__MAIN_TEXT__

Page 1

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

G

Asuinalueluokitusaineisto käyttöön riskinarvioinnissa s. 4

Huoneistopalon sammuttaminen vaihtoehtoisilla menetelmillä s. 74

Kuva 1. Tiedonsiirron rajapinn at.

Pelastustoimen langattoman tiedonsiirron tulevaisuus s. 79

ESPOON HANASAARESSA 23.–24.8.2011

Erityisvaatimuksia

Monikanavaisuus tiedonsii rrossa tarkoittaa sitä, että osaa valita kulloisenkin päätelaite tai kenttäjärjestelmä operatiivisen toimintatilanteen sovellus kriittisyyden ja tiedonsii , rtoverkkojen kanavatilanteen välitettävän tietosisällön koon ja sen Tämän pitää tapahtua mukaan sopivimman verkkop ilman käyttäjän toimenp iteitä. Käytännössä monikan alvelun. toteutetaan monikanavareitit timellä, joka tukee kaikkia avaisuus haluttuja verkkopalveluja. Mobiilitietoisuus on kenttäjärjestelmäsovelluk sen tiedonsiirtokanavien tila kyky havainnoida ja sopeuttaa toimintansa vallitseva ja tiedonsiirtonsa sen mukaise ääritilanteessa merkitä sitä, ksi. Tämä voi että toiminta ei saa halvaant Sanomaliikenteen puskuroi ua, vaikkei yhteyksiä ole nti ja priorisointi ovat keinoja ollenkaan. selviytyä poikkeustilanteist a. Priorisointi tulee kyseesee n silloin, kun tiedonsiirron voi käydä ruuhkatilanteessa välityskapasiteetti alittaa tarpeen. Näin , kun käyttäjämäärän takia niukasti. kanavakapasiteettia on esim. vikatilanteen tai liian suuren Sanomat ja niiden tietoelem etukäteen, jotta päätelait entit olisi siksi luokitelt teet, kenttäjärjestelmät ja ava tiedonsiirtoverkot pystyisiv tekemään tämän luokituk ät priorisoinnin sen vaihdella saman tiedon osaltakinperusteella. Luokituksen pitää olla dynaaminen eli se voi riippuen esim. operatiivisesta tilanteesta.


Uusi ohje:

Pelastusryhmä

voidaan koota koht eessa

s.8

n a l a s u t s a l e p palo- ja ammattiasiaa a s s e d o u v a a t r e 10 k ! 0 5 9 1 a t s e d o u jo v Kruunukalusteen tulipalo oli palokunnalle

ylivoimainen vastus

elastajien suudessa? s. 12

Palokuntakin tek kerrostalon kattopi JVT-työtä alossa s. 14

PEL ASTUST

IETO 6/2011

ILMEST YY

25. ELOKU

UTA

Kallistuva lentobe uhkaa kesän kulolentnsiini oja s. 30

on ty Johdessäotselv itet

1/2011

on hetk

palon alta Joutsenossa s. 8

Itsestään sammuvat savukkeet vähensivät palokuolemia s. 34

Timo Kietäväinen: Valtio tukee 12 s. heikosti lakisääteistä tehtävää

10.2Vanhu . kset evakuoitiin sauna-

s. 20

1 ILMESTYY 23. KESÄ PELASTUSTIETO 5/201

KUUTA

Rakenteet pettiv tavaratalopalossät a s. 8 – pakkanen

Kiireellistä sairaankuljetusta esitetään lailla pelastustoimen tehtäväksipalontorjuntatekniikka-erikoisnumero iso haaste sammutust öille

Palo-, pelastus- ja vss-alan johtava ammattilehti, 62. vuosikerta

VPK-rekrytointiin tarvitaan vaikuttavuutta

Kaasmarkun WPK – pienen kylän turva

Vuoden palomies htee Geneve

Raska

Hallinno llinen johtamin 1.1 Suunnitt en elu ja ohjaus 1.2 Johdon tietoisuu s 1.3 Seuranta ja valvonta 1.4 Resurss it ja turvallisu 1.5 Yhteistyö usorgan isaatio sidosryh mien kanssa

Johdon tahto

Itsearvio

0

vo

0 0,0

0

0

0 0 0,0

Päätoimittaja Esa Aalto, esa.aalto@pelastustieto.fi Pasilankatu 8, 00240 Helsinki, puh. 044 728 0400, www.pelastustieto.fi Ulkoasu ja taitto Kimmo Kaisto Kirjapaino Forssa Print Kannen kuva Ilkka Luoma ISSN 0031-0476, Aikakauslehtien liiton jäsen

Vir.om. arvio

0

0

0

0

Keskiar

Julkaisija

Dokume ntaatio 0 2.1 Toiminta mallit 0 2.2 Lakisäät eiset asiakirja 0 2.3 Koulutus t ja -suunnite rekisteri lmat ja -suunnite lma

0 0

Johdon tahto

0 0 0

Itsearvio

Vir.om. arvio 0

0 0

Kiinteis tö- ja turvallis uustekn 0 3.1 Tekniset iikka järjestelm ät 0 3.2 Pelastus toiminna

Johdon tahto

Itsearvio

Vir.om. arvio


Palotutkimuksen päivät 2011

SISÄLTÖ ASUMISEN PALOTURVALLISUUS; OMATOIMINEN VARAUTUMINEN 4.......... Asuinalueluokitusaineiston hyödyntäminen riskinarvioinnissa: Kati Tillander ja Kari Junttila 7.......... Palokuolemat ja ihmisen pelastamiset tulipaloissa 2007–2010: Esa Kokki 12....... Miten tulipalo näkee Suomen asuntokannan?: Teemu Karhula, Joonas Ryynänen ja Olavi Keski-Rahkonen 17....... Kytevän palon liekkiin leimahtaminen: Topi Sikanen ja Olavi Keski-Rahkonen 22....... Palokuolemien ehkäisykeinojen arviointiohjelma pilottina tulevaisuuteen: Olavi Keski-Rahkonen, Teemu Karhula ja Simo Hostikka 27....... Suomen koulupalot: Brita Somerkoski 32....... Pelastustoimintaa tukevan teknologian käyttölähtöinen kehittäminen: Marja Liinasuo, Leena Norros ja Paula Savioja 37....... Metallisten kevythormien paloturvallisuus: Perttu Leppänen 40....... Löysät liitokset – Kiinteistöjen sähkökeskusten kunto ja paloturvallisuus: Jukka Lepistö ja Pertti Granqvist 44....... Palokuormien merkityksestä ja muutoksista: Esko Mikkola 48....... Integroitu paloturvallisuustekniikka ja vastuu: Jyri Outinen ja Markku Heinisuo 51....... Paloturvallisuus vuonna 2025 pelastustoimen skenaarioiden valossa: Esko Kaukonen PALOTURVALLISUUSTUOTTEET JA MATERIAALIT 56....... TRANSFEU: Kohti paloturvallisempaa junaliikennettä: Tuula Hakkarainen, Simo Hostikka, Terhi Kling ja Esko Mikkola 60....... Palosuojattujen polymeerien simulointi: Simo Hostikka ja Anna Matala 65....... Liekin leviämisen nopeuden määrittäminen eri ympäristön lämpötiloissa kokeellisilla ja laskennallisilla menetelmillä: Johan Mangs ja Simo Hostikka 70....... Linja-autopalot Suomessa 2010: Esa Kokki ja Timo Loponen SAMMUTUS- JA PELASTUSMENETELMÄT, TILANNEKUVA- JA JOHTAMISJÄRJESTELMÄT 74....... Huoneistopalon sammutus vaihtoehtoisilla menetelmillä: Peter Grönberg, Tuomo Rinne, Ville Heikura ja Timo Loponen 79....... Pelastustoimen langattoman tiedonsiirron tulevaisuus: Kari Junttila ja Markku Rantama 83....... CrisComScore, työkalu ja ohjeita strategiseen kriisiviestintään: Pauliina Palttala, Hannu Rantala ja Marita Vos 87....... Poistumistilanteiden analysointi Suomessa: Tuomo Rinne, Peter Grönberg ja Kati Tillander TULIPALOJEN SEURAUKSET JA MITTARIT 92....... Tulipalojen terveyskustannukset: Kari Haikonen, Pirjo Lillsunde ja Philippe Lunetta 95....... Pelastustoimen toimintaympäristön ja toiminnan seuraamisen mittarit: Sami Häkkinen


Kati Tillander, Sisäasiainministeriö, PL 26, 00023 Valtioneuvosto Kari Junttila, Pelastusopisto, PL 1122, 70821 Kuopio

Asuinalueluokitusaineiston hyödyntäminen riskinarvioinnissa Tiivistelmä Tutkimuksessa on yhdistetty PRONTOn onnettomuustiedot asuinalueluokitusaineistoon. Aineiston perusteella pyritään tunnistamaan asuinrakennuksissa tapahtuviin onnettomuuksiin ja tahallisiin muihin tulipaloihin liittyvien tekijöiden riippuvuuksia asuinalueiden ominaispiirteistä. Analyysin tulosten perusteella tuotetaan lisätietoa riskien sijoittumisesta sekä riskikartta-aineisto pelastuslaitoksille, jota voidaan sellaisenaan suoraan hyödyntää onnettomuuksien ennaltaehkäisytoimenpiteiden kohdentamisessa sekä työmenetelmien valinnassa vaikuttavuuden parantamiseksi.

