Palotutkimuksen päivät 2009 - Pelastustieto

inöitä, jotka ovat laskeutuneet laskennallisen alueen sisälle. Osa kipinöistä olisi siis
ttanut lentää pidemmällekin kuin tässä esitetyt tulokset antavat ymmärtää.
va 4. Kipinöiden laskeutumispaikkajakauma kun palon intensiteetti on 10 MW/m,
ennuksen etäisyys palorintamasta 10 metriä ja tuulen nopeus 15 m/s
kauma (ks. kuva 4) on kaksimoodinen: suurin
osa kipinöistä tippuu hyvin lähelle lähtöpaikkaa;
toisinaan kuitenkin voimakkaampi
lokset
nostevirtaus heittää joukon kipinöitä kauemmas.
Kipinöiden laskeutumisetäisyydet
inöiden poikkeavat tyypillinen merkittävästikin laskeutumispaikkajakauma aikaisemmissa leen lineaarisesti. (ks.
tutkimuksissa saaduista arvioista. Aiemmin
kipinöiden kantamille on saatu arvoja noin
50 metristä aina useisiin kilometreihin asti.
Yksi syy eroavaisuuksiin on todennäköisesti
FDS:n käyttö virtauskentän laskemiseen:
aikaisemmissa tutkimuksissa on tyypillisesti
käytetty joko yksinkertaista palopatsasmallia
tai aikakeskiarvotettua virtauskenttää. Lisäksi
suuri osa etenkin pienistä kipinöistä len-
106 Palotutkimuksen Päivät 2009
kennukselle aiheutuvaa riskiä) myös suunnil-
tutkitun kaltaisten tapausten osalta. Kipinät
va 4) on kaksimoodinen: suurin osa kipinöistä Ylivoimainen tippuu hyvin enemmistö lähelle kipinöistä lähtöpaikkaa; laskeutuu
ja toisinaan niiden aiheuttama riski rakennuksille ovat
joukon rakennuksen kipinöitä katolle; kauemmas. vain muuta-
Kipinöiden edelleen aktiivisen tutkimuksen kohteena ja
tenkin voimakkaampi nostevirtaus heittää
keutumisetäisyydet poikkeavat merkittävästikin mat kipinät aikaisemmissa tunkeutuvat rakennuksen tutkimuksissa sisälle
seinissä sijaitsevista aukoista. Lisäksi suumeaikoina
NISTissä.
erityisesti saaduista kokeellista tutkimusta on tehty vii-
ioista. Aiemmin kipinöiden kantamille on saatu arvoja noin 50 metristä aina useisiin
rin osa kipinöistä laskeutuu metsäpalon puolelle
todennäköisesti rakennusta. Kaikki FDS:n rakennukseen käyttö tun-
virtauskentän
ometreihin asti. Yksi syy eroavaisuuksiin on
kemiseen: aikaisemmissa tutkimuksissa on keutuvat tyypillisesti kipinät ovat käytetty kyteviä. Tämä joko on luultavasti
seurausta Lisäksi siitä, että suuri kytevien osa kipinöi-
etenkin pienistä
yksinkertaista KIITOKSET
opatsasmallia tai aikakeskiarvotettua virtauskenttää.
inöistä lensi suoraan ulos laskennallisesta den alueesta tiheys on eikä laskenut näin puuhiilen ollen tullut tiheyden huomioiduksi Tämä työ on tehty osana EU:n ja VTT:n rahoittamaa
isyysjakaumia si suoraan laskettaessa.
ulos laskennallisesta alueesta eikä
näin ollen tullut huomioiduksi etäisyysjakaumia
laskettaessa.
Kuvasta 5 voidaan nähdä eri parametrien
vaikutus rakennuksen luokse laskeutuvien kipinöiden
määrään. Kuviin 5a–b on piirretty
rakennuksen saavuttavien kipinöiden keskimääräiset
prosenttiosuudet kaikista liikkeelle
lähetetyistä kipinöistä. Mikäli kipinä laskeutuu
tasolle, ja näinollen ne helpommin suraavat
pieniä ilmavirtoja. Raskaammat liekehtivät
kipinät tippuvat enimmäkseen rakennuksen
katolle.
YHTEENVETO
Palavien hiukkasten liikkeiden ennustami-
maastopaloja käsittelevää FIRE-
PARADOX-hanketta.
LÄHDELUETTELO
1. S. L. Manzello, A. Maranghides, W. E.
Mell, Thomas G. Cleary, J. C. Yang, Firebrand
production from burning vegetation,
alle metrin päähän rakennuksesta, voiseen
kehitettiin virtauslaskentaohjelmistoon Forest Ecology and Management, vol. 234,
daan sen katsoa saavuttaneen rakennuksen. 7sopiva malli. Malli sopii yhteen muualla tehtyjen
s. S119, 2006.
Odotetusti palon intensiteetin kasvattaminen
lisää suurten hiukkasten kantamaa (ks.
kuva 5). Toisaalta pienempien kipinöiden
osalta vaikutus on päinvastainen. Pienemmät
kipinät seuraavat virtausta tarkemmin
ja näinollen lentävät suoraan ulos laskennallisesta
alueesta. Rakennuksen ja palorintaman
välisen etäisyyden kasvaessa kipinöiden
määrä vähenee nopeasti (ks. kuva 5c). Tuulen
nopeus puolestaan kallistaa palopatsasta
rakennusta kohti ja lisää rakennukselle tulevien
kipinöiden määrää. Aikaisemmissa tutki-
kokeellisten havaintojen kanssa melko
hyvin. Laskennalliselta raskaudeltaan malli
on kohtuullinen. Useimmissa simuloinneissa
kipinöiden lentoratojen laskentaan kului
noin 1 % kokonaislaskenta-ajasta, mutta jos
palavia hiukkasia syntyy runsaasti, voi mallin
laskennallinen raskaus käydä suureksi.
Mallin avulla analysoitiin metsäpalosta rakennukselle
aiheutuvaa riskiä. Kipinöiden
tunkeutumisen rakennukseen havaittiin olevan
vähäistä. Suurin uhka näytti muodostuvan
suurista kipinöistä, joita päätyi raken-
2. S. L. Manzello, T. G. Cleary, J. R.
Shields, A. Maranghides, W. Mell and J. C.
Yang, Experimental investigation of firebrands:
Generation and ignition of fuel beds,
Fire Safety Journal, vol. 43, s. 226–233,
2008.
3. B. Benkoussas, J.-L. Consalvi, B. Porterie,
N. Sardoy and J.-C. Loraud, Modelling
thermal degradation of woody fuel particles,
International Journal of Thermal Sciences,
vol. 46, s. 319–327, 2007.
4. T. Sikanen. Kipinöiden leviämisen mal-
muksissa kipinöiden kantomatkan ja tuulen
nopeuden välillä on havaittu lineaarinen yhteys.
Tässä tapauksessa tuulen nopeus näyttäisi
lisäävän kipinöiden määrää (ja siten ra-
nuksen luokse eniten. Sekä kipinöiden koon
että materiaalien mallinnuksessa on kuitenkin
vielä suuria epävarmuuksia, joten tuloksia
on pidettävä lähinnä suuntaa-antavina.
Lisävalidointia tarvitaan etenkin tässä työssä