidaan johtuvat b) pinnan hapettumisesta, joka kuluttaa hiiltynyttäpintaa tuottaen lämpöä. Tämä ilmiö on merkittävä etenkin kartiokokeen lopulla. MolemmatKuva 5. Kokeellisetmallit ennustavatja simuloidutkartiokokeidenpienen mittakaavansyttymisvaiheentuloksetmelkokaapelintarkasti,#701javaippamateriaalille.tulosten muotonoudatteleea) TGAkoetuloksia.(massanmuutosnopeus). b) MCC (paloteho).Kartiomittakaavassa Tulosten perusteella voidaan malli rakennettiin päätellä, että estimoimalla molemmat puuttuvat metodit pystyvät parametrit laskemaan (lämmönjohtavuus, reaktiokohtaisetpalotehot oikein. Useimmiten emissiivisyys metodi ja 1 reaktioentalpia) on riittävä, mutta sovittamalla mikäli mallintajan mallia tavoitteena koetuloksiinominaislämpökapasiteetti,säteilytasolla on estimoida materiaalin 50 kW/m 2 . lämpöhajoaminen Tulokset validoitiin tarkemmin, testaamalla se on mallin mahdollista ennustamia käyttäen palotehoja metodia kahdellamuulla säteilytasolla (25 ja 75 kW/m 2 ). Tulokset näkyvät Kuva 6 ja parametrit on listat-2.tua) b)ta hieman yli puolet massasta (51.4 %) olisiPVC:tä, pehmitintä 26.8 % ja kalsiumkarbonaattia21.8 %. PE:n tiedetään hajoavan kokonaanyhden reaktion aikana jättämättä hiilijäännöstä.Koetuloksien mukaan reaktioitatapahtuu kuitenkin kolme: Yksi pehmittimienlämpötila-alueella, toinen PE:n hajoamisalueella,ja kolmas korkeissa lämpötiloissaviitaten kalsiumkarbonaattiin. Koska mikäänkomponenteista (viimeistä lukuun ottamatta)ei jätä jäännöstä, voidaan suoraanlaskea palamislämmöt 14.45 MJ/kg ja 39.73MJ/kg pehmittimelle ja PE:lle. Viimeisen reaktionjäännöksen osuus on 0.83.Näiden reaktiopolkujen mukaan voidaanestimoida kineettiset parametrit (A, E ja N)käytettäväksi reaktiopolkujen kanssa. On tärkeäämuistaa, että parametrit ovat erittäinriippuvaisia reaktiopolusta, eikä niitä voi siksivaihtaa keskenään. TGA- ja MCC-käyriensovitteet on esitetty Kuva 5 ja kineettiset parametriton listattuKartiomittakaavassa malli rakennettiin estimoimallapuuttuvat parametrit (lämmönjohtavuus,ominaislämpökapasiteetti, emissiivisyysja reaktioentalpia) sovittamalla malliakoetuloksiin säteilytasolla 50 kW/m 2 . Tuloksetvalidoitiin testaamalla mallin ennustamiapalotehoja kahdella muulla säteilytasolla(25 ja 75 kW/m 2 ). Tulokset näkyvät Kuva 6ja parametrit on listattu Taulukko 5. Kokonaispalotehoja massanmuutos ovat kartiokokeissasuuremmat, kuin pienen mittakaavankokeissa. Tämän arvioidaan johtuvat pinnanhapettumisesta, joka kuluttaa hiiltynyttä pintaatuottaen lämpöä. Tämä ilmiö on merkittäväetenkin kartiokokeen lopulla. Molemmatmallit ennustavat kartiokokeiden syttymisvaiheenmelko tarkasti, ja tulosten muotonoudattelee koetuloksia.Tulosten perusteella voidaan päätellä, ettämolemmat metodit pystyvät laskemaan reaktiokohtaisetpalotehot oikein. Useimmitenmetodi 1 on riittävä, mutta mikäli mallintajantavoitteena on estimoida materiaalinlämpöhajoaminen tarkemmin, se on mahdollistakäyttäen metodia 2.c) d)Kuva 6. Kartiokoetulokset kaapelille #701.Ylärivi: Käyrien sovitukset säteilytasolla 50 kW/m 2 . a) Paloteho. b) Massanmuutosnopeus.Alarivi: c) Mallien validointi säteilytasoilla 35 ja 75 kW/m 2 . c) Paloteho. d) Massanmuutosnopeus.tirajat, ja minimoidaan virhettä koe- ja laskennallistentulosten välillä. Iteraatioita tehtiin5000 kpl ja tulokset näkyvät Taulukko3 vaipan osalta. Tulosten mukaan vaipas-YHTEENVETOTässä artikkelissa esiteltiin kaksi tapaa estimoidareaktiopolku tuntemattomalle materiaalille.Ensimmäinen menetelmä on yksinkertainenja nopea käyttää, ja sen avullavoidaan laskea oikea määrä palavaa kaasuakuhunkin reaktioon. Toinen menetelmä vaatiienemmän esitietoja käyttäjältä, mutta senavulla on mahdollista mallintaa reaktiopolkutotuudenmukaisemmin huomioiden erilisäaineiden aiheuttamat reaktiot. Sen avullavoidaan myös estimoida komponenttien alkuperäisetmassaosuudet, erilaisten kaasujenosuudet hävinneestä massasta ja palotehot.Menetelmiä testattiin käyttäen oikean sähkökaapelinPVC-vaippaa ja PE-eristettä. Tulostenperusteella voitiin luotettavasti toistaaTGA- ja MCC-kokeet. Molemmilla menetelmillälasketut reaktiopolut tuottivat oikeatPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 87

massanmuutokset ja palotehot. Menetelmilläkehitetyt reaktiopolut testattiin myös suuremmassamittakaavassa mallintamalla kartiokalorimetrikoe.KIITOKSETKirjoittajat kiittävät Kevin McGrattaniaNIST:stä MCC- ja kartiokoetuloksista Christifire-kaapelille#701 sekä Tuula Leskelää Aaltoyliopistosta TGA-kokeista. Työ on tehtyValtion Ydinjäterahaston (VYR) osittaisellatuella.LÄHDEVIITTEET1. C.L. Beyler and M.M. Hirschler. Section1. chapter 7. thermal decomposition of polymers.Teoksessa The SFPE Handbook of FireProtection Engineering, toinen painos, s1.99–1.119. National Fire Protection Association,USA, 1995.2. Matala, A., Hostikka, S., Mangs, J. Estimationof Pyrolysis Model Parameters for SolidMaterials Using Thermogravimetric Data,2009. Fire Safety Science Vol 9 s. 1213-1224. DOI:10.3801/IAFSS.FSS.9-1213Taulukko 4. Kineettiset parametrit kaapelin #701 vaipalle ja eristeelle käyttäen metodien 1 ja2 reaktiopolkuja.Material Method Component (i) A (s -1 ) E (mol/kJ) NReaction (j)Sheath Method 1 i = j= 1 3.6·10 21 2.4·10 5 2.87(PVC)i = j = 2 1.2·10 29 3.8·10 5 4.10i = j = 3 5.1·10 21 3.0·10 5 2.67Method 2 i = 1,2, j = 1 2.1·10 26 2.8·10 5 3.69i = 1, j = 2 2.0·10 25 3.2·10 5 4.91Insulation(PE)Bothmethodsi = 3, j = 3 9.8·10 24 2.9·10 5 0.96i = j = 1 1.26·10 25 2.7·10 5 3.20i = j = 2 1.9·10 27 3.6·10 5 3.7i = j =3 1.6·10 12 2.1·10 5 4.41Taulukko 5. Termiset parametrit kaapelille #701.VaippaEristeReaktio 1Reaktio 2Reaktio 3JäännösReaktio 1Reaktio 2Reaktio 3JäännösMetodi 1 Metodi 2PVC Pehmitin CaCO 3k (W/(mK)) 0.147 0.146 0.185 0.48c p (kJ/(kgK)) 3.22 3.4 2.8 3.5ΔH (kJ/kg) 1607 206 1112 1669ε 0.7 1.0 1.0 1.0k (W/(mK)) 0.175 0.2 - -c p (kJ/(kgK)) 3.45 2.26 - -ΔH (kJ/kg) 1425 1783 - -ε 1.0 1.0 - -k (W/(mK)) 0.103 - - -c p (kJ/(kgK)) 3.5 - - -ΔH (kJ/kg) 43 - - -ε 1.0 - - -ρ (kg/m 3 ) 344 70 274k (W/(mK)) 0.122 0.188 - 0.188c p (kJ/(kgK)) 3.5 2.0 - 2.0ε 0.85 1.0 - 1.0k (W/(mK)) 0.783 0.246 - -c p (kJ/(kgK)) 3.36 1.9 - -ΔH (kJ/kg) 1408 1760 - -ε 1.0 1.0 - -k (W/(mK)) 1.0 - 0.59 -c p (kJ/(kgK)) 3.4 - 3.0 -ΔH (kJ/kg) 1516 - 691 -ε 1.0 - 1.0 -k (W/(mK)) 0.087 - - 0.285c p (kJ/(kgK)) 2.74 - - 2.9ΔH (kJ/kg) 445 - - 353ε 1.0 - - 1.0297 - - 297k (W/(mK)) 0.01 - - 0.338c p (kJ/(kgK)) 1.29 - - 1.29ε 1.0 - - 1.03. Lyon, R.E., Walters, R.N. Pyrolysiscombustion flow calorimetry. Journal of AnalyticalApplied Pyrolysis, 2004. Vol. 71, nro.1, s. 27–46.4. Lyon, R.E., Walters, R.N., Stoliarov, S.I.& Safronava, N. Principles and practice ofmicroscale combustion calorimetry. FederalAviation Administration FAA. 89 s. (DOT/FAA/TC_12/53).5. Mangs, J., Matala, A. Mikrokalorimetri– uusi materiaalien palamisominaisuuksientutkimuslaite hankittu VTT:lle. Palotutkimuksenpäivät 2013. Espoo 27–28 August2013.6. ISO 5660-1. Reaction-to-fire tests –Heat release, smoke production and massloss rate. Geneva: ISO Standards, 2002, 44 s.7. McGrattan, K., Lock, A., Marsh, N.,Nyden, M., Morgan, A.B., Galaska, M.,Schenck, K. Cable Heat Release, Ignition,and Spread in Tray Installations During Fire(CHRISTIFIRE). Phase 1: Horizontal Trays.NUREG/CR-7010, Vol. 1. 2012.8. Mountado, G., Puglisi, C. Evolution ofAromatics in the Thermal Degradation ofPoly(vinyl chloride): A Mechanistic Study.Polymer Degradation and Stability, 1991.Vol 33 s. 229–2629. Marcilla, A., Beltrán, M. PVC-plasticizerinteractions during the thermal decompositionof PVC plastisols. Influence of the typeof plastizicer and resin. Polymer Degradationand Stability, 1996. Vol 53 s. 261–268.10. Jiménez, A., López, J., Vilaplana, J.,Dussel, H.-J. Thermal degradation of plastisols.Effect of some additives on the evolutionof gaseous products. Journal of Analyticaland Applied Pyrolysis, 1997. Vol. 40-41s. 201–215.11. Wypych, G. PVC Formulary, 2009.ChemTec Publishing 379 s.12. Aboulkas, A., El harfi, K., El Bouadili,A. Thermal degradation behaviors of polyethyleneand polypropylene. Part I: Pyrolysiskinetics and mechanisms. Energy Conversionand Management, 2010. Vol 51 s.1363–1369Pehmittimet ovatuseimmiten hyvin palavia,ja näin lisäävät PVC:ntuottamaa palotehoamerkittävästi.88 PALOTUTKIMUKSEN YHTEENVETO PÄIVÄT 2013Tässä artikkelissa esiteltiin kaksi tapaa estimoida reaktiopolku tuntemattomalle materiaalille.Ensimmäinen menetelmä on yksinkertainen ja nopea käyttää, ja sen avulla voidaan laskea oi-

Johan Mangs & Anna Matala , VTT, PL 1000, 02044 VTTMikrokalorimetri – uusi materiaalienpalamisominaisuuksientutkimuslaite hankittu VTT:lleTiivistelmäVTT:llä on vuoden 2013 keväällä otettukäyttöön uusi materiaalien palamisominaisuuksientutkimuslaite mikrokalorimetri(Micro-scale Combustion Calorimeter,MCC). Se on Yhdysvaltain ilmailuhallinnonkehittämä tutkimuslaite, jonka alkuperäinentarkoitus oli parantaa lentokoneissakäytettävien materiaalien paloturvallisuutta.Laitteella voidaan määrittää muovien, tekstiilien,puun ja muiden jähmeiden aineidenpalamisominaisuuksia. Mikrokalorimetrimenetelmäon määritelty standardissa ASTMD7309-11.Menetelmässä lämmitetään pieni, tyypillisesti5–10 mg, näyte hallitun lämpötilaohjelmanavulla. Näytteestä vapautuvat kaasutsekoitetaan happeen ja poltetaan täydellisestikorkeassa lämpötilassa. Palamisessa vapautunutlämpö määritetään jatkuvasti kokeen aikanahapenkulutuskalorimetrialla. Mittauksentuloksena saadaan paloteho ajan ja lämpötilanfunktiona sekä syttymislämpötila. Jakamallakokeen aikana vapautunut energiakokeen aikana hävinneellä massalla saadaannäytteen palamislämpö. Jakamalla paloteholämpötilan nousunopeudella saadaan palotehokapasiteetti,joka on tällä laitteella määritettysyttyvyyteen liittyvä materiaaliparametri.VTT:llä laitetta käytetään mm. materiaalienpyrolyysimallinnuksen tukena.MIKROKALORIMETRIN TAUSTA JA TOIMINTAMateriaalien paloriskien arviointiin on kehitettylukuisia koemenetelmiä, joissa mitataanpalon syttymiseen ja leviämiseen liittyviäsuureita. Keskeisin näistä on lämmönvapautumisnopeus(paloteho) ja sen mittaamiseksion kehitetty useita kalorimetrimenetelmiä,joissa näytekoko on suuruusluokkaa100 g. Näiden menetelmien tulokset riippuvatsyttymislähteestä, näytteen paksuudestaja suunnasta, ilmanvaihdosta ja reunaehdoista[1] ja ovat siten menetelmäkohtaisia.Yhdysvaltain ilmailuhallinnossa (Federal AviationAdministration, FAA) on siksi kehitettymenetelmä, joka milligramman koenäytteilläyhdistää materiaaliominaisuuksiapalokäyttäytymiseen tai palotestituloksiin.Mikrokalorimetri (Micro-scale CombustionCalorimeter, MCC) otettin ensimmäisenkerran käyttöön vuonna 1996 [2] ja siitä onsen jälkeen kehitetty kaupallinen tuote. Alkuperäinensovelluskohde oli lentokoneissakäytettävien materiaalien palokäyttäytymisenarviointi, mutta laite on nykyään maailmanlaajuisessakäytössä erilaisten materiaalienpalo-ominaisuuksien määrittämisessä.Menetelmästä on vuonna 2007 vahvistettustandardi muovien ja muiden jähmeiden aineidensyttyvyysominaisuuksen määrittämi-Kuva 1. Näytemäärä eri palokokeissa.Kuvassa 2 esitetään mikrokalorimetrin toimintaperiaate kaavamaisesti. Liekehtiväspalamisessa jähmeän faasin (pyrolyysi) ja kaasumaisen faasin (palaminen) prosessien välilon voimakas kytkentä. Mikrokalorimetrissa nämä PALOTUTKIMUKSEN kaksi on erotettu PÄIVÄT 2013 toisistaan. Näyte 89 tuodapyrolyysikammioon, missä se lämmitetään lineaarisesti ohjelmoitavan automatiikan avul

hapenkulutuskalorimetriperiaatteella. Koejärjestelyssä näytteen massa,pyrolyysikammion ympäristö (inertti tai hapettava) ovat muunneltavislämpötila ja ilmakehä ovat myös säädettävissä.sestä [3]. Kuvassa 1 nähdään karkealla asteikollaeri palokoemenetelmien näytemääriä.Mikrokalorimetrin tarvittava mg-näytemääräon kuusi suuruusluokkaa pienempi kuintavanomaisten laboratoriopalokokeiden kgnäytemääräja on suhteellisesti mikroalueella.Kuvassa 2 esitetään mikrokalorimetrin toimintaperiaatekaavamaisesti. Liekehtivässäpalamisessa jähmeän faasin (pyrolyysi) ja kaasumaisenfaasin (palaminen) prosessien välilläon voimakas kytkentä. Mikrokalorimetrissanämä kaksi on erotettu toisistaan. Näytetuodaan pyrolyysikammioon, missä se lämmitetäänlineaarisesti ohjelmoitavan automatiikanavulla inertissä (hapettomassa) ympäristössä.Syntyneet pyrolyysikaasut huuhdotaaninerttikaasulla palamiskammioon, missäse korkeassa lämpötilassa, yleensä 900 o C,sekoitetaan korkeaan happipitoisuuteen täydellisenpalamisen aikaansaamiseksi. Palamistuotteidenmassavirta ja happipitoisuus mitataanpalamiskammion jälkeen ja lämmönvapautumisnopeuslasketaan hapenkulutuskalorimetriperiaatteella.Koejärjestelyssä näytteenmassa, lämmitysnopeus ja pyrolyysikammionympäristö (inertti tai hapettava) ovatmuunneltavissa. Palamiskammion lämpötilaja ilmakehä ovat myös säädettävissä.Tuloksina saadaan mm.Tuloksina saadaan mm.Paloteho QQQQ ajan t ja lämpötilan T funktionaQQQQ = QQQQ (tttt) (1)QQQQ = QQQQ (TTTT) (2)Vapautunut kokonaislämpö Q c integroimalla paloteho ajan suhteenQQQQ = QQQQ (tttt)dddddddd (3)Ominaispaloteho qqqq joka on paloteho normitettuna näytteen alkumassalla m oqqqq = (4) Palotehokapasiteetti η c joka on maksimiominaispaloteho jaettunavakiolämmitysnopeudella β4ηηηη = (5) Jäännöstuotto Y punnitsemalla näyte ennen koetta (m 0 ) ja sen jälkeen (m p )YYYY = mmmm (6)mmmm Kuva 3. Mikrokalorimetri VTT:n tiloissa.Inertissä pyrolyysiympäristössä saadaan näytteen palamislämpö h ch = QQQQ (7)mmmm tai näytteestä pyrolysoitujen kaasujen palamislämpö h c, gasQQQQ (8)h , =mmmm − mmmm Hapettavassa pyrolyysiympäristössä (ilmassa) saadaan näytteen palamislämpö h o csamalla tavalla kuin pommikalorimetrissah = QQQQ (9)mmmm Mikrokalorimetri laitteena ei ole kovin iso, 254 mm (L) x 1068 mm (K) x 558 mm (S), ja vietietokoneen kanssa noin metrin verran pöytätilaa (kuva 3). Tilaa vievät lisäksi happi-, typpi- jailmapullot sekä paikallispoisto. Mikrokalorimetrikoe on pitkälle automatisoitu ja kestää noin1590 minuuttia. Näyte PALOTUTKIMUKSEN kuivataan tarvittaessa, PÄIVÄT 2013punnitaan ja laitetaan pieneen näytekuppiin, jokaasennetaan näytetelineen päälle. Tämän jälkeen näyteteline nostetaan paineilmamekanismillapyrolyysikammioon ja koe alkaa näytteen lämmittämisellä tasaisella lämmitysnopeudellaKuva 2. Mikrokalorimetrin toimintakaavio. Jähmeän faasin ja kaasufaatettu toisistaan eikä niiden välillä ole kytkentää kuten tavallisesti liekehtivKuva 4. Näytekuppiin asetetaan näyte, jonka massa on tyypillisesti 5 mg. Pneumaattinennostomekanismi siirtää näytekupin pyrolyysikammioon, ja näytteen lämmitys alkaa.VTT:llä laitetta käytetään mm. materiaalien pyrolyysimallinnuksen tukena. Laitteen antamattulokset, kuten pyrolyysituotteiden palamislämmöt, täydentävät muiden pienen mittakaavanMikrokalorimetri laitteena ei ole kovin iso,254 mm (L) x 1068 mm (K) 2 x 558 mm (S),ja vie tietokoneen kanssa noin metrin verranpöytätilaa (kuva 3). Tilaa vievät lisäksi happi-,typpi- ja ilmapullot sekä paikallispoisto.Mikrokalorimetrikoe on pitkälle automatisoituja kestää noin 15 minuuttia. Näyte kuivataantarvittaessa, punnitaan ja laitetaan pieneennäytekuppiin, joka asennetaan näytetelineenpäälle. Tämän jälkeen näyteteline nostetaanpaineilmamekanismilla pyrolyysikammioonja koe alkaa näytteen lämmittämisellätasaisella lämmitysnopeudella maksimilämpötilaansaakka (kuva 4). Kun koe on ohija näyte jäähtynyt riittävästi, näyteteline laskeutuuja näytejäännös punnitaan. Tietokoneeseenasennetulla datankäsittelyohjelmallamittaustuloksia voidaan analysoida, esimerkiksisovittaa pyrolyysin eri reaktioita kuvaaviakäyriä mitattuun palotehokäyrään.VTT:llä laitetta käytetään mm. materiaalienpyrolyysimallinnuksen tukena. Laitteenantamat tulokset, kuten pyrolyysituotteidenpalamislämmöt, täydentävät muiden pienenmittakaavan kokeiden (termogravimetri, differentiaalipyyhkäisykalorimetri,kartiokalorimetri)avulla saatuja arvoja. Esimerkkinä voidaanmainita VTT:llä pitkään jatkunut kaapelipalojenmallinnus, josta Palotutkimuksenpäivillä on oma esitys [4].ESIMERKKITULOKSIAPVC-KAAPELIMATERIAALISTAEsimerkkinä esitetään MCMK 4 x 1.5 mm 2polyvinyylikloridi (PVC)-kaapelin vaippa-,täyte- ja eristemateriaalien tuloksia. Kaapelinrakenne esitetään kuvassa 5. Röntgenfluoresenssi-ja FTIR-analyysillä todettiin, ettäkaapelimateriaalit koostuvat pääasiallisestiPVC-hartsista, di-isodekyyliftalaatista ja kalsiumkarbonaatistataulukon 1 mukaisesti.Di-isodekyyliftalaatin massa-osuuden määrityksentulos oli sen verran epävarma, ettäse on jätetty pois. Kaapelimateriaalien peh-

