Tuula Hakkarainen, Simo Hostikka, Terhi Kling ja Esko Mikkola, VTT, PL 1000, 02044 VTTTRAnsfeu – kohtipaloturvallisempaajunaliikennettäTiivistelmäEurooppalaisessa TRANSFEU-tutkimushankkeessaon tavoitteena junien ja muidenpintaliikennevälineiden paloturvallisuudenparantaminen etenkin henkilöturvallisuudenkannalta. Projektissa kehitetään arviointimenetelmäja hyväksymiskriteerit junissakäytettävien tuotteiden palamiskaasujenmyrkyllisyydelle sekä sovelletaan tulipalonja poistumisen simulointimenetelmiä junienpaloturvallisuussuunnitteluun. Tässä artikkelissakuvataan TRANSFEU-projektin kahdenensimmäisen vuoden aikana saavutettujatutkimustuloksia liittyen savukaasujen myrkyllisyysmittausmenetelmäänja sen täsmällisyyteen,junatuotteista vapautuvien savukaasujenmyrkyllisyyden luokitusjärjestelmäänsekä junien poistumisturvallisuuden arviointiinsimulointien perusteella.TRANSFEU-PROJEKTINLÄHTÖKOHDAT JA TAVOITTEETTRANSFEU-tutkimushankkeessa (TransportFire Safety Engineering in the EuropeanUnion), johon Suomesta osallistuu VTT,on tavoitteena junien ja muiden pintaliikennevälineidenpaloturvallisuuden parantaminenetenkin henkilöturvallisuuden kannalta.EU:n 7. puiteohjelmaan kuuluvassa projektissakehitetään arviointimenetelmä ja hyväksymiskriteeritjunissa käytettävien tuotteidenpalamiskaasujen myrkyllisyydelle sekä sovelletaantulipalon ja poistumisen simulointimenetelmiäjunien paloturvallisuussuunnitteluun.Projekti käynnistyi huhtikuussa 2009ja se päättyy syyskuussa 2012. Projektikonsortioonkuuluu kaikkiaan 21 osapuolta 10Euroopan maasta. Mukana on tutkimuslaitoksia,junanvaunutuotteiden valmistajia jarataoperaattoreita.Taustalla säädösten uudistustarveEuroopan komissio on kehittänyt direktiivejäEuroopan kiskoliikennejärjestelmän toiminnalliseksija tekniseksi harmonisoimiseksi1990-luvun alkupuolelta asti. Junien paloturvallisuuteenEuroopassa sovellettavia sääntöjäon kahdentasoisia:1) Eurooppalaisten direktiivien ja yhteentoimivuudenteknisten eritelmien (engl.technical specifications of interoperability,TSI) säädökset, jotka ovat EU-tasolla velvoittavia.2) Eurooppalaiset standardit (EN), joidensoveltaminen on vapaaehtoista. Jos TSI:ssä viitataanEN-standardiin, siitä tulee velvoittava.Junien materiaalien ja tuotteiden valinnassaon otettava huomioon niiden palo-ominaisuudet,erityisesti syttyvyyteen ja palon kehittymiseenliittyen. Lisäksi olennainen turvallisuusvaatimususeimmissa kiskoliikennejärjestelmissäon, että savun ja myrkyllisten palokaasujentuoton tulee olla rajoitettu, jottamatkustajat ja henkilökunta voivat poistuajunasta turvallisesti tulipalon sattuessa.Tällä hetkellä, kun standardin EN 45545osan 2 [1] julkaisuprosessi on kesken, junieneurooppalaisten palontorjuntavaatimustenkatsotaan täyttyvän, jos materiaalien palo-turvallisuusvaatimuksettäyttyvät tarkasteltunaRanskan, Iso-Britannian, Italian, Puolantai Saksan vahvistettujen kansallisten säädöstenmukaisesti. Näitä säädöksiä sovellettaessaon aina otettava huomioon kiskokalustontoimintaluokka.Tulevaisuuden tavoitteena eurooppalaisessarautatiestandardoinnissa on, että junissakäytettävien materiaalien palo-ominaisuudetmääritetään standardin EN 45545 osan2 mukaisesti käyttäen uudistettua EN ISO5659-2 -testiä [2] ja FTIR-kaasuanalyysia.Yksi TRANSFEU-projektin