Peter Grönberg, Tuomo Rinne, Ville Heikura, VTT, PL 1000, 02044 VTTTimo Loponen, Pelastusopisto, PL 1122, 70821 KUOPIOHuoneistopalon sammuttaminenvaihtoehtoisilla menetelmilläTiivistelmäTutkimuksessa tarkasteltiin huoneistopalonsammuttamista käyttämällä operatiivisenpalontorjunnan perinteistä ja vaihtoehtoisiasammutusmenetelmiä. Sammutusmenetelminäkäytettiin suihkuputkea, Cobra-sammutinleikkuriaja DSPA-heittosammutinta.Kokeita tehtiin kuusi, joista viidessä huonetilaoli yleissyttynyt. Huonetilasta mitattiinlämpötilaa ja lämpösäteilyä sekä kaasupitoisuuksia.Lisäksi sammutusvesilinjastossa olleidenpaine- ja virtaamamittareiden avullaseurattiin veden käyttöä.Sammutuksen onnistuminen ja käytetynveden määrä riippuivat vahvasti siitä, olikohuonetila suljettu vai avoin. Suihkuputkellaja Cobra-sammutinleikkurilla huonetila,12,6 m2, kyettiin sammuttamaan varsinaisessasammutusvaiheessa noin 50 litralla vettä.DSPA-heittosammutin ei kyennyt sammuttamaanpalon kehittymisvaiheessa olevaa eikäyleissyttynyttä avonaista huonetilaa. Henkilöturvallisuudenkannalta huonetilassa vallitsikokeen aikana lamaannuttavat olosuhteetnoin 2–3 min kohdalla sytytyksestä.JOHDANTOTausTAAOperatiiviseen palontorjuntaan on tullut viimevuosina vaihtoehtoisia ja uusia sammutusmenetelmiäperinteisten menetelmien rinnallehuoneistopalojen sammutukseen. Tietoa erisammutustapojen sammutustehokkuudesta jasoveltuvuudesta tarvitaan, kun arvioidaan operatiivisenpalontorjunnan resursseja. Erilaistensammutustapojen ja tekniikoiden erityispiirteetvaikuttavat myös varsinaiseen sammutustoiminantaktiikkaan ja saattavat siten mahdollistaatilannekohtaisesti tehokkaamman jaturvallisemman toiminnan palopaikalla.TavoiteSuoritetuissa kenttäkokeissa tarkasteltiin kolmenerilaisen sammutustavan eroja lieskahtaneenhuonetilan sammutuksessa. Pelastusopistollaon aiemmin tehty tutkimus [1],jossa käytettiin kerrostaloasunnon keittiötilaa.Nyt tehdyssä tutkimuksessa oli tarkastelussasamat sammutusmenetelmät kuin mainitussaPelastusopiston tutkimuksessa, muttahuonetila ja palokuorman määrä olivat erilaiset.Koeasetelmassa huonetila oli tarkoituksellavalittu kuvaamaan tyypillistä pientalonhuonetilaa, koska pientalo edustaa Suomessayleisintä asumismuotoa ja määrällisesti merkittäväätulipalojen syttymispaikkaa.SAMMUTUSMENETELMÄTYleistäSammuttaminen on palamisen edellytystenpoistamista [2]. Yleisellä tasolla sammuttamisellapyritään vaikuttamaan palon hapensaantiin, palokuormaan, palon tuottamaanlämpöön, palon ketjureaktioon; yhteen taiuseampaan näistä palon edellytyksistä.Yllä olevaa jaottelua noudattaen perussammutusmenetelmätovat tukahdutus (hapenpoistaminen), sammutusraivaus (palavan aineenpoistaminen), jäähdytys (lämmön poistaminen)ja inhibitio (palamisen ketjureaktionkatkaiseminen).Perinteinen sammutusmenetelmäPerinteisellä sammutusmenetelmällä tarkoitetaantässä sammutusparin suorittamaasammutushyökkäystä suihkuputkea käyttäen.Tässä sammutusvesivirtaan, -paineeseen,pisarakokoon, suihkun leviämiskulmaan,suihkun paikkaan ja liikkeeseen vaikuttaensammutuspari jäähdyttää, suojaa, kastelee(sammuttaa) ja tuulettaa palotilaa tehostaensammutusta raivaamalla palopesäkkeitäja palotilaa [3]. Tehokkaimmin tämä tapahtuuuseimmiten savusukelluksena palotilaan.DSPADSPA on lyhenne englanninkielisistä sanoistaDry Sprinkler Powder Aerosol. DSPA ontarkoitettu käytettäväksi luokan A ja B tulipalojenja sähköpalojen sammuttamisessa,muun muassa teollisuusrakennuksissa, rautatie-ja ajoneuvokuljetuksissa. Sammuttimiakäytetään ensisijaisena sammutusvälineenäsuljetuissa tiloissa olevien tulipalojensammuttamiseen.74 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011
Tällä varotoimenpiteellä estettiin mm. kuumien savukaasujen ja palon leviäminenrakennuksen sisäpuolella kokeiden aikana.Sammuttimen toiminta perustuu hienojakoistenalkali- ja alkalimetallihiukkastenmuodostumiseen aerosolin muodostavan aineenpalamisen yhteydessä. Aerosoli sisältää70 % kaasua ja 30 % kiinteitä kaliumhiukkasia.Reaktiossa muodostuva kaasu ei sammutapaloa tukahduttamalla tai jäähdyttämällä,vaan aerosolin sammutusvaikutus (inhibitio)perustuu siihen, että kaliumhiukkasetsitovat palamisen ketjureaktiota ylläpitäviähydroksyyliryhmiä eli ns. vapaita radikaaleja.Yhden kokonaismassaltaan 5,4 kg laitteentäydellinen purkautuminen kestää noin25 s ja sammutusvaikutus kattaa 40–60 m3:ntilan. Aktiivinen aine vaikuttaa noin 30 minuutinajan [4].CobRALaite muodostaa korkeapainepumpun avullahienojakoisen vesisumun, jolla on hyvälämmönsitomiskyky. Erona muihin markkinoillaoleviin korkeapainejärjestelmiin on,että Cobra on samalla myös vesileikkauslaite.Sammuttaja voi leikata tai porata reitinsammutettavaan tilaan sitä rajaavien rakennusosienläpi.Yhtenäisen vesisuihkun kantama on noin5–6 metriä, jolloin vesisuihku voi vielä ollasisätiloissa vaarallinen. Vesisumun kantamanoin 14–16 metriä, virtaus noin 50–60l/min ja lähtönopeus noin 200 m/s. Pumpuntuottamalla noin 300 baarin vesipaineella voiläpäistä kevyitä materiaaleja muutamassa sekunnissa.Pienistä metallioksidikuulista koostuvaaleikkuuainetta (abrasiivi) veden joukkoonlisäämällä materiaalien läpäisy nopeutuu.Laitteella on mahdollista läpäistä esimerkiksi10 millimetriä terästä noin 40 sekunnissa[4].KOEJÄRJESTELYTKoegeomeTRia, palokuorma jamiTTAuksetKokeet toteutettiin käytöstä poistetussa leirikeskuksessa,missä oli mahdollista rakentaakuusi samanlaista huonetilaa (kuva 1) palokokeitavarten.Huoneiden syvyys ja leveys olivat 2,8 m x4,5 m ja huonekorkeus ikkunanpuoleisellaseinällä 2,3 m ja ovenpuoleisella seinällä 2,9m. Huoneiden sisäpinnat olivat kipsilevyä(KN 13) ja kipsilevyn takana seinissä oli 50mm:n vuorivillaeristys. Kahden rinnakkaisenhuonetilan välinen seinä eristettiin 100mm:n vuorivillalla. Tällä järjestelyllä estettiinpalon leviäminen polttokoetilasta toiseenliian aikaisin. Katto levytettiin kaksinkertaisellakipsilevyllä. Huoneiden lattia oli puuta.Kuva 1. Palokokeiden huonetila.Palokuormana huoneessa oli sohva, kirjoituspöytä, sänky, ”yöpöytä” sekä kirjahylly, jossasijaitsi syttymislähde (televisio). Lisäksi kirjahyllyssä oli kaksi paperilla täytettyäarkistokansiota syttymisen varmistamiseksi. Hyllyyn aseteltiin lisäksi muutama kappalesanomalehtiä,Kuumien palokaasujenmikä myös auttoipoistamiseksipalon leviämistätehtiinnoin 1 x 1 m:n kokoinen savunpoistodyttääsavukaasuja, kastelee pintoja ja tuulet-sammutusparija kehittymistä.suihkuputkeaHuonetilan palokäyttäensytytettiinjäähaukkorakennuksen katon läpi kunkin huoneistonoviaukon yläpuolelle käytävälle. Ve-3 toimi eräänlaisena referenssinä. Tässä kokeestaatilaa sekä raivaa palopesäkkeitä. Tämä koesikattorakenteen ja savunpoistoaukon reunojenväliin jäävä tila levytettiin kipsilevyllä. mutta katkonaisella vesisumulla oviaukostasa palon kehittyessä huoneiston ovi oli auki,Tällä varotoimenpiteellä estettiin mm. kuumiensavukaasujen ja palon leviäminen rasumunvaikutusta sulkemalla oven aina het-jäähdyttäessään sammuttajat tehostivat vesikennuksensisäpuolella kokeiden aikana. keksi. Kun sammuttajat siirtyivät sisälle palohuoneeseen,jätettiin oviaukko avoimeksi.Palokuormana huoneessa oli sohva, kirjoituspöytä,sänky, ”yöpöytä” sekä kirjahylly, DSPA-heittosammutinta kokeiltiin pienehköönavoimeen tilaan eli 12,6 m2 palo-jossa sijaitsi syttymislähde (televisio). Lisäksikirjahyllyssä oli kaksi paperilla täytettyä arkistokansiotasyttymisen varmistamiseksi. Hyl-Kokeita tehtiin kaksi, joista ensimmäisessähuoneeseen, jossa tilan oviaukko oli auki.lyyn aseteltiin lisäksi muutama kappale sanomalehtiä,mikä myös auttoi palon leviämisyritystäja toisessa sammutus aloitettiin en-tilan annettiin lieskahtaa ennen sammutustäja kehittymistä. Huonetilan palo sytytettiinLIAV-polttonesteeseen kastetulla sanosaolivat noin 400 oC ja palo siten vielä kenenlieskahdusta, kun lämpötilat huoneesmalehtipaperilla,joka asetettiin television sisääntätä varten tehdystä aukosta.Cobra-sammutuksessa kokeiltiin kahta erihitysvaiheessa.Huoneiden kokonaispalokuorma oli noin pituista sammutusta avoimeen huonetilaan.3500 MJ vastaten palokuormantiheyttä 280 Näistä pidempi (3 minuuttia) sammutus vastasipituudeltaan aikaa, jonka oletettiin ole-MJ/m2. Olettamalla, että kaikki tässä huonetilassaoleva happi kuluu palamiseen, voidaan van sammutukseen riittävä. Lyhyempi aika (1maksimipalotehoa kokeissa arvioida aukkotekijän1,5 ˟ A ˟ h 1/2 avulla, missä A [m2] on lo ei olisi täysin sammunut. Tämä lyhyem-minuutti) taas vastasi oletusta siitä, että pa-aukkojen (esim. ovet ja ikkunat) pinta-ala ja pi sammutus toistettiin siten, että sammutustatehostettiin sulkemalla ovi sammutuk-h [m] aukkojen korkeus [5]. Kokeissa käytetynhuonegeometrian tapauksessa arvioitu sen ajaksi, jotta nähtäisiin, riittäisikö tämä lyhyempiaika tällöin palon sammuttamiseen.maksimipaloteho oli luokkaa 4 MW.Polttokokeiden paloteknisiä mittauksia Perinteinen sammutusmenetelmä oli sitenvarten huoneiden sisälle asennettiin lämpötila-ja lämpösäteilyantureita. Tämän lisäksi tää tässä tarvittavan vesimäärän suuruus ky-eräänlainen refrenssikoe, jossa haluttiin selvit-huonetilasta otettiin kokeiden aikana kaasunäytteitä,joista voitiin analysoida häkä-, hiitiinheittosammuttimen riittävyyttä ja tehoaseissä palossa. DSPA:n tapauksessa tarkastellidioksidi-,happi- sekä syaanivetypitoisuudet pienehköön mutta avoimeen tilaan. Cobranpalotilassa. Sammutusmenetelmäkohtaisestimitattiin sammutusveden määrää, virtaamutusaikaavoimeen tilaan sekä tilan sulke-tapauksessa haluttiin selvittää tarvittava sammaaja painetta. Tulosten pohjalta arvioitiin misen tehostusvaikutus.myös sammutuksen onnistumista eri sammutusmenetelmillä.TULOKSETKoeasetelmAT: sammutusEnsimäinen koe tehtiin käyttäen sammutuksessaperinteistä sammutushyökkäystä, jossaKokeiden toisteTTAvuusKaikkien kuuden polttokokeen huonetilanpalokuorma oli samansuuruinen. Samoin sy-PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011 75
- 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 and 56: Skenaariossa Blokkien taisto talous
- Page 57 and 58: taloudellisempia tuotteita ja suunn
- 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: loissa ei ollut välitöntä vaaraa
- 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