Kuva 3. Mikrokalorimetri VTT:n tiloissa.mittiminä käytettyjä ftalaatteja on usein noin20…30 % massasta.Kokeet suoritettiin inertissä pyrolyysiympäristössä,jonka maksimilämpötila oli 750kokeiden (termogravimetri, differentiaalipyyhkäisykalorimetri, kartiokalorimetri) avulla saatujaarvoja. Esimerkkinä voidaan mainita VTT:llä pitkään jatkunut kaapelipalojen mallinnus, teriaalien ominaispaloteho esitetään kuvas-tai 900 °C ja lämmitysnopeus 1 K/s. Ma-josta Palotutkimuksen päivillä on oma esitys [4].kokeiden (termogravimetri, differentiaalipyyhkäisykalorimetri, kartiokalorimetri) avulla saatujaarvoja. Esimerkkinä voidaan mainita VTT:llä pitkään jatkunut kaapelipalojen mallinnus, hellä toisiaan. Käyrissä nähdään kolme erilsa6. Toistokokeiden tulokset ovat hyvin lä-josta Palotutkimuksen päivillä on oma esitys [4].listä huippua, jotka kuvaavat näytteessä olevienyhdisteiden hajoamista eri lämpötilois-ESIMERKKITULOKSIA PVC-KAAPELIMATERIAALISTAEsimerkkinäsa. Lisäksi huomataan, että huippu noin 300ESIMERKKITULOKSIA esitetään MCMK PVC-KAAPELIMATERIAALISTA4x1.5 mm 2 polyvinyylikloridi (PVC)-kaapelin vaippa-, täytejaeristemateriaalien tuloksia. Kaapelin rakenne esitetään kuvassa 5. Röntgenfluoresenssi- oC ja kohdalla on epäsymmetrinen, koska senKuva FTIR-analyysillä Esimerkkinä 4. Näytekuppiin esitetään todettiin, asetetaan MCMK että näyte, 4x1.5 kaapelimateriaalit jonka mm 2 polyvinyylikloridi massa on koostuvat tyypillisesti (PVC)-kaapelin pääasiallisesti 5 mg. Pneumaattinen vaippa-, PVC-hartsista, täyte- diisodekyyliftalaatistaja eristemateriaalien siirtää näytekupin tuloksia. ja kalsiumkarbonaatista Kaapelin pyrolyysikammioon, rakenne taulukon esitetään ja näytteen kuvassa 1 lämmitys mukaisesti. 5. Röntgenfluoresenssi- alkaa. Di-isodekyyliftalaatin ja hajoamisreaktiota. Viitteessä [5] on tutkit-lämpötila-alueella on ainakin kaksi erillistänostomekanismimassa-osuuden FTIR-analyysillä määrityksen todettiin, että tulos kaapelimateriaalit oli sen verran koostuvat epävarma, pääasiallisesti että PVC-hartsista, se on jätetty diisodekyyliftalaatistapehmittiminä ja kalsiumkarbonaatista käytettyjä ftalaatteja taulukon 1 on mukaisesti. usein noin Di-isodekyyliftalaatin20…30 % massasta. gravimetri-FTIR -yhdistelmällä. Tutkimuk-pois. tu PVC-kaapelieristeen hajoamista termo-KaapelimateriaalienVTT:llä massa-osuuden laitetta käytetään määrityksen mm. materiaalien tulos oli pyrolyysimallinnuksen sen verran epävarma, tukena. että Laitteen se on antamat jätetty pois.tulokset, sessa havaittiin lämpötila-alueella 200…340Kaapelimateriaalien kuten pyrolyysituotteiden pehmittiminä palamislämmöt, käytettyjä ftalaatteja täydentävät on usein muiden noin pienen 20…30 mittakaavan % massasta. o C PVC:n hajoamista ja HCl:n muodostustasekä pehmittimenä olleen dioktyyliftalaa-4tin vapautumista. Noin 400 oC:n lämpötilassahavaittin polymeerin pääketjun pilkkoutumistaja palamista. Alueella 500…800 o C havaittiinkarbonaattien pilkkoutumista. Nämähavainnot sopivat hyvin yhteen mikrokalorimetritulostenkanssa.Kuva 5. MCMK 4x1.5 mm 2 PVC-kaapeli, nimellishalkaisija 13 mm. Musta vaippa, harmaatäyte Kuva ja 5. eriväriset MCMK 4x1.5 eristemateriaalit.mm 2 PVC-kaapeli, nimellishalkaisija 13 mm. Musta vaippa, harmaa Koetuloksia annetaan numerokeskiarvoinatäyte ja eriväriset eristemateriaalit.taulukossa 2. Kalsiumkarbonaatin suurempiTaulukko 1. MCMK-kaapelimateriaalien pääkomponenttien PVC ja CaCO 3 massaosuudet. osuus täytteessä näkyy suurempana jäännöstuottonaY ja pienempänä palamislämpönäTaulukko 1. MCMK-kaapelimateriaalien pääkomponenttien PVC ja CaCO 3 massaosuudet.Yhdiste Vaippa (massa- %) Täyte (massa- %) Eriste (massa- %) hc ja hc, gas. Kuvassa 7 esitetään käyrien sovituksiamitattuihin ominaispalotehokäyriin.Yhdiste Vaippa (massa- %) Täyte (massa- %) Eriste (massa- %)PVC 46 11 33PVC 46 11 33Mikrokalorimetrin datankäsittelyohjelmassaon valittavana viisi erilaista käyrämuotoa sovituksiinja tässä on käytetty Gaussin käyri-CaCOCaCO 3 32 67 323 32 67 32en sovittamista. Epäsymmetriseen huippuunKuva 7. Gaussin noin 300 käyriä o C:n sovitettuina kohdalla ominaispalotehokäyriin.on sovitettu kaksiKokeet suoritettiin inertissä pyrolyysiympäristössä, jonka jonka maksimilämpötila oli 750 oli 750 tai 900 tai 900 käyrää kuvaamaan kahta eri reaktiota kyseisellä°C °C ja ja lämmitysnopeus 1 K/s. Materiaalien ominaispaloteho esitetään esitetään kuvassa kuvassa MIKROKALORIMETRIN 6.JA MUIDEN PALOKOEMENETEL6.lämpötila-alueella.Toistokokeiden tulokset ovat hyvin lähellä toisiaan. Käyrissä nähdään kolme kolme erillistä erillistä huippua, huippua,jotka kuvaavat näytteessä olevien yhdisteiden hajoamista eri eri lämpötiloissa. Lisäksi LisäksiYhdysvaltain MIKROKALORIMETRIN ilmailuhallinnossa JA on MUIDEN laajasti selvitetty mikrokalohuomataan, että huippu noin 300 o C o C kohdalla on on epäsymmetrinen, koska koska sen sen lämpötilaalueellaon ainakin kaksi erillistä hajoamisreaktiota. Viitteessä Viitteessä [5] [5] on on tutkittu tutkittu PVC-lämpötila-mm. vertailtu PALOKOEMENETELMIEN sen tuloksia muiden VASTAAVUUS palotestien tuloksiin. TässäkartiokalorimetriinPVC-Yhdysvaltain ja pommikalorimetriin.kaapelieristeen hajoamista termogravimetri-FTIR yhdistelmällä. Tutkimuksessa Tutkimuksessa havaittiin havaittiin ilmailuhallinnossa on laajastilämpötila-alueella 200…340 o o C PVC:n PVC:n hajoamista hajoamista ja ja HCl:n HCl:n muodostusta muodostusta sekä sekä pehmittimenä pehmittimenä Viitteessäselvitetty[6] on analysoitumikrokalorimetrinpalotehokapasiteetinominaisuuksiaη c ja kartiokaloriolleenolleendioktyyliftalaatindioktyyliftalaatin vapautumista.vapautumista.NoinNoin400400 o C:n o C:nlämpötilassalämpötilassahavaittinhavaittinpolymeerinpolymeerin välistä suhdetta. ja mm. Tarkastellaan vertailtu sen tuloksia tavanomaisia muiden polymeerejä, palotestientuloksiin. lämpö on Tässä 2 MJ/kg, esitellään palamistehokkuus kaksi vertailua, on 0,8 ja pyrjoiden ppääketjun pilkkoutumista ja palamista. Alueella 500…800pääketjun pilkkoutumista ja palamista. Alueella 500…800 o C o havaittiin karbonaattienC havaittiin karbonaattien seen tarvittavapilkkoutumista. Nämä havainnot sopivat hyvin yhteen mikrokalorimetritulosten kanssa.K. NäilläKuvakartiokalorimetriin ”keskimääräistä”7. Gaussin käyriäpolymeeriäsovitettuinaja pommikalorimetriin.edustavillaominaispalotehokäyrpilkkoutumista. Nämä havainnot sopivat hyvin yhteen mikrokalorimetritulosten kanssa.arvoilla ja katiosäteilijän Viitteessä lämpövuolla [6] 50 on kW/m analysoitu 2 saadaan palotehokapasiteetin~ 1 ηηηη ja kartiokalorimetrissa mitatun pa-arvioMIKROKALORIMETRIN JA MUIDEN PALOKOEMEQQQQ , missä kulmakertoimen lotehon välistä yksikkö suhdetta. on kgK/m Tarkastellaan 2 s. Kuvassa tavanomaisiaYhdysvaltain polymeerejä, ilmailuhallinnossa8 esitetään pho kartiokalorimetrissa y-akselilla joiden ja pyrolyysikaasujentuottamiseen läpi piirretynpalotehokapasiteettion laajasti selvitettymikrMittauspisteidenmm. vertailtu sen tuloksiatarvittava suoranmuidenkulmakerroinpalotestienlämpö on 2 MJ/ on 1 kgK/mtuloksii52 sko hyvinkartiokalorimetriinkg, ottaen palamistehokkuus huomioon, ettäja pommikalorimetriin.se on edustaa 0,8 keskiarvoa.5ja pyrolyysinlämpötilaväli 50 K. Näillä ”keskimääräistä”välistäSamassaViitteessäartikkelissa[6]vertailtiinon analysoitupolymeerienpalotehokapasiteetinpalamislämpöjäη c jamikkapyrolyysi) ja polymeeriä pommikalorimetrillasuhdetta. edustavilla Tarkastellaanmääritettyinä arvoilla tavanomaisia ja kartiokalorimetrikokeenseen(tuloksetpolymeerejäesitetty10 erilaista polymeeriä,tarvittava lämpöjoista kartiosäteilijän 6onjättivät2 MJ/kg,hiiltyneen lämpövuolla palamistehokkuusjäännöksenonja0MikrokalorimetritulostenK. Näillä50 kW/m 2 ”keskimääräistä”saadaan suhteellinenpolymeeriäarvio poikkeamaedustavillapommikalorimearvo2,3…6,4tiosäteilijän% ja keskimääräinenlämpövuollapoikkeama50 kW/m 2 saadaannoin 3 %.arvioKuvansuoralle. QQQQ , ~ 1 ηηηη (10)missä kulmakertoimen yksikkö on kgK/m 72 s. Kuvassa 8 emissä ho kartiokalorimetrissa kulmakertoimen yksikkö y-akselilla on ja kgK/m palotehokapasiteKuva 6. Mikrokalorimetrilla määritetty ominaispaloteho HRR MCMK-kaapelin vaippa-,2 s.KuvassaMittauspisteiden8 esitetäänläpipolymeerienpiirretyn suoranmaksimipalotehokartiokalorimetrissa y-akselilla ja pa-kulmakerroin on 1täyte- ja eristemateriaaleille.ko hyvin ottaen huomioon, että se edustaa keskiarvoa.Koetuloksia annetaan numerokeskiarvoina taulukossa 2. Kalsiumkarbonaatin suurempi osuus lotehokapasiteetti Samassa artikkelissa mikrokalorimetrissa vertailtiin polymeerien x-ak- palamislämtäytteessä näkyy suurempana jäännöstuottona Y ja pienempänä palamislämpönä h c ja h c, gas . pyrolyysi) ja pommikalorimetrilla määritettyinä (tulokseKuvassa 7 esitetään käyrien sovituksia mitattuihin ominaispalotehokäyriin. Mikrokalorimetrin 10PALOTUTKIMUKSENerilaista polymeeriä,PÄIVÄTjoista20136 jättivät hiiltyneen91jäänndatankäsittelyohjelmassa on valittavana viisi erilaista käyrämuotoa sovituksiin ja tässä on Mikrokalorimetritulosten suhteellinen poikkeama pommkäytetty Gaussin käyrien sovittamista. Epäsymmetriseen huippuun noin 300 o C:n kohdalla on 2,3…6,4 % ja keskimääräinen poikkeama noin 3 %.sovitettu kaksi käyrää kuvaamaan kahta eri reaktiota kyseisellä lämpötila-alueella.

Yhdysvaltain ilmailuhallinnossa FAA:ssa on tutkittu, voiko mikrokalorimetrikokeen tuloksillaTaulukko 2. MCMK-kaapelimateriaalien mikrokalorimetrituloksien keskiarvoja. Suureidenlyhenteet selitetään tekstissä.selilla. Mittauspisteiden läpi piirretyn suorankulmakerroin on 1 kgK/m 2 s ja kuvaa riippuvuuttamelko hyvin ottaen huomioon, että seedustaa keskiarvoa.Samassa artikkelissa vertailtiin polymeerienpalamislämpöjä mikrokalorimetrilla (hapettavapyrolyysi) ja pommikalorimetrilla määritettyinä(tulokset esitetty kuvassa 9). Vertailussaoli 10 erilaista polymeeriä, joista 6 jättiväthiiltyneen jäännöksen ja 4 eivät jättäneetjäännöstä. Mikrokalorimetritulosten suhteellinenpoikkeama pommikalorimetrituloksistaolivat välillä -2,3…6,4 % ja keskimääräinenpoikkeama noin 3 %. Kuvan 9 tuloksetasettuvat hyvin suoralle.Komponentti m 0 (mg) Y (-) h c (MJ/kg) h c, gas (MJ/kg) T max ( o C) ηVaippa 7,63 0,26 14,7 19,9 300 270Täyte 10,49 0,47 7,15 13,2 322 148Eriste 6,68 0,30 12,3 17,5 301 2136MIKROKALORIMETRIN TULOKSET JA PALO-TESTIEN HYVÄKSYMISTODENNÄKÖISYYSYhdysvaltain ilmailuhallinnossa FAA:ssa ontutkittu, voiko mikrokalorimetrikokeen tuloksillaennustaa lentokoneiden matkustamomateriaalientulosta vaadituissa palotesteissä[7]. Pystysuoran pinnan liekinleviämisenmallia muokattiin käyttämään mikrokalorimetrissämitattavia suureita. Tällä tavallavoitiin ilmaista palotestin hyväksytty/hylättykriteeriä (palamisen laajuus tai maksimiliekinleviämisnopeus)liekinleviämiskriteerinä,joka käyttää mikrokalorimetrilla mitattujasuureita. Kahta palotestiä tarkasteltiin, FAA:npalotehotestiä FAR 25 HRR ja yleisesti käytettyämuovien syttyvyyden testiä UL 94 V-0.Satoja lentokoneissa käytettyjä materiaalejatestattiin näillä menetelmillä ja mikrokalorimetrissa.Koetuloksia analysoitiin laskemalla palotestissähyväksyttyjen tulosten (materiaalien)osuus mikrokalorimetrilla mitatun suureen(palamislämpö, maksimipaloteho, palotehokapasiteettijne.) tietyllä tulosalueella. Tämäennustaa hyväksymisen kyseisen suureen keskimääräiselläarvolla, toisin sanoin todennäköisyysjakauma,jonka selittävä muuttuja onmikrokalorimetrissa määritetty suure. Kuvissa10 ja 11 esitetään tämä havaittu jakaumapisteinä. Osoittautui, että liekinleviämiskriteerilla(yhtenäinen käyrä kuvissa 10 ja 11)pystyttiin kuvaamaan kokeellisia jakaumiajoillakin, mutta ei kaikilla mikrokalorimetrillamääritetyillä suureilla. Parhaiten tämä onnistuinäytteen lämpöarvolla (kuva 10) ja palotehokapasiteetilla(kuva 11). Kuvien liekinleviämiskriteerikäyrillävoidaan siten arvioi daKuva 7. Gaussin käyriä sovitettuina ominaispalotehokäyriin.MIKROKALORIMETRIN JA MUIDEN PALOKOEMENETELMIEN VASTAAVUUSKuva 8. Kartiokalorimetrissa mitattujen maksimipalotehojen ja mipalotehokapasiteettien vastaavuus erilaisille polymeereille [6].Yhdysvaltain ilmailuhallinnossa on laajasti selvitetty mikrokalorimetrin ominaisuuksia jamm. vertailtu sen tuloksia muiden palotestien tuloksiin. Tässä esitellään kaksi vertailua,kartiokalorimetriin ja pommikalorimetriin.Viitteessä [6] on analysoitu palotehokapasiteetin η c ja kartiokalorimetrissa mitatun palotehonvälistä suhdetta. Tarkastellaan tavanomaisia polymeerejä, joiden pyrolyysikaasujen tuottamiseentarvittava lämpö on 2 MJ/kg, palamistehokkuus on 0,8 ja pyrolyysin lämpötilaväli on 50K. Näillä ”keskimääräistä” polymeeriä edustavilla arvoilla ja kartiokalorimetrikokeen kartiosäteilijänlämpövuolla 50 kW/m 2 saadaan arvioQQQQ , ~ 1 ηηηη (10)missä kulmakertoimen yksikkö on kgK/m 2 s. Kuvassa 8 esitetään polymeerien maksimipalotehokartiokalorimetrissa y-akselilla ja palotehokapasiteetti mikrokalorimetrissa x-akselilla.Kuva 8. Kartiokalorimetrissa mitattujen maksimipalotehojen Kuva 9. ja mikrokalorimetrin PolymeerienMittauspisteiden läpi piirretyn suoran kulmakerroin on 1 kgK/m 2 palamislämpöjä (MCC) mikrokalorimetrilla (has ja kuvaa riippuvuutta melkohyvin ottaen huomioon, että se edustaapalotehokapasiteettien vastaavuus erilaisille polymeereille pommikalorimetrilla [6].määritettyinä [6].keskiarvoa.Samassa artikkelissa vertailtiin polymeerien palamislämpöjä MIKROKALORIMETRIN mikrokalorimetrilla TULOKSET (hapettava JApyrolyysi) ja pommikalorimetrilla määritettyinäHYVÄKSYMISTODENNÄKÖISYYS(tulokset esitetty kuvassa 9). Vertailussa oli10 erilaista polymeeriä, joista 6 jättivät hiiltyneen Yhdysvaltain jäännöksen ilmailuhallinnossa ja 4 eivät FAA:ssa jättäneet on tutkittu, jäännöstä. voiko mikrokaloMikrokalorimetritulosten suhteellinen poikkeama ennustaa pommikalorimetrituloksista lentokoneiden matkustamomateriaalien olivat välillä tulosta - vaaditu2,3…6,4 % ja keskimääräinen poikkeama noin Pystysuoran 3 %. pinnan Kuvan liekinleviämisen 9 tulokset asettuvat mallia muokattiin hyvin käyttämäsuoralle.mitattavia suureita. Tällä tavalla voitiin ilmaista palotestin hyvä(palamisen laajuus tai maksimiliekinleviämisnopeus) liekinleviämismikrokalorimetrilla mitattuja suureita. Kahta palotestiä tarkasteltiin7FAR 25 HRR ja yleisesti käytettyä muovien syttyvyyden testilentokoneissa käytettyjä materiaaleja testattiin näillä menetelmillä ja mYhdysvaltain ilmailuhallinnossa FAA:ssa on tutkittu,voiko mikrokalorimetrikokeen tuloksilla ennustaa lentokoneidenmatkustamomateriaalien tulosta vaadituissa palotesteissä.Kuva 9. Polymeerien palamislämpöjä mikrokalorimetrilla (hapettava pyrolyysi) japommikalorimetrilla määritettyinä [6].892 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013MIKROKALORIMETRIN TULOKSET JA PALOTESTIENHYVÄKSYMISTODENNÄKÖISYYS

myötä.3Kuva 1. Tiedons i ron rajapinnat.ErityisvaatimuksiaGmääritetyillä suureilla. Parhaiten tämä onnistui näytteen lämpöarvolla (kuva 10) japalotehokapasiteetilla (kuva 11). Kuvien liekinleviämiskriteerikäyrillä Kuva 10. Materiaalin voidaan siten UL 94 arvioida testin V-0 luokituksen todennäköisyyden riippuvuusmikrokalorimetrilla testattujen materiaalien hyväksymistodennäköisyyksiä mikrokalorimetrissa määritetystä testeissä UL 94 palamislämmöstä. V-Pisteet ovat koetuloksia ja yhtenäinen0 ja FAR 25 HRR.käyrä liekinleviämiskriteerin sovitus koetuloksiin [7].mikrokalorimetrilla testattujen materiaalienhyväksymistodennäköisyyksiä testeissä UL94 V-0 ja FAR 25 HRR.YHTEENVETOVTT:lle on hankittu uusi materiaalitutkimuksenmittauslaite mikrokalorimetri. Laite 1. Lyon, R.E. & Walters, R.N. Pyrolysissoveltuu jähmeiden aineiden palamisominaisuuksienmäärittämiseen milligrammaluokanriippuvuus mikrokalorimetrissa Pyrolysis, 2004. määritetystä Vol. 71, materiaalin s. 27–46.combustion flow calorimetry. J. Anal. Appl.Kuva 11. Matkustamomateriaalin FAR 25 testin palotehovaatimuksenhyväksymistodennäköisyydenpalotehokapasiteetista. näytteille ja täydentää Pisteet tähän ovat asti koetuloksia käytettyjen ja yhtenäinen 2. Walters, käyrä R.N. liekinleviämiskriteerin& Lyon, R.E. Microscalesovitus mittausmenetelmien koetuloksiin [7]. valikoimaa.combustion calorimeter: interlaboratory stu-9KIITOKSETKiitämme Risto Hiukkaa (VTT Expert Services)kollegoineen kaapelimateriaalien röntgenfluoresenssi-ja FTIR-analyysistä.LÄHDELUETTELO9dy of precision and bias. U.S. Department ofTransportation, Federal Aviation Administration,2012. DOT/FAA/TC-12/39. 29 s.3. ASTM D7309 – 11. Standard test methodfor determining flammability characteristicsof plastics and other solid materialsusing microscale combustion calorimetry.ASTM International, West Conshohocken,PA, 2013. 10 s.Kuva 10. Materiaalin UL 94 testin V-0 luokituksen Kuva todennäköisyyden 11. Matkustamomateriaalin riippuvuus FAR 25 testin palotehovaatimuksen4. Matala, A., Hostikka, S. & Mangs, J.mikrokalorimetrissa määritetystä palamislämmöstä. hyväksymistodennäköisyyden Pisteet ovat koetuloksia ja yhtenäinen riippuvuus mikrokalorimetrissa määritetystä materiaalinkäyrä liekinleviämiskriteerin sovitus koetuloksiin [7]. palotehokapasiteetista. Pisteet ovat koetuloksia ja yhtenäinen Kaapelien käyrä palomallinnuksen liekinleviämiskriteerin uusia mene-sovitus koetuloksiin [7].telmiä ja tuloksia. Palotutkimuksen päivät2013. Espoo 27.–28.8.2013.5. Beneš, M., Plaček, V., Matuschek, G.,Kettrup, A. A., Györyová, K., Emmerich,W. D. & Balek, V. Lifetime simulation andthermal characterization of PVC cable insulationmaterials. Journal of Thermal Analysisand Calorimetry, 2005. Vol. 82, s. 761–768.6. Lyon, R.E., Filipczak, R., Walters, R.N.,Crowley, S., & Stoliarov, S.I. Thermal analysisof polymer flammability. U.S. Department ofTransportation, Federal Aviation Administration,2007. DOT/FAA/AR-07/2. 44 s.7. Lyon, R. A statistical model of fire testresults. 2012 FAA Fire Safety Highlights, s.21–25.PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2009Palotutkimuksen päivät järjestää Palotutkimusraati,jonka tehtävänä onkoordinoida, täydentää ja edistää Suomessatehtävää paloalan tutkimusta.Se tapahtuu yhteistyössä teollisuuden,vakuutusalan ja muun elinkeinoelämän,korkeakoulujen, tutkimuslaitosten,valtion ja kuntien viranomaistensekä alan järjestöjen kanssa. Toimintaajohtaa edellä mainittuja tahoja edustavajohtokunta. Vuosi 2013 on Palotutkimusraatiry:n 22. toimintavuosi rekisteröitynäyhdistyksenä. Palotutkimuksenpäivät 2013 on samalla Palotutkimusraatiry:n 30-vuotisjuhlaseminaari.PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011Uusi liekinleviämisentutkimuslaite s. 48Kuva 5. a) Propaanipoltin ja hehkulanka sylinterimäisen koivunäytteen alapuolella, b)propaanipolttimen liekki ilman näytettä, polttimen teho noin 250 W, asteikko polttimen takana cm:ssä.LIEKINLEVIÄMISKOKEETKaksi koesarjaa suoritettiin, sylinterimäisillä koivupuunäytteillä ja MMJ 4 x 1,5 mm 2 PVCkaapelinäytteillä.2007 muita kuin tapaturmaisia kuolemia oli v isi kappale ta ja vuonna 2008 14 kappale ta.Vuoden 2007 palokuolemista 10 oli v ivästyneitä palokuolemia ja vuonna 2008 16, jo loin henkilökuoli 30 vuorokauden kulue sa tulipalo sa saam insa vammoihin. V ivästyneiden palokuolemienlisäksi tulipaloi sa loukkaantui vakavasti 46 henkilöä vuonna 2007 ja 59 henkilöävuonna 2008.Palokuolleista 91 prosen tia kuoli rakennuspaloi sa, 7 prosenttia liikennevälinepaloi sa, mui satulipaloi sa neljästi henkilön vaa teet olivat syttyneet palamaan ja ke ran tel ta. Vakavasti loukkaantuneila jakauma oli samankaltainen.Palokuolema koituu kohtaloksi useimmiten kylmien kuukausien aikaan (Kuva 1). Jo syyskuussapalokuo leiden määrä lisääntyy voimakkaasti kesän jälkeen. Tammi-, helmi-, maalis- ja joulukuusa kuoli yhteensä 94 henkilöä eli lähes puolet kaikista uhreista. Tulipaloi sa vakavastiloukkaantuneiden kuukausijakauma poikkesi palokuolemien jakaumasta. Vakavasti loukkaantuneidenmäärän vaihtelu kuukausittain oli malti lisempi kuin vaihtelu palokuolemi sa. Ainoastaantammi- ja maaliskuu poikkesivat selvästi muista kuukausista useamman loukkaantuneenKuva 1. Palokuo leiden lukumäärät (n) kuukauden mukaan vuosina 2007–2008.Vakavia henkilövahinkoja aiheuttaneettulipalot 2007–2008 s. 12Palokuolema tapahtuu useimmiten maanantaisin, torstaisin, perjantaisin tai lauantaisin (Kuva2). Tulipalojen jakauma sa ei ole yhtä suuria eroja kuin palokuolemien jakaumi sa. Myös vakavienloukkaantumisten vaihtelu v ikonpäivän mukaan oli tasaisempi kuin palokuolemi sa. Perjantaioli ainoa päivä, jo loin tulipaloi sa tapahtui muita enemmän vakavia loukkaantumisia.ESPOON HANASAARESSA 25.–26.8.2009havaitaan, että vapaapalokokesprinklatuissa kokeissa seinävan(a) Sohvapalo kokeen jälkeen, vaSammutusjärjestelmiesuorituskyky asuntopaloissa(c) Sohvapalo kokeen jälkeen, järjestelmKuva 4. Vahingot palon jälkeen.sammutusjärjestelmä on kastellut seinätKokeiden suoritusLämpötilaolosuhteet koehuoneessLiekinleviämiskokeen alussa kuuma ilma kiertää laitteessa mahdollisimman suurellanopeudella, tulo- ja poistoaukot suljettuina. Kun haluttu lämpötila koekanavassa onsaavutettu, ilmankierto pienennetään nopeuteen 0,3 m/s, kytketään virta hehkulankaan,propaanikaasua polttimeen, sytytetään näyte sen alaosasta ja avataan korvausilman tulo- jaPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 93Kuvassa 5 esitetään lämpötilanmittauksikoehuoneen taaempi termoelementtipuu,oviaukosta. Tulokset näyttävät, että vapakestokyvyn kannalta sietämättömälle tasol(mittauskorkeus 1,8 m) että myöskin ajatpalamistuotteiden poistoluukut. Propaanipoltin sammutetaan syttymisen ja vakiintuneen liekinleviämisen alkamisen jälkeen. Kokeen aikana seurataan liekkirintaman etenemistä näytteenpinnan lähelle asennetuilla termopareilla.Kuvassa 6 esitetään lämpötila-aikakäyräliekinleviämiskokMonikanavaisuus tiedons i ro sa tarkoi t a sitä, e tä p ätelaite tai ken täjärjestelmäsove lusosaa valita ku loisenkin operat ivisen toimintatilanteen, välite tävän tietosisä lön koon ja senkrii tisyyden ja tiedons irtoverkkojen kanavatilant en muk an sopivimman verkkopalvelun.Tämän pit ä tapahtua ilman käy täjän toimenpiteitä. Käytännö sä monikanavaisuustoteutet an monikanavareiti time lä, joka tukee kaikkia halu tuja verkkopalveluja.stopalon sammuttaminen Pelastustoimen langattomantiedonsiirron tulevaisuus s. 79korkeus 0,6 m). Kaikki kokeissa tutkikoehuoneen lämpötiloja tehokkaasti.

Antti Paajanen, Timo Korhonen, Merja Sippola ja Simo HostikkaTeknologian Tutkimuskeskus VTT, PL 1000, 02044 VTTRakenteiden käyttäytyminen tulipalossaCFD-fem mallinnuksellaTiivistelmäLaskennalliseen virtausmekaniikkaan perustuvatpalomallit mahdollistavat luonnollisen,ajan ja paikan suhteen vaihtelevan lämpörasituksenennustamisen. Tällaista ennustettavoidaan käyttää lähtökohtana palo-rakenneanalyyseissä,joissa pyritään ennustamaan rakenteidenterminen ja mekaaninen vaste tulipalossa.Kyseessä on mallinnusketju, jokavoidaan jakaa neljään osatehtävään: tulipalondynamiikka, materiaalien terminen vaste,materiaalien heikentyminen ja vaurioituminen,ja rakenteiden mekaaninen vaste. Jokaiselleosatehtävälle on olemassa laskennallisetmallit ja ohjelmistotyökalut, mutta tällä hetkellämikään yksittäinen ohjelmisto ei kykenekäsittelemään koko ketjua.Esittelemme uuden ohjelmistotyökalun,joka mahdollistaa palosimulaatioiden kytkemisenelementtimenetelmään perustuvaanrakenneanalyysiin. Kytkentä perustuu lämpöaltistustiedonsiirtämiseen ohjelmien välillä.Paloympäristön mallinnus toteutetaanFire Dynamics Simulator -ohjelmalla, jollamyös ennustetaan tarkasteltavien rakenteidenlämpöaltistus. Terminen ja mekaaninen vasteratkaistaan tämän jälkeen erillisessä ABA-QUS-analyysissä.JOHDANTOTulipalon materiaaleille aiheuttamat vauriotvoivat yhdessä termisten ja mekaanisten rasitustenkanssa vaikuttaa dramaattisesti rakenteideneheyteen, eristävyyteen ja kuorman-kantokykyyn.Teoreettiset tarkastelutrakenteiden palokäyttäytymiselle ovat perinteisestinojautuneet analyyttisiin malleihin,joilla kuvataan lämpötilan kehitystä paloympäristössä.Tämä tarkoittaa tasaista ja hyvinkäyttäytyvää termistä ympäristöä, joka voiolla hyvinkin kaukana todellisuudesta. Näinon erityisesti suurissa ja avoimissa tiloissa tapahtuvientulipalojen kohdalla. Joissain tapauksissaperinteinen lähestymistapa on erittäinkonservatiivinen – toisissa tapauksissataas päinvastoin.Nykyiset laskennalliseen virtausmekaniikkaanperustuvat palomallit mahdollistavatrealistisen, ajan ja paikan suhteen vaihtelevanlämpörasituksen ennustamisen. Näitälämpörasituksia voidaan käyttää lähtökohtanakehittyneissä palorakenneanalyyseissä, jotkahuomioivat tulipalon dynaamisen ja epätasaisenluonteen. Nykyiset palonsimulointityökaluteivät kuitenkaan kykene ennustamaanrakenteiden mekaanista vastetta lämpörasitukselle.Tämän kaltaista mallinnustavoidaan tehdä toisilla työkaluilla, jotka puolestaaneivät hallitse tulipalon mallintamista.Rakenteiden käyttäytyminen tulipalossavoidaan mallinnusprosessina jakaa neljäänosaan: tulipalon dynamiikka, materiaalienterminen vaste, materiaalien heikentyminenja vaurioituminen, ja rakenteiden mekaaninenvaste. Kehittynyt palorakenneanalyysiedellyttää näiden osamallien integroimistayhdeksi simulaatio-ohjelmaksi, tai olemassaolevienohjelmien kytkentää. Jälkimmäistä lähestymistapaaon käytetty useissa tutkimuksissa(esim. [1–4]). Näistä yksi on World TradeCenter -tornien katastrofiin liittyvä tutkimustyöYhdysvalloissa [1,4].Itsenäisten simulaatio-ohjelmien kytkennässäon kaksi keskeistä haastetta. Eri kehittäjientekemät ohjelmat kykenevät harvoin,jos koskaan, keskinäiseen tiedonsiirtoon. Tarvitaansiis erillinen rajapinta, joka mahdollistaatiedonsiirron. Toiseksi, mallien diskretointiajan ja paikan suhteen on useimmitenerilainen. Tämän vuoksi myöskään malliengeometriat eivät vastaa toisiaan täydellisesti.Ohjelmien välillä siirrettävä tieto on muunnettavakahden toisistaan poikkeavan diskretoinninvälillä. Kutsumme tätä prosessia laskentahilojenyhteensovittamiseksi.Nykyiset kehittyneet palomallit perustuvatlaskennalliseen virtausmekaniikkaan (ComputationalFluid Dynamics, CFD). Avoimenlähdekoodin Fire Dynamics Simulator (FDS)[5] on tällä hetkellä eniten käytetty CFDpohjainenpalonsimulointiohjelma. Sitä käytetääntyökaluna paloturvallisuuteen liittyvässäsuunnittelutyössä, sekä myös tulipalondynamiikan ja palamisen perustutkimuksessa.Kehittyneet rakennemallit puolestaan perustuvatelementtimenetelmään (Finite ElementMethod, FEM). ABAQUS [6] on yksieniten käytetyistä FEM-ohjelmistoista. Senavulla voidaan ennustaa rakenteiden vastesamanaikaisten termisten ja mekaanisten rasitustenalla.Tässä artikkelissa esittelemme FDS2FEMnimisenohjelmistotyökalun, jolla FDS ja94 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

ABAQUS voidaan kytkeä palorakenneanalyysejävarten. Tutkimustyö liittyy EU-projektiinFIRE-RESIST, jossa kehitetään uusia,entistä paremmin paloa kestäviä komposiittimateriaalejalentokone-, laivanrakennusjajunateollisuuden tarpeisiin.LASKENNALLISET MENETELMÄTSeuraavassa esittelemme lyhyesti kehittämämmeCFD-FEM -mallinnusketjun.Fire Dynamics SimulatorFire Dynamics Simulator (FDS) on CFDpohjainensimulaatio-ohjelma, joka on kehitettytulipalojen ja niihin liittyvien ilmiöidennumeeriseen mallintamiseen. Kun mallinnustehdään huolellisesti, saadaan termisestäympäristöstä luotettavia tuloksia. Mallissaesiintyvät rakenteet rajoittuvat suoraviivaisenhilan resoluutioon, ja rakenteiden pienetyksityiskohdat jätetään useimmiten mallintamatta.Lämmönjohtuminen ja reaktiotkiinteässä aineessa lasketaan yksiulotteisellakiinteän olomuodon ratkaisijalla. FDS:ssä eikuitenkaan ole mahdollisuutta mallintaa rakenteidenmekaanista vastetta.FDS mahdollistaa pintojen saaman lämpöaltistuksenmittaamisen. Tämä on keskeinenominaisuus kehittämämme kytkentämenetelmänkannalta. Tässä työssä tarkastelimmekahta lämpöaltistuksen siirtosuuretta:pintalämpötilaa ja adiabaattista pintalämpötilaa,jonka avulla voidaan siirtää kokonaislämpövuo.ABAQUSABAQUS on kaupallinen elementtimenetelmäohjelmisto.Se tarjoaa monipuoliset työkalutrakenteiden mallintamiseen mekaanisilleja lämpökuormille, sekä yhdistettyihin termomekaanisiintehtäviin. Ohjelmistoa kehittääja myy Dassault Systèmes.ABAQUS-ohjelmistolla voidaan tehdä rakenneanalyysilämpökuormituksia sisältävilletehtäville kolmella eri tavalla. Yksinkertaisintalaskenta on silloin, kun käyttäjä tietää etukäteenmallin solmujen lämpöhistorian. Tällöinlämpölaajeneminen voidaan ottaa huomioonjännityslaskennassa ja myös materiaalinominaisuudet voidaan antaa lämpötilastariippuvina. Jos sen sijaan joudutaan tekemäänlämmönsiirtolaskenta solmujen lämpöhistorianmäärittämiseksi, käyttäjällä on kaksivaihtoehtoista toimintatapaa:(i) Kun kytkentä lämmönsiirtotehtävän jajännitystehtävän välillä on yksisuuntainen,eli lämpöanalyysin tulos vaikuttaa jännitysanalyysintulokseen, mutta jännityskenttä eimerkittävästi vaikuta lämpöanalyysin tulokseen,voidaan käyttää ns. peräkkäisen kytkennänmenettelyä. Siihen kuuluu kaksi peräkkäistäABAQUS-ajoa. Ensimmäisessä ratkaistaanlämmönsiirtotehtävä lämpöelementeillä.Käyttäjä antaa solmujen alkulämpötilan,lämpöreunaehdot (konvektio ja säteily)ja lämpökuormat (konvektio, säteily, sisäinenlämmöntuotto/hukka). Tuloksena saatusolmujen lämpöhistoria luetaan sitten jännitysanalyysiinennalta määrättynä kenttänä.Näiden kahden ajon elementtien pitää ollakeskenään yhteensopivia, mutta verkot voivatolla erilaisia, jolloin ABAQUS interpoloilämpötila-arvot.(ii) Kytkettyä termomekaanista analyysiäkäytetään, Vaihtosuureet kun kytkentä lämmönsiirtotehtävänja mekaanisen tehtävän välillä on kaksisuuntainen.Tässä menetelmässä käytetäänns. kytkettyjä elementtejä ja tehdään vainyksi ABAQUS-ajo, jossa lämmönsiirto, siirtymätja jännitykset ratkaistaan yhtä aikaa.tot. Nämä ovat joko ASCII-tekstitiedostoja,jotka sisältävät pistemittausdataa (ns. DE-VC-tiedostot), tai binääritiedostoja, jotka sisältävätsolmukohtaista dataa (ns. BNDF-tiedostot).Tämän jälkeen FDS2FEM on valmisajettavaksi. Se käyttää FDS:n tulosdataa jaerityistä hilojen yhteensovittamisalgoritmialuodakseen ajasta riippuvan termisen reunaehdonABAQUS-mallin valituille solmuille.Reunaehto kirjoitetaan ABAQUS-mallinsyötetiedostoon ja kahteen tai useampaan ulkoiseendatatiedostoon käyttäen tavanomaisiaABAQUS-komentoja. Tämä päättää kytkentäprosessin,ja rakenneanalyysi on valmisajettavaksi.VaihtosuureetPalosimulaatiosta saatavat termiset reunaehdotvoidaan antaa kahden eri suureen avulla:Kuva 1. Kaaviokuva FDS-ABAQUKuva 1. Kaaviokuva FDS-ABAQUS mallinnusketjusta.pintalämpötilana tai adiabaattisena pintalämpötilanaVaihtosuureet [7,8] (Adiabatic Kuva 1. Kaaviokuva Surface FDS-ABAQUS Temperature,AST). Näistä jälkimmäinen tarjoaamallinnusketjukätevän Palosimulaatiosta Vaihtosuureet tavan siirtää saatavat kokonaislämpövuo termiset reunaehdot ohjelmientalämpötilana voidaan välillä antaa siten, tai kahden adiabaattisena että siirrettävä eri suureen pintalämpötilana datamää-avulla: pin-[voidaaPalosimulaatiosta saatavat termiset reunaehdotPalosimulaatiosta saatavat termiset reunaehdot voidaan antaa kahdentalämpötilana tai adiabaattisena pintalämpötilana AST).rä Näistäon mahdollisimman [7,8] taijälkimmäinenadiabaattisena (Adiabatic pieni. pintalämpötilana Surface tarjoaa kätevän Temperature,[7,8]tavan(AdiabaticsiirAST). Näistä jälkimmäinen tarjoaa kätevän siten, AST). tavan Näistä ettäAdiabaattinensiirtää siirrettävä jälkimmäinen kokonaislämpövuo datamäärä tarjoaa kätevän onpintalämpötila Tohjelmien tavan mahdollisimman siirtää kokonaislämAST on määriteltysiten, ettävälillä pisiten, että siirrettävä datamäärä on mahdollisimman pieni.siten, että siirrettävä datamäärä on mahdollisimman pieni. Kuva 1.pinnalleKaaviokuvatulevaFDS-ABAQUSkokonaislämpövuohäviää. Siis on määriteltymallinnusketjusta.AdiabaattinenAdiabaattinen pintalämpötilapintalämpötilaTTTTTTTT onsiten,määriteltyettä pinnallesitentuAdiabaattinen pintalämpötila TTTT on määritelty häviää. Siis SiisVaihtosuureet siten, että pinnalle tuleva kokonaislämpövuoFDS-ABAQUS häviää. Siis kytkentä Palosimulaatiosta qqqq − σσσσTTTT saatavat + h TTTTtermiset − reunaehdot = 0, voidaan antaa (1) kahden eri suurεεεε qqqq − σσσσTTTT + h TTTT − TTTT = 0,talämpötilana tai adiabaattisena pintalämpötilana [7,8] (Adiabatic SurfacKehittämämmeFDS-ABAQUSεεεε -kytkentä qqqq − σσσσTTTT + h TTTT − TTTT = 0, AST). missä Näistä εεεε on jälkimmäinen tarkasteltavan tarjoaa pinnan kätevän emissiivisyys, tavan siirtää qqqqkokonaislämpövuo on pinnalle (1) tul ositen,perustuu termisten reunaehtojen yksisuuntaiseenmissä siirtoon εεεε on ohjelmien tarkasteltavan välillä. pinnan Tämä emissiivisyys, tar-Adiabaattinen tiheys, h qqqq pintalämpötila tiheys, että hsiirrettävä on lämmönsiirtokerroin datamäärä on mahdollisimman ja TTTT kaasun pieni. lämpötila pinnan missä εεεε lä on tarkasteltavan pinnan emissiivisyys, emissii-qqqq lämpövuontiheys pinnalle saadaan AST:n avulla seuraavalla tavalla:on on lämmönsiirtokerroin pinnalle TTTT on tulevan määritelty säteilylämpövuonsäteilyläm-siten, ja että TTTT pinnalle kaasun tuleva läm kohäviää. Siiskoittaa tiheys, sitä, hettä on palosimulaation lämmönsiirtokerroin on oltava ja TTTT kaasun lämpövuontiheys qqqq = εεεε lämpötila σσσσtiheys, TTTT , −h pinnan spinnalle TTTTon , lämmönsiirtokerroin+ läheisyydessä. hsaadaan TTTT ,AST:n − TTTT ,Kokonaislämpövuontiheyssuoritettu ennen pinnalle kuin saadaan rakenteiden AST:n avulla jaavulla . seura kokonaanεεεε qqqqT Käyttämällä g kaasun−seuraavalla σσσσTTTT +lämpötilah TTTT tavalla: − TTTT pinnan= 0,läheisyydessä. AST:tä vaihtosuureena, FDS:n lämmönjohtumisratkaisijtermomekaanista vastetta voidaan laskea. Toisenaqqqqseurauksena = εεεε σσσσ TTTT , on, että −termomekaanises-TTTT , + h TTTT , tiheys, −h AST:n TTTT , on lämmönsiirtokerroin . ja TTTTKokonaislämpövuontiheys qqqqnemallin = εεεεtuloksiin σσσσ TTTT , − TTTTsaadaan minimoitua. , pinnalle + h TTTT , − TTTTmissä εεεε , on tarkasteltavan pinnan emissiivisyys, qqqq saadaan on pinnalle tulevan säavulla seuraavalla tavalla: kaasun lämpötila pinnan läheisyyd (2)lämpövuontiheys Käyttämällä Laskentahilojen pinnalle AST:tä yhteensovittaminensaadaan vaihtosuureena, AST:n avulla seuraavalla FDS:n tavalla: lämmönta mallista ei siirry mitään tietoja palomallinpuolelle. Kyseessä on niin sanottu heikko Palosimulaatiosta lämmönjohtumisratkaisijan qqqq = εεεε σσσσ TTTT , −saatavat TTTT , + termiset h TTTT , reunaehdot piilovaikutus − TTTT , . ovat (2) mallissa raken-mäKäyttämällä AST:tä vaihtosuureena, FDS:n nemallin tuloksiin saadaan minimoitua.nemallin tuloksiin saadaan minimoitua. pintojen solmuille annettuja aikasarjoja. Tätä dataa ei voida sellaiskytkentä, joka mahdollistaa työkalun toteuttamisenerillisenä ohjelmistona. FDS2FEM silloinkin,Käyttämällä Laskentahilojen mallin puolella, AST:tä koska vaihtosuureena, mallien yhteensovittaminengeometrian FDS:n lämmönjohtumisratkaisijan ja diskretoinnin välillä piilo on enemallin tuloksiinkun mallitsaadaanesittävätminimoitua.samaa rakennetta. Tämän ongelman raLaskentahilojen yhteensovittaminen Käyttämällä AST:tä vaihtosuureena, FDS:nlaskentahilojen yhteensovittamista.toteutettiin komentorivityökaluna Linux- ja Laskentahilojen lämmönjohtumisratkaisijan Palosimulaatiostayhteensovittaminensaatavat piilovaikutus termiset reunaehdot rakennemallinpintojen Kehitimme ovat solmuille kytkettyjä tuloksiin saatavat mallissa FDS-ABAQUS annettuja termiset saadaan määritettyjen reunaehdot aikasarjoja. simulaatioita minimoitua. ovat rakenteidenmallissa varten Tätä määritetty suoraavi dataaovWindows-käyttöjärjestelmille.Palosimulaatiosta saatavat termiset reunaehdot Palosimulaatiostapintojen sovittamismenetelmän. Kaaviokuva lähinaapurimenetelmän toimintappintojen solmuille annettuja aikasarjoja. Tätä mallin solmuille puolella, annettuja koska aikasarjoja. mallien Tätä geometrian dataa ei voida ja sellaisenaan diskretokkuvassadataa2. Reunaehtoei voidajokaisellesellaisenaanABAQUS-mallinkäyttääsolmullerakennemallinpuolella, koska mallien geometrian silloinkin, ja tai diskretoinnin useamman kun mallit kun FDS-mallin esittävät mallit välillä solmun samaa esittävät on eroavaisuuksia. rakennetta. (lähdesolmu) samaa Tämän perusteella. rakennetta. ongelman Näin Reunaehd ratkaisem on Tämmallin puolella, koska mallien geometrian ja diskretoinnin välillä on (kohdeso eroavaisKytkentäprosessin kuvaussilloinkin, kun mallit esittävät samaa rakennetta.laskentahilojen Laskentahilojen lasketaan Tämän etäisyyspainotettuna yhteensovittamista.ongelman yhteensovittaminenkeskiarvona ratkaisemiseksi lähdesolmujen tarvitaan arvoista. Pseuraavalla tavalla.Kuvassalaskentahilojen1 on esitettyyhteensovittamista.yksisuuntaisen FDS-KehitimmePalosimulaatiostakytkettyjä FDS-ABAQUSsaatavat termisetsimulaatioitareunaehdotvarten suoraaviivaisensovittamismenetelmän. Kehitimme kytkettyjä Kaaviokuva FDS-ABAQUS lähinaapurimenetelmän simulaatioitatoimintaperiaatteABAQUS -kytkennän periaate. Palorakenneanalyyssovittamismenetelmän.alkaa FDS- ja ABAQUS-mallienKaaviokuva lähinaapurimenetelmän lasketaankuvassaKehitimme kytkettyjä FDS-ABAQUS simulaatioita sovittamismenetelmän. ovat 2. Reunaehto mallissa jokaiselle määritettyjen ABAQUS-mallinvarten suoraaviivaisen Kaaviokuva rakenteiden solmulle (kohdesolmu) mhilojen lähinaapurimenetai useamman FDS-mallin solmun (lähdesolmu) perusteella. Reunaehdon yhteen-arvopintojen kuvassa etäisyyspainotettuna 2. solmuille Reunaehto toimintaperiaatteesta annettujakeskiarvona jokaiselle aikasarjoja.lähdesolmujen ABAQUS-mallin 4 on Tätätai dataa useammanarvoista. esitetty Painoke sosyötetiedostojen kuvassa 2. Reunaehto luomisella. jokaiselle Tarkasteltavan seuraavallaABAQUS-mallintavalla. ei solmulle voida FDS-mallin sellaisenaan (kohdesolmu) solmun käyttää määräytyy (lähdesolmu) rakennemallinlasketaan perusteella. puolella, etäisyyspainotettuna koska Reunaehdon mallien geometrian keskiarvona kohdesolmulla ja lähdesolmyhden perusrakenteen tai useamman on esiinnyttävä FDS-mallin molemmissa solmun (lähdesolmu) malleissa.lasketaan Seuraavaksi etäisyyspainotettuna palosimulaatio ajetaan, keskiarvona ja diskretoinnin seuraavalla lähdesolmujen tavalla. välillä arvoista. on eroavaisuuksia. Painokerroin Näin määräytyy4saadaan seuraavalla käyttäjän tavalla. määrittämät tulostiedos-on silloinkin, kun mallit esittävät samaa rakennetta.Tämän ongelman ratkaisemiseksitarvitaan laskentahilojen yhteensovittamista.Kehitimme kytkettyjä FDS-ABAQUS -si-44mulaatioita varten suoraaviivaisen hilojen yhteensovittamismenetelmän.Kaaviokuva lähinaapurimenetelmäntoimintaperiaatteesta onesitetty kuvassa 2. Reunaehto jokaiselle ABA-QUS-mallin solmulle (kohdesolmu) määräytyyyhden tai useamman FDS-mallin sol-Kuva 1. Kaaviokuva FDS-ABAQUS mallinnusketjusta.PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 95

Lähdesolmut voidaan valita kolmella eri tavalla. Valinta voi perustua käyttäjän määrittämäänvalintasäteeseen, käyttäjän antamaan lähinaapurien määrään, tai molempiin edellämainituista.mun (lähdesolmu) perusteella. Reunaehdonarvo kohdesolmulla lasketaan etäisyyspainotettunakeskiarvona lähdesolmujen arvoista.Painokerroin määräytyy seuraavalla tavalla. wwww ä = cccc rrrr ä − rrrr (3)wwwwwwww (3)ä ä = cccccccc rrrr ä rrrr ä − rrrr rrrr (3)Missäcccc on normitusvakio, ja rrrr ä ja rrrr ovat lähde- ja kohdesolmujen sijaintivektorit.Missä LähdesolmutMissä cccc cccc on on c normitusvakio, on voidaan valitaja ja rrrrrrrr kolmella ja äja rrrrrrrr eri tavalla. ovat lähde- Valinta ja ja voi kohdesolmujen perustua käyttäjän sijaintivektorit.ä määrittämäänLähdesolmut valintasäteeseen, ovat lähde- voidaan ja kohdesolmujen valitakäyttäjän kolmella antamaan sijaintivektorit. eri eri tavalla.lähinaapurien Valinta määrään,voi perustua tai molempiinkäyttäjän määrittämäänedellämainituista.valintasäteeseen, Lähdesolmut käyttäjän voidaan valita antamaan kolmella lähinaapurien eri tavalla.Valinta voi perustua käyttäjän määrit-määrään, tai tai molempiin edellämainituista.tämään valintasäteeseen, käyttäjän antamaanlähinaapurien määrään, tai molempiin edellämainituista.Ensimmäinen vaihtoehto on kaikkein suoraviivaisin.Kaikki solmut valintasäteen (r cut )sisällä valitaan lähdesolmuiksi. Kuva 2. Toinen Kaaviokuva vaihtoehtoon monimutkaisempi. mäinen Lähinaapurien piste esittää ABAQUS-mallin solmua (kohdesolmu), muut pisteet FDS-mallin solmuja.laskentahilojen yhteensovittamisesta lähinaapurimenetelmällä. Keskim-määrän (n) lisäksi käyttäjä antaa kaksi muutaparametria: lähinaapurien enimmäismää-Monimutkaisempi algoritmi olisi tarpeeton, koska Olemme palomallista kehittäneet saataviin ohjelmistotyökalun, reunaehtoihinYHTEENVETOKatkoviivalla ympäröidyt Mallien FDS-mallin yhteensovittaminen solmut ovat mahdollisia lähdesolmuja.rän (n max ) ja niinkutsutun Δ-parametrin. Al-sisältyvägoritmi on seuraavanlainen. Ensimmäinen Jokaiselle vaihtoehto koh-sovittamisesta ja kierrossa on kaikkein on aiheutuvat merkittäviä suoraviivaisin.Kun FDS- epävarmuudet ja ABAQUS-mallien ovat joka sijainnissa tapauksessa jonka merkittävämpiä avulla voidaan kuin toteuttaa hilojen FDS-ABA- yhteen-virheet. eroavaisuuksia, TämäKaikkijohtuusolmut QUS muunvalintasäteen -palorakenneanalyysejä. muassa tulipaloissa(r cut ) sisällä Yksisuuntainenonluonnollisestidesolmulle:esiintyvistä hilojen yhteensovittamista suurista vaihteluista. ei voida Valittu suoraan algoritmivalitaan lähdesolmuiksi. Toinen vaihtoehto on monimutkaisempi. Lähinaapurien kytkentä helposti simulaatio-ohjelmien säädettävissä erilaisiamäärän (n) välillä hilojenlisäksi käyttäjä Monimutkaisempi yhteensovituksia tehdä. Mallien varten.antaa kaksi muuta parametria: algoritmi sijainnit Sopivien ja olisi kierrot asetustenlähinaapurien tarpeeton, ensin löytäminenenimmäismäärän perustuu koska on palomallista termisten käyttäjän vastuulla,(n maxreunaehtojen ) saataviin silläja niinkutsutunn lähintä Δ-parametrin. naapuria sisältyvät kaikkiin sovitettava Algoritmi epävarmuudet tapauksiin yhteen. soveltuvaasiirtoon. reunaehtoihinyleistä ja1. Etsitään järjestyksessä on seuraavanlainen. Tämän ovat ongelman asetusta joka Jokaiselle ratkaisemiseksikehitimme aiheutuvat FDS:llätapauksessa ei ole olemassa. Siirtosuureena kohdesolmulle: merkittävämpiä Kuvassa voidaan 3 on käyttää kuin esitetty joko hilojen esimerkki pintalämpötilaatai adiabaattista pintalämpötilaa. luonnollisestiyhteensovittamisestatapauksesta, jossa{r 1 ,r 2 ,..., r n }.algoritmit virheet. ennustettusekä Tämä lämpöaltistusmanuaaliselleettä suurista n automaattiselle lähintä vaihteluista. naapuria mallien rrrrValittu , rrrryhteenso- , ⋯ algoritmi , . Reunaehtojen on helposti muuntaminen säädettävissä toisistaan erilaisia poik-hilojenMallien yhteensovittaminenjohtuu on muun siirretty muassa ABAQUS-mallin tulipaloissa hilalle.2. Määritetään lähinaapuruston 1. säde Etsitään r n = |resiintyvistä n järjestyksessä |.Kuva 3. Määritetään 2. Kaaviokuva hakusäde laskentahilojen r h 2. = (1+∆)r Määritetään n . yhteensovituksia yhteensovittamisesta lähinaapuruston vittamiselle. varten. Manuaalisessa lähinaapurimenetelmällä. säde Sopivien r siirrossa käyttäjä KeskimmäinenKuva 2. 2. Kaaviokuva piste esittäälaskentahilojen ABAQUS-mallinyhteensovittamisesta solmua (kohdesolmu),lähinaapurimenetelmällä. = rrrr asetusten . löytäminen keavien geometrioiden on käyttäjän ja vastuulla, diskretointien sillä välilläolemassa. toteutettiin on merkittäviä Kuvassa käyttämällä eroavaisuuksia, 3 on suoraviivaista esitetty hilojen esimerkki las-yleistä ja4. Etsitään enimmillään n max muut pisteet FDS-mallinKeskim-3. lähintä Määritetään naapuriahakusäteen sisältä. Nämä lähdesolmuja.kaikkiin Kun hakusäde antaa FDS- tapauksiin siirtovektorin, ja r jolla liikutellaan ABA-solmuja.mäinen Katkoviivallapiste esittää ympäröidytABAQUS-mallin FDS-mallinsolmua solmut(kohdesolmu), ABAQUS-mallien = 1 soveltuvaa + ∆ rovat mahdollisiamuut pisteet . asetusta sijainnissa ei ole kierrossaFDS-mallin solmuja.Katkoviivalla ympäröidyt FDS-mallin 4. valitaan Etsitään lähdesolmuiksisolmuiksiteen.taas Tämän määritetään ongelman ABAQUS-mallin ratkaisemiseksi solmuille kehitimme FDS2FEM-kytkentätyökalu algoritmit sekä manuaaliselle toteutettiin että auto-ko-tapauksesta,solmut enimmillään yhteensovittamista QUS-mallin jossaovat mahdollisia n maxFDS:llä solmuja. lähintä ei voidalähdesolmuja.naapuria ennustettu Manuaalinen suoraan hakusäteen tehdä. lämpöaltistus kierto Mallien sisältä. kentahilojen sijainnit on siirretty Nämä ja kierrot yhteensovittamismenetelmää.valitaan ABAQUS-mallin on ensin lähde-sovitettava hilalle. yh-Mallien maattiselle Eulerin yhteensovittaminenkulmien mallien yhteensovittamiselle. avulla. Automaattinen Manuaalisessa siirtoliikutellaan tehdäänmentorivisovelluksena siirrossa käyttäjä Linux- antaa ja siirtovektorin, Windowskäyttöjärjestelmille.kierto on seuraavanlainen.taas määritetään ABAQUS-Ensimmäinen Kolmas lähestymistapa vaihtoehto on kaikkein suoraviivaisin. Kaikki solmut valintasäteen (r cut ) sisälläEnsimmäinen valitaan lähdesolmuiksi.vaihtoehto on Kolmas on kahdenon kaikkein lähestymistapa ensimmäi-jollsen yhdistelmä. Algoritmi (n)Toinensuoraviivaisin.vaihtoehto onon monimutkaisempi.Kaikki kahden molempien ABAQUS-mallinsolmut ensimmäisen mallien solmuillevalintasäteen yhdistelmä. solmuja. seuraavansolmuille ja algoritmin ABAQUS-mallien Eulerin mukaan. kulmien sijainnissa avulla. Automaattinen ja kierrossa FDS2FEM-kytkentätyökalun on siirto merkittäviä tehdään molempien eroavaisuuksia, ensimmäi-mallien hilojenManuaalinenLähinaapurien(r (r cut cut )) sisällämäärän Algoritmivalitaan lisäksilähdesolmuiksi. käyttäjä antaaToinen Jokaiselle on seuraavanlai-kaksi muutavaihtoehto kohdesolmulle: Kun mallin FDSparametria:on on monimutkaisempi. lähinaapurien enimmäismääränLähinaapurien määrän (n max )(n)ja nen. Jokaiselle kohdesolmulle:niinkutsutunlisäksi käyttäjä Δ-parametrin.antaa kaksi muutaAlgoritmi parametria: yhteensovittamista solmuille seuraavanon seuraavanlainen.lähinaapurien Jokaiselleenimmäismääränei voida algoritmin suoraan mukaan.kohdesolmulle:(ntehdä.(n max )) ja jaMallienniin-sijainnit ja kierrot on ensin sovitettava yhteen.järjestyksessä Tämän Jokaiselle ongelman n lähintä kohdesolmulle:naapuria ratkaisemiseksi rrrr , rrrr , ⋯ kehitimme , rrrr valintasäteen algoritmit r cut sisältä. sekä manuaaliselle että autokutsutunΔ-parametrin. Algoritmi 1. on Etsitään on seuraavanlainen. 1. Lasketaan solmujen koordinaattivektorien keskiarvot rrrr1. Etsitään järjestyksessä n lähintä 2. Jos naapuria n lähinaapuria maattiselle löytyy, mallien jatketaan yhteensovittamiselle. kuten edellisessä Manuaalisessa lähestymistavassa. siirrossa , ja rrrrMuutoin: käyttäjä , .antaa siirtovektorin,1. Etsitään järjestyksessä n lähintä naapuria rrrr , rrrr , ⋯ , rrrr .1. 1. {r 1 Etsitään ,r 2 ,..., r n }2. Määritetäänjärjestyksessä valintasäteen r cutlähinaapurustonn n sisältä.2. Suoritetaan siirto-operaatiot rrrr3. lähintä Määritetään naapuria jolla hakusäde liikutellaansäde r =rrrr rrrr, rrrrrrrr, rrrr, ⋯ ., r, rrrr, rrrr= ABAQUS-mallin . . 1 + ∆ r . solmuja. , → rrrr , − rrrrManuaalinen , ja rrrrkierto , → rrrrtaas määritetään , − rrrr , .ABAQUSmallinr2. 2. 2. Määritetään Jos n lähinaapuria3. Määritetäänlähinaapuruston löytyy, jatketaanhakusäde4. Etsitäänrsäde kuten = 1r +enimmilään = ∆rrrrr rrrr solmuille . . n maxEulerin lähintä kulmien naapuria avulla. hakusäteen Automaattinen sisältä. Nämä siirto valitaan tehdään lähdesolmuiksi.molempien mallienNäin molempien solmujoukkojen keskipisteet siirtyvät origoon.3. 3. edellisessä Määritetään lähestymistavassa.4. Etsitäänhakusäde enimmilläänr r Muutoin: = n11 + max lähintä∆ solmuille r r . . Näin seuraavan molempien algoritmin solmujoukkojen mukaan. keskipisteethakusäteen siirtyvät origoon. sisältä. Nämä valitaan lähde-Yksisuuntaisesta reunaehtojen siirrosta seuselläversiolla on joitakin ilmeisiä rajoituksia.naapuria hakusäteen sisältä. Nämä valitaan lähdesolmuiksi.4. 4. 3. Etsitään Määritetään enimmillään hakusäde r h n= n max (1+∆)r lähintä cut . naapuria Automaattinen kierto rajoittuu ABAQUS-mallin z-akselin ympäri tapahtuvaan kiertoon. FDS-4. solmuiksi. Etsitään enimmilään Lähinaapurimenetelmä n max lähintä naapuriahakusäteen sisältä. Nämä valitaan lähmallinz-akselin ympäri tapahtuvaan kier-ja 1. ABAQUS-solmujoukkojen Lasketaan valittiin Automaattinen sen solmujen hyvän kierto koordinaattivektorien rajoittuu virheensietokyvyn yhdenmuotoisuus ABAQUS-ja arvioidaan raa, keskiarvot suoraviivaisuuden että rakennemallista perustuen rrrr , lähinaapurien ja vuoksi. ei rrrr ,saada palautetta . väliseenKolmas lähestymistapa on kahden ensimmäisen keskimääräiseen 2. Suoritetaan yhdistelmä. siirto-operaatiot etäisyyteen Algoritmi x-y-tasossa. on rrrr , seuraavanlainen. →Mitä rrrr palomallin , pienempi − rrrr puolelle. , keskiarvo, ja rrrr Siten , sen →myöskään parempi rrrr , −raken-teille aiheutuneet muodonmuutokset eivätyhdenmuotoisuustoon.yhdistelmä. FDS- ja Algoritmi ABAQUS-solmujoukkojenon 5 on seuraavanlainen.rrrr , .Kolmas desolmuiksi.Jokaisellelähestymistapa kohdesolmulle:on on kahden ensimmäisen Jokaiselle kohdesolmulle:Näin molempienyhdenmuotoisuussolmujoukkojenarvioidaan perustuenkeskipisteetlähinaapuriensiirtyvätvaikutaorigoon.tulipalon kehitykseen. Tällaiset tilanteetvoidaan huomioida tekemällä manuaa-Lähinaapurimenetelmä1. Etsitään järjestyksessävalittiin senn lähintähyvän virheensietokyvynEtsitään 2. Jos järjestyksessä n lähinaapuria ja suoraviivaisuuden n löytyy, n lähintä jatketaan naapuria vuoksi.Automaattinen kuten syyteen rrrr rrrr, rrrr, rrrredellisessä , ⋯ , x-y-tasossa. ,naapuria rrrr , rrrr , ⋯väliseen, rrrr valintasäteenkeskimääräiseenr cut sisältä.etäi-1. 1.kiertorrrr, valintasäteen lähestymistavassa. rajoittuuMitä pienempiABAQUS-mallinr cut r cut sisältä.keskiarvo, . sen parempi lähestymistavassa. yhdenmuotoisuus. Muutoin:nemallissa tapahtuu merkittäviä muutoksia.Muutoin: lisiaz-akselinmuutoksiaympäripalomalliintapahtuvaanaina kunkiertoon.raken-FDS-2. 2. Monimutkaisempi Jos 3.n nMääritetäänlähinaapuria algoritmi hakusädelöytyy, olisi jatketaan r tarpeeton, = 1kuten+ ∆ redellisessäja ABAQUS-solmujoukkojen yhdenmuotoisuus arvioidaan perustuen lähinaapurien väliseen3. 3. koska Määritetään 4. palomallista Etsitäänhakusäde enimmilään saataviin r reunaehtoihin r = n11 + max lähintä ∆ r rsi-sältyvät Etsitään solmuiksi. epävarmuudet enimmilään ovat nn max joka lähintä tapaukses-naapuria hakusäteen sisältä. Nämä valitaan lähdessolmuiksi.merkittävämpiä muotoisuus. naapuria. .keskimääräiseen hakusäteen etäisyyteen sisältä. x-y-tasossa. Nämä valitaan Mitä lähde-pienempi keskiarvo, sen parempi yhden-4. 4.kuin hilojen yhteen-sovittamisestaaiheutuvat virheet. valittiin Tämä sen johtuu hyvän virheensietokyvyn ja suoraviivaisuuden vuoksi.LähinaapurimenetelmäLähinaapurimenetelmä muun muassa tulipaloissa valittiin luonnollisesti sen hyvän esiintyvistäsuurista vaihteluista. Valittu algoritmi tetty pois 5 kuvasta.virheensietokyvyn Kuva 3. Esimerkkija jatapauksesta,suoraviivaisuuden jossa FDS-mallistavuoksi.on siirretty rakenteen pintalämpötilaABAQUS-malliin (kuvassa). Rakenne kuvaa teräsvahvisteista betonipilaria. Värikartta on jä-on helposti säädettävissä erilaisia hilojen yh-teensovituksiavarten. Sopivien asetusten löy-5täminen on käyttäjän vastuulla, sillä yleistä ja YHTEENVETOkaikkiin tapauksiin soveltuvaa asetusta ei oleolemassa. Kuvassa 3 on esitetty esimerkki ta-Olemmpauksesta, jossa FDS:llä ennustettu lämpö-rakenne-analyysejä. Yksisuuntainen kytkentä simulaatio-ohjelmien välillä perustuu termistenkehittäneet ohjelmistotyökalun, jonka avulla voidaan toteuttaa FDS-ABAQUS palo-Kuva 3. Esimerkki tapauksesta, jossa FDS-mallista on siirretty rakenteen pintalämpötilaABAQUS-malliin (kuvassa). Rakenne kuvaa teräsvahvisteista betonipilaria. Värikartta on jätettypintalämpötilaa. pois kuvasta. Reunaehtojen muuntaminen toisistaan poikkeavien geometrioiden ja diskrealtistuson siirretty ABAQUS-mallin hilalle.reunaehtojen siirtoon. Siirtosuureena voidaan käyttää joko pintalämpötilaa tai adiabaattistatointien välillä toteutettiin käyttämällä suoraviivaista laskentahilojen yhteensovittamis-menetelmää.FDS2FEM-kytkentätyökalu toteutettiin komentorivisovelluksena Linux- ja Windowskäyttöjärjestelmille.96 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013YHTEENVETO

Useimmissa käytännön sovelluksissa tämä eikuitenkaan ole tarpeen.Kehittämämme FDS-ABAQUS kytkentämenetelmämahdollistaa mallinnustavan,jossa palo- ja rakennemalli ovat aluksi itsenäisiä,toisistaan riippumattomia, kokonaisuuksia.Näin mallien kehittäjät voivat työskennelläpitkälti toisistaan riippumattomina,esimerkiksi eri yritysten tai organisaatioidenpalveluksessa. Menetelmä avaa myösaivan uusia mahdollisuuksia paloturvallistenrakenteiden suunnittelulle ja päivitettäessäolemassaolevien rakennusten paloturvallisuutta.FDS2FEM-työkaluun ollaan parhaillaanlisäämässä ominaisuuksia, joilla edelläkuvattu kytkentä voidaan tehdä myös FDSjaANSYS-ohjelmien välille.KIITOKSETArtikkelissa esitetty tutkimus- ja kehitystyöon toteutettu osana FIRE-RESIST EU-projektia.Työhön ovat osallistuneet kirjoittajienlisäksi Michał Malendowski Poznanin TeknillisestäKorkeakoulusta, sekä Renaud GutkinSwerea SICOMP -tutkimuslaitoksesta.LÄHDELUETTELO1. Prasad K., Baum H. R. Coupled fire dynamicsand thermal response of complex buildingstructures. Proceedings of the CombustionInstitute, 2005, Vol. 30, s. 2255–22622. Ren A., Shi J., Shi W. Integration of firesimulation and structural analysis for safetyevaluation of gymnasiums – With a casestudy of gymnasium for Olympic Gamesin 2008. Automation in Construction, 2007,Vol. 16, s. 277–2893. Hong S., Varma A. H. Analytical modelingof the standard fire behavior of loadedCFT columns. Journal of ConstructionalSteel Research, 2009, Vol. 65, s. 54–694. Baum H. R., Simulating fire effects oncomplex building structures. Mechanics ResearchCommunications, 2011, Vol. 38, s.1–115. Mcgrattan K., Hostikka S., Floyd J.,Baum H., Rehm R., Mell W., Mcdermott R.Fire Dynamics Simulator Technical ReferenceGuide. NIST Special Publication 1018,2012, National Institute of Standards andTechnology, Gaithersburg, MD6. Hibbitt D., Karlsson B., Sorensen P.ABAQUS/Standard User’s Manual. Version6.11. , , 2012, ABAQUS Ltd., Providence,RI7. Wickstrom U., Duthinh D., McgrattanK. B. Adiabatic Surface Temperature for CalculatingHeat Transfer to Fire Exposed Structures.International Interflam Conference,11th Proceedings, 2007, Vol. 2, s. 943–9538. Duthinh D., Mcgrattan K., Khaskia A.Recent advances in fire-structure analysis. FireSafety Journal, 2003, Vol. 43, s. 161–167Kuva: Ilkka Luoma

Topi Sikanen , Simo Hostikka, Jukka Vaari , VTT, PL 1000, 02044 VTTSammutuksen jasammutusjärjestelmien simulointiTiivistelmäVTT:llä on viiden viime vuoden aikana arvioituja kehitetty FDS-ohjelman [1] kykyäsimuloida vesisimujärjestelmien toimintaa jasammutustehoa. Tutkimuksen kohteena onollut erityisesti nopeiden ja hienojakoistenvesisuihkujen ominaisuuksien mallintaminen,kaasufaasin sammutuksen mallintaminen,sekä suurikokoisen kiinteää ainetta olevanpalokuorman sammuttamiseen vedellä.Sovellusesimerkkinä on vesisumujärjestelmänsammutustehon simulointi täysperävaunullistarekkaa kuvaavan palokuorman sammutuskokeessatunneliympäristössä.JOHDANTOViimeisen kahdenkymmenen vuoden ajan,jolloin tietokoneiden laskentateho on periaatteessamahdollistanut sammutusjärjestelmientoiminnan jonkinasteisen simuloinnin,sammutusjärjestelmien sammutus- ja jäähdytystehonosoittaminen on tapahtunut yksinomaantäyden mittakaavan koesarjojenavulla. Perinteisen sprinkleriteknologian ylisatavuotias historia on mahdollistanut näidenkokeiden tulosten kokoamisen suunnittelusäännöiksisprinklerilaitteistoille lukuisiinsovelluksiin. Uudemmille sammutusteknologioille,kuten vesisumulle, suunnittelu-sääntöjäon merkittävästi vähemmän. Kehityksenmyötä uuden tekniikan sovellusalue laajenee,ja sovellukset kasvavat fyysiseltä kooltaan japaloriskiltään suuremmiksi, ja siten järjes-telmätmuuttuvat monimutkaisemmiksi. Suurtensammutusjärjestelmien kehitystyö vaatiirun-saasti ajallisia ja taloudellisia resursseja,98 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013ja voi muodostua teknologian kehitystä jarruttavaksitekijäksi.Sammutustehon osoittamista kokein tullaanepäilemättä tarvitsemaan jatkossakin.Voidaan kuitenkin odottaa, että kokeellisentyön tarvetta voidaan merkittävästi vähentääottamalla nykyaikaisia palonsimuloinnin työkalujamukaan tuotekehitysprosessiin. Tällaisetsimulointityökalut ovat yleisesti käytössätoiminnallisessa paloturvallisuussuunnittelussa.Työkaluja ei kuitenkaan ole vielä sovellettusammutusjärjestelmien toiminnan simulointiin,mutta tämän kehityksen arvioidaanolevan vääjäämätöntä jo lähitulevaisuudessa,ja eräiltä osin kehitys on jo käynnistynyt. Lisäksifyysiseltä kooltaan suurten sammutusjärjestelmiensimulointi asettaa omat haasteensakäytettäville työkaluille.KOKEELLINEN TUTKIMUSVesisumujen sammutusteho perustuu kolmeenmekanismiin: säteilyn vaimentamiseen,kaasun jäähdyttämiseen ja hapensyrjäyttämiseen vesihöyryllä. Erimekanismien tärkeys riippuu sovelluskohteestaja vesisumujärjestelmästä. Jotta palosimulointiohjelmistojavoitaisiin käyttää vesisumujärjestelmiensuunnittelluun, tuleesimulointiohjelmistojen pystyä ennustamaankunkin mekanismin toiminta tehokkaasti.Tätä päämäärää silmällä pitäen tehtiin projektinaikana useita kokeita joista kukin keskittyiyhteen osa-alueeseen.Tässä projektissa tutkittiin neljää mikrosuutinta.Taulukko 1 listaa näiden ominaisuudet.Spraying systems Co:n LN-2 -suutinon mukana sillä tälle suuttimelle oli juuriprojektin alkaessa julkaistuu tarkat pisarakokoja nopeusmittaukset [2]. Tätä dataa voitiinsitten käyttää tässä projektissa käytetyn mittausmenetelmänprojektissa arvioimiseen. tutkittiin neljää Suuttimet mikrosuutinta. A, TaulTässäSpraying B ja C ovat systems Marioff Co:n Corporation LN-2 suutin Oy:n on korkeapaineisiajulkaistuu vesisumusuuttimia. tarkat pisarakoko Taulukoidut ja nopeusmittauksemukana silläalkaessatässä K-arvot projektissa perustuvat käytetyn VTT:n tekemiin mittausmenetelmän mittauksiin.VirtausvakioarvioimMarioff CorporationK voidaanOY:nlaskeakorkeapaineisiakaavastavesisumperustuvat VTT:n tekemiin mittauksiin. Virtausvakio KQK =p(1)Missä on veden virtaama (kg/s) ja p on vedenMissä Q on veden virtaama (kg/s) ja p onTodellisuudessa K vaihtelee hieman paineen mukana .riittävän veden paine määrittää (Pa) suuttimessa K yhdessä paineessa. mitattuna. TodellisuudessaK vaihtelee hieman paineenmukana. Käytännössä on Taulukko kuitenkin 1. Mikrosuuttimien havaitturiittävän määrittää K yhdessä paineessa.omTarkasteltavana oli myös viisi LN-2 A, B tai C- Atyyppisistä Tyyppi mikrosuuttimesta koostuvaa Onttokartio suutinpäätä.Näistä kukin koostuu yhdestä kes-TäyskartiSuihkukartion kulma 74 30(deg)kisuuttimesta, joka on suunnattu suoraanVirtausvakioeteenpäin, (kg/s/Pa sekä 1/2 useammasta ) suuttimesta 4.09⋅10 -6 tämänkeskisuuttimen (l/min/bar 1/2 ) ympärillä. Keskisuutin-0.077 0.201.02⋅10 -5ta ympäroivät Paine (MPa) suuttimet jakautuvat 2.0 tasaisestiympyrän kehälle ja kukin on samassa kul-7.0Tarkasteltavana massa keskisuuttimen oli myös kanssa. viisi Taulukko A, B tai C-tyyppisistä 2 listaamikrosuuttimien kukin koostuu määrän yhdestä ja keskisuuttimesta, keskinäiset joka omikNäistäuseammasta suuttimesta tämän keskisuuttimen ympärilläkulmat eri suutinpäissäjakautuvat tasaisesti ympyrän kehälle ja kukin on samasTaulukkoYksi keskeisistä2 listaa mikrosuuttimientavoitteista projektinmääränaikanja keskinäisetoli käyttää suuttimia Taulukko joiden 2. tuottamien Monen suuttimen suihkujenominaisuudet tunnetaan hyvin. Tätäsuutinpätarkoitusta varten tehtiin VTT:n suuressa testihallissauseita Keskisuuttimen kokeita. Ensimmäisessä suutintyyppi koe-A CSH1 SH2sarjassa karakterisoitiin Reunasuuttimien kolme suutintyyppi mikrosuutinta A BReunasuuttimien määrä 6 6Reunasuuttimien kulma 60 60

iittävän määrittää K yhdessä paineessa. LN-2 A B CTyyppi Onttokartio Täyskartio Täyskartio TäyskartioSuihkukartion kulma Taulukko 74 1. Mikrosuuttimien 30 ominaisuudet 30 30NFPA 750 standardin mukaisella koejärjestelyllä.Kokeissa mitattiin kunkin mikrosuutti-VirtausvakioLN-2 A B C(deg)men tuottama pisarakoko, pisaroiden nopus (kg/s/Pa Tyyppi 1/2 )4.09⋅10Onttokartio -6 Täyskartio1.02⋅10 -5 Täyskartio2.28⋅10 -5 Täyskartio4.04⋅10 -5ja pisaroiden konsentraatio useissa pisteissä. (l/min/barSuihkukartion 1/2 )kulma0.07774 300.20300.43300.77Nämä mittaukset tehtiin kuvantamais menetelmällä(direct imaging, DI). Tuloksista voi-Virtausvakio(deg)Paine (MPa) 2.0 7.0 7.0 7.0tiin määrittää(kg/s/Pa 1/2 )4.09⋅10 -6 1.02⋅10 -5 2.28⋅10 -5 4.04⋅10 -5TarkasteltavanaTärkeä ominaisuus vesisumujen dynamiikassaon suihkujen mukaansa vetämän il-Paine koostuu (MPa) yhdestä keskisuuttimesta, 2.0 7.0 joka on suunnattu 7.0 suoraan 7.0 eteenpäin, sek(l/min/bar oli 1/2 myös ) viisi A, B0.077tai C-tyyppisistä0.20mikrosuuttimesta0.43koostuvaa0.77suutinpäätäNäistä kukinuseammasta suuttimesta tämän keskisuuttimen ympärillä. Keskisuutinta ympäroivät suuttimeman määrä. Pienet sumupisarat hidastuvatnopeasti niiden lähdettyä suuttimestajakautuvat Tarkasteltavana ja jotasaisesti oli ympyrän myös viisi kehälle A, B tai ja C-tyyppisistä kukin on samassa mikrosuuttimesta kulmassa koostuvaa keskisuuttimen suutinpäätä. kanssan. Metrin etäisyydellä ne kulkeutuvat Taulukko ilmavirranmukana. Mitä enemmän suihkut useammasta ve-suuttimesta Taulukko tämän 2. Monen keskisuuttimen suuttimen ympärillä. suutinpäiden Keskisuutinta ominaisuudet. ympäroivät suuttimetNäistä kukin 2 listaa koostuu mikrosuuttimien yhdestä keskisuuttimesta, määrän ja keskinäiset joka on kulmat suunnattu eri suutinpäissä suoraan eteenpäin, sekätävät mukaansa ilmaa, sitä voimakkaampi jakautuvat on tasaisesti ympyrän kehälle ja kukin on samassa kulmassa keskisuuttimen kanssa.pisaroita eteenpäin kuljettava ilmavirta. Suihkujendynamiikan mallintamiseksi on siis en-Keskisuuttimen Taulukko suutintyyppi 2. Monen suuttimen A suutinpäiden C B ominaisuudet. B BTaulukko 2 listaa mikrosuuttimien määrän SH1 ja keskinäiset SH2 kulmat SH3 eri suutinpäissä SH4 SH5siarvoisen tärkeää, suihkujen mukaansa vetämänilman määrä ennustetaan oikein.mallintamiseksiReunasuuttimienon siissuutintyyppiensiarvoisen tärkeää,A BSH1 SH2suihkujenASH3mukaansaBSH4vetämänBSH5ilman määräSuihkujen mukaansa vetämän ilman määrätutkittiin koejärjestelyllä, jossa kaikki kol-ennustetaan Reunasuuttimien oikein. mallintamiseksi määrä on siis 6 ensiarvoisen 6 tärkeää, 8 suihkujen 8 mukaansa 8 vetämKeskisuuttimen suutintyyppi A C B B BSuihkujen Reunasuuttimien mukaansa ennustetaan vetämän kulma oikein. ilman määrä 60 tutkittiin 60 koejärjestelyllä, 45 45 jossa 30 kaikki kolmeReunasuuttimien suutintyyppi A B A B Bme aiemmin mainittua mikrosuutinta, sekäviisi suurempaa suutinpäätä asennettiin Yksi kanavaan keskeisistä keskelle. tavoitteista aiemmin Suuttimen projektin mainittua ollessa aikan mikrosuutinta, oli päällä, käyttää sekä mitattiin suuttimia viisi kaasun joiden suurempaa tuottamien nopeus suutinpäätä suuttimen suihkuje aseaiemmin mainittua Suihkujen mikrosuutinta, mukaansa sekä vetämän viisi suurempaa ilman määrä suutinpäätä tutkittiin asennettiin koejärjestelyllä, puiseen josReunasuuttimien määrä 6 6 8 8 8Reunasuuttimien kulma 60 60 45 45 30puiseen kanavaan keskelle. Suuttimen ominaisuudet ollessapäällä, mitattiin kaasun nopeus useita suutti-takanakanavan tunnetaan kanavaan keskilinjalla. hyvin. keskelle. Tätä Suuremmissa tarkoitusta Suuttimen kanavissa varten ollessa mitattiin tehtiin päällä, VTT:n myös kaasun mitattiin suuressa nopeus kaasun testihalliss seinän novieressä kokeita. Ensimmäisessä takanakanavan koesarjassa keskilinjalla. karakterisoitiin Suuremmissa kolme kanavissa mikrosuutinta mitattiin myös NFPA kaasu 75Yksi keskeisistä tavoitteista projektin aikan oli käyttää suuttimia joiden tuottamien suihkujenmen takanakanavan keskilinjalla. Suuremmissakanavissa mitattiin myös kaasun pisarakoko,standardin mukaisella vieressä koejärjestelyllä. Kokeissa mitattiin kunkin mikrosuuttimen tuottamominaisuudet tunnetaan hyvin. Tätä tarkoitusta varten tehtiin VTT:n suuressa testihallissauseitanopeusseinän vieressätehtiin standardin kuvantamais mukaisella menetelmällä koejärjestelyllä. (direct Kokeissa imaging, mitattiin DI). Tuloksista kunkin voitiin mikrosuuttimen määrittää tuottamakokeita.pisaroidenEnsimmäisessänopus ja pisaroidenkoesarjassakonsentraatiokarakterisoitiinuseissakolmepisteissä.mikrosuutintaNämäNFPAmittaukse750VESISUMUJEN SIMULOINTI pisarakoko, pisaroiden nopus ja pisaroiden konsentraatio useissa pisteissä. Nämä mittauksetTärkeä tehtiin ominaisuus kuvantamais vesisumujen menetelmällä dynamiikassa (direct imaging, on DI). suihkujen Tuloksista mukaansa voitiin vetämän määrittää ilman määräFDS:ssä sprinklerit mallinnetaan syöttämälläpisaroita simulaatioon tietyllä etäisyydelläPienet sumupisarat hidastuvat nopeasti niiden lähdettyä suuttimesta ja jo n. Metrietäisyydellä Tärkeä ominaisuus ne kulkeutuvat vesisumujen ilmavirran dynamiikassa mukana. on suihkujen Mitä enemmän mukaansa suihkut vetämän vetävät ilman mukaans määrä.suuttimen sijaintipaikasta. Pisaroiden muodostustatai suihkun dynamiikkaa aivan suut-ilmaa, Pienet sitä sumupisarat voimakkaampi hidastuvat on pisaroita nopeasti eteenpäin niiden kuljettava lähdettyä ilmavirta. suuttimesta Suihkujen ja jo n. dynamiika Metrinetäisyydellä ne kulkeutuvat ilmavirran mukana. Mitä enemmän suihkut vetävät mukaansatimen lähellä ei pyritä mallintamaan. Pisaratilmaa, sitä voimakkaampi on pisaroita eteenpäin kuljettava ilmavirta. Suihkujen dynamiikanlisätään simulaatioon suihkun kartion rajaamaltapallon pinnalta. Alkupiste tältä pinnaltavalitaan satunnisesti siten, että suihkun Kuva 1. Vasemmalla, koejärjestely suihkujen mukaansa imemän ilman mittaamiseksi.keskelle päätyy enemmän pisaroita. Kartionkulma ja alkupisteen etäisyys suuttimestaOikealla, FDS malli kokeista.Oikealla, FDS malli kokeista.Kuva 1. Vasemmalla, koejärjestely suihkujen mukaansa imemän ilman movat käyttäjän valitsemia parametreja. Kaikillepisaroille annetaan sama, käyttäjän määrittämäalkunopeus ja pisaroiden koko valitaansatunnaisesti pisarakokojakaumasta. SuuttimienA, B ja C pisarakokojakaumat on esitettykuvassa 2. Useammn suuttimen suutinpäätmallinnetaan sijoittamalla useampiyksittäisiä suuttimia samaan pisteeseen.Vain pieni osa todellisen suihkun sisältämistäpisaroista voidaan mallintaa tästä syystäkukin laskuissa käytetty pisara vastaa useampaatodellista pisaraa. Sumujen kuvaami-Kuva 2. Pisarakokojakaumat suuttimille A, B ja C, sekä sovitettu analyyttinen jakauma.seen käytettävien pisaroiden määrää voidaanKuva 2. Pisarakokojakaumat suuttimille A, B ja C, sekä sovitettu analyyttkontrolloida muuttamalla kunkin aika-askeleenaikana simulointiin lisättyjen pisaroiden 1.5 metriä korkea, 0.5 metriä leveä ja 0.5 tia, mutta mittauksissa huomioitiin vain vii-VESISUMUJEN SIMULOINTImäärää. On ensiarvoisen tärkeää käyttää tarpeeksimonta pisaraa suihkun kuvaamiseen. suuttimen virtauk selle. sijaintipaikasta. Suuttimet sijaitsivat Pisaroiden 0.1 metriä muodostusta maan, tai että suihkun oli dynamiikkaa täysin kehittynyt aivan mit-suuttimenFDS:ssä metriä sprinklerit syvä. VESISUMUJEN Kaikki mallinnetaan reunaehdot olivat SIMULOINTIsyöttämällä vapaat meiset pisaroita 3 sekuntia. simulaatioon Näin pyrittiin tietyllä varmista-etäisyydelläRiittävä määrä on selvitettävä herkkyystarkastelunavulla hilatiheyden tapaan. Seuraa-pinnalta.Alkupiste pisteet sijaitsivat suuttimen tältä metrin pinnalta sijaintipaikasta. suuttimen valitaan alapuo-satunnisesti Pisaroiden Kuva 3 esittää muodostusta siten, NFPA-kokeiden että suihkun tai suihkun simulointi-keskelle dynamiikkaa päätyylähellä laskennallisen ei pyritä FDS:ssä mallintamaan. alueen yläreunasta. sprinklerit Pisarat Mittaus-mallinnetaan lisätään tauksia simulaatioon syöttämällä tehdessä. suihkun pisaroita kartion rajaamalta simulaatioon pallon tietvissa simuloinneissa käytetyt numerriset parametriton listattu taulukossa 3. Samat para-valitsemia malla pisaroiden parametreja. pinnalta.Alkupiste ominaisuudet Kaikille halkaisijaltaan pisaroille tältä pinnalta annetaan tatiivisesti valitaan sama, tulokset käyttäjän satunnisesti ovat hyviä. määrittämä Suihkuilla siten, alkunopeus että on suihkun jaenemmän lella. Koejärjestelyä pisaroita. lähellä matkittiin Kartion ei pyritä kulma keskiarvoista-mallintamaan. ja alkupisteen tulokset Pisarat yksittäisille lisätään etäisyys simulaatioon mikrosuuttimille. suuttimesta suihkun ovat Kvali-käyttäjän kartionmetrit olivat käytössä kaikissa simulaatioissa. pisaroiden 1cm pallon koko siällä. enemmän valitaan Herkkyystarkastelujen pisaroita. satunnaisesti Kartion jäl-pisarakokojakaumastakeen päädyttiin valitsemia käyttämään on esitetty parametreja. 2 cm:n kuvassa diskre-Kaikille 2. mat Useammn pisaroille osat ovat suuttimen annetaan melko harvoja. sama, suutinpäät Tämä käyttäjän vastaa mallinnetaan määrittämelko kulma kapea alkupisteen tiheä ydin Suuttimien ja suihkun etäisyys uloim-A, suuttimesta B ja CVesisumujen karkterisointikokeiden simulointiinkäytetty laskennallinen alue oli sijoittamalla tointiväliä. useampi Simulointien pisaroidenpisarakokojakaumatyksittäisiä kesto kokosuuttimia oli valitaan 5 sekun-samaansatunnaisesti hyvin pisteeseen. kokeellisia pisarakokojakaumasta. havaintoja. Kokeellisesti mi-Suuttimipisarakokojakaumat on esitetty kuvassa 2. Useammn suuttimen suutinpVain pieni osa todellisen suihkun sisältämistä pisaroista voidaan mallintaa tästä syystä kukinsijoittamalla useampi yksittäisiä PALOTUTKIMUKSEN suuttimia samaan PÄIVÄT pisteeseen.2013 99laskuissa käytetty pisara vastaa useampaa todellista pisaraa. Sumujen kuvaamiseenkäytettävien pisaroiden määrää voidaan kontrolloida muuttamalla kunkin aika-askeleen

tattu pisaroiden keskikoko oli mediaani. FDSkuitenkin antaa ulostulona vain keskiarvoja.Näinollen Kuvassa 3 esiintyvä kokeellinenkeskihalkaisija on laskettu kokeellisestimäärättyyn pisarakokohistogrammin perusteella.Huomionarvoista on tasainen pisarakokojakaumakoko suihkun alueella. Tyypillisestipienet pisarat imeytyvät suihkun keskellejättäen vain suuret pisarat suihkun ulkolaidoille.Tämä tasainen pisarakokojakaumajohtuu suihkun turbulenttisuudesta.Kanavakokeista saatua ilmannopeusdataakäytettiin suihkujen mukaansa vetämän ilmanmäärän validointiin. Yksittäisten mikrosuuttimienkokeet mallinnettiin yksinkertaisestineliönmuotoisena laskennallisena alueena,joka oli avoin kahdesta päästä. Monisuuttimistensuutin-päiden kokeissa kanavansuuaukon viereen asetettu puupalikka häiritsivirtausta seinää lähinnä sijaitsevan mittauspisteenkohdalla. Näin ollen laskennallistaaluetta jouduttiin kasvattamaan siten, ettäse käsitti kanavan lisäksi myös kanavan välittömänympäristön. havainnollistaa suurtensuutinpäiden simulointiin käytettyä mallia.Simuloinneissa havaittiin, että suuttimensuihkun alkupään mallintaminen tarkasti ontärkeää. Aivan erityisesti tulee varmistaa, ettäsimulointiin lisättävät pisarat jakautuvat riittävänmonen hilakopin alueelle. Liian karkeanhilan käyttö saattoi johtaa epäfysikaalisiinvirtauskuvioihin suuttimen läheisyydessä.Kuva 3 esittää kanavakokeiden simulointituloksiaverrattuna kokeellisiin tuloksiin.Suurimmassa osassa tapauksista simulointituloksetvastaavat hyvin kokeellisia tuloksia.100 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013SOVELLUSESIMERKKITulipalot tietunneleissa ovat harvinaisia. Seurauksetpalon sattuessa saattavat kuitenkinolla katastrofaalisia niin ihmishenkien kuin Kuva 3. Mikrosuutinmallien validointi. Pisaroiden keskimääräinen nopeus, halkaisija jamateriaalisten menetystenkin muodossa. Tärkeidenpisaroiden vuo metrin päässä suuttimestaliikenneväylien menetteäminen voi Kanavakokeista li-saatua ilmannopeusdataa käytettiin suihkujen mukaansa vetämän ilman mää-säksi johtaa merkittäviin haittoihin mm. elinkeinoelämänrän validointiin. Yksittäisten mikrosuuttimien kokeet mallinnettiin yksinkertaisesti neliön-alueella. Modernit ajoneuvot muotoisena laskennallisena alueena, joka oli avoin kahdesta päästä. Monisuuttimisten suutinränsaattavat savuttaa leiskahduspisteen muutamassapäiden kokeissa kanavan suuaukon viereen asetettu puupalikka häiritsi virtausta seinää lähin-minuutissa. Matalat tunnelit osaltaan nä sijaitsevan tehty vapaapalokokeita. mittauspisteen Palokuormat kohdalla. Näin koos-ollen asetettiin laskennallista tuulettimet, aluetta jotka jouduttiin kykenivät tuotta-kasvattapäidenedesauttavat palon leviäistä ajoneuvosta maan toiseen.Useista ajoneuvoista koostuvat palotsiten, tuivat että joko se puisista käsitti tai kanavan muovisista lisäksi kuormalavoista.Tämänmyös kanavan maan 1–2 välittömän m/s ilmavirran ympäristön. tunneliin. havainnollistaasuurten suutinpäidenprojektinsimulointiinaikana keksityttiinkäytettyä mallia.Kaasun lämpötilamittauspisteet oli sijoitettualkupään 50 metrin mallintaminen päähän palosta tarkasti sekä ylätuulen, on tärkeää.saattavat kestää useista tunneista jopa päiviin. Simuloinneissa koesarjan havaittiin, kokeeseen 2, että jossa suuttimen palokuormana suihkunEsimerkkeinä katastrofaalisista tunnelipaloistavoidaan mainita Mont Blancin tunne-hilakopin hyvin alueelle. dokumentoidun Liian karkean tapauksen hilan johon käyttö ver-saattoden lisäksi johtaa tunnelin epäfysikaalisiin alatuulenpuoleisella virtauskuvioihin ovi-Aivan oli erityisesti puisia kuormalavoja. tulee varmistaa, Tämä että koe simulointiin tarjoaa että lisättävät alatuulen pisarat puolelle. jakautuvat Näiden mittauspistei-riittävän monenlipalo (1999), Tauernin tunneli (1999), suuttimen sekä rata läheisyydessä. FDS:n antamia tuloksia. Kuva 3 Tarkempaa esittää kanavakokeiden tietoaaukolla oli simulointituloksia mittauslaitteistot kassun verrattuna lämpöti-kokeellisiinkokeista Suurimmassa on saatavilla raporteista osassa tapauksista [3,4]. simulointitulokset lan, nopeuden ja hapen vastaavat konsentraation hyvin kokeelli-mitaukollatuloksiin. St. Gotthardin tunneli (2001). Kaikissa näissätapauksissa avainroolissa oli kuorma-auto. sia tuloksia. San Pedro de Anesin tunneli on rakennettutaamiseksi. Oviaukko oli jaettu neljuanneksiinTunnelipalon riskin on arvioitu olevan kasvussajohtuen tunneleiden kasvavasta määrästäja pituuksista, sekä kasvavasta liikennetiheydestä.San Pedro de Anesin tunnelissa, Espanjassa,tehtiin sarja kokeita, joiden tarkoituksenaoli arvioida korkeapaineisten vesisumujärjestelmiensammutustehoa. Kokeiden aikana eierityisesti testauskäyttöön. Se on 600 mettaamiseksi.riua pitkä ja 9.5 metriä leveä betonirakennus.Kaareva katto on maksimissaan 8.12 metriäkorkea. Vesisumukokeita varten tunneliin rakennettiinvalekatto 5.17 metrin korkeuteentienpinnasta mitattuna. Koepalot oli sijoitettu200 metriä tunnelin alatuulen puoleisestasuuaukosta. Ylätuulen puoleiselle oviaukolleja edellämainitut mittaukset toistettiinkussakin neljänneksessä. Mittausten perusteellalaskettu paloteho oli keskiarvo oviaukonkussakin neljänneksessä itsenäisesti lasketustapalotehosta.Kuva 4 esittää yleiskuvan San Pedro deAndesin tunnelin FDS mallista. FDS mallikäsitti koko tunnelin. Ylätuulen puoleiavullahilatiheyden tapaan. Seuraavissa simuloinneissa käytetyt numerriset parametrit onlistattu taulukossa 3. Samat parametrit olivat käytössä kaikissa simulaatioissa.Kuva 3 Taulukko esittää 3. Validointikokeiden NFPA simuloinnissa simulointitulokset käytetyt yksittäisille numeeriset parametrit mikrosuuttimille.Kvalitatiivisesti tulokset ovat hyviä. Suihkuilla on melko kapea ja tiheä ydin ja suihkunuloimmat Parametri osat ovat melko Arvo harvoja. Tämä vastaa Kuvaus hyvin kokeellisia havaintoja. Kokeellisestimitattu ∆x pisaroiden keskikoko 0.02 oli m mediaani. Hilan FDS tiheys kuitenkin antaa ulostulona vain keskiarvoja.Näinollen v 0Kuvassa 3 112 esiintyvä m/s kokeellinen Pisaroiden keskihalkaisija alkunopeus on laskettu kokeellisestimäärättyyn DPS pisarakokohistogrammin 2 · 105 Pisaroiden perusteella. lisäämisnopeus Huomionarvoista (1/s) on tasainenpisarakokojakauma R koko 0.1 suihkun m alueella. Pisaroiden Tyypillisesti lähtöpisteen pienet etäisyys pisarat imeytyvät suuttimesta suihkunkeskelle jättäen vain suuret pisarat suihkun ulkolaidoille. Tämä tasainen pisarakokojakaumajohtuu Vesisumujen suihkun karkterisointikokeiden turbulenttisuudesta. simulointiin käytetty laskennallinen alue oli 1.5 metriäkorkea, 0.5 metriä leveä ja 0.5 metriä syvä. Kaikki reunaehdot olivat vapaat virtaukselle.Suuttimet Taulukko 4. sijaitsivat FDS:n pisarakokojakauman 0.1 metriä laskennallisen parametrit alueen suuttimille yläreunasta. A,B ja Mittauspisteet C. Jakauma on sijaitsivat sekoitusmetrin suuttimen alapuolella. Rosin-Rammler Koejärjestelyä ja Lognormaaleista matkittiin jakaumista keskiarvoistamalla [1] pisaroidenominaisuudet halkaisijaltaan 1cm pallon siällä. Herkkyystarkastelujen jälkeen päädyttiinkäyttämään 2 cm diskretointiväliä. Tilavuusperustainen Simulointien kesto Leveysparametri oli 5 sekuntia, mutta mittauksissahuomioitiin Suutin vain viimeiset keskihalkaisija 3 sekuntia. dNäin m (µm) pyrittiin γ varmistamaan, että suihku oli täysinkehittynyt A mittauksia tehdessä. 84 2.9B 79 2.26C 116 1.98Kuva 3 esittää NFPA kokeiden simulointitulokset yksittäisille mikrosuuttimille.Kvalitatiivisesti tulokset ovat hyviä. Suihkuilla on melko kapea ja tiheä ydin ja suihkunuloimmat osat ovat melko harvoja. Tämä vastaa hyvin kokeellisia havaintoja. Kokeellisestimitattu pisaroiden keskikoko oli mediaani. FDS kuitenkin antaa ulostulona vain keskiarvoja.Näinollen Kuvassa 3 esiintyvä kokeellinen keskihalkaisija on laskettu kokeellisestimäärättyyn pisarakokohistogrammin perusteella. Huomionarvoista on tasainenpisarakokojakauma koko suihkun alueella. Tyypillisesti pienet pisarat imeytyvät suihkunkeskelle jättäen vain suuret pisarat suihkun ulkolaidoille. Tämä tasainen pisarakokojakaumajohtuu suihkun turbulenttisuudesta.Taulukko 4. FDS:n pisarakokojakauman parametrit suuttimille A,B ja C. Jakauma on sekoitusRosin-Rammler ja Lognormaaleista jakaumista [1]SuutinTilavuusperustainenkeskihalkaisija d m (µm)LeveysparametriγA 84 2.9B 79 2.26C 116 1.98

lttoaineen palamisen mallintamiseksi, jokaiselle simuloinnissa esiintyvälleYhtälössä esiintyvät symbolit ovat korjattu polYhtälössä esineelle esiintyvät symbolit ovat korjattumassavirta sekä pintaan kohdistuva jäääritettiin laskennallinen tiheys. FDS mallissa palavan aineen viemä tilavuus oli 4.896 polttoainen m3 ja massavirta , korjaamaton polttoaineensammutusmallista löytää VTT:n vesisumujen mellinen palokuorma oli 6023 kg. Näin laskennalliseksi tiheydeksi saatiin 1050.6 kg. [5]. Tämän massavirta sekä pintaan kohdistu-+372 m +400 mkennallisen tiheyden avulla voitiin simuloinneissa automaattisesti poistaa esineet va jäähdytys. jotka Tarkemman kuvauksen tästäsammutusmallista löytää VTT:n vesisumujenmallinnusta ja simulointia koskevasta ra-vat palaneet Kuva loppuun. 7. Vesisumu suuttimien sijoittelu San Pedro de Andesin tunnelissa.uva 8 esittää simuloidun +372 m palotehon sekä vapaa palon tapauksessa, +400 m että vesisumujärjestelmän portista [5].mmutuksen nssa. San mallintamiseksi FDS:n lähdekoodiin tehtiin pieni muutos. Vesisumujen Kuva samtustehonkokeellinen oletettiin oviaukko paloteho johtuvan on x-akselin on saatavilla veden kohdassa haihtumisen vain 0 met-vesisumujärjestelmän Palavan aiheuttamasta kuorma-auton pintojen tapauksessa. malli testissä jäähtymisestä. Vapaapalossa2 oli lun tunnelissa Täten suhteessa palokuormaan. Kai-Kuva Pedro 7. Vesisumu de Andesin suuttimien tunnelikokeiden sijoittelu yhteydessä San Pedro ei tehty de Andesin lainkaan tunnelissa. vapaapalokokeita, 6 esittää sammutuslaitteiston sijoitte-tenva loteho uloidun 8 esittää jokaisessa riä palotehon ja simuloidun alatuulen polttoaineen puoleinen maksimi palotehon oviaukko aon pinnan sekä hieman kohdassa pisteessä vapaa alle mitoiltaan palon oletettiin 80 MW tapauksessa, 7.7 ja m riippuvan x palo 2.5 m kestää että x lineaarisesti 2.1 vesisumujärjestelmänm n. ja 10 oli minuuttia. FDS:n ken kaikkiaan lasmastamuloitu ssa. San pinnan 600 paloteho Pedro metriä. jäähdytyksestä de Tunnelin on Andesin melko neliönmuotoinen tunnelikokeiden hyvin (Water linjassa Cooling hal-Mawhinneyn yhteydessä asennettu Per Unit telineille ei [3] Area). tehty arvioiman 1.1 Lisäksi lainkaan metrin 75 korkeuteen käytettiin vapaapalokokeita,MW palotehon meen käyttäjän riviin . Rivien väli oli 3 metriä ja suut-24 suutinta oli asennettu kol-nssa. n ärittämää kokeellinen kileikkaus vakiota paloteho on k. 9 metriä Polttoaineen on leveä saatavilla ja 5 metriä massavirta vain kor-vesisumujärjestelmäkea. palotehon Dynaaminen maksimi painereunaehto aon hieman (1.9 Pa) alle kuormalavojen 80 MW ja ja varsinaisen palo kestää palokuorman n. 10 minuuttia. suutin suojasi n. 12 m 2 pinta-alaa. Vedentienpinnasa. korjattuna Palokuorman sammutusjärjestelmän tapauksessa. tukena olevien Vapaapalossa teholla timien lasttiinuloidun kaavastavälinen etäisyys 4 metriä. Jokainenylätuulen puoleisella oviaukolla tuotti ilmavirrantunneliin. Laskennallinen alue jaet-koostui 252 puisesta kuormalavasta, mitoil-Kuva 8 esittää simuloidun palotehon se-väliin oli asennettu kipsilevyjä. Palokuorma virtausnopeus järjestelmässä oli 1180 l/min.uloitu paloteho on melko hyvin linjassa Mawhinneyn [3] arvioiman 75 MW palotehon Kuva 6. . Todellinen palokuorma (oikealla)ssa. tiin kuuteen hilaan. Itse palo ja suurion osa taan 1200 mm x 800 mm x 150 mm. Palokuormankä Kuva vapaa 7 palon esittää tapauksessa, sammutuslaitteiston että vesisumujärjestelmänsijoittelunsammutuslaitteistosta sisältyi hilaan 4. Osasammutuslaitteistoista juai (jäi?) hilojen 3 ja5 puolelle. Hiloissa 3–5 käytettiin 10 cm:ndiskretointivualiä, muualla 20 cm diskretointiväliä.Tunnelin kaltevuutta tai kaareutumistaei otettu huomioonkeskimääräinen kosteus oli 14.6%. Palo sytytettiin kahdella matalalla petroliastialla,jotka oli asetettu palokuorman ylätuulenpuoleiseen päähän kahden alimmankuormalavan sisään.Suuren mittakaavan simulaatioissa käytetnelikokeidenkaikkiaan kanssa. 24 suutinta San Pedro oli de asennettu Andesin tun-kolmeen rvälinen etäisyys yhteydessä 4 metriä. ei tehty Jokainen lainkaan vapaapalokokeita,järjestelmässä oli joten 1180 kokeellinen l/min. palotehosuutin suoon saatavilla vain vesisumujärjestelmän tapauksessa.Vapaapalossa simuloidun palotehonmaksimi on hieman alle 80 MW ja palo kes-va 5 esittää 16 yleiskuvan San Pedro de Andesin tunnelin FDS mallista. FDS malli ty hilakoko käsitti on liian suuri, jotta kuormalavatko tunnelin. 14 Ylätuulen puoleinen oviaukko on x-akselin kohdassa 0 metriä ja voitaisiin alatuulen mallintaa yksityiskohtaisesti. Tästäoleinen oviaukko 12 kohdassa 600 metriä. Tunnelin neliönmuotoinen halkileikkaus syystä on tehtiin 9 palokuormasta FDS:ään yksinkertaistettumalli. Kuva 5 vertaa kuvaa palo-triä leveä 10 ja 5 metriä korkea. Dynaaminen painereunaehto (1.9 Pa) ylätuulen puoleisellaiaukolla tuotti 8 ilmavirran tunneliin. Laskennallinen alue jaettiin kuuteen hilaan. Itse kuorman palo FDS-mallista ja varsinaisen palokuormanvalokuvaan. Malli pyrkii säilyttämäänurion osa sammutuslaitteistosta6sisältyi hilaan 4. Osa sammutuslaitteistoista juai hilojen 3 jaolennaiset osat oikean palokuorman geometriasta,jotta palon leviäminen sekä veden le-4puolelle.Hiloissa 3-5 käytettiin 10 cm diskretointivualiä, muualla 20cm diskretointiväliä.nnelin kaltevuutta 2 2 4 tai 6 kaareutumista 8 10 12 ei 14 otettu 16 huomioonviäminen pinnoille saataisiin mallinnettuaMitattu nopeus (m/s)oikein. FDS-mallissa palokuorma kuvattiinanavakokeiden simulointituloksien vertailu kokeellisiin tuloksiin. Punaiset pisteet6102 esineellä, joiden mitat olivat 0.2 x 0.134 5opeuksia kanavan sienän vieressä ja mustat pisteet kanavan keskiakselilla+ 600 m2x 2.5 metriä. Todellisen ja simuloidun palokuormanpinta-alat ovat 522 m 2 ja 151 m 2 .SESIMERKKI+ 426 mʹ′ʹ′W= MAX ( 0,mʹ′ʹ′( kQ Wʹ′ʹ′01−). 1+ 402 m (2)FDS-mallissa palokuormalle oli annettu määrättypaloteho pinta-alayksikköä kohden. Tä-ietunneleissa ovat harvinaisia. Seuraukset palon sattuessa saattavat kuitenkin olla+ 378 m+ 177 m+ 354 mlisia niin ihmishenkien kuin materiaalisten menetystenkin muodossa. Tärkeidenhtälössä = MAXesiintyvät ( 0,mʹ′ʹ′( kQ symbolit Wʹ′ʹ′01−). ovat korjattu polttoainen massavirta , korjaamaton polttoaineen (2)lien menetteäminen voi lisäksi johtaa merkittäviin haittoihin mm. elinkeinoelämänmä paloteho kasvoi lineaarisesti 150 kW astiensimmäisen tästäassavirta odernit ajoneuvot sekä saattavat pintaan savuttaa leiskahduspisteen kohdistuva muutamassa jäähdytys. minuutissa. Tarkemman kuvauksentälössä 100 sekunnin aikana. Sytysmmutusmallistaesiintyvätnnelit osaltaan edesauttavat löytääsymbolitVTT:novatpalon leviäistä vesisumujenkorjattu polttoainenajoneuvosta mallinnustamassavirtatoiseen. Useista ja simulointia, korjaamatonkoskevastapolttoaineenraportista mallinnettiin kahdella 100 kw polttimella.ssavirta koostuvat palot saattavat kestää + useista 0 m tunneista jopa päiviin.].sekä pintaan kohdistuva jäähdytys. Tarkemman kuvauksen tästäPolttoaineen palamisen mallintamiseksi,mutusmallista löytää Kuva VTT:n 5. . San vesisumujen Pedro de Andesin mallinnusta tunnelin ja simulointia FDS malli. koskevasta raportistainä katastrofaalisista tunnelipaloista voidaan mainita Mont Blancin tunnelipalojokaiselle simuloinnissa esiintyvälle esineelleasennettu määritettiin laskennallinen tiheys. FDSlavan uernin tunneli kuorma-auton (1999), sekä malli St. Gotthardin testissä tunneli 2 oli (2001). mitoiltaan Kaikissa 7.7 näissä m x 2.5 m x 2.1 m ja se oliineilleavainroolissa1.1olimetrinkuorma-auto.korkeuteenTunnelipalontienpinnasa.riskin on arvioituPalokuormanolevan kasvussatukena olevien kuormalavojen mallissa palavan ja aineen viemä tilavuus olineleiden kasvavasta määrästä ja pituuksista, sekä kasvavasta liikennetiheydestä .rsinaisen palokuorman väliin oli asennettu kipsilevyjä. Palokuorma koostui 2524.896 puisesta m 3 ja todellinen palokuorma oli 6023ormalavasta, de Anesin tunnelissa, mitoiltaan Espanjassa, 1200mm tehtiin sarja kokeita, x 800 joiden mm tarkoituksena x 150 mm. oli Palokuorman keskimääräinen kg. Näin laskennalliseksi tiheydeksi saatiinrkeapaineisten vesisumujärjestelmien sammutustehoa. Kokeiden aikana ei tehtysteus 1050.6 kg. Tämän laskennallisen tiheydenkokeita.oliPalokuormat14.6 %.koostuivatPalojokosytytettiinpuisista tai muovisistakahdellakuormalavoista.matalalla petroliastialla, jotka oli asetettuavulla voitiin simuloinneissa automaattisestilokuorman jektin aikana keksityttiin ylätuulen koesarjan puoleiseen kokeeseen päähän 2, jossa kahden palokuormana alimman oli puisia kuormalavan sisään.oja. Tämä koe tarjoaa hyvin dokumentoidun tapauksen johon verrata FDS:npoistaa esineet, jotka olivat palaneet loppuun.oksia. Tarkempaa tietoa kokeista on saatavilla raporteista [3,4].Sammutuksen mallintamiseksi FDS:n lähdekoodiinvoitai-tehtiin pieni muutos. Vesisumujenuren mittakaavan simulaatioissa käytetty hilakoko on liian suuri, jotta kuormalavatdenAnesinmallintaatunneli on rakennettuyksityiskohtaisesti.erityisesti testauskäyttöön.TästäSe on 600syystämetriua pitkätehtiin palokuormasta sammutustehon FDS:ään oletettiin johtuvan vedenriä leveä betonirakennus. Kaareva katto on maksimissaan 8.12 metriä korkea.sinkertaistettu Kuva 6. . Todellinenokeita varten tunneliin malli. palokuormarakennettiin Kuva valekatto 6 (oikealla)5.17 vertaa metrin korkeuteen kuvaa ja yksinkertaistettutienpinnasta palokuorman FDS FDS malli mallista (vasemmalla) varsinaisen haihtumisen aiheuttamasta pintojen jäähtymisestä.Täten paloteho jokaisessa polttoai-Koepalot oli sijoitettu 200 metriä tunnelin alatuulen puoleisesta suuaukosta.uva lokuorman 7 esittää valokuvaan. sammutuslaitteiston Malli pyrkii sijoittelun säilyttämään tunnelissa olennaiset suhteessa osat palokuormaan. oikean palokuorman Kaikenpuoleiselle oviaukolle asetettiin tuulettimet, jotka kykenivät tuottamaan 1-2 m/sometriasta, neen pinnan pisteessä oletettiin riippuvan lineaarisestiFDS:n laskemasta pinnan jäähdy-tunneliin. ikkiaan uva 6. . 24 Todellinen jotta suutinta palon oli palokuorma leviäminen asennettu (oikealla) kolmeen sekä veden riviin ja yksinkertaistettu leviäminen . Rivien väli pinnoille oli FDS 3 metriä saataisiin malli (vasemmalla)ja suuttimien mallinnettuava linen ein. 7 FDS esittää etäisyys mallissa, sammutuslaitteiston 4 metriä. palokuorma Jokainen kuvatiin suutin sijoittelun suojasi 102 tunnelissa esineellä n. 12 m 2 joiden suhteessa pinta-alaa. mitat palokuormaan. Veden olivat virtausnopeus0.2 x 0.1 x 2.5pötilamittauspisteet oli sijoitettu 50 metrin päähän palosta sekä ylätuulen, ettätyksestä Kaiken (Water Cooling Per Unit Area). Li-2 . käytettiin FDS käyttäjän määrittämää vakio-kkiaan rjestelmässäuolelle.triä.NäidenTodellisen 24 suutinta mittauspisteidenoli 1180 ja oli l/min. simuloidunlisäksi asennettu tunnelin alatuulenpuoleisellapalokuorman kolmeen riviin oviaukollapinta-alat . Rivien oliovat väli oli 5223 mmetriä 2 ja 151 ja suuttimien msäksieistot llissa kassun palokuormalle lämpötilan, nopeuden oli annettu ja hapen konsentraation määrätty paloteho mittaamiseksi.inen etäisyys 4 metriä. Jokainen suutin suojasi n. 12 m 2 pinta-alayksikköä pinta-alaa. Veden kohden. virtausnopeusk. Polttoaineen Tämä massavirta korjattuna sammutusjärjestelmänSytys teholla laskettiin kaavastaoli jaettu neljuanneksiin ja edellämainitut mittaukset toistettiin kussakinloteho kasvoi lineaarisesti 150 kW asti ensimmäisen 100 sekunnin aikana.essä. estelmässä Mittausten oli perusteella 1180 l/min. laskettu paloteho oli keskiarvo oviaukon kussakinessä llinnettiin itsenäisesti kahdella lasketusta palotehosta. 100 kw polttimella.mʹ′ʹ′= MAX ( 0,mʹ′ʹ′( 1−k ʹ′ʹ′0 ).(2)Ennustettu nopeus (m/s)WQ WPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 101

Kuva 8. Paloteho San Pedro de Andesin tunnelin kokeessa 2Simuloitu palo kehittyy nopeammin kuin kokeellinen plo. Vesisumujärjestelmä käynnistyytää n. 10 minuuttia. kun Simuloitu n. 235 paloteho sekuntia on syttymisestä, kun paloteho on saavuttanut 10 MW rajan. Käynnistymisenmelko hyvin linjassa jälkeen Mawhinneyn paloteho [3] arvioiman75 MW:n palotehon 400 sekunnin kanssa. kohdalla. Tätä ensimmäistä piikkiä lukuunottamatta, simuloitu paloteho Freeburn vastaa (FDS)jatkaa kasvuaan hetken, kunnes sammutusjärjestelmä 80saa palon hallintaanMist (FDS)Simuloitu palo kehittyy hyvin nopeammin kokeellista kuin palotehoa. Tämä osoittaa, että käytetty malli kykenee ennustamaanMist (experiment)kokeellinen plo. Vesisumujärjestelmä vesisumujärjestelmän käynnistyykun n. 235 sekuntia syttymisestä,sammutustehon suuren mittakaavan 60 kokeessa.kun paloteho on Kuva saavuttanut 9 esittää 10 MW simuloidut rajan.Käynnistymisenmaksimilämpötilat tunnelin keskilinjalla, palon läheisyydessä ja 0.1mjälkeenkatonpalotehoalapuolella.jatkaaPunainen viiva vastaa vapaapalon40simulointia ja sininen puolestaankasvuaan hetken, kunnes sammutusjärjestelmäsaa palon hallintaan 400 sekunnin koh-simulointia vesisumujärjestelmän kanssa. Lisäksi kokeista saadut maksimilämpötilat ondalla. Tätä ensimmäistä merkitty piikkiä vihreillä lukuunottamatta,simuloitu paloteho tapauksessa vastaa hyvin lämpötilat ko-tunnellin keskilinjalla nousevat lähes 1400 °C asti. Tämä onpisteillä. Palo oli pisteiden 384 m ja 394 m välissä. Vapaapalon20keellista palotehoa. todennäköisesti Tämä osoittaa, että liikaa, käytettymalli kykenee nestepaloissa ennustamaan vesisumu-[6]. Tästä lämpötilojen ylirvioinnista huolimatta FDS kykenee ennustamaansillä näin suuria lämpötiloja on yleensä kokeellisesti havaittu vain0järjestelmän sammutustehon maksimilämpötilojen suuren mittakaavankokeessa.0 500 1000 1500 2000aleneman kun käytössä on veisusmujärjestelmä. Maksimilämpötilojenaleneminen vesisumujärjestelmää käytettäessä saattaa vaikuttaa tietunneleiden rakenteellisenKuva 9 esittää simuloidut maksimilämpötilattunnelin keskilinjalla, palon läheisyydes-Time (s)palonkeston vaatimuksiin.1400Kuva 8. Paloteho San Pedro de Andesin tunnelin kokeessa 2sä ja 0.1 m katon alapuolella. Punainen viivavastaa vapaapalon simulointia ja sininen Simuloitu palo kehittyy nopeammin kuin kokeellinen plo. Vesisumujärjestel1200puolestaan simulointia vesisumujärjestelmän kun n. 235 sekuntia syttymisestä, kun paloteho on saavuttanut 10 MW rajan. Kkanssa. Lisäksi kokeista saadut maksimilämpötilaton merkitty vihreillä pisteillä. Palo oli 400 sekunnin kohdalla. Tätä ensimmäistä piikkiä lukuunottamatta, simuloitu pjälkeen paloteho jatkaa kasvuaan hetken, kunnes sammutusjärjestelmä saa p1000pisteiden 384 m ja 394 m välissä. Vapaapalon hyvin800kokeellista palotehoa. Tämä osoittaa, että käytetty malli kykeneetapauksessa lämpötilat tunnellin keskilinjalla vesisumujärjestelmän sammutustehon suuren mittakaavan kokeessa.Freeburn (FDS)nousevat lähes 1400 °C:een asti. Tämä on todennäköisestiliikaa, sillä näin suuria lämpöti-Water mist600Water mist (FDS)Kuva 9 esittää simuloidut maksimilämpötilat (experiment) tunnelin keskilinjalla, palon läheiloja on yleensä kokeellisesti havaittu vain nestepaloissa[6]. Tästä lämpötilojen ylirvioin-m 400katon alapuolella. Punainen viiva vastaa vapaapalon simulointia ja sininnista huolimatta FDS kykenee ennustamaan simulointia vesisumujärjestelmän kanssa. Lisäksi kokeista saadut maksim200maksimilämpötilojen aleneman kun käytössä merkitty vihreillä pisteillä. Palo oli pisteiden 384 m ja 394 m välissä.on veisusmujärjestelmä. Maksimilämpötilojenaleneminen vesisumujärjestelmää käytet-todennäköisesti 370 380 liikaa, 390 400 sillä näin 410 suuria 420 lämpötiloja on yleensä kokeellisesttapauksessa lämpötilat tunnellin keskilinjalla nousevat lähes 1400 °C a0täessä saattaa vaikuttaa tietunneleiden rakenteellisenpalonkeston vaatimuksiin.maksimilämpötilojen aleneman kun käytössä on veisusmujärjestelmä. Maksinestepaloissa [6]. Position Tästä (m) lämpötilojen ylirvioinnista huolimatta FDS kykeneKuva 9. Maksimilämpötilat katonrajassa palolähteen ympäristössä.YHTEENVETO JA POHDINTAaleneminen vesisumujärjestelmää käytettäessä saattaa vaikuttaa tietunneleidenvat mallit ovat riittävän tarkkoja vesisumusuihkujenkuvaamiseksi, kun pisarasuihkun 2. Ditch, B. and Yu, H.-Z. Water mistand Technology, Gaithersburg, Marylandpalonkeston vaatimuksiin.Projektin aikana huomattiin, että FDS:llä1400kyettiin toistamaan hyvin pienen skaalan reunaehdot (pisarakokojakauma ja nopeus) spray characterization and its proper applicationfor numerical simulations. Fire Safetykokeiden tulokset. Suuremman mittakaavankokeet asettivat huomattavasti suuremkaisemisennäkökulmasta simulointi-mallis-Science vol 9 pp 541–552, 2008.pystytään määrittelemään. Numeerisen rat-1200pia haasteita. Eräs merkittävä syy tähän on sa on vielä paljon haasteita. Niistä tärkeimmätliittyvät vinojen suihkujen simulointiin tational fluid dynamics modelling of water3. Mawhinney, J.R., Trelles, J., Compu-1000vesisumujen moniskaalainen olemus. Vesisumujenpisarat itsessään ovat hyvin pieniä ja tulosten voimakkaaseen riippuvuuteen ratkaisunresoluutiosta.Journée d’Etude Technique: Brouillard d’Eaumist systems on large HGV fires in tunnels,800ja vesisumu suihkut nopeita ja kapeita. Sovellusalueetusein varsin suuria. Ensinmaini-– Quoi de Neuf? Pôle Européen de Sécurité,Freeburn (FDS)600Water mist (FDS)tusta syystä simuloinneissa haluttaisiin käyttäähyvin hienoja hiloja. Suuret sovellusalueet Mikrosuihkujen karakterisoinnit suorittivat 4. Mawhinney, J. R. and Trelles, J. 2008.KIITOKSETCNPP, Vernon, France, 2007.Water mist(experiment)400yhdessä rajallisen laskentakapasiteetin kanssa Maria Putkiranta, Riina Rajala and Pentti The Use of CFD-FDS Modeling for EstablishingPerformance Criteria for Water Mistvaatisivat käyttämään melko karkeita hiloja. Saarenrinne Tampereen teknillisessä yliopistossa.Tätä työtä ovat rahoittaneet Marioff Systems in Very Large Fires in Tunnels. In-200Pienen mittakaavan kokeissa yleensä hilan tiheyspystyttiin pitämään riittävänn pienenä. Corporation Oy, Rautaruukki Oyj, YIT0ternational Symposium on Tunnel Safety andTästä esimerkkinä yhden suuttimen karakterisointikokeet,joissa hilatiheyden piti olla to Markku Kauriala. Teknistä tukea ovat an-5. Vaari J, Sikanen Position (m) T., Hostikka S. & Paa-Kiinteist ötekniikka Oy ja Insinööritoimis-370Security 380vol 3390s. 29–42.400 410 4202 cm:n luokkaa, jotta koetulokset pystyttiin taneet Peter Grönberg, Ville Heikura, Toni janen A., Numerical simulations on the per-Kuva 9. Maksimilämpötilat katonrajassa palolähteen ympäristössäluotettavasti toistamaan. Vastaavasti suuren Neitola ja Veli-Pekka Vaari, VTT:ltä. formance of water-based fire suppressionmittakaavan tunnelilaskuissa tarkinkin hilaoli vain 10 cm hilakopilla. Tietokoneiden LÄHDELUETTELOTechnical Research Centre of Finland, Es-systems. VTT TECHNOLOGY 54, VTTlaskentakapasiteetti jatkaa tulevaisuudessa 1. McGrattan K., Hostikka S, Floyd J., Mell poo,2012.kasvuaan. Kuitenkin siirtyminen 10 cm:n W., McDermott R (2007) Fire Dynamics Simulator,Technical Reference Guide, Volume 2nd International Symposium Safe & reli-6. Ingason, H. Design fires in tunnels,hilakopista 2 cm:n hilakoppiin kasvattaa laskentakapasiteetintarvetta yli 64-kertaiseksi. 1: Mathematical Model. NIST Special Publication1018, National Institute of Standards vements, Lausanne,able tunnels – Innovative European Achie-Tulokset osoittavat, että vesisuhkuja kuvaa-2006.102 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013Temperature (°C)HRR (MW)Temperature (°C)

Jukka Vaari, Terhi Kling, Tuomo Rinne ja Simo Hostikka, VTT, PL1000, 02044 VTTPelastuslaitoksen ja sprinklerilaitoksenjäähdytyskyvyn simulointisuuressa nestepalossaTiivistelmäTässä työssä suoritettujen palosimulointientarkoituksena on esimerkinomaisesti selvittää,mikä on pelastuslaitoksen tai automaattisensammutuslaitteiston toiminnan tuottamajäähdytysvaikutus suuressa nestepalossajäähdytykseen käytettävissä olevan vesivirtaamanfunktiona. Esimerkkinä tarkasteltiinTampereen rautatieaseman eteläpuolisen rata-alueenpäälle rakennettavan kannen alapuolistasäiliövaunupaloa, jossa paloteho on200 MW. Jäähdytystavoiksi valittiin tyypillinenpelastuslaitoksen käytössä oleva vesitykkija aluelaukaisuun perustuva sprinklerilaitteisto.Työssä havaittiin, että vesitykin suihkuon edullista suunnata mahdollisimman hyvinsäiliöjunan suuntaiseksi. Tällöin voidaan yhtäältähyödyntää suihkun suurta kantamaa, jatoisaalta saada kapea vesisuihku tehokkaimminkastelemaan palavaa vaunua. Sprinklerienosalta työssä voitiin selkeästi erottaa toisistaansprinklerityypin vaikutus järjestelmäntoimintaan. Veden käytön näkökulmasta vesitykitja sprinklerilaitos tuottivat karkeastiottaen samansuuruisen jäähdytysvaikutuksensamalla vesivirtaamalla.JOHDANTOTampereen Keskusareena[1] on hanke, jonkatarkoituksena on rakentaa uusi monitoimihalliTampereelle. Halli tulee sijaitsemaanSorin sillasta etelään junaradan päällä, rautatie-ja linja-autoasemien läheisyydessä. Senyhteyteen rakennetaan myös toimistotilaa,myymälöitä ja asuinrakennuksia. Keskusareenanalapuolista ratayhteyttä pitkin kulkeemerkittäviä määriä vaarallisia kemikaaleja,joihin liittyvät riskit on huomioitava. Yhtenäriskinä on palavaa nestettä sisältävän säiliöjunanonnettomuus areenaa kannattelevankansirakenteen alla, mikä voi johtaa suureennestepaloon. Tähän liittyy kaksi merkittävääuhkakuvaa, joiden toteutuminen on estettävä.Ensinnäkin palavan nesteen höyryräjähdys(BLEVE) suuren kaupungin keskustassaaltistaisi kohtuuttoman monet ihmiset vaarallealttiiksi. Toiseksi, areenaa kannattelevassakansirakenteessa ei saa aiheutua sellaisiavaurioita, jotka johtaisivat kannen yläpuolistenrakennusten vaurioitumiseen esimerkiksitaipumien vuoksi.Tämän työn ensisijaisena tavoitteena ontutkia mahdollisuutta simuloida pelastuslaitoksenkäyttämien vesitykkien jäähdytyskykyäkannen alapuolisessa nestepalossa virtauslaskentaanperustuvan palosimuloinnin avulla.Toissijaisena tarkoituksena on verrata vesitykkienjäähdytystehoa aluelaukaisuun perutuviensprinklerijärjestelmien jäähdytystehoon.Työ toteutettiin osana VTT:n ja Pelastusopistonsuorittamaa SIREENI-tutkimusprojekti[2].LASKENTAMALLIN KUVAUSSimuloinnit suoritettiin käyttäen Fire DynamicsSimulator -ohjelmaa (FDS, versio 6.0.0,SVN 9977), joka on tulipaloon, sen nostevirtauksiinja lämmönsiirtoon erikoistunut virtauslaskentamalli[3].Mallinnettu alueKuvassa 1 on esitetty Keskusareenan kannenalapuolinen ratapiha-alue. Kannella katetunalueen pituus on n. 300 m, ja kannen alapuolinenvapaa korkeus vaihtelee välillä 6,5m – 8,5 m. Kuvaan on punaisella suorakulmiollamerkitty 100 m pitkä, 15,6 m leveäja 7,2 m korkea alue, jota simuloinneissa tarkasteltiin.Laskenta-alueen itäisenä reunanaon pysäköintihalliin rajoittuva seinä, muissasuunnissa reunaehto on avoin. Seinä ja kansioletettiin betoniksi, maanpinta puolestaansoraksi. Betonin materiaaliparametrit otettiinEurokoodien osasta 2. Paikkaresoluutioksi valittiin20 cm. Tuulen vaikutusta ei huomioitu.Säiliöjunan mallinnuksessa (kuva 2) lähtökohtanaoli VR Transpointin vaunukuvastossaesitetty bensiinivaunu, jonka pituus on14 m, ulkohalkaisija 2,8 m ja tilavuus 83 m 3 .Kokonaisia vaunuja voidaan mallinnettavallealueelle sijoittaa 6 kappaletta, kun vaunujenvälinen etäisyys on 1 m. Seitsemännestä vaunustamalliin mahtuu vain osa. Juna sijaitseeleveyssuunnassa mallin keskiakselilla, ja vaunutovat 1 m:n korkeudella maanpinnasta.Vaunujen oletettiin olevan 1 cm paksua terästä(materiaaliparametrit eurokoodien osasta3) ja täynnä nestemäistä heptaania.PalaminenVuotavan nesteen palo kuvattiin 18 m ×5,6 m kaasupolttimena, joka oli sijoitettuPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 103

ajoittuva seinä, muissa suunnissa reunaehto on avoin. Seinä ja kansi oletettiin betoniksi,maanpinta puolestaan soraksi. Betonin materiaaliparametrit otettiin Eurokoodien osasta 2.Paikkaresoluutioksi valittiin 20 cm. Tuulen vaikutusta ei huomioitu.keskimmäisen vaunun alle. Kun polttimenpalotehoksi pinta-alayksikköä kohti asetettiin1984 kW/m 2 , palotehoksi saatiin 200 MW.Olettamalla heptaanin palamislämmöksi 44MJ/kg ja tiheydeksi 680 kg/m 3 saadaan palotehoa200 MW vastaavaksi heptaanin vuotonopeudeksi6.7 l/s. Tällä nopeudella vaununtilavuuden verran heptaania palaa n. 3.5tunnissa.Palaminen kuvattiin FDS:n oletusarvoisellapalamismallilla, jossa polttoaineeksi asetettiinn-heptaani, ja noen ja hiilimonoksidintuotoiksi 0.01 kg/kg. Kaasufaasin sammutusalgoritmikytkettiin pois päältä. Tämä tehtiinsiksi, että tässä työssä haluttiin keskittyä nimenomaanveden jäähdytystehon systemaattiseenarviointiin (ei sammutustehon). Lisäksijoissain tapauksissa (erityisesti kun suurtapaloa sammutetaan vedellä pienessä tilassa)kaasufaasin sammutusalgoritmi kylläkinsammuttaa liekkiä, mutta tällöin palamatonpolttoaine voi syttyä uudelleen kauempanapalosta, koska FDS:ssä polttoaineen ja hapenpalaminen on oletusarvoisesti spontaania.Tällainen spontaani epäfysikaalinen palaminenvääristää jäähdytystehon arviointiaaiheuttamalla lämpörasitusta siellä missä sitäei kuuluisi ollaLämpörasituksen mittaaminenKuvassa 3 on havainnollistettu rakenteisiinja vaunuihin kohdistuvan lämpörasituksenmäärittämistä palavan vaunun kohdalla.Keltainen katkoviiva kuvaa tilavuutta, jokaympäröi palavaa vaunua. Musta katkoviivakuvaa palavan vaunun yläpuolella olevaa kannenalapinnan osaa. Lämpörasitukset kanteenja vaunuihin määritettiin vastaavalla tavallamyös palavan vaunun ensimmäisten jatoisten lähinaapurien kohdalta. Mitattavinasuureina olivat lämpötila, lämpövuo, ja vedenjäähdytysteho. Lämpövuo mitattiin kylmänpinnan vastaanottamana lämpövuona, vastatenvesijäähdytteisein säteilymittarin antamaalukemaa. Veden jäähdytysteho mitattiin yksiköissäW/m 2 , joten sen yksikkö on sama kuinlämpövuon yksikkö. Tässä työssä raportoidutpintoihin kohdistuvat lämpörasitukset ilmoitetaanlämpövuon ja jäähdytystehon erotuksena,mitä kutsutaan nettolämpövuoksi.Vesitykit Kuva määriteltiin 4. Suutinten laskentamallissa hajotuskuviot. suuttimina, Vasemmalla: joille annettiin spray-tyyppinen haluttu paikka, suutin. suuntaus, Oikealla: conventional-tyyppinenjne. Tyypillisen pelastuslaitoksen suutin. käyttämän vesitykin virtaama on 3000 l/min kunTULOKSETvirtaamasuutinpaine on 10 bar. Yksi tällainen vesitykki on Rosenbauer RM60C, jonka suorasuihkunVesitykkien sijoittelukantama on valmistajan ilmoituksen mukaan 85 m. Vesijakaumasta tai suihkun pisarakoostaVesisuihkujen määriTTelyei ole saatavana tietoa. Mallissa suihku luotiin syöttämällä 20000 pisaraa sekunnissa suihkunakselin suuntaisesti. TULOKSETEnnen varsinaisia Keskimääräiseksi vesitykeillä pisarakooksi tehtyjä asetettiin jäähdytyssimulointeja 2000 µm. oli syytä tarkistaa, kykeneeköVesitykit määriteltiin laskentamallissa suuttimina,joille annettiin haluttu paikka, suunta-Sprinklerijärjestelmien Vesitykkien kunnissa vesijakaumasta suihkun osalta sijoittelu ei akselin ollut simuloinneissa kokeellista suuntaisesti. käytettiin tietoa, Keski-lähestymistapa sekä den conventional- lähtönopeus oli että luoda laskettiin spray-malli olettamalla yksinkertaisesta aluk-suihku FDS tuottamaan luotiin syöttämällä realistisen akselin 20000 suuntaisesti. vesitykkiä pisaraa Keskimääräiseksi kuvaavan sejotuskuviotvesisuihkun. pisarakooksi on esitetty Koska asetettiin kuvassa tykin 2000 tuottamastaµm. 4. Pisaroityyppisiäavosuuttimia. Tavoite oli tuottaa sprinklerijärjestelmille vesivuon arvot väliltä 10-30us, virtaama jne. Tyypillisen pelastuslaitoksenmm/min.määräiseksi pisarakooksi asetettiin 2000 µm. si suuttimelle jokin realistinen K-arvo ja virtaamaaluksi Q, suuttimelle mistä suutinpaine jokin laskettiin kaa-Ennen Mallinnetut varsinaisia suutintyypit vesitykeillä on koottu tehtyjä taulukkoon jäähdytyssimulointeja 1, ja suutinten hajotuskuviot oli syytä on tarkistaa, kykeneekökäyttämän vesitykin virtaama on 3000 l/min, esitetty kuvassa Sprinklerijärjestelmien 4. Pisaroiden lähtönopeus osalta simuloinneissaK-arvo käytettiin virtaama sekä eilaskettiin olettamallaFDS tuottamaan realistisen vesitykkiä kuvaavan vesisuihkun. Koska tykin tuottamastakun suutinpaine on 10 bar. Yksi tällainen realistinen vesitykkion Rosenbauer RM60C, jonka suoraeussaatiin tyyppisiä paineen avulla avosuuttimia. kaavasta vrealistinen = Tavoite 0.6 2p K-arvo oli ρ missä tuottaa ja etutekijä virtaama 0.6 Q, Lähtönopeus pätee mistä hajottajalevyllisil-suutinpaine saatiin laskettiin paineen kaavalla avulla p = ( kaa-Q K ) 2vesijakaumastaQ, conventional- ollutmistäkokeellistasuutinpaine että tietoa,laskettiin spray-lähestymistapa kaavalla p = ( Q Koli ) 2.luodaLähtönop-malli yksinkertaisestasuihkun kantama on valmistajan ilmoituksen le suuttimille[4]. sprinklerijärjestelmille Conventional-tyyppisten vesivuon eus saatiin suuttimien paineen arvot väliltä10–30tapauksessa avulla kaavastapisarat v 0.6 syötettiin 2p ρkulmien, missä etutekijä 0.6 päteehajottajalevyllisillemukaan 85 m. Vesijakaumasta tai suihkun40° ja 130° välillemm/min.painovoimavektoriinMallinnetutnähden.suutintyypiton koottu taulukkoon 1, ja suutinten haventional-tyyppistensuuttimienSpray-tyyppisten suuttimien tapauksessasuuttimille[4]. Con-pisarat syötettiin kulmien 40° ja 130° välille painovoimavektoriin nähden. Keskimääräiseksipisarakoosta ei ole saatavana tietoa. Mallissatapauksessa104 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013tapauksissa (erityisesti kun suurta paloa sammutetaan vedellä pienessä tilassa) kaasufaasinsammutusalgoritmi kylläkin sammuttaa liekkiä, mutta tällöin palamaton polttoaine voi syttyäuudelleen kauempana palosta, koska FDS:ssä polttoaineen ja hapen palaminen onoletusarvoisesti spontaania. Tällainen spontaani epäfysikaalinen palaminen vääristääjäähdytystehon arviointia aiheuttamalla lämpörasitusta siellä missä sitä ei kuuluisi ollaVesitykit määriteltiin laskentamallissa suuttimina, joille annettiin haluttu paikka, suuntaus,Kuvavirtaama1. FDS-ohjelmallajne. Tyypillisenmallinnettupelastuslaitoksenosa kannenkäyttämänalapuolisestavesitykinratapiha-alueesta.virtaama on 3000 l/min kuntapauksissa (erityisesti kun suurta paloa sammutetaan vedellä pienessä tilassa) kaasufaasinsuutinpaine sammutusalgoritmi on 10 bar. kylläkin Yksi sammuttaa tällainen liekkiä, mutta vesitykki tällöin palamaton on polttoaine Rosenbauer voi syttyä RM60C, jonka suorasuihkunuudelleen kauempana palosta, koska FDS:ssä polttoaineen ja hapen palaminen onVesitykit kantama määriteltiin on oletusarvoisesti valmistajan laskentamallissaspontaania. ilmoituksen Tällainen spontaani mukaan suuttimina,epäfysikaalinen 85 m. joillepalaminen Vesijakaumasta annettiin haluttuvääristää tai suihkun paikka, pisarakoosta suuntaus,virtaama jäähdytystehon arviointia aiheuttamalla lämpörasitusta siellä missä sitä ei kuuluisi ollaei ole saatavana jne. Tyypillisen tietoa. Mallissa pelastuslaitoksen Kuva 2. Säiliöjunan suihku luotiin ja nestepalon käyttämän syöttämällä sijainti. vesitykin 20000 virtaama pisaraa sekunnissa on 3000 l/min suihkun kunsuutinpaineSäiliöjunan mallinnuksessa (kuva 2) lähtökohtana oli VR Transpointin vaunukuvastossaakselin suuntaisesti. on 10 bar. Keskimääräiseksi Yksi tällainen vesitykki pisarakooksi on asetettiin Rosenbauer 2000 RM60C, µm. jonka suorasuihkunesitetty bensiinivaunu, jonka Lämpörasituksen pituus on mittaaminenkantama on valmistajan ilmoituksen mukaan1485m,m.ulkohalkaisijaVesijakaumasta2,8taimsuihkunja tilavuuspisarakoosta83 m 3 .eiKokonaisiaSprinklerijärjestelmien ole saatavanavaunujatietoa.voidaanMallissa osaltamallinnettavalle alueelle sijoittaa 6 kappaletta, kun vaunujenKuvassa simuloinneissa suihku 3 on havainnollistettu luotiin syöttämällä käytettiin rakenteisiin ja 20000 sekä vaunuihin conventional- pisaraa kohdistuvan sekunnissa lämpörasituksen että suihkun spraytyyppisiäsuuntaisesti.määrittämistäSeitsemännestäakselinvälinen etäisyysavosuuttimia.onKeskimääräiseksi1 m.Tavoite olipalavantuottaa pisarakooksivaununsprinklerijärjestelmillevaunusta kohdalla. Keltainenasetettiinmalliin katkoviiva2000mahtuuvesivuonkuvaa µm.vain tilavuutta,arvotosa. jokaväliltäJuna ympäröi sijaitsee10-30palavaaleveyssuunnassa mallin keskiakselilla, vaunua. Musta katkoviiva ja vaunut kuvaa palavan ovat vaunun 1 yläpuolella m korkeudella olevaa kannen maanpinnasta.alapinnan osaa.mm/min. Mallinnetut suutintyypit Lämpörasitukset on kanteen koottu ja taulukkoon vaunuihin määritettiin 1, ja vastaavalla suutinten tavalla hajotuskuviot myös palavan vaunun onSprinklerijärjestelmienVaunujen esitetty kuvassa oletettiin 4. olevan Pisaroiden osalta ensimmäisten 1cmsimuloinneissapaksua lähtönopeus ja toisten terästä lähinaapurien laskettiin (materiaaliparametritkäytettiin kohdalta. olettamalla sekä Mitattavina conventional- aluksi eurokoodien suureina suuttimelle olivat lämpötila, ettäosasta jokin spraytyyppisiärealistinen avosuuttimia. K-arvo ja virtaama Tavoitelämpövuo,ja veden jäähdytysteho. Lämpövuo mitattiin kylmän pinnan vastaanottamana lämpövuo-3) jatäynnä nestemäistä heptaania.na, vastaten Q, oli mistä tuottaavesijäähdytteisein suutinpaine sprinklerijärjestelmillesäteilymittarin laskettiin antamaa kaavalla vesivuonlukemaa. p = ( Veden Qarvot Kjäähdytysteho ) 2. väliltä Lähtönopeussaatiin paineen avulla kaavasta10-30mitattiinyksiköissä on W/m koottu 2 , joten sen taulukkoon yksikkö on sama 1, ja kuin suutinten lämpövuon yksikkö. hajotuskuviot Tässä työssä on ra-mm/min. Mallinnetut suutintyypitPalaminenportoidut pintoihin v = 0.6kohdistuvat 2p ρ lämpörasituksetmissä etutekijäilmoitetaan0.6 päteelämpövuonhajottajalevyllisillesuuttimille[4]. Conventional-tyyppisten mitä kutsutaan suuttimien nettolämpövuoksi. tapauksessa pisarat syötettiinesitetty kuvassa 4. Pisaroiden lähtönopeus laskettiin olettamalla aluksi suuttimelleja jäähdytystehonjokinerotuksena,sijainti.Kuva 2. Säiliöjunan ja nestepalonrealistinen K-arvo ja virtaama Q, mistä suutinpaine laskettiin kaavallaVuotavan nesteenLämpörasituksenpalomittaaminenkuvattiin 18 m × 5,6 m kaasupolttimena,(joka) 2 kulmienp = Q K . Lähtönopeuskeskimmäisen pisarat saatiin syötettiin paineen Kuvassa vaunun 3 kulmien on avulla havainnollistettu alle. kaavasta 40° Kun rakenteisiin ja polttimen 130° vja = vaunuihin 0.6 välille kohdistuvan 2p palotehoksi painovoimavektoriin ρ lämpörasituksen missä pinta-alayksikköä etutekijä määrit-0.6 nähden. pätee kohti Keskimääräiseksihajottajalevyllisil-asetettiin 198440° ja 130° välille painovoimavektoriin nähden. Spray-tyyppisten suuttimien tapauksessa oli sijoitettuE2 E1 Palava P1 P2kW/m 2 tämistä palavan vaunun kohdalla. Keltainen katkoviiva kuvaa tilavuutta, joka ympäröi palavaa, palotehoksi vaunua. Musta katkoviiva saatiin kuvaa 200 palavan MW. vaunun yläpuolella Olettamalla olevaa kannen heptaanin alapinnan osaa.le pisarakooksi suuttimille[4]. asetettiin Conventional-tyyppisten 1200 µm. Malliin suuttimien sijoitettiin kaikkiaan tapauksessa palamislämmöksi 52 pisarat suutinta syötettiin 20 cm 44 MJ/kg kannen kulmien jaLämpörasituksettiheydeksi 680 kg/m 3 kanteen ja vaunuihin määritettiin vastaavalla tavalla myös palavan vaunun40° alapinnan ja 130° alapuolelle, ensimmäisten välille ja painovoimavektoriin toisten saadaan 3.5m lähinaapurien x palotehoa kohdalta. 3.35m Mitattavina hilaan 200 nähden. suureina MW siten, olivat vastaavaksi Spray-tyyppisten lämpötila, että lämpövuo,ja veden jäähdytysteho. Lämpövuo mitattiin kylmän pinnan vastaanottamana lämpövuo-suuttimet heptaanin muodostivat suuttimien vuotonopeudeksi tapauksessa neljä rinnakkaistaTällä syötettiin nopeudella junan6.7pisarat l/s. na, vastatensuuntaista kulmien vesijäähdytteisein vaunun 40° riviä.säteilymittarin tilavuuden ja 130° Suutintenantamaa välille verran lukemaa.suojaama painovoimavektoriin Veden heptaania jäähdytystehoala kattoi palaa mitattiinyksiköissä W/m 2 , joten sen yksikkö on sama kuin lämpövuon yksikkö. Tässä työssä ra-n. palavan 3.5 nähden. tunnissa. vaunun Keskimääräiseksisekä sen ensimmäisetlähinaapuritpisarakooksi portoidut asetettiin molempiinpintoihin kohdistuvat 1200 lämpörasitukset µm. suuntiin. Malliin ilmoitetaan sijoitettiin Suojausalanlämpövuon ja jäähdytystehon kaikkiaan mitat olivaterotuksena,mitä kutsutaan nettolämpövuoksi.5243.6m suutinta x 14.0m 20 cm (610m kannen).Palaminen kuvattiin FDS:n oletusarvoisella palamismallilla, jossa polttoaineeksi asetettiin Palapinnan alapuolelle, 3.5m x 3.35m hilaan siten, että suuttimet muodostivat neljä rinnakkaistan-Kuva 3. Rakenteisiin ja vaunuihin kohdistuvan keskimääräisen lämpörasituksenheptaani, ja noen ja hiilimonoksidin E2 E1 Palava tuotoiksi P1 0.01 P2Taulukkojunan1. Simuloinneissasuuntaista kg/kg. Kaasufaasin sammutusalgoritmimäärittäminen. riviä.käytetytSuutintenavosuutintyypit.suojaama ala kattoi palavan vaunun sekä sen ensimmäisetkytkettiin lähinaapurit pois päältä. molempiin Tämä tehtiin suuntiin. siksi, Suojausalan että tässä työssä mitat olivat haluttiin 43.6m keskittyä x 14.0m nimenomaan (610m 2 ).veden Suutintyyppi jäähdytystehon K-arvo systemaattiseenVesisuihkujen Virtaama määrittelyarviointiin Paine (ei Nopeus sammutustehon). Suojausala Lisäksi Vesivuo joissainTaulukko 1. Simuloinneissal/min/barkäytetyt l/minavosuutintyypit.bar m/s m 2mm/minK115 spray/conv 115 120 1,09 8,9 P 11,7 10,2Kuva 3. Rakenteisiin ja vaunuihin kohdistuvan keskimääräisen lämpörasituksenSuutintyyppi K160 spray/conv määrittäminen. K-arvo 160 Virtaama 240 Paine 2,25 12,7 Nopeus 11,7 Suojausala 20,5 VesivuoK240 spray/conv Vesisuihkujen l/min/bar 240 määrittelyl/min 360 bar 2,25 12,7 m/s 11,7 m 230,7 mm/minK115 spray/conv 115 120 1,09 8,9 11,7 10,2K160 spray/conv 160 240 2,25 12,7 11,7 20,5K240 spray/conv 240 360 2,25 12,7 11,7 30,7Kuva 4. Suutinten hajotuskuviot. Vasemmalla: spray-tyyppinen suutin. Oikealla: conventional-tyyppinensuutin.Vesitykit määriteltiin laskentamallissa suuttimina, joille annettiin haluttu paikka, suuntauvirtaama jne. Tyypillisen pelastuslaitoksen käyttämän vesitykin virtaama on 3000 l/min kusuutinpaine on 10 bar. Yksi tällainen vesitykki on Rosenbauer RM60C, jonka suorasuihkukantama on valmistajan ilmoituksen mukaan 85 m. Vesijakaumasta tai suihkun pisarakoosei ole saatavana tietoa. Mallissa suihku luotiin syöttämällä 20000 pisaraa sekunnissa suihkuSprinklerijärjestelmien osalta simuloinneissa käytettiin sekä conventional- että spraytyyppisiä avosuuttimia. Tavoite oli tuottaa sprinklerijärjestelmille vesivuon arvot väliltä 10-3mm/min. Mallinnetut suutintyypit on koottu taulukkoon 1, ja suutinten hajotuskuviot oesitetty kuvassa 4. Pisaroiden lähtönopeus laskettiin olettamalla aluksi suuttimelle joki. Lähtönop= missä etutekijä 0.6 pätee hajottajalevyllisile suuttimille[4]. Conventional-tyyppisten suuttimien tapauksessa pisarat syötettiin kulmie40° ja 130° välille painovoimavektoriin nähden. Spray-tyyppisten suuttimien tapauksesspisarakooksi asetettiin 1200 µm. Malliin pisarat syötettiin sijoitettiin kulmien kaikkiaan 40° 52 ja suutinta 130° välille 20 painovoimavektoriin cm kannen nähden. Keskimääräisekalapinnan alapuolelle, 3.5m x 3.35m pisarakooksi hilaan siten, asetettiin että suuttimet 1200 µm. muodostivat Malliin sijoitettiin neljä rinnakkaistajunan suuntaista riviä. Suutinten alapinnan suojaama alapuolelle, kattoi 3.5m palavan x 3.35m vaunun hilaan sekä siten, sen en-että suuttimet muodostivat neljä rinkaikkiaan 52 suutinta 20 cm kannesimmäiset lähinaapurit molempiin suuntiin. nakkaista Suojausalan junan suuntaista mitat olivat riviä. 43.6m Suutinten x 14.0m suojaama (610mala 2 ). kattoi palavan vaunun sekä sen ensimmäiset lähinaapurit molempiin suuntiin. Suojausalan mitat olivat 43.6m x 14.0m (610m 2 )Taulukko 1. Simuloinneissa käytetyt avosuutintyypit.

Suihkun leveyden vaikutusta kantamaan tarkasteltiin 20 ja 40 asteen suihkukulmilla, kunsuihkun lähtökulmaksi valittiin 15 astetta. Kantamiksi saatin tällöin 60m ja 50m. Suihkun vesijakaumaei kuitenkaan levinnyt merkittävästi.pisarat syötettiin kulmien 40° ja 130° välillepainovoimavektoriin nähden. Spray-tyyppistensuuttimien tapauksessa pisarat syötettiinkulmien 40° ja 130° välille painovoimavektoriinnähden. Keskimääräiseksi pisarakooksiasetettiin 1200 µm. Malliin sijoitettiin kaikkiaan52 suutinta 20 cm kannen alapinnanalapuolelle, 3.5 m x 3.35 m hilaan siten, ettäsuuttimet muodostivat neljä rinnakkaista junansuuntaista riviä. Suutinten suojaama alakattoi palavan vaunun sekä sen ensimmäisetlähinaapurit molempiin suuntiin. Suojausalanmitat olivat 43.6 m x 14.0 m (610 m 2 ).TULOKSETVesitykkien sijoitteluTyypillisen pelastuslaitoksenkäyttämän vesitykin virtaamaon 3000 l/min, kunsuutinpaine on 10 bar.mahdollisimman yhdensuuntaiseksi raiteen kanssa. Käytännössä tykki sijoitettiin 5 mkohtisuoralle etäisyydelle sen raiteen keskilinjalta, jolla palava juna sijaitsi.mahdollisimman yhdensuuntaiseksi raiteen kanssa. Käytännössä tykki sijkohtisuoralle etäisyydelle sen raiteen keskilinjalta, jolla palava juna sijaitsi.Tykkien sijoittelua simuloinneissa on havainnollistettu kuvassa 6. Numerot 1-8 kuvaavatmahdollisia tykkien paikkoja. Tykkien Milloin sijoittelua yhtä vaunua simuloinneissa jäähdytettiin on havainnollistettu kahdella tykillä, kuvassa tykit 6. Numerotsijaitsivat siis vastakkaisilla puolilla mahdollisia raidetta. tykkien Niinpä paikkoja. esimerkiksi Milloin vaunua yhtä vaunua E1 jäähdytettiin kahdellatykeillä, jotka olivat asemissa sijaitsivat 1 5, ja siis vaunua vastakkaisilla P2 tykeillä, puolilla jotka raidetta. olivat Niinpä asemissa esimerkiksi 4 ja 8. vaunua EVaunuun E2 ei kohdistettu jäähdyttäviä tykeillä, jotka suihkuja. olivat asemissa Tämä valinta 1 ja 5, tehtiin, ja vaunua koska P2 tykeillä, lähes junan jotka olivat assuuntaisesti ammutut vesisuihkut Vaunuun painavat E2 liekkiä ei kohdistettu alavirran jäähdyttäviä suuntaan. suihkuja. Tämä valinta tehtiin, kosksuuntaisesti ammutut vesisuihkut painavat liekkiä alavirran suuntaan.Kuva 5. Ylhäällä: vesitykin suorasuihkun simulointi 35 asteen lähtökulmalla sivultaTaulukossa katsottuna. Alhaalla: 2 on esitetty maanpinnan tässä tasolle työssä kertyneen simuloidut vesimäärän jäähdytystapaukset. jakauma ylhäältä Yhdellä katsottuna. tykilläTaulukossa 2 on esitetty tässä työssä simuloidut jäähdytystapaukset. Yjäähdytettiin Akselien yksikkönä ainoastaan metri. palavaa vaunua. Toinen tykki kohdistettiin joko palavaan vaunuun taijäähdytettiin ainoastaan palavaa vaunua. Toinen tykki kohdistettiin joko palavasen ensimmäisiin lähinaapureihin sen (joko ensimmäisiin E1 tai lähinaapureihin P1). Yhtä vaunua (joko jäähdytettiin E1 tai P1). Yhtä korkeintaan vaunua jäähdytettikahdella tykillä.kahdella tykillä.Edellä esitetyt vesitykkien kantamaa koskeneet simulaatiot muodostivat perustan valinnalle,joka 1 tehtiin vesitykkien 2 sijoittelun 3 1 suhteen 4 2 jäähdytyssimuloinneissa. 3 4 Yhtäältä tykki halutaansijoittaa turvallisen etäisyyden päähän palosta, mikä puoltaa suurta kantamaa ja kapeaasuihkua. Toisaalta tykillä halutaan saavuttaa mahdollisimman tehokas vesivalelu, mikäpuoltaa pientä kantamaa ja leveää E1 suihkua. Palava Tässä työssä P1 E1 Palavavalittiin kompromissi P2 P1 P2näidenlähestymistapojen väliltä valitsemalla suihkukulmaksi 20 astetta ja suihkun lähtökulmaksi 15astetta. Kun lisäksi tykki sijoitettiin 5 lähelle 6 maanpintaa 7 (vastaten 8 todellista tilannetta jossasäiliöautoa 5 ei 6 ajeta kannen 7 alle), saavutettiin 8 n. 50 metrin kantama n. 6 m lakikorkeudella.Vaunun valelun tehokkuus Kuva pyrittiin 6. Vesitykkien maksimoimaan sijoittelu jäähdytyssimuloinneissa. valitsemalla suihkun Asemat 1-4 suunta sijaitsevat seKuva 6. Vesitykkien sijoittelu jäähdytyssimuloinneissa. Asemat 1-4 sijaitsevat seinän puolella.Ennen varsinaisia vesitykeillä tehtyjä jäähdytyssimulointejaoli syytä tarkistaa, kykeneeköFDS tuottamaan realistisen vesitykkiä kuvaavanvesisuihkun. Koska tykin tuottamastavesijakaumasta ei ollut kokeellista tietoa, lähestymistapaoli luoda malli yksinkertaisestasuorasuihkusta ja ampua sitä eri lähtökulmiinsuurimman kantaman löytämiseksi. Nämä simuloinnitsuoritettiin laskenta-alueessa, jonkamitat olivat 100 m x 12 m x 30 m, ja jokaoli reunoiltaan avoin muihin suuntiin paitsialaspäin. Paikkaresoluutio oli 20 cm.Kuvassa 5 on esitetty vesitykin suihkukuviosimulaatiossa, jossa suihkun lähtökulmaoli 35 astetta ja suihku sijaitsi 2,5 m korkeudellamaanpinnasta (kuvaten tykin sijaintiasäiliöauton katolla). Saman kuvan alemmassaosassa on esitetty veden kertymä maanpinnantasossa. Suihkun maksimikantamaksisaadaan tässä tapauksessa noin 80 m. Suurinosa vedestä putoaa 60 m ja 80 m välille.Suihkun ytimestä n. 20 m jälkeen erkanevatpisarat edustavat pisarakokojakauman pienikokoisintaosaa, eivätkä edusta merkittävääosuutta veden kokonaismassasta. Näin ollenjakauman suurikokoisimmat pisarat lentävätpisimmälle. Poikittaissuunnassa vesijakaumaon kapea, ja pääosa vedestä on vain n. 1–2m:n levyisellä alueella. Suihkun lakikorkeuson 20 m, mistä seuraa että suihkun maksimikantamaaei voida saavuttaa matalissa tiloissa.Simuloinneissa havaittiin, että 7.2 mkorkeassa tilassa voidaan maanpinnalta enintään15 asteen kulmassa ammutulla suihkullasaavuttaa 65 m:n kantama. Suihkun levey-Taulukko 2. Vesitykkien jäähdytyssimuloinnit.Taulukko 2. Vesitykkien jäähdytyssimuloinnit.den vaikutusta kantamaan tarkasteltiin 20 ja Tapaus Asemat Tykkejä40 asteen suihkukulmilla, Tapaus kun suihkun Asemat lähtökulmaksivalittiin 15 astetta. Kantamiksi 2 2,3 21Tykkejä2 11 2 13 2,3,4 3saatin tällöin 60 m ja 502 m. Suihkun vesijakaumaei kuitenkaan levinnyt 3 merkittävästi. 2,3,4 5 3 1,2,3,4 42,3421,2,3 3Edellä esitetyt vesitykkien 4 kantamaa koskeneet1,2,3 6 3 2,6 2simulaatiot muodostivat 5 perustan 1,2,3,4 valin-7 4 2,3,6 3nalle, joka tehtiin vesitykkien 6 sijoittelun 2,6 suhteenjäähdytyssimuloinneissa.8 2 2,3,6,7 47Yhtäältä2,3,6 9tykki3 2,3,4,6 48 2,3,6,7 10 4 2,3,4,6,7 5halutaan sijoittaa turvallisen etäisyyden päähänpalosta, mikä puoltaa suurta kantamaa 12 1,2,3,6 49 2,3,4,6 11 4 2,3,4,6,7,8 610 2,3,4,6,7 5ja kapeaa suihkua. Toisaalta tykillä halutaan 13 1,2,3,6,7 511 2,3,4,6,7,8 614 1,2,3,5,6,7 6saavuttaa mahdollisimman 12 tehokas vesivalelu,mikä puoltaa pientä 13 kantamaa ja 1,2,3,6,7 leveää 16 5 1,2,3,4,6,7 61,2,3,6 15 4 1,2,3,4,6 5suihkua. Tässä työssä valittiin 14 kompromissi 1,2,3,5,6,7 17 6 1,2,3,4,5,6,7 7näiden lähestymistapojen 15 väliltä valitsemallasuihkukulmaksi 20 astetta 16 ja suihkun 1,2,3,4,6,7 läh-1,2,3,4,6tökulmaksi 15 astetta. 17 Kun lisäksi 1,2,3,4,5,6,7 tykki sijoitettiinlähelle maanpintaa 18 (vastaten 1,2,3,4,5,6,7,8 todellistatilannetta, jossa säiliöautoa ei ajeta kannenalle), saavutettiin n. 50 metrin kantama18 56781,2,3,4,5,6,7,8 8n. 6 metrin lakikorkeudella. Vaunun valeluntehokkuus pyrittiin maksimoimaan valitsemallasuihkun suunta mahdollisimman yhdensuuntaiseksiraiteen kanssa. Käytännössätykki sijoitettiin 5 metrin kohtisuoralle etäisyydellesen raiteen keskilinjalta, jolla palavajuna sijaitsi.Tykkien sijoittelua simuloinneissa on havainnollistettukuvassa 6. Numerot 1–8 kuvaavatmahdollisia tykkien paikkoja. Milloinyhtä vaunua jäähdytettiin kahdella tykillä, tykitsijaitsivat siis vastakkaisilla puolilla raidetta.Niinpä esimerkiksi vaunua E1 jäähdytettiintykeillä, jotka olivat asemissa 1 ja 5, javaunua P2 tykeillä, jotka olivat asemissa 4 ja8. Vaunuun E2 ei kohdistettu jäähdyttäviäsuihkuja. Tämä valinta tehtiin, koska lähesjunan suuntaisesti ammutut vesisuihkut painavatliekkiä alavirran suuntaan.Taulukossa 2 on esitetty tässä työssä simuloidutjäähdytystapaukset. Yhdellä tykilläjäähdytettiin ainoastaan palavaa vaunua.Toinen tykki kohdistettiin joko palavaan vaunuuntai sen ensimmäisiin lähinaapureihinPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013 105

onkin, että kussakin simuloinnissa nettolämpövuo määritetään keskiarvona aikaväliltä 900s –1000s.(joko E1 tai P1). Yhtä vaunua jäähdytettiinkorkeintaan kahdella tykillä.VapaapaloKuvassa 7 on esitetty keskimääräinen lämpövuovaunuun ja kanteen ajan funktiona,kun läsnä ei ole vesijäähdytystä. Punaiset käyrätedustavat palavan vaunun kohtaa, vihreätkäyrät palavan vaunun ensimmäisiä lähinaapureita,ja siniset käyrät toisia lähinaapureita.Simuloinnit ulottuvat syttymishetkestä1000 s:iin asti. Suhteellisen lyhyt simulointiaikajohtuu jäähdytyslaskuista, joita tehtiinsuuri määrä ja joissa oli runsaasti pisaroitamukana. Lämpövuon arvot eivät ole 1000s:iin mennessä asettuneet vakioarvoon. Lähtökohtanatyössä onkin, että kussakin simuloinnissanettolämpövuo määritetään keskiarvonaaikaväliltä 900 s – 1000 s.Vesitykkien jäähdytysvaikutusLämpövuo (kW/m 2 )2502001501005000Lämpövuo vaunuunPalavaP1, E1P2, E220040050600Aika (s) 408001000Lämpövuo (kW/m 2 )Vesitykkien jäähdytysvaikutuksen kvantitatiivinenarviointi suoritettiin määrittämälläkannen alapintaan ja vaunujen pintaan saatavatkeskimääräiset nettolämpövuot aikakeskiarvonaaikaväliltä 900 s – 1000 s. Kuvassa8 on esitetty lämpövuot vaunujen E2…P2 määrittämän alueen yli laskettuina keskiarvoinavesitykkien määrän funktiona. Vesitykkienmäärä nolla edustaa vapaata paloa.Ensimmäisen vesitykin kohdistaminen palavaanvaunuun karkeasti ottaen puolittaa lämpörasituksenniin kanteen kuin vaunuihin.Tämän jälkeen tykkien määrän lisääminenpienentää lämpörasitusta vähemmän, ja tykkiensijoittelun vaihtelu aiheuttaa merkittäväähajontaa lämpövuohon tykkien lukumääränollessa vakio.Huomionarvoista tuloksissa on, että kanteenkohdistuva lämpövuo pienenee tykkienvaikutuksesta siitä huolimatta, että tykit eivätkastele kannen alapintaa. Tähän epäsuoraanjäähdytykseen vaikuttavat tekijät ovatvesisuihkun aiheuttama liekin jäähdytys (pisaroidenlämpeneminen ja höyrystyminenliekissä), vaunujen pintojen jäähdytys (vaunujenyläpinnat säteilevät vähemmän kohtikattoa), ja liekin paikan siirtyminen (liekki’nojaa’ suihkuista poispäin ja on näinollenkauempana kannen alapinnasta). Mikäli simulaatioissaolisi kyetty realistisesti huomioimaanvesihöyryn aiheuttama liekin sammutusvaikutus,tykkien jäähdyttävä vaikutuskanteen olisi ollut vielä suurempi.Kuvassa 8 esiintyvän hajonnan ymmärtämiseksitarkastellaan yksittäisten vaunujenja niiden kohdalla olevan kannen alapinnanosan saamaa lämpörasitusta tykkienmäärän funktiona. Keskimääräinen lämpövuovaunuun ja kannen alapintaan palavanvaunun kohdalla on esitetty kuvassa 9 vasemmalla,ja vaunun P1 kohdalla 0 kuvassa 2 9 suunnassa 4 6ammuttu 8 vesisuihku siirtää 0 liekkiä 2 4oikealla. Kuvan 9 perusteella jo yhden tykin vaunun P1 ympärille. Tämän jälkeen vaununVesitykkien lukumääräVesitykkien lukumkohdistaminen palavaan vaunuun tuottaa tehokkaanP1 kannalta on suuri merkitys sillä, minne toi-jäähdytysvaikutuksen Kuva 9. niin Keskimääräiset vaunuun nen lämpövuot vesitykki kannen suunnataan. alapintaan Tapauksessa, ja vaunujen jossa pintaankuin kanteen sen kohdalla. (vasemmalla) ja vaunun toinen P1 (oikealla) tykki suunnataan määrittämän vaunuun alueen P1 yli (taulukonkeskiarvoistett2 tapaus 2), saadaan merkittävästi pa-Kuitenkin havaitaan, tys että tapahtuu tämä kasvattaa vesitykeillä.huomattavasti vaunuun P1 kohdistuvaa lämpörasitusta.Tämä johtuu siitä, että lähes junanrempi jäähdytysteho kuin jos toinenkin tykkisuunnattaisiin palavaan vaunuun (tapaus 6).25020015010050KattoVaunut 00200400Aika (s)Kuva 7. Vaunuun ja kanteen saatava30lämpövuo ajan funktiona vapaassa palossa.Vesitykkien jäähdytysvaikutusLämpövuo kanteenPalavaP1, E1P2, E2Vesitykkien jäähdytysvaikutuksen kvantitatiivinen arviointi suoritettiin määrittämällä kannenalapintaan ja vaunujen pintaan0saatavat keskimääräiset nettolämpövuot aikakeskiarvona60aikaväliltä 900 s – 1000 s. Kuvassa 0 8 on 2 esitetty 4 lämpövuot 6 vaunujen 8 E2…P2 määrittämänKattoalueen yli laskettuina keskiarvoina vesitykkien Vesitykkien määrän lukumääräfunktiona. Vesitykkien määrä nolla50Vaunutedustaa vapaata paloa. Ensimmäisen vesitykin kohdistaminen palavaan vaunuun karkeastiKuva ottaen 8. puolittaa Keskimääräiset lämpörasituksen lämpövuot niin kannen kanteen alapintaan kuin vaunuihin. 40 ja vaunujen Tämän pintaan jälkeen vaunujen tykkien määrän E2…P2määrittämän lisääminen pienentää alueen yli lämpörasitusta keskiarvoistettuna, vähemmän, kun jäähdytys ja tykkien tapahtuu sijoittelun vesitykeillä. vaihtelu aiheuttaamerkittävää hajontaa lämpövuohon tykkien lukumäärän ollessa vakio.Keskimääräinen lämpövuo (kW/m 2 )Kuvassa Huomionarvoista 8 esiintyvän tuloksissa hajonnan on, ymmärtämiseksi että kanteen tarkastellaan kohdistuva 20yksittäisten lämpövuo pienenee vaunujen ja tykkien niidenkohdalla vaikutuksesta olevan siitä kannen huolimatta, alapinnan että tykit osan eivät saamaa kastele lämpörasitusta kannen alapintaa. tykkien Tähän määrän epäsuoraan funktiona.jäähdytykseen vaikuttavat tekijät ovat vesisuihkun 10Keskimääräinen lämpövuo vaunuun ja kannen alapintaan aiheuttama palavan liekin vaunun jäähdytys kohdalla (pisaroiden on esitettykuvassa lämpeneminen 9 vasemmalla, ja höyrystyminen ja vaunun liekissä), P1 kohdalla vaunujen kuvassa pintojen 9 oikealla. jäähdytys Kuvan (vaunujen 9 perusteella yläpinnat jo0yhden säteilevät tykin vähemmän kohdistaminen kohti kattoa), palavaan ja vaunuun liekin paikan tuottaa 0siirtyminen tehokkaan 2(liekki jäähdytysvaikutuksen 4’nojaa’6suihkuista8niinvaunuun poispäin kuin ja on kanteen näinollen sen kauempana kohdalla. kannen alapinnasta). Mikäli simulaatioissa olisi kyettyVesitykkien lukumäärärealistisesti huomioimaan vesihöyryn aiheuttama liekin sammutusvaikutus, tykkienjäähdyttävä vaikutus kanteen olisi ollut vielä suurempi.250100Kuva 8. Keskimääräiset lämpövuot kannen alapintaan ja vaunujen pintaan vmäärittämän alueen yli keskiarvoistettuna, kun jäähdytys tapahtuu Katto vesitykeillKeskimääräinen lämpövuo (kW/m 2 )20015010050007030Kuvassa Katto8 esiintyvän hajonnan ymmärtämiseksi tarkastellaan yksittäisten vaVaunu60kohdalla olevan kannen alapinnan osan saamaa lämpörasitusta tykkien mKeskimääräinen lämpövuo vaunuun ja kannen alapintaan palavan vaunun kokuvassa 9 vasemmalla, ja vaunun 40 P1 kohdalla kuvassa 9 oikealla. Kuvanyhden tykin kohdistaminen palavaan vaunuun tuottaa tehokkaan jäähdytysvaunuun kuin kanteen sen kohdalla.2502 4 6200Vesitykkien lukumääräKeskimääräinen lämpövuo (kW/m 2 )Keskimääräinen lämpövuo (kW/m 2 )706020101005008Keskimääräinen lämpövuo (kW/m 2 )802000KattoVaunu6001008002 4 680Vesitykkien lukumääräKuva 9. Keskimääräiset lämpövuot 150 kannen alapintaan ja vaunujen pintaan 60palavan vaunun(vasemmalla) ja vaunun P1 (oikealla) määrittämän alueen yli keskiarvoistettuna, kun jäähdytystapahtuu vesitykeillä.Keskimääräinen lämpövuo (kW/m 2 )402001000Vaunu8106 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2013

SprinklerijärjestelmienjäähdytysvaikutusSprinklerijärjestelmien jäähdytysvaikutuksenkvantitatiivinen arviointi suoritettiin samoinkuin vesitykkien, ts. määrittämällä kannenalapintaan ja vaunujen pintaan saatavat keskimääräisetlämpövuot aikakeskiarvona aikaväliltä900 s – 1000 s. Kuvassa 10 on esitettykeskimääräiset lämpövuot vaunujen E2…P2 määrittämän alueen yli laskettuina keskiarvoina.Vesivuon arvo nolla edustaa vapaatapaloa.Suutinten erilaisten hajotuskuvioitten toimintanäkyy selkeästi tuloksissa. Conventional-tyyppisetsuuttimet tuottavat kannen alapintaansuuremman jäähdytystehon, koskane valelevat kannen alapintaa vedellä. Spraytyyppisetsuuttimet puolestaan jäähdyttävättehokkaammin vaunuja, koska kaikki vesisuunnataan suuttimista alaspäin. Kuitenkinspray-suutinten tuottama epäsuora jäähdytysvaikutusalentaa myös kannen alapintaankohdistuvaa lämpörasitusta merkittävästi. Tämäepäsuora jäähdytysvaikutus aiheutuu pääosinpisaroiden lämpenemisestä ja höyrystymisestäkaasussa, sillä sprinklerijärjestelmänpisarakoko on pienempi kuin vesitykeillä, javesi on jakautunut tasaisesti suureen kaasutilavuuteen.Jos halutaan karkeasti verrata vesitykkienja sprinklerijärjestelmän jäähdytystehoa,voidaan aluksi todeta, että vesivuo 10 mm/min tarkoittaa 52 suutinta, joista jokainentuottaa 120 l/min. Kokonaisvirtaama on siis6240 l/min vastaten noin kahta vesitykkiä.Tällöin suunnattaisiin vesivuo palavaan 20 mm/min vaunuun vastaa (tapaus noin neljänvesitykin virtaamaa, ja vesivuo 30 mm/6).min Sprinklerijärjestelmien noin kuuden vesitykin jäähdytysvaikutusvirtaamaa. Tämänjälkeen kuvien 8 ja 10 vertailu osoittaa,että jos tarkastellaan suureen alueeseen (vaunujenE2…P2 määrittämä alue) kohdistuvaalämpörasitusta, vesitykkien ja sprinklerijärjes-Keskimääräinen lämpövuo (kW/m 2 )telmien jäähdytysteho samalla vesivirtaamallaon samankaltainen siitä huolimatta, että vesitykkienjäähdytysvaikutus keskittyy pienellealalle, kun taas sprinklerien jäähdytysvaikutuson hajautettu suurelle alalle. Vertailuunvaikuttaa luonnollisesti oletus aluelaukaisujärjestelmänmitoitusalasta, joka tässä työssäei perustunut mihinkään tiettyyn suunnittelusääntöön.JOHTOPÄÄTÖKSETSuoritettujen palosimulointien perusteellavoidaan todeta, että FDS-ohjelman avullavoidaan simuloida vesitykkien toimintaa realistisestija kohtuullisin kustannuksin. Tämä Kiitämme SIREENI-projektin rahoittajia Pa-KIITOKSETKuitenkin havaitaan, että tämä kasvattaa huomattavasti vaunuun P1 kohdistuvaaantaa palotutkijoille ja -insinööreille mahdollisuudenvaunun tarkastella P1 kannalta tykkien on suuri käyttöperiaatteita merkitys sillä, Liikennevirastoa taloudellisesta tuesta, sekälosuojelurahastoa, sisäasiainministeriötä jalämpörasitusta. Tämä johtuu siitä, että lähes junan suunnassa ammuttu vesisuihku siirtääliekkiä vaunun P1 ympärille. Tämän jälkeenminne toinen vesitykki suunnataan. Tapauksessa, ahtaissa jossa ja/tai toinen matalissa tykki suunnataan tiloissa, jollainen vaunuun tämäntyön jäähdytysteho esimerkkikohdekin kuin jos oli. toinenkin tykki ota, Outi Luukkosta, Pekka Mutikaista, EsaP1 projektin ohjausryhmän jäseniä Taito Vaini-(taulukon 2 tapaus 2), saadaan merkittävästi parempiTulokset osoittavat, että vesitykkien jäähdytystehoon herkkä tykkien sijoittelulle. Yhtaja sovelluskohteen parissa tehtävän työnKokkia ja Eila Lehmusta työn suuntaamisesdelläkintykillä on merkittävä jäähdyttävä edesauttamisesta.vaikutus, mutta riski naapurivaunun lämpenemiseenkvantitatiivinen kasvaa vain arviointi yhden tykin suoritettiin tapaukses-samoin LÄHDELUETTELOSprinklerijärjestelmien jäähdytysvaikutuksenkuin vesitykkien, ts. määrittämällä kannen alapintaan ja vaunujen pintaan saatavatsa, koska vesitykit voivat siirtää liekin paikkaaja samalla suurimman lämpörasituksen ettu 29.4.2013)1. http://www.tampereenkeskusareena.fi (Lu-keskimääräiset lämpövuot aikakeskiarvona aikaväliltä 900 s – 1000 s. Kuvassa 10 on esitettykeskimääräiset lämpövuot vaunujen E2…P2 määrittämän alueen yli laskettuina keskiarvoina.Vesivuon arvo nolla edustaa vapaata paloa.Keskimääräinen lämpövuo (kW/m 2 )Vesitykkien ja sprinklerijärjestelmänjäähdytystehojen havaittiin olevankarkeasti samansuuruiset.Epäsuoran jäähdytyksen merkityserottuu simulaatioissa.paikkaa. Tämä on huomioitava tykkien sijoittelussa.Vesitykkien ja sprinklerijärjestelmän jäähdytystehojenhavaittiin olevan karkeasti samansuuruiset.Epäsuoran jäähdytyksen merkityserottuu simulaatioissa, sillä vaikka tykittai spray-sprinkleri eivät kastele kantta,lämpörasitus kanteen vähenee niiden liekkiäja kuumia vaunuja jäähdyttävän vaikutuksenansiosta. Samoin tuloksista näkyy eroeri sprinklerisuutintyyppien (spray vs conventional)välillä.2. Hostikka, S., Kling, T., Vaari, J., Rinne,T. ja Ketola, J. Pelastustoimen vasteen simulointi7050suurpalossa. SIREENI-projektin tu-lokset. Espoo: Teknologian tutkimuskeskus60KANSI, 200 MWVAUNUT, 200 MWVapaapalo40Vapaapalo VTT, 2012. (VTT Technology 61). ISBNConventionalConventional50Spray978-951-38-7895-5. http://www.vtt.fi/inf/Spraypdf/technology/2012/T61.pdf30403. McGrattan, K., Hostikka, S., Floyd, J.,302020Baum, H., Rehm, R., Mell, W. and McDermott,R., “Fire Dynamics Simulator (Version5) Technical Reference Guide Volume 1:1010Math-ematical Model”, NIST Special Publication1018-5, National Institute of Standardsand Technology, Gaithersburg, MA,000 5 10 15 20 25 300 5 10 15 20 25 30October 29, 2010, 108 s.Vesivuo (mm/min)Vesivuo (mm/min)4. Sheppard, D. T. Spray Characteristicsof Fire Sprinklers. National Institute of Standardsand Technology, MD, 2002. NISTKuva 10. Keskimääräiset lämpövuot kannen alapintaan ja vaunujen pintaan vaunujenE2…P2 määrittämän alueen yli keskiarvoistettuna, kun jäähdytys tapahtuu sprinklerijärjestelmillä.GCR 02-838.Suutinten erilaisten hajotuskuvioitten toiminta näkyy selkeästi tuloksissa. Conventionaltyyppisetsuuttimet tuottavat kannen alapintaan suuremman jäähdytystehon, koska nevalelevat kannen alapintaa vedellä. Spray-tyyppiset suuttimet puolestaan jäähdyttävät

Pelastusopisto -valtakunnallinen turvallisuusalankoulutuskeskusJärjestämme pelastustoimen ammatillistaperus- ja täydennyskoulutusta sekä hätäkeskus-ja varautumiskoulutusta.Lisäksi koordinoimme pelastustoimentutkimus- ja kehittämistoimintaa sekä ylläpidämmepelastustoimen keskuskirjastoa.Pelastusopiston yhteydessä toimivaKriisinhallintakeskus on kansainvälinensiviilikriisinhallinnan, rauhanrakentamisenja humanitaarisen avun osaamiskeskus.Lisätietoa mm.tutkimushankkeista sekäkurssitarjonnasta löydätuusituilta verkkosivuiltamme.www.pelastusopisto.fi