keskeisistä tehtävistäon testimenetelmän uudistaminen jasiihen perustuvan luokitusjärjestelmän kehittäminen.Tämä työ mahdollistaa standardinEN 45545 osan 2 viimeistelyn ja vahvistamisen.TavoiTTeena junien toiminnallinenPAloturvallisuussuunnitteluTRANSFEU-projektissa kehitetään myöstoiminnallisen paloturvallisuussuunnittelunmenetelmiä ja mallinnustyökaluja, joilla voidaanmahdollisimman realistisesti ennustaapalon kehittymistä ja arvioida matkustajienja henkilökunnan turvallisuutta tulipalonsattuessa. Tämä työ voidaan jaotella kahteenosa-alueeseen [3].1. Paloturvallisuussuunnittelun metodologiankehittäminen käyttäen toiminnallista lähestymistapaaennustettaessa savukaasujenvaikutuksia ihmisiin.Uusi paloturvallisuussuunnittelumetodolo-56 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011
taloudellisempia tuotteita ja suunnitteluratkaisuja. Projektissa suoritettavalla tutkimuksella onratkaiseva merkitys eurooppalaisen standardointityön etenemisessä.gia kehitetään tieteellisten ja teknisten periaatteidenmukaisesti, jotta voidaan ennustaatulipalon vaikutukset ihmisiin. Tässä uudessametodologiassa kuvataan ja ohjeistetaan tarpeellisetvaiheet paloturvallisuusvaatimustentäyttymisen osoittamiseksi. Ohjeistus opastaaasianmukaisten paloskenaarioiden valinnassasekä paloturvallisuustavoitteiden ja niihinliittyvien kriteerien määrittelyssä. Työssämääritetään myös reunaehdot toiminnallisenpaloturvallisuussuunnittelun käytölle.2. Paloturvallisuussuunnittelun simulointityökalujenkehitys.Paloturvallisuussuunnittelun metodologiaatukevat kehittyneet simulointi- ja mallinnustyökalut,joilla voidaan laskea palon kehittymistäeri skenaarioissa. Näiden työkalujenavulla voidaan vertailla eri suunnitteluvaihtoehtojenturvallisuustasoja ja valita asianmukaisetpaloturvallisuusjärjestelmät.TRANSFEU-PROJEKTIN OSATEHTÄ-VÄT JA KOKONAISUUSKuvassa 1 esitetään TRANSFEU-projektintiekartta. TRANSFEU-projektissa kehitetäändynaaminen palokaasujen myrkyllisyysmittausmenetelmätestaamalla noin 60 junissakäytettävää materiaalia ja tuotetta ja luomallatältä pohjalta käytännöllinen, suhteellisenyksinkertainen luokitusjärjestelmä. Paloturvallisuusnäkökohtiatarkastellaan myöslaskennallisesti kehittämällä simulointityökalujahuomioiden erityisesti junien ja muidenpintaliikennevälineiden ominaispiirteetja luomalla tähän tarkoitukseen soveltuvatoiminnallisen paloturvallisuussuunnittelunmetodologia. Työkalut validoidaan suorittamallatäyden mittakaavan palokokeita. Tuloksenasyntyy kokonaisvaltainen junien palo-turvallisuudenarviointijärjestelmä, jonkaavulla voidaan kehittää entistä parempia jataloudellisempia tuotteita ja suunnitteluratkaisuja.Projektissa suoritettavalla tutkimuksellaon ratkaiseva merkitys eurooppalaisenstandardointityön etenemisessä.TRANSFEU-projektiin kuuluvat seuraavatosatehtävät:WP1. Projektin johtaminenWP2. Savukaasujen myrkyllisyysmittausWP3. Käytännöllisen luokitusjärjestelmänkehittäminen junissa käytettävistä tuotteistavapautuvien savukaasujen myrkyllisyydelleWP4. Toiminnallisen paloturvallisuussuunnittelunmetodologia pintaliikennevälineilleKuva 1. TRANSFEU-projektin tiekartta.WP5. Laskennallisten palo- ja poistumissimulointityökalujenkehitys junien palo-nestemäiselle kemikaalille ja niiden seokselmapilottiryhmä suoritti aluksi testit kolmelleTRANSFEU-projektiin turvallisuussuunnitteluun kuuluvat seuraavat osatehtävät: le, joiden tuloksena saatiin käsitys menetelmäntäsmällisyydestä homogeenisille näytteil-WP6. WP1. Käytännöllisen Projektin johtaminen luokitusjärjestelmänja WP2. simulointityökalujen Savukaasujen myrkyllisyysmittausvalidointi le. Varsinaiseen vertailututkimukseen valittiinkehittäminen kolme junissa junissa yleisesti käytettävistä käytettävää tuotteista tuotet-WP7. WP3. Hyödyntäminen, Käytännöllisen luokitusjärjestelmän tiedonlevitys jastandardeihin vapautuvien vaikuttaminen savukaasujen myrkyllisyydelle ta, joille suoritettiin kolme rinnakkaiskoetta.WP4. Toiminnallisen paloturvallisuussuunnittelun metodologia pintaliikennevälineilleTilastollinen analyysi suoritetaan optisen savuntiheydenmaksimiarvolle (D s,max ) ja CIT-WP5. Laskennallisten palo- ja poistumissimulointityökalujen kehitys junienpaloturvallisuussuunnitteluunMyrkyllisyysmiTTAusmenetelmänWP6. Käytännöllisen luokitusjärjestelmän ja myrkyllisyysindeksille simulointityökalujen (engl. validointi conventional indexof toxicity). vaikuttaminenkehitystyö WP7. Hyödyntäminen, tiedonlevitys ja standardeihinMenetelmän täsmällisyyden arviointiinMyrkyllisyysmittausmenetelmän Osatehtävässä WP2 on kehitetty pienen kehitystyö mittakaavantestimenetelmä, jolla voidaan jatammaltakuin kolmelta osallistujalta. Mitta-luotettavasti tarvitaan mittaustuloksia use-OsatehtävässäkuvatoimisestiWP2mitataonuseitakehitettymyrkyllisiäpienen mittakaavansavukaasukomponenttejasamanaikaisesti. käynnissä viidessä muussa laboratoriossa. Piuslaitteistojentestimenetelmä,käyttöönottojolla voidaanon tällä hetkelläjatkuvatoimisestimitata useita myrkyllisiä savukaasukomponentteja samanaikaisesti. Palotestinäkäytetään EN ISO 5659-2 –savukaappikoetta ja myrkyllisten kaasujen mittaukseen FTIRspektrometriä.Palotestinä käytetään Mitattavat EN kaasukomponentit ISO 5659-2 -sa-ovavukaappikoetta 2 , CO, HF, HCl, ja HBr, myrkyllisten HCN, SO 2lottilaboratorioiden CEN/TS 45545-2 –dokumentin tulosten perusteella mukaisesti lasketutalustavat suhteelliset toistettavuus- jaCO kaasujen ja NO x .mittaukseen FTIR-spektrometriä. Mitattavatkaasukomponentit ovat CEN/TS 45545- / m, missä m on yleiskeskiarvo) esitetään tau-uusittavuusstandardipoikkeamat (sr / m ja s R2 -dokumentin mukaisesti CO2, CO, HF, lukossa 1. Toistettavuus liittyy testeihin, jotkaon suoritettu mahdollisimman samankal-HCl, HBr, HCN, SO2 ja NOx.3Myrkyllisyysmittauksen uudistettu koejärjestelyesitetään kuvassa 2. Kehitystyössä yhdessä laboratoriossa yhden henkilön oltaisissaolosuhteissa, lyhyen ajan kuluessa,määriteltiin mittausjärjestelmän osat yksityiskohtineen,kalibrointijärjestely sekä testa.Uusittavuus liittyy koejärjestelyihin, jotkalessa suorittajana ja käyttäessä tiettyjä laitteitimenetelmäsuoritusohjeineen.suoritetaan muuttuvissa olosuhteissa, eri laboratorioissa,eri henkilöiden toimesta ja eriUuden testimenetelmän mukaisesti testattaviksivalittiin noin 60 junissa käytettävää laitteita käyttäen.tuotetta; mm. seinä- ja kattopaneeleja, lattianpäällysteitä,istuinmateriaaleja, sähköteknimallatäsmällisyysparametreja palotestime-Tulosten laatua voidaan arvioida vertaasiätuotteita ja kaapeleita. Tuotteet testattiin netelmien aikaisempiin laboratorioidenvälisiinvertailututkimuksiin. Taulukkoon 2 onmyös kartiokalorimetrillä ISO 5660 -standardinmukaisesti. Mittaustulokset on tallennettuSP Fire Database -tietokantaan [4] ja niisialämmön- ja savuntuottoon liittyen sekäkoottu kartio-kalorimetrimenetelmän tuloktävoidaan hyödyntää esimerkiksi palon kehittymisensimuloinnissa.ja tuloksia FTIR-savukaasuanalyysiin liittyen.eurooppalaisessa SAFIR-projektissa [5] saatu-Myrkyllisyysmittausmenetelmän täsmällisyydenmäärittämiseksi projektissa on käyntestimenetelmänhajonnan vaikutuksen, jo-Ottaen huomioon EN ISO 5659-2 -palonissälaboratorioidenvälinen vertailututkimus,jossa määritetään menetelmän toistettaan,savukaasujen myrkyllisyysmittausmekasisältyy FTIR-menetelmän tulosten hajontavuusja uusittavuus ISO 5725 –standardin netelmän alustavia täsmällisyystuloksia voidaanpitää normaaleina. Suhteelliset mukaisesti. Kolmen laboratorion muodosta-toistet-PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011 57
- Page 2 and 3:
Johdon Itse- Vir.om.tahto arvioJohd
- Page 4 and 5:
Kati Tillander, Sisäasiainminister
- Page 6 and 7: YHTEENVETOTutkimuksen tavoitteena o
- Page 8 and 9: kuukausijakauma poikkesi palokuolem
- Page 10 and 11: paa-ajan asuntojen paloihin verratt
- Page 12 and 13: Teemu Karhula, Joonas Ryynänen ja
- Page 14 and 15: pois. Jokaisesta asuntokohteesta ta
- Page 16 and 17: palokuorman osuus on hyvin pieni. S
- Page 18: huomata, että tässä tarkastellaa
- Page 21: and the genesis of tribrachial stru
- Page 28 and 29: nuksista on ollut yleissivistävän
- Page 30: tulipalon 75 (32 %) tapauksessa. Ta
- Page 33: Erityisesti haluttiin saada esille
- Page 36 and 37: telussa. Lisäksi he antoivat kysel
- Page 38 and 39: ty käytettyjen tulisijojen prosent
- Page 40 and 41: Jukka Lepistö ja Pertti Granqvist,
- Page 42 and 43: kohoaa ja kohonnut lämpötila aihe
- Page 44 and 45: Esko Mikkola, VTT, PL 1000, 02044 V
- Page 46 and 47: mukaan lukien voi tulevaisuudessa m
- Page 49 and 50: sa, tietokannoissa, raporteissa ja
- Page 51 and 52: Esko Kaukonen, Pelastusopisto, PL 1
- Page 53 and 54: harjoituksiin ja sammutteiden käyt
- Page 55: Skenaariossa Blokkien taisto talous
- Page 59 and 60: avautuvat 5 sekuntia myöhemmin. Ma
- Page 61 and 62: Taulukko 2. DSC-kokeessa mitatut re
- Page 63 and 64: Termisten parametrien estimointiKAR
- Page 65 and 66: Johan Mangs ja Simo Hostikka, VTT,
- Page 67 and 68: missä n s,αβ , A s,αβ ja E s,
- Page 69 and 70: kaapelien simuloinneissa on muussa
- Page 71 and 72: 0: Ei vaurioita aiheuttanutta paloa
- Page 73 and 74: loissa ei ollut välitöntä vaaraa
- Page 75 and 76: Tällä varotoimenpiteellä estetti
- Page 77 and 78: pintojen kasteluun kului 41 l sammu
- Page 79 and 80: Markku Rantama ja Kari Junttila, Pe
- Page 81 and 82: donsiirron välityskapasiteetti ali
- Page 83 and 84: Pauliina Palttala ja Marita Vos, Vi
- Page 85 and 86: tiin kuvaavat esimerkit ymmärtämi
- Page 87 and 88: Tuomo Rinne ja Peter Grönberg, VTT
- Page 89 and 90: avainsanat, kuten ”…poistukaa r
- Page 91 and 92: katilanteet ovien edustoilla, jotka
- Page 93 and 94: nuksia syntyy mm. työajan menetyks
- Page 95 and 96: Sami Häkkinen, Suomen Palopäälly
- Page 97 and 98: tavoitteenasetanta, strategian muka
- Page 99 and 100: Pelastusopisto on...sisäasiainmini