Tulipalojen terveyskustannukset - Pelastustieto

Topi Sikanen ja Olavi Keski-Rahkonen (eläkkeellä VTT:ltä), VTT, PL 1000, 02044 VTTKytevän palonliekkiin leimahtaminenTiivistelmäHuomattava osa paloista alkaa kytevänä jakehittyy vasta myöhemmin liekehtiväksi. Kytemisenja liekkiin leimahtamisen teoriaa jamekanismeja on kuitenkin tunnettu tähänpäivään saakka erittäin heikosti. Kun yritämmemallittaa palokuolemiin johtavaa prosessia,kyteminen on tapahtumien alkuvaiheensekä myös sen kehittymisen katkaisun kannaltaavainkysymyksiä, sillä ajallisesti kytemisvaihesaattaa kestää kauan. Silloin onmyös aikaa ryhtyä toimenpiteisiin. Palokuolemienehkäisykeinojen arviointiohjelman tukenatehtiin numeerisia kokeita kytevän palonsyttymisestä liekehtivään paloon. Näilläkokeilla etsittiin kytevän kohteen ja sitä välittömästiympäröivän palavan materiaalinmuodostaman järjestelmän avainmuuttujatliekkiin leimahtamiseen johtavalla polulla.Niiden perusteella suunniteltiin kytökoesarjasavukkeilla, josta raportoidaan myöhemmin.JOHDANTOKyteminen ja palokuolemat liittyvät tilastojenmukaan selkeästi toisiinsa. Tupakka jakytevä materiaali ovat yhdistelmä, josta kohtalokaspalo voi alkaa kuten havaittiin palokuolemanehkäisykeinojen arviointiohjelmassatehdyssä tilastokatsauksessa [1]. Yhteys oliniin selvä, että jo esitutkimuksen loppuvaiheessakytemisen kirjallisuustutkimusta laajennettiinhuomattavasti ja etsittiin alalta kaikistaviimeisin ja käyttökelpoisin tieto. Siinäonnistuttiinkin ja esitutkimuksen tuloksiakäsittelevässä toisessa raportissa [2] selostettiinkinlaajasti asiasta tehtyjä löytöjä.Kytemistä käsittelevää kirjallisuustutkimustatehtäessä alkoi ilmestyä ensimmäisiäartikkeleita, joissa kytevää kohdetta simuloitiinnumeerisesti. Esiin nousivat erityisestiKalifornian yliopiston professori Fernandes-Pellon ryhmän työt ja näistä erityisesti Reinym. [3] tekemään polyuretaanin simulointi.Aldushin ym. [4,5,6] artikkelit käsittelivätliekkiinleimahtamista analyyttisesti sekänumeerisesti. Liu ym. [7] tarkastelivat vastavirtaisenkytörintaman muotoja analyyttisestija osoittivat, että sopivissa olosuhteissarintama jakautui kolmihaaraiseksi, jolloinyksi osa eteni myötävirtaisena kytemisenä jasiten saattoi johtaa paljon korkeampiin lämpötiloihin.Lu ym. [8] jatkoivat samaan henkeentarkastelemalla kaksiulotteista vastavirtaistakytörintamaa. Sielläkin liekkirintamasaattoi jakautua kolmeksi laihan polttoaineseoksenalueella ja johtaa 200 ... 600 K korkeampiinlämpötiloihin. Lu ym. epäilivät tämänliittyvän liekkiin leimahtamiseen. Ghabiym. [9,10] kehittivät sylinterisymmetrisenmallin polyuretaanin kytemiselle ja julkaisivatsaman kokeen simulointia useassa eri artikkelissa.He eivät havainneet mitään erityistä,joka olisi viitannut liekehtimisen alkamiseen.VTT:llä ei ollut aikaisempaa kokemustanäiden mallien tekemisestä eikä ohjelmoinnista,mutta pyrolysoinista aloitettiin jo muutamavuosi sitten tutkimukset, joissa kehitettiinmallien määritys termogravimetrimittaustenpohjalta. Kun Gpyro [11,12,13] tulijulkisohjelmana yleisesti saataville, sitä ruvettiinkäyttämään luonnollisena laajennuksenaaiemmin tehdylle työlle. Tuoreessa väitöskirjassaDodd [14] on käsitellyt laajemminkytemistä ja liekkiin leimahtamista kaksiulotteisessasimuloinnissa. Sen pohjalta onjulkaistu tieteellinen artikkeli [15], joka yksityiskohtaisemminkuin mikään tähänastinentutkimus kuvaa polyuretaanin liekkiinleimahtamista ja siihen liittyviä yksityiskohtia.Näiden esimerkkien perusteella päätimmetiiviissä yhteistyössä tohtori Lautenbergerinkanssa simuloida liekkiin leimahtamistaGpyro-ohjelmalla ja sen jälkeen tehdä silläkokeiluja tehtävämme ongelmissa.KYTEVÄ PALO JA LIEKKIINLEIMAHTAMINENOhlemiller [16] määrittelee käsikirjatekstissä:’Kytevä palo on hidasta, matalassa lämpötilassatapahtuvaa liekitöntä, hehkuen palamista.Sitä ylläpitää lämpö, jota vapautuu hapenosuessa suoraan jähmeän polttoaineen pintaan.’Tärkeätä ja vaarallista kytemisessä onsen itseään ylläpitävä ominaisuus. Kun kyteminentapahtuu hyvin lämpöä eristävässä aineessa,se voi jatkua pienellä palamisnopeudellaja energiantuotolla niin pitkiä aikoja,että kytevän kohteen olemassaoloa on vaikeahuomata. Pitkienkin aikojen jälkeen kyteväkohde voi äkkiä muuttua liekehtiväksiPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011 17