TAUSTA Pelastuslain (379/2011) mukaisesti onnettomuuksien ehkäisyn toimialalla siirrytään nykyisestä palotarkastuksiin perustuvasta toiminnasta riskien arviointiin perustuvaan valvontaan. Muutoksen tavoitteena on kohdentaa pelastuslaitoksen valvonta nykyistä paremmin alueen riskejä ja muita erityisiä valvontatarpeita vastaavaksi. Tätä taustaa vasten riskien kohdentamisen apuvälineiksi tarvitaan yhä enenevässä määrin analysoitua tietoa, ajantasaisia tutkimustuloksia sekä vakiomuotoisia riskienarviointityökaluja. Asuinalueluokituksen toimivuutta riskien ennustamisessa on kokeiltu aiemmin toteu4

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

tetussa pelastustoimen riskianalyysin kehittämishankkeessa [1], jossa onnettomuuksien esiintymisen ja asuinalueluokituksen välistä riippuvuutta testattiin suppealla kokeiluaineistolla. Tulokset antoivat positiivisia viitteitä aineiston käytettävyydestä riskien määritystyössä. Vastaavanlaista aineistoa on aiemmin käytetty menestyksellisesti mm. Norjassa sekä Englannissa, jossa asuinalueluokittelu on ollut ennaltaehkäisytyön kohdentamisen apuvälineenä jo useita vuosia. Hyvien kokemusten rohkaisemana vuoden 2010 syksyllä aiheesta käynnistettiin Pelastusopiston johdolla tutkimushanke, jonka päärahoittajana toimii Palosuojelurahasto. Tutkimuksen tavoitteena on tunnistaa asuinrakennuksissa tapahtuviin onnettomuuksiin sekä tahallisiin muihin tulipaloihin liittyvien tekijöiden riippuvuuksia asuinalueiden ominaispiirteistä analysoimalla onnettomuustietoihin yhdistettyä asuinalueluokitusaineistoa. Analyysin tulosten perusteella tuotetaan helppokäyttöisiä konkreettisia työvälineitä pelastuslaitoksille, joita voidaan sellaisenaan suoraan hyödyntää onnettomuuksien ennaltaehkäisytyössä.

KÄYTETTY AINEISTO Tutkimuksen toteutus perustuu asuinalueiden ominaispiirteistä kootun tiedon ja

PRONTOn [2] sisältämän onnettomuuksiin liittyvän tiedon yhdistämiseen ja analysoimiseen. Asuinalueita koskeva aineisto koostuu pelastustoimen riskiruutuaineiston tapaan 250 m×250 m ruuduista ja se sisältää tietoa väestöstä, kotitalouksista sekä rakennuksista. Väestön osalta luokituksessa huomioidaan vähintään ikärakenne, koulutus, talouteen liittyvät tiedot ja asema työmarkkinoilla. Kotitalouksia koskien luokituksessa on vähintään perhekoko, sosioekonominen luokka sekä tulot. Rakennuksia koskien luokituksessa on vähintään asuinrakennusten ikä, talotyyppi, pinta-ala sekä hallintamuoto. Asuinalueluokka määräytyy useiden tietojen yhdistelmänä. Eri asuinalueluokkia on 33 kpl ja asuinalueryhmiä 9 kpl. Analyyseissä käytetään joko luokkia tai ryhmiä, aineiston koon määräämissä puitteissa. Asuinalueluokitusta käytettäessä yksilön tietoturva ei ole vaarassa, koska luokittelun tekemiseksi alueella tulee asua useita kotitalouksia siten, ettei yhdenkään yksilön tiedot ole aineistosta tunnistettavissa. Näin ollen myöskin hankkeen tulokset ovat yleistettävissä ja tarkoitettu hyödynnettäväksi vain taajaan asutuilla alueilla. Onnettomuuksista tarkasteluun valittiin asuinrakennuspalot, sisältäen asuinrakennuspalovaarat sekä tahalliset muut tulipa-


esimerkissä palojen esiintymistiheys on korkein luokassa I30, joka siten poikkeaa eniten kok maan keskiarvosta.

Vastaavasti kuvassa 2 on esitetty koneen ja laitteen viasta aiheutuneiden asuinrakennuspalojen ja asuinrakennuspalovaarojen esiintyminen eri asuinalueryhmissä. Kuvasta 2 on tulkittavissa, että ryhmässä A koneen ja laitteen viasta aiheutuneiden palojen esiintymistiheys on suurin ja poikkeaa eniten koko maan keskiarvosta. Kuvassa 3 on esitetty kartalla koneen ja laitteen viasta aiheutuneiden asuinrakennuspalojen ja asuinrakennuspalovaarojen esiintyminen eri asuinalueryhmissä. Tummat ruudut vastaavat suuria indeksiarvoja ja vaaleat ruudut vastaavasti pieniä.

Kuva 1. Asuinrakennuspalojen ja asuinrakennuspalovaarojen esiintyminen e asuinalueluokissa suhteessa kotitalouksien lukumäärään. Indeksin arvo 100 edustaa kok maan keskiarvoa.

3

Kuva 2. Koneen ja laitteen viasta aiheutuneiden asuinrakennuspalojen ja asuinrakennuspalovaarojen esiintyminen eri asuinalueluokissa. Indeksin arvo 100 edustaa lot (muut kuin rakennus-, liikenneväline Alkusammutus asuinrakennuspaloissa se- teella nähdään, mihin suurimmat riskit sikoko maan keskiarvoa. tai maastopalot) ja niihin liittyen seuraavat muuttujat: Palojen määrät - Asuinrakennuspalojen ja tahallisten muiden tulipalojen lukumäärät asukasta kohden. Aiheuttaja asuinrakennuspaloissa - Ihmisen toiminnasta aiheutuneet palot - Koneen tai laitteen viasta aiheutuneet palot Tahallisuus asuinrakennuspaloissa Syttymissyyt asuinrakennuspaloissa - Ruoanvalmistus - Tulitikku, kynttilä, tms. - Tupakka - Kone tai sähkölaite Omaisuusvahingot asuinrakennuspaloissa

kä tahallisissa muissa tulipaloissa - Oliko alkusammutuskalustoa? - Yritettiinkö alkusammutusta?

Aiheuttajan ikä tahallisissa muissa tulipaloissa Aineisto tuotettiin liittämällä PRONTOn vuosien 2005–2009 onnettomuusaineistoon tieto siitä, mihin asuinalueluokkaan kuuluvassa ruudussa onnettomuus oli (koordinaattitietojen perusteella) tapahtunut.

TULOKSET Tutkimushanke on kesken ja toistaiseksi käytettävissä olevat tulokset ovat alustavia. Tulokset perustuvat yksinkertaisiin analyyseihin, joiden perusideana on verrata poikkeaako tietyn tyyppisten onnettomuuksien esiintyminen jollakin asuinalueella keskimääräisestä tilanteesta. Analyysien perus-

joittuvat maantieteellisesti. Tarkastelut tehdään tässä vaiheessa koko Suomen kattavalla aineistolla. Kuvassa 1 on esitetty esimerkkinä asuinrakennuspalojen esiintyminen eri asuinalueluokissa suhteessa kotitalouksien lukumäärään. Indeksin arvosta on luettavissa, kuinka paljon esiintymistiheys eri luokissa poikkeaa koko maan keskiarvosta. Kuvan 1 esimerkissä palojen esiintymistiheys on korkein luokassa I30, joka siten poikkeaa eniten koko maan keskiarvosta. Vastaavasti kuvassa 2 on esitetty koneen ja laitteen viasta aiheutuneiden asuinrakennuspalojen ja asuinrakennuspalovaarojen esiintyminen eri asuinalueryhmissä. Kuvasta 2 on tulkittavissa, että ryhmässä A koneen ja laitteen viasta aiheutuneiden palojen esiintymistiheys on suurin ja poikkeaa eniten koko maan keskiarvosta. Kuvassa 3 on esitetty kartalla koneen ja laitteen viasta aiheutuneiden asuinrakennusPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

5


Kuva 3. Koneen ja laitteen viasta aiheutuneet asuinrakennuspalot tulosten perusteella tuotetaan mittavissa eikä yksilö tunnistettavissa. Mipalojen ja asuinrakennuspalovaarojen esiinty- toa. Analyysin asuinrakennuspalovaarat. Otos riskikartasta.

ja

minen eri asuinalueryhmissä. Tummat ruu- helppokäyttöisiä konkreettisia työvälineitä käli tarkastelun kohteena olevalla alueella ei dut vastaavat suuria indeksiarvoja ja vaaleat pelastuslaitoksille, joita voidaan sellaisenaan ole kuin muutama asukas, ei tarkastelua voi suoraan hyödyntää asuinrakennuspaloihin ja suorittaa, sillä asuinalueluokitustietoja ei ole ruudut vastaavasti pieniä. Saatujen tulosten perusteella jokaisen tarkasteltavan muuttujan osalta tuotetaan erilliset tahallisiin muihin tulipaloihin liittyvässä en- käytettävissä. Saatujen tulosten perusteella jokaisen tarkasteltavan muuttujan osalta tuotetaan eril- naltaehkäisytyössä. riskikartat. Kartta-aineisto on MapInfo-muodossa ja se on tarkoitettu pelastuslaitosten Ennaltaehkäisytoimenpiteiden kohdentaliset riskikartat. Kartta-aineisto on MapInkäyttöön. Aineistoa voidaan hyödyntää sellaisenaan työvälineenä fo-muodossa ja se on tarkoitettu pelastuslai- minen asuinalueluokitusta hyväksi käyttä- LÄHDELUETTELO ennaltaehkäisytoimenpiteiden kohdistamisessa. sitä, että ennaltaehkäisytyötä 1. Tillander, K., Matala, A., Hostikka, S., tosten käyttöön. Aineistoa voidaan hyödyn- en ei merkitse tää sellaisenaan työvälineenä ennaltaehkäisy- tehtäisiin vain tietyntyyppisillä asuinalueilla. Tiittanen, P., Kokki, E. & Taskinen, O. PeErilaisilla asuinalueilla on tilastollisesti tarkas- lastustoimen riskianalyysimallien kehittämitoimenpiteiden kohdistamisessa. tellen erilaisia riskejä, mikä edellyttää useiden nen. Espoo, VTT, 2010. 117 s. + liitt. 9 s. YHTEENVETO työtapojen hyödyntämistä verrattuna määrä- VTT Tiedotteita – Research Notes; 2530. YHTEENVETO perusteiseen palotarkastustoimintaan. Tutki2. PRONTO. Pelastustoimen resurssi- ja on tuottaa lisätietoa kul- onnettomuustilasto (http:// Tutkimuksen tavoitteena on tunnistaa asuin- muksen Tutkimuksen tavoitteena ontavoitteena tunnistaa asuinrakennuksissa tapahtuviin(PRONTO). onnettomuuksiin ja prontonet.fi/) rakennuksissa tapahtuviin onnettomuuksiin lekin asuinalueelle tyypillisistä riskeistä. tahallisiin muihin tulipaloihin liittyvien tekijöiden riippuvuuksia asuinalueiden Tarkastelussa ei ole uhkana se, että henja tahallisiin muihin tulipaloihin liittyvien ominaispiirteistä onnettomuustietoihin vaarantuisi, koska tar- yhdistettyä asuinalueluokitusaineistoa. tekijöiden riippuvuuksia asuinalueiden analysoimalla omi- kilötason tietoturva Analyysin tulosten perusteella tuotetaan helppokäyttöisiä konkreettisia työvälineitä alueen naispiirteistä analysoimalla onnettomuustie- kastelu tehdään aina maantieteellisen toihin yhdistettyä asuinalueluokitusaineis- puitteissa. Yksilötason tiedot eivät ole poi6

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

5


Esa Kokki, Pelastusopisto, PL 1122, 70821 Kuopio

Palokuolemat ja ihmisen pelastamiset tulipaloissa 2007–2010 Tiivistelmä Pelastuslaitosten palontutkinta on tuottanut laadukasta aineistoa vuodesta 2007 alkaen. Tässä artikkelissa on verrattu vuoden 2010 palokuolematietoja kolmen edellisen vuoden tietoihin. Toinen vertailu on tehty tulipaloihin, joissa palokunta on pelastanut ihmisiä. Vuonna 2010 palokuolemien määrä väheni merkittävästi. Tupakoinnin määrä palokuolemien syttymissyissä väheni, sen sijaan tahallaan sytytettyjen palojen vastaavasti lisääntyi. Palokuoleman riski on suurin yöllä. Palokunta pelastaa ihmisiä tulipaloista useimmiten illalla. Harvaanasutulla alueella palokuoleman riski on kasvanut. Palokunta pelasti eniten ihmisiä tulipaloista kaupunkien keskustoissa. Palokuolema tapahtui usein vanhassa asuinrakennuksessa. Kuolinpalo syttyi useimmiten olohuoneessa. Makuuhuoneessa syttyneiden palojen osuus on vähentynyt. Palovaroitin puuttui edelleen joka kolmannesta asunnosta. Uhri oli yhä useammin yksin rakennuspalossa. Ilmoituksen palosta teki yhä useammin sivullinen henkilö. Miesten osuus palokuolemissa väheni. Suurin osa palokuolleista oli työntekijöitä tai eläkeläisiä, mutta näissä ryhmissä palokuoleman riski kuitenkin pieneni. Päihteiden käytöllä on edelleen suuri vaikutus palokuolemien syntyyn.

JOHDANTO Sisäisen turvallisuuden ohjelmassa on asetettu tavoitteeksi, että vuonna 2015 palokuol-

leiden määrä on korkeintaan 50 henkilöä [1]. Tilastojen mukaan Suomessa kuolee tulipaloissa keskimäärin 90 henkilöä vuosittain [2]. Vuodesta 2007 alkaen pelastuslaitosten palontutkijat ovat keränneet palontutkinnan tietoja PRONTOon yhteistyössä paikallisen poliisin kanssa. Pelastusopisto analysoi kaikki kuolemaan johtaneet tulipalot vuosilta 2007–2015. Tässä julkaisussa esitellään tietoja vuosilta 2007–2010 [3]. Palokuolemia verrataan tulipaloihin, joissa palokunta pelasti ihmisiä.

TUTKIMUKSEN TAVOITTEET Tutkimuksen yleisenä tavoitteena oli tarkastella tulipalojen henkilövahinkojen ja tapahtumaympäristöjen piirteitä, tulipalojen ominaisuuksia sekä pelastustoimia tulipalojen yhteydessä. Varsinaiset tutkimuskysymykset olivat: 1) millaiset olivat palokuolemien yleiset piirteet vuonna 2010 ja kuinka ne poikkeavat vuosista 2007–2009 ja 2) mitkä tekijät erottelevat tulipalot, joissa kuolee ihmisiä tulipaloista, joissa palokunta pelastaa ihmisiä.

TUTKIMUSAINEISTO JA KÄYTETYT MENETELMÄT Pelastustoimen resurssi- ja onnettomuustilaston (PRONTO) tulipaloja koskevat tietoja on kerätty vuodesta 2007 alkaen neljään eri selosteeseen: hälytys-, onnettomuus-, raken-

nus- ja palontutkintaselosteeseen. Näistä rakennusseloste on kirjattava rakennuspaloissa ja palontutkintaseloste on kirjattava, kun onnettomuusselosteelle on merkitty tulipalossa kuolleeksi tai vakavasti loukkaantuneeksi vähintään yksi henkilö. Tutkimusaineiston lähtökohta oli PRONTOn palontutkintaselosteiden listaus tulipaloissa kuolleista ja onnettomuusselosteiden listaus tulipaloista, joissa palokunta pelasti ihmisiä. Listauksiin tulee tieto tulipaloista, joihin pelastusviranomaisia on hälytetty. Pelastustoiminnan johtajana toiminut viranomainen kirjaa onnettomuusselosteen tiedot. Kuolleiden kohdalla tietoja täydennettiin Suomen pelastusalan keskusjärjestön (SPEK) mediaseurannan avulla keräämistä tiedoista tapauksista, joissa henkilön epäiltiin tai tiedettiin kuolleen tulipalon seurauksena, mutta joista ei ollut tullut tietoa pelastusviranomaisille. Tutkimusaineisto täydennettiin lopuksi poliisin tietojärjestelmän avulla. Vuonna 2007 yhden Ahvenanmaalla menehtyneen henkilön tiedot eivät olleet käytettävissä analyysiä tehtäessä. Tutkimusaineistoa täydennettiin Verohallinnon veroluettelotiedoilla. Tutkimusmenetelminä käytettiin yksinkertaisia määrällisiä menetelmiä. Aineistoa analysoitiin tavanomaisilla kuvailevilla menetelmillä, tunnusluvuilla, kuvioilla ja testeillä. Palokuolemissa havaintoyksikkönä on uhri ja palokunnan pelastamisissa tulipalo, mikä on PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

7


kuukausijakauma poikkesi palokuolemien jakaumasta. Tulipalojen määrä vaihteli 7–9 prosentissa lukuun ottamatta joulukuuta, jonka osuus oli yli 10 prosenttia.

Kuva 1. Palokuolleiden lukumäärät (n) kuukauden mukaan vuosina 2007-2010.

otettava huomioon tuloksia tulkittaessa. Tilastollisten menetelmien perusoletus, havaintojen riippumattomuus, ei siis täysin toteudu palokuolemien tapauksessa. Palokuolema

tapahtuu useimmiten lauantaisin. Vuonna 2010 palokuolemia tap viikonloppuna enemmän kuin kolmena edellisenä vuonna keskimäärin.

TULOKSET

1. Palokuolleet ja tulipalot, joissa palokunta pelasti ihmisiä vuorokauden ajan Kuolinpalot ja tulipalot, Taulukko joissa mukaan vuosina 2007–2010. palokunta pelasti ihmisiä 2007–2010 Kuva 1. Palokuolleiden lukumäärät (n) kuukauden mukaan vuosina 2007-2010. Palokuolleet Palokunnan Vuonna 2010 palokuolleiden määrä väheni. Palokuolleet keskimäärin pelastamiset Kun vuosina 2007–2009 palokuolleita oli 2010 Vuorokaudenaika 2007-2009 2007-2010 keskimäärin 100, vuonna 2010 palokuolleiPalokuolema tapahtuu useimmiten lauantaisin. Vuonna 2010 palokuolemia tapahtu ta oli 80. Palokuolemista noin 10 prosenttia n % n % n % viikonloppuna enemmän kuin kolmena edellisenä vuonna keskimäärin. on muita kuin tapaturmaisia kuolemia. Kuo14 18 216 20 30 19 00–03 linpaloissa menehtyy tyypillisesti yksi henki-

lö kerrallaan. Useampi uhrisia kuolinpaloja 13 14 181 18 23 16 04–07 on alle kymmenesosa kuolinpaloista vuositTaulukko 1.08–11 Palokuolleet ja tulipalot, vuorokauden ajan 6 joissa 6 pelasti 8 palokunta 10ihmisiä109 10 tain. Kuolinpalon uhri menehtyy useimmimukaan vuosina 2007–2010. ten välittömästi onnettomuuden yhteydes10 4 144 14 7 13 12–15 sä. Viivästyneitä palokuolemia on noin 10 Palokuolleet Palokunnan Palokuolleet 12 9 233 17 15 21 16–19 prosenttia vuosittain. Tällöin kuolema on takeskimäärin pelastamiset 2010 Vuorokaudenaika pahtunut 30 vuorokauden kuluessa onnetto2007-2009 2007-2010 16 9 241 23 15 21 20–23 muudesta. n % n20 % n 0 % 29 Ei tiedossa Vuonna 2010 palokunta pelasti vähin14 18 216 20 30 19 00–03 tään yhden henkilön 268 tulipalossa. Vuosi100 100 80 100 1 124 100 Yhteensä na 2007–2009 palokunta pelasti ihmisiä kes13 14 181 18 23 16 04–07 kimäärin 285 tulipalossa. 6 6 109 8 10 10 08–11 Palokuolleista 90 prosenttia kuolee raken10 4 144 14 7 13 12–15 nuspaloissa. Liikennevälinepaloissa kuolee Vuonna 2010 lähes puolet (48 %) palokuolemista tapahtui riskialueella IV. Vuosina 2 6–7 henkilöä ja maastopaloissa sekä muissa 12 9 233 17 15 21 16–19 2009 vuositvastaava osuus oli 39 prosenttia. Vuonna 2010 riskialueella I kuoli 21 prosent tulipaloissa keskimäärin yksi henkilö 9 241 23 15 21 20–23 tain. Palokunnan pelastamisten jakauma on vuosina 2007–2009 18 prosenttia 16 uhreista. Koska pelastuslaitosten resurssit on sijo 29 20 0 Ei tiedossa palokuolemien kanssa samankaltainen. Kesäisin tapahtuu muita kuukausia vähem- lontutkija arvioi ajan tulipalon syttymästä na 2007–2009 vastaava osuus oli 39 prosent100 100 80 100 1 124 100 Yhteensä män palokuolemia (Kuva 1). Syyskuusta läh- hätäilmoituksen tekoon. Tämän tiedon ja il- 3 tia. Vuonna 2010 riskialueella I kuoli 21 protien pallokuolemien määrä lisääntyy. Vuoden moitusajan perusteella voidaan arvioida kuo- senttia ja vuosina 2007–2009 18 prosenttia 2010 kuukausittaiset palokuolemien luku- linpalon tapahtuma-aika. Kuolemaan joh- uhreista. Koska pelastuslaitosten resurssit on määrät ovat kolmea poikkeusta lukuun ot- 2010 taneitalähes palojapuolet tapahtui(48 eniten ja yöl- sijoitettu riskinarviointiin perustuen, paloVuonna %) illalla palokuolemista tapahtui riskialueella IV. Vuosina 2007– tamatta edellisiä vuosia pienemmät.2009 Vuoden lä (Taulukko 1). Vuonna 2010 yöllä tapahkunnan pelastamisten jakauma on päinvasvastaava osuus oli 39 prosenttia. Vuonna 2010 riskialueella I kuoli 21 prosenttia ja 2010 pienemmät palokuolemien määrät ei- tuneiden palokuolemien määrä on lisäänty- tainen. Pelastustoimenpiteitä vaatineista pavuosina 2007–2009 18 prosenttia uhreista. Koska pelastuslaitosten resurssit on sijoitettu vät selity lämpimällä talvella, sillä 2010 talvi nyt ja illalla vastaavasti vähentynyt. Pelastus- loista puolet oli korkeimman riskin alueella, oli ankarampi kuin kolme aiempaa. Tulipalo- toimenpiteitä vaatineiden tulipalojen vuoro- riskialueella I. Vastaavasti näistä paloista risjen, joissa palokunta pelasti ihmisiä, kuukau- kauden ajan mukainen vaihtelu ei poikennut 3 kialueelle IV sijoittui 10 prosenttia. Riskialusijakauma poikkesi palokuolemien jakaumas- merkittävästi kuolinpalojen aikojen vaihte- eella IV asuvalla on 3-kertainen riski kuolla ta. Tulipalojen määrä vaihteli 7–9 prosentis- lusta. Pelastamisia on hieman enemmän klo tulipalossa muualla asuviin verrattuna. sa lukuun ottamatta joulukuuta, jonka osuus 16–20 välisenä aikana kuin palokuolemia. oli yli 10 prosenttia. Vastaavasti palokuolemia on enemmän klo Palokuolema tapahtuu useimmiten lauan- 00–07 välisenä aikana kuin pelastamisia. Yöl- Palojen ominaisuuksia taisin. Vuonna 2010 palokuolemia tapahtui lä tapahtuneissa paloissa on muuta aikaa hieviikonloppuna enemmän kuin kolmena edel- man suurempi riski kuolla. Tupakointi oli yleisin kuolinpalon syttymislisenä vuonna keskimäärin. Vuonna 2010 lähes puolet (48 %) palo- syy vuosina 2007–2009 (Taulukko 2). HuhPRONTOn palontutkintaselosteella pa- kuolemista tapahtui riskialueella IV. Vuosi- tikuun 2010 alussa tulleen savukkeiden itses8

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011


Taulukko 2. Palokuolleet ja tulipalot, joissa palokunta pelasti ihmisiä syttymissyyn mukaan vuosina 2007–2010. Palokuolleet keskimäärin 2007-2009

Palokuolleet 2010

Palokunnan pelastamiset 2007-2010

n

%

n

%

%

Tupakointi

28

35

16

23

18

Tuhopoltto

13

16

17

24

11

Sähkö

10

12

10

14

5

Syttymissyy

13 prosenttia pientaloissa. Pientaloissa palokuoleman riski oli 2-kertainen muihin ver5 6 2 3 5 Laitteen väärä käyttö rattuna. Koska suurin osa palokuolemista tapahtuu 12 15 19 27 48 Muu syy asuinrakennuksissa ja erityisesti pientaloissa, 19 9 n=97 Ei tiedossa suurin osa (77 %) palokuolemista tapahtuu 1- tai 2-kerroksisssa rakennuksissa. Vastaavas100 100 80 100 100 Yhteensä ti palokunnan pelastamiset jakautuvat tasaisemmin useampikerroksisiin rakennuksiin. Samoin perustein omistusasunnoissa kuolSyttymissyy luokittelussa nähtävä muutos näkyy myös tulipalojen tahallisuudessa. Tahallaan leiden määrä ja osuus on vuokra-asunnoissa sytytettyjen palokuoleman aiheuttaneiden rakennuspalojen osuus on kaksinkertaistunut kuolleita suurempi. Vuonna 2010 omistustarkastelujaksolla. Vuonna 2010 palokuoleman aiheuttaneista rakennuspaloista 38 puoprosenttia tään sammumista koskevan säädöksen myötä osuus oli 46 prosenttia, mikä on lähes asunnoissa kuoli 75 prosenttia palokuolleisoli tahallaan sytytettyjä. Ero on merkittävä verrattuna rakennuspaloihin, joissa tupakoinnista aiheutuneiden palojen mää- letmyös palokuolemiin verrattuna. ta, kun kolmena edellisenä vuonna omistuspalokunta pelasti2010 ihmisiä. Niistä 13kolmasosalprosenttia oli tahallaan sytytettyjä. rä vuonna määrä väheni asunnoissa kuolleita oli puolet palokuolleisla edellisvuosiin verrattuna. Myös huolimatta. Asunnon, jossa palokuolema on tapahtuTulipalon kehittymisaste palokunnan saapuessaRakennusten kohteeseen ominaisuuksia heijastuu suoraan palokunnan tomasta avotulen käsittelystä aiheutuneiden nut, koko on kasvanut vuosien aikana. Vuosipelastamismahdollisuuksiin. Viidesosamerkittulipalojen uhreista kuoli paloissa, jotka olivat palokuolemien osuus on vähentynyt na 2007–2009 puolet asunnoista oli kooltaan tävästi vuonna 2010. Vastaavasti tuhopol- Rakennuksissa tapahtuneissa tulipaloista 40–89 m2. Vuonna 2010 puolet asunnoista toista on vuonna 2010 aiheutunut enemmän 4 94 prosenttia kuului rakentamismääräysko- oli kooltaan 60–139 m2. Palokuoleman riski palokuolemia kuin edellisinä vuosina. Tuli- koelman E1-luokituksen mukaan ryhmään on kuitenkin suurin alle 20 m2:n asunnoissa. paloissa, joissa palokunta pelasti ihmisiä, tu- asuinrakennukset ja vapaa-ajan asuinrakenPalokuoleman aiheuttaneista asuinrakenpakoinnin osuus syttymissyinä on pienempi nukset. Muissa käyttötapaluokissa tapahtui nuspaloista suurin osa syttyy olohuoneessa. kuin palokuolemissa. Tuhopolttojen osuus yksittäisiä palokuolemia. Tulipaloissa, joissa Vuonna 2010 olohuoneessa syttyi 25 proon noin puolet pienempi tulipaloissa, joissa palokunta pelasti ihmisiä, rakennuksen käyt- senttia ja vuosina 2007–2009 28 prosentpalokunta pelasti ihmisiä palokuolemiin ver- tötavan jakauma on hyvin samankaltainen. tia kohtalokkaista tulipaloista. Makuuhuorattuna. Muu syy–syttymissyistä lähes puolet Ainoastaan hoitolaitoksissa palokunnan pe- neesta syttyneiden palojen osuus on laskeon huolimattomasta ruoanvalmistuksesta ai- lastamisten osuus on hieman korkeampi (3 nut vuonna 2010 13 prosenttiin, mikä on heutuneita paloja pelastustoimenpiteitä vaa- %) kuin palokuolemien tapauksessa (1 %). puolet vähemmän kuin aiemmin. Keittiöstineissa paloissa. Niiden osuus on nelinkerAsuinrakennuspaloista suuri osa tapah- sä syttyi 20 prosenttia palokuoleman aihetainen palokuolemiin verrattuna. tuu vanhoissa taloissa. Puolet palokuolemis- uttaneista paloista. Puolet tulipaloista, joisSyttymissyy luokittelussa nähtävä muutos ta tapahtuu ennen vuotta 1960 rakennetuis- sa palokunta pelasti ihmisiä, syttyi keittiössä, näkyy myös tulipalojen tahallisuudessa. Ta- sa asuinrakennuksissa. Tulipaloissa, joissa pa- 22 prosenttia olohuoneessa ja 11 prosenttia hallaan sytytettyjen palokuoleman aiheutta- lokunta pelastaa ihmisiä, asuinrakennukset makuuhuoneessa. Syttymisosaston palokuorneiden rakennuspalojen osuus on kaksinker- ovat uudempia. Onnistuneiden pelastusteh- man määrällä ei ollut vaikutusta palokuoletaistunut tarkastelujaksolla. Vuonna 2010 pa- tävien osuus ennen vuotta 1960 rakenne- mien esiintymiseen. Valtaosa palokuolemislokuoleman aiheuttaneista rakennuspaloista tuissa asuinrakennuksissa oli 26 prosenttia. ta tapahtui rakennuksissa, joissa palokuorma 38 prosenttia oli tahallaan sytytettyjä. Ero on Eniten (59 %) onnistuneita pelastustehtä- oli tavanomainen. merkittävä myös verrattuna rakennuspaloi- viä oli tehty vuosina 1960–1989 rakennehin, joissa palokunta pelasti ihmisiä. Niistä tuista asuinrakennuksista. Vanhoissa asun13 prosenttia oli tahallaan sytytettyjä. noissa on suurin palokuoleman riski. Ennen Suojaus- ja pelastustoimista Tulipalon kehittymisaste palokunnan saa- vuotta 1940 rakennetuissa 100 000 asunpuessa kohteeseen heijastuu suoraan palo- toa kohti tapahtui 4 palokuolemaa. Vastaa- Vaikka kyselytutkimuksen mukaan 95 prokunnan pelastamismahdollisuuksiin. Viides- vat luvut 1940- ja 1950-luvulla rakennetuis- senttia asuinhuoneistoista on varustettu paosa tulipalojen uhreista kuoli paloissa, jotka sa asunnoissa olivat 4.5 ja 6.6. Myöhemmin lovaroittimella, palovaroitin puuttuu usein olivat syttymisvaiheessa palokunnan saapues- rakennetuissa asunnoissa suhdeluku vaihte- asunnoista, joissa syttyy hälytyksen aiheutsa kohteeseen. Vuosina 2007–2009 70 pro- li välillä 1–2. tanut tulipalo. Vuosina 2007–2009 palovasenttia ja vuonna 2010 peräti 81 prosenttia Asuinrakennuspalojen palokuolemista yli roitin puuttui noin 40 prosentissa palokuouhreista menehtyi paloissa, jotka olivat pa- puolet tapahtui pientalossa, kerrostaloissa jo- leman aiheuttaneissa paloissa. Vuonna 2010 lamisvaiheessa palokunnan saapuessa koh- ka neljäs uhri ja rivitaloissa joka kymme- osuus oli 35 prosenttia. Vuosina 2007–2009 teeseen. Tulipaloista, joissa palokunta pelas- nes. Palokunnan toimesta pelastettujen osuu- palovaroitin hälytti joka viidennen ja vuonti ihmisiä, 38 prosenttia oli syttymisvaihees- det olivat päinvastaiset. Kolme neljäsosaa tu- na 2010 joka kolmannen uhrin tapauksessa, mikä on lähes 4-kertainen palokuolemiin lipaloista, joissa palokunta pelasti tapahtui sa. Palokuolemia aiheuttaneissa tulipaloissa verrattuna. Palamisvaiheessa olevien palojen kerrostaloissa, kymmenesosa rivitaloissa ja ei ole eroa kaikkiin asuinrakennusten ja vaHuolimaton avotulen käsittely

13

16

7

10

13

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

9


paa-ajan asuntojen paloihin verrattuna [4]. Kaikista paloista 36 prosenttia oli sellaisia, joissa ei ollut lainkaan palovaroitinta ja joka kolmannessa palossa varoitin hälytti. Palovaroitin puuttui 38 prosentissa myös niissä tulipaloissa, joissa palokunta pelasti ihmisiä. Sen sijaan palovaroitin, palovaroitinjärjestelmä tai automaattinen paloilmoitin hälytti 45 prosentissa tapauksista. Kohtalokkaasta palosta ilmoituksen teki useimmiten sivullinen henkilö. Vuonna 2010 osuus oli 74 prosenttia ja vuosina 2007– 2009 64 prosenttia. Ilmoituksen tekijä on noin joka kymmenennen uhrin tapauksessa samassa huoneistossa ja joka viidennen uhrin tapauksessa muualla samassa rakennuksessa. Uhri itse tai automaattinen paloilmoitin tekee vain harvoin ilmoituksen kuolinpalosta. Rakennuspaloissa uhri oli yhä useammin yksin. Samassa huoneessa tai samassa paloosastossa olleiden henkilöiden osuus on laskenut 14 prosentista 12 prosenttiin vertailuvuosina. Muualla samassa rakennuksessa olleiden henkilöiden osuus on laskenut 30 prosentista 22 prosenttiin tapauksista. Läheisessä rakennuksessa tai ulkona läheisyydessä olleiden osuus on sen sijaan noussut 24 prosentista 33 prosenttiin. Rakennuspaloissa tapahtuneissa palokuolemista harvoin on alkusammutuskalustoa. Vuosina 2007–2009 70 prosenttia uhreista kuoli olosuhteissa, joissa ei ollut alkusammuttimia. Vuonna 2010 osuus oli 66 prosenttia. Alkusammutuksen yrittäminen on kuitenkin lisääntynyt 10 prosentista 28 prosenttiin tarkastelujaksolla. Vastaavasti alkusammuttimien käyttämättä jättämisen osuus on laskenut 19 prosentista 6 prosenttiin. Rakennuspaloissa, joissa palokunta pelasti ihmisiä, alkusammuttimien käytön tilanne oli samanlainen kuin vuosien 2007–2009 palokuolemissa. Palontutkintaselosteella arvioidaan aika syttymästä hätäilmoituksen tekoon sekä palokunnan selvitysaika. Näiden ja onnettomuusselosteelle kirjautuvien hätäkeskuksen ja palokunnan toimintavalmiusaikojen perusteella voidaan arvioida asiakkaan kannalta merkittävää kokonaisaikaa tulipalon syttymästä pelastustoiminnan aloittamiseen. Syttymästä hätäilmoituksen tekoon kului vuon-

na 2009 keskimäärin 16 minuuttia ja vuonna 2010 10 minuuttia (Taulukko 3). Muissa ajoissa ei ollut yhtä merkittäviä eroja. Hätäkeskuksen toimintavalmiusaika oli keskimäärin puolitoista minuuttia, palokunnan toimintavalmiusaika vahvuudella 1+3 oli keskimäärin 9 minuuttia ja palokunnan selvitysaika keskimäärin 2 minuuttia.

Uhrien tietoja Palokuolleissa miesten osuus laski vuonna 2010. Palokuolleista 69 prosenttia oli miehiä, kun aiemmin miesten osuus oli 75 prosenttia. Miesten riski kuolla palokuolemissa on 2-kertainen naisiin verrattuna. Vuonna 2010 tulipaloissa kuolleiden miesten iän keskiarvo oli 55 vuotta ja naisten iän keskiarvo oli 61 vuotta. Miehillä palokuoleman riski oli suurin ikäluokassa 60– 69 vuotta. Vuonna 2010 riski oli 50 ja vuosina 2007–2009 75 uhria miljoonaa miestä kohti. Vuoteen 2009 saakka kaikissa ikäluokissa 40 vuodesta ylöspäin riski oli suurempi kuin yhdessäkään naisten ikäluokassa. Vuonna 2010 80–89-vuotiaiden naisten riski oli poikkeuksellisen korkea, 41 uhria miljoonaa naista kohti. Vuosina 2007–2009 naisilla palokuoleman riski kasvoi iän myötä, ollen suurin ikäluokassa 80–89 vuotta: 26 uhria miljoonaa naista kohti. Vuonna 2010 naisilla oli poikkeuksellisen suuri palokuoleman riski edellä mainitun ikäluokan lisäksi ikäluokassa 40–49 vuotta: 19 uhria miljoonaa naista kohti. Poliisin ja verohallinnon tietojärjestelmistä saatiin uhrin sosioekonomisiin tekijöihin liittyviä tietoja. Pienituloisten osuus palokuolleista on lisääntynyt tarkastelujaksolla 61 prosentista 67 prosenttiin. Kun väestöstä pienituloisia on alle 15 prosenttia, pienituloisten palokuoleman riski on 10-kertainen muihin verrattuna. Sosioekonomiselta asemaltaan suurin osa oli koko tarkastelujaksolla joko työntekijöitä tai eläkeläisiä. Nämä ovat kuitenkin ainoat luokat, joissa palokuoleman riski on pienentynyt merkittävästi vuonna 2010. Yrittäjillä palokuoleman riski nousi vuonna 2010. Siviilisäädyltään useimmat olivat joko naimattomia (36 %) tai eron-

Ajankulku keskimäärin [mm:ss]

2009

2010

Aika syttymästä hätäilmoituksen tekoon

16:00

10:00

Hätäkeskuksen toimintavalmiusaika

01:33

01:23

Palokunnan toimintavalmiusaika

08:50

09:19

Selvitysaika

02:00

02:00

Aika syttymästä palokunnan toiminnan alkamiseen

33:54

26:23

10

rien tietoja

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

neita (33 %). Eronneilla oli kuitenkin 4-kertainen palokuoleman riski naimattomiin verrattuna. Parisuhteessa elävillä on tosin naimattomiakin pienempi palokuoleman riski. Vuoteen 2009 saakka palokuolleista kolme neljäsosaa oli yksinasuvia. Vuonna 2010 yksinasuvien osuus on laskenut 56 prosenttiin ja vastaavasti kahden henkilön taloudessa asuvien osuus on noussut lähemmäs yksinasuvia (39 %). Aiemmin yksinasuvilla oli yli 2-kertainen palokuoleman riski, mutta vuonna 2010 riski on samalla tasolla kahden henkilön taloudessa asuvien kanssa. Pelastuslaitosten palontutkijat pyrkivät arvioimaan uhrin toimintakyvyn onnettomuuden hetkellä. Noin kolmasosassa palokuolemista toimintakyky jää arvioimatta. Vuonna 2010 alentuneen toimintakyvyn omaavien osuus oli 5-kertainen ja vuosina 2007– 2009 6-kertainen normaalin toimintakyvyn omaaviin nähden. Päihteillä oli vaikutusta onnettomuuden syntyyn kolmessa neljästä palokuolemasta. Tarkastelujaksolla ei ole havaittu muutosta. Vuosina 2007–2008 miesten ja naisten välillä oli merkittävä ero, mutta 2009 alkaen päihtyneiden naisten osuus (64 %) ei enää eroa tilastollisesti merkitsevästi miehistä (79 %). Palontutkintaselosteella palontutkija arvioi perussyyn siihen, miksi henkilö ei poistunut turvaan hengenvaarallisista olosuhteista. Sekä vuonna 2010 (44 %) että vuosina 2007–2009 (33 %) oli eniten henkilöitä, jotka eivät reagoineet ajoissa tulipalon aiheuttamaan hengenvaaraan. Niiden osuus, jotka eivät havainneet paloa lainkaan, on pienentynyt puoleen (16 % > 8 %). Paloon ajoissa reagoimattomien kanssa näitä oli yhteensä puolet kaikista uhreista. Palokuolleista kymmenesosa ei osannut toimia oikein tulipalon sattuessa. Yhtä paljon oli alentuneen liikuntakyvyn syyksi menneitä ja ei-tapaturmaisia onnettomuuksia.

POHDINTA Vuonna 2025 palokuolemien määrä on 85, joista 57 on miehiä. Se on lukumäärä, jos palokuolemien riski pysyy vuoden 2010 tasolla ja uskotaan Tilastokeskuksen väestöennusteeseen [5]. Ilmastonmuutoksen aiheuttama tal-


Puolet palokuolemista tapahtuu ennen vuotta 1960 rakennetuissa asuin­rakennuksissa, näistä yli puolet pientaloissa. Kuolinpalo syttyy useimmiten olohuoneessa, makuuhuoneessa syttyneiden palojen osuus on vähentynyt vuosittain.

vien kesää nopeampi lämpiäminen Suomessa ei ehdi vähentää merkittävästi palokuolemien määrää vuoteen 2025 mennessä. Palokuolemien määrän vähentämisessä tulee pyrkiä erityisesti yöaikaan tapahtuneiden palokuolemia vähentäviin toimenpiteisiin. Palokuolemien vähenemistä tavoitellessa muuttoliike maaseudulta kaupunkeihin on suotuisaa, tällöin entistä suurempi osa väestöstä asuu pienemmän palokuolemariskin alueella. Tupakoinnista syttyneiden kuolinpalojen määrä vähenee vielä jonkun verran vuoteen 2025 mennessä, mutta ei poistu kokonaan, elleivät savukkeet sammu tulevaisuudessa välittömästi tai Suomeen laadita tupakointia tai sisällä tupakointia kieltävää säädöstä. Jos tahallaan sytytettyjen kuolinpalojen määrät ja osuudet jatkavat viime vuosien kaltaista kasvuaan, on henkilövahinkoja aiheuttavien palojen tutkintaa kohdennettava uudelleen ja lisättävä merkittävästi yhteistyötä sosiaali- ja terveystoimen kanssa onnettomuuksien ennalta ehkäisytyössä. Sosiaalipolitiikan sekä paikallisen sosiaalityön onnistumisella tai epäonnistumisella on selkeä yhteys palokuolemariskien muodostumiseen. Ihmisten omatoiminen varautuminen korostuu edelleen henkilövahinkojen vähentämisessä. Palamisvaiheessa olevien kuoleman aiheuttavien palojen osuus näyttää lisääntyvän vuosittain, täten yhä harvemmin palokunta ehtii pelastamaan vaarassa olevia. Ihmisten asuttaminen mahdollisimman pitkään kotona ennustaa palokuolemien määrään lisäystä. Ikääntyville henkilöille valvottu tai yhteisöllinen asuinympäristö olisi omatoimiseen varautumiseen ja reagointiin perustuvaan itsenäiseen asumiseen verrattuna turvallisempaa. Palokuolemat tapahtuvat usein vanhoissa rakennuksissa. Uudisrakentamisen yhteydessä lisättävä turvallisuustekniikka ei tilannetta nopealla aikataululla helpota, koska suurin riski koskee vanhassa asuntokannassa asuvia. Makuuhuoneissa syttyneiden palojen määrä on vähentynyt palovaroitinpakon ja uusien savukkeiden myötä. Nyt tulisi pohtia keinoja olohuoneesta ja muualta syttyneiden kuolinpalojen vähentämiseksi.

Sähköverkkoon kytketyt palovaroittimet uudisrakentamisessa ei ehdi vaikuttaa merkittävästi palokuolemien määrään vuoteen 2025 mennessä. Alkusammuttimien lisääminen ei ratkaise ongelmaa, sillä ilmoituksen tulipalosta tekee yhä useammin sivullinen henkilö, joka ei ehdi alkusammuttamaan paloa. Myöskään palokunnan toimintavalmiusaikaa parantamalla palokuolemien määrä ei saada vähenemään, sillä myös riskialueella I aika syttymästä hälytykseen on liian pitkä. Sosiaalisilla tekijöillä on iso merkitys palokuolemien määrissä. Pienituloisten osuus kuolleista lisääntyy. Eläkeläisillä on edelleen suuri palokuoleman riski, vaikka se on hieman laskenutkin. Palokuolemariskin kannalta olisi parasta pyrkiä elämään parisuhteessa, sillä heidän osuutensa palokuolemissa ei ole lisääntynyt toisin kuin eronneilla. Päihteiden käytön vähentäminen tai lopettaminen pienentäisi palokuolemariskiä. Palokuolemakehityksen kannalta naisten ja erityisesti iäkkäiden naisten alkoholin käytön lisääntyminen on vakava ongelma. Jos palokuolemia halutaan vähentää vuoteen 2025 mennessä, olisi parasta että niissä tapauksissa kun tulipalo uhkaa aiheuttaa hengenvaarallisia olosuhteita, vaarassa oleva henkilö reagoisi ajoissa paloon. Olosuhteet tulisi luoda sellaisiksi, että henkilö pystyy reagoimaan ja pelastautumaan tai pyytämään ja saamaan apua. Ellei henkilö itse pysty reagoimaan paloon, kohteessa tulisi olla paikalla toimintakykyinen henkilö tai muuten varmistaa riittävän turvallinen asumisympäristö. Turvatekniikan lisääminen tuo myös mahdollisuuksia, mutta tekniikan merkittävä lisääminen edellyttää uusien rahoitusjärjestelyjen luomista.

YHTEENVETO Vuonna 2010 palokuolemien määrä väheni. Palokuolemien määrä väheni myös talvella, vaikka 2010 talvi oli ankara. Vuonna 2010 oli enemmän yöllisiä kuolinpaloja kuin kolmena edellisenä vuonna. Palokuoleman riski on suurin yöllä. Sen sijaan palokunta pelastaa ihmisiä tulipaloista useimmiten illalla.

Harvaanasutulla alueella palokuoleman riski on suurin ja on kasvanut. Vuonna 2010 lähes puolet palokuolemista tapahtui riskialueella IV. On luonnollista, että kaupunkien keskustoissa, joissa palokunnan resursseja on eniten, palokunta pelastaa eniten ihmisiä tulipaloista. Tupakoinnin osuus syttymissyissä pieneni merkittävästi itsestään sammuvien savukkeiden markkinoille tulon myötä. Vaikka vanhojen savukkeiden myyntikielto tuli voimaan vasta huhtikuussa, koko vuoden tupakoinnista aiheutuneiden palojen määrä väheni lähes puoleen aiemmasta. Tahallisista paloista aiheutuneiden palokuolemien määrä ja suhteellinen osuus on lisääntynyt vuosittain. Vuonna 2010 jo joka neljäs palokuolema oli tahallisen palon seurausta, rakennuspaloissa peräti joka kolmas. Puolet palokuolemista tapahtuu ennen vuotta 1960 rakennetuissa asuinrakennuksissa, näistä yli puolet pientaloissa. Kuolinpalo syttyy useimmiten olohuoneessa, makuuhuoneessa syttyneiden palojen osuus on vähentynyt vuosittain. Palovaroitin puuttui edelleen joka kolmannesta asunnosta. Uhri oli yhä useammin yksin rakennuspalossa. Ilmoituksen palosta teki yhä useammin sivullinen henkilö. Miesten osuus palokuolemissa on vähentynyt. Pienituloisten osuus on vastaavasti lisääntynyt. Suurin osa palokuolleista oli työntekijöitä tai eläkeläisiä, mutta näissä ryhmissä palokuoleman riski on kuitenkin pienentynyt merkittävästi vuonna 2010. Päihteiden käytöllä on ollut edelleen suuri vaikutus palokuolemien syntyyn.

KIITOKSET Kiitän pelastuslaitosten palontutkijoita aineiston tuottamisesta, Pelastusopiston suunnittelija Timo Loposta aineiston käsittelystä, sisäasiainministeriön ylitarkastaja Vesa-Pekka Tervoa yhteistyöstä sekä kaikkia muita henkilöitä, jotka ovat osallistuneet hankkeen toteutukseen.

LÄHDELUETTELO 1. Sisäasiainministeriö. Turvallinen elämä jokaiselle – Sisäisen turvallisuuden ohjelma. Sisäasiainministeriön julkaisuja, 16/2008. 2. Tilastokeskus. Taulukot – Kuolemansyyt. www.tilastokeskus.fi/til/ksyyt/tau.html 3. Kokki, E. Palokuolemat ja ihmisen pelastamiset tulipaloissa 2007–2008. Pelastusopiston julkaisu, B3/2011. 4. Pelastusopisto 2011. PRONTO. prontonet.fi 5. Tilastokeskus. Tilastot aiheittin – Väestöennuste. www.tilastokeskus.fi/til/vaenn/index.html PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

11


Teemu Karhula, Joonas Ryynänen ja Olavi Keski-Rahkonen (eläkkeellä VTT:ltä), VTT, PL 1000, 02044 VTT

Miten tulipalo näkee Suomen asuntokannan? Tiivistelmä Hankkeessa luotiin asuntotietokanta yksityiskohtaisten asuntotietojen keräystä varten. Tietokantaan tallennettiin tietoa Suomen asunnoista ja niissä asuvista ihmisistä palokuolemien ehkäisykeinojen arviointi hankkeen käyttöön. Tiedon kerääjinä ja syöttäjinä toimivat Pelastusopiston opiskelijat. Asuntotietokantaan tallennetuista yli kolmestasadasta asunnosta muodostetaan eri tilojen, tilan aukkojen ja palokuormien kertymien jakaumat. Näiden jakaumien avulla pystytään muodostamaan yksityiskohtainen kuva Suomessa olevista asunnoista tulipalojen laskennalliseen simulointiin. Kerätty aineisto antaa kuvan koko Suomen asuntokannasta, joskin se painottuu pieniin kerrostaloasuntoihin.

JOHDANTO Palokuolemien ehkäisykeinojen vaikuttavuuden arviointiohjelmassa [1] asuntojen palokuormia tarkasteltiin pienen, ohjelman ulkopuolella kerätyn aineiston valossa [2]. Sekä keruusta saadut kokemukset että niiden tulokset antoivat hyvät lähtökohdat suunnitella laajempi ja tavoitteiltaan päivitetty keruuohjelma. Asunnoista ja asumisoloista saadaan hyvä kuva Tilastokeskuksen kokoamien tilastojen avulla. Tilastoista saadaan tarkkoja vastauksia kysymyksiin, jotka koskevat asuntokannan kokoa, arvoa, asuinolosuhteita tai asumisväljyyttä. Mistä löydetään tietoja tulipalon ete12

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

nemiseen vaikuttavista tekijöistä, kuten palokuormasta tai asuinympäristön ja asukkaiden vuorovaikutuksesta? Onhan merkittävin tulipalojen aiheuttaja itse asukas omassa asunnossaan. Koska näihin kysymyksiin ei ollut saatavissa valmista vastausta, Pelastusopiston henkilökunnan kanssa suunniteltiin yhdessä keräysoperaatio, joka liitettiin osatehtäväksi mainittuun tutkimusohjelmaan.

KERUUOHJELMA Rakennuksessa syttyvään tulipaloon vaikuttavat ensimmäisenä syttyvä kaluste tai laite ja lähellä syttymiskohtaa olevat palavat materiaalit. Yksittäisen esineen palamisesta on helppo järjestää koe, jossa katsotaan miten palo etenee. Tulipalon yhä kehittyessä asunnossa, sen etenemiseen vaikuttavat huoneen pinnat sekä huoneeseen johtavat aukot ja koko huoneen palokuorma. Asunnon tai huoneen kokoista realistista palotestiä ei ole kovinkaan helppo toteuttaa. Vaikka yksi suuren mittakaavan palotesti toteutettaisiin, niin se antaa tietoja tulipalon kehittymisestä vain valitussa huoneistossa. Palosimuloinnilla voidaan jäljitellä asuntopaloa hyvin realistisesti, mutta simuloinnin lähtötiedoiksi asuntomyynti-ilmoituksissa olevat pohjakuva ja pari valokuvaa eivät riitä. Asuntotietokantaan kerättiin asunnoista ja asukkaista yksityiskohtaisia tietoja, joiden avulla muodostettiin tietopankki asuinrakennusten tulipalojen analysointiin.

Tietoa asunnoista kerättiin MySql ohjelmalla rakennetun tietokannan avulla, jota käytettiin internetin välityksellä. Tietokanta sijoitettiin VTT:n palvelinkoneelle. Asuntotietojen syöttö ja tarkistus toteutettiin dynaamisen keräyssivun avulla. Huoneistossa paperilomakkeille kerätyt tiedot syötettiin tietokantaan internetsivun kautta, joka samalla tarkisti osan syötteistä.

ASUNTOTIETOKANTA Osoitteessa http://building.vtt.fi/asuntotietokanta on edelleen toimiva keräyslomake, jonka kautta tiedot tallennetaan asuntotietokantaan. Tietokannassa on tällä hetkellä 394 asunnon tiedot. Palokuorma laskettiin esinekohtaisesti ja tulipalon vaikutusten leviämisen kannalta oleelliset aukot huoneiden välillä selvitettiin. Lisäksi asukkaista kerättiin tiedot sukupuolesta, iästä sekä tupakoinnista. Tuloksena on saatu malli Suomen asuntokannasta ja asunnoissa asuvista ihmisistä. Asunnon koko, asuntotyyppi ja asukkaiden määrä sekä heidän ikäjakaumat vastaavat melko hyvin tilastoista saatavia tietoja. Näihin tietoihin saadaan liitettyä nyt kattava asunnon esineistölistaus, palokuormajakauma huoneittain, huoneiden aukkojen koko sekä aukkojen aukiolon todennäköisyys. Malli tuo perinteisten tilastotietojen yhteyteen asuntojen topologiatiedon, sekä asukastiedon. Lukemattomia entuudestaan kvantitatiivisesti tuntemattomia tulipalon näkökul-


korkeimmasta ja matalimmasta reunasta ja tilan korkeudeksi syötettiin näiden mittojen keskiarvo. Ikkunat:

I1

I2

O1

Sijaitsee huoneessa

Leveys (m)

Korkeus (m)

Mitta alareunasta lattiaan (m)

Aukioloprosentti (0 = kiinni)

3,0m

1. OH

5. MH 5,2m

I4

2

1.6

0.6

0

5

1.4

1.6

0.6

0

3.

8

0.6

0.6

1.4

10

4.

2

1.4

1.6

0.6

0

0,6m

A2 6. VH O5

3. ET 2. K A3 O3 O4

1

2.

Ovet:

O6 A1

1.

Korkeus (m)

Aukioloprosentti (0 = kiinni) 0

7. S O7

I3

1.

1

0

0.9

2.1

2.

4

0

0.9

2.1

0

3.

4

3

0.7

2.1

50

4.

3

8

0.7

2.1

10

5.

3

6

0.7

2.1

0

6.

1

5

0.7

2.1

90

7.

8

7

0.7

2.1

0

Leveys (m)

Korkeus (m)

Muut aukot: Huoneiden välillä

Esimerkkinä huoneen 5 MH pinta-alan laskeminen: A: 3,0 × (5,2 - 0,6) + 2,0 × 0,6 = 15 Syöttö asuntotietokantaan: leveys (m) = 3,0 pituus (m) = 5,0 jolloin pinta-ala = 15 m2

Leveys (m)

2,0m

8. PH

4. TK O2

Huoneiden välillä

(m2)

1.

1

2

2

2.5

2.

1

3

1.4

2.5

3.

3

2

2

2.5

Kuvamasta 1. Piirrosja syöte-esimerkki yksinkertaisesta asunnosta. katsottavia suureita voidaan muodos- tetystä asunnosta piirrettiin asunnon pohja-

ästä palokuormasta lasketaan internetlomakkuva, johon numeroitiin eri tilat, aukot sekä keella valmiiksi aikaisemmin syötettyjen huoikkunat. Pohjakuvan piirtäminen ja syöttei- neen mittojen ja pintamateriaalien avulla. Irasunnon pohjakuvaa. Ikkunat ja syötettiin koostuu kaikesta palamiskelpoisesta den numerointi auttaa hahmottamaan huo-ovettaimisto lomakkeelle numerointijärjestyksessä. Ikkunan leveys, korkeus sekä alareunan etäisyys sijaitsevasta aineesta, joka ei kuune- ja aukkotiedot syötettäessä tietoja inter- huoneessa lattiapinnasta olivatkohteessa syötteinä.ja Jokaisesta ikkunasta ja ovesta aukioloprosentti. Tietojen keräys netlomakkeelle. Kuvassa laskettiin 1 esitetään yksinkerlu kiinteäänSepalokuormaan. Esineiden matetaisen huoneiston tilojen, kahden ikkunoidentunnin ja auk- aukioloaikaa riaalit määritettiin ja paino arvioitiin tai puntäyttö kyselylomakkeen arvioitiin vuorokauden mittaiselta ajanjaksolta. Esimerkiksi kojen numerointi sekä niiden syötteet. Huonittiin. Mikäli esineelle ei pystytty selkeäsvastaava aukioloprosentti on 2 h / 24 h × 100 ≈ 10 %. Raollaan oleva ovi tai ikkuna tulkittiin opiskelijat keräsivät tietoa netietolomakkeelle täytettiin huoneiden sekä ti määrittelemään yhtä materiaalia, kirjattiin aina Pelastusopiston täysin avoimeksi. omista ja lähipiirinsä asunnoista. Tehtävä oli muiden asunnon tilojen mitat sekä mahdol- esineen sisältämät materiaalit erikseen. Tällaiosa opintoja ja sitä varten oli varattu yksi päi- liset paloturvallisuuteen liittyvät laitteet sekä nen esine on esimerkiksi sänky. Sängyn runTiedot palokuormasta kerättiin jokaisesta huoneesta. Kiinteä palokuorma koostuu huoneen vä. Itsenäisen keruun jälkeen tietojen syöt- huoneen pintamateriaali. Jokaiselle huoneel- ko saattaa olla puuta ja patjat polyuretaanipinnoista ja irtain palokuorma käsittää tilan sisältämän esineistön. Osa kiinteästä tö tapahtui opettajien opastuksella kootusti le määriteltiin käyttötarkoituksen mukainen vaahtoa ja petivaatteet puuvillaa. Tällöin yhpalokuormasta lasketaan internetlomakkeella syötettyjen huoneen tietokantaan. Kootun kirjaustunnin tarkoi- määre.valmiiksi Kaikki tilat aikaisemmin arvioitiin suorakulmaisekdestä sängystä syötettiin kaikki kolme matemittojen ja oli pintamateriaalien avulla. Irtaimisto koostuu kaikesta huoneessa tuksena varmistaa, että kaikki opiskelijat si siten, että tilan pinta-alapalamiskelpoisesta ja tilavuus vastasi- riaalia ja kaikkien materiaalien painot arvioisijaitsevasta aineesta, jokasyötettyä ei kuulu kiinteään Esineiden materiaalit saivat tiedot onnistuneesti tietokanvatpalokuormaan. todellisuutta. Esimerkiksi kaltevan katon määritettiin tiin erikseen. Internetlomake ehdottaa mateja paino arvioitiin tai punnittiin. Mikäli esineelle ei pystytty selkeästi määrittelemään yhtä taan. Muiden kurssikavereiden ja opettajien korkeus mitattiin korkeimmasta ja mata-limriaalille palamislämpöä ja laskee sen ja painon materiaalia, kirjattiin esineen sisältämät materiaalit erikseen. Tällainen esine on esimerkiksi opastuksella mahdolliset vaikeudet kirjausti- masta reunasta ja tilan korkeudeksi syötettiin avulla palokuorman. Materiaalin palamislanteessa minimoitiin. näidenpolyuretaanivaahtoa mittojen keskiarvo. korjataan tietoja syötettäessä, mikäli se sänky. Sängyn runko saattaa olla puuta ja patjat ja petivaatteetlämpö puuvillaa. Asuntotietojen kerääjille pidettiin lyhyt Aukkojen kirjaamisessa käytettiin apuna eroaa ehdotetusta. Laitteiden, keittiökaappiopetustuokio ennen itsenäistä työskentelyä asunnon pohjakuvaa. Ikkunat ja ovet syö- en ja vaatteiden palokuorman arvioinnin hel3 lomakkeelle numerointijärjestykses- pottamiseksi, joukko palokuormia ja painoja asuntokohteessa. Opastusta annettiin työs- tettiin kentelytavoista ja tarkkuudesta sekä palo- sä. Ikkunan leveys, korkeus sekä alareunan laskettiin valmiiksi, joista arvioija saattoi vakuormien laskemisesta. Internetsivut toimi- etäisyys lattiapinnasta olivat syötteinä. Jokai- lita sopivimman. Asuntokohteessa lomakkeen avulla jäsenvat opetuspakettina, jonka avulla syöttötie- sesta ikkunasta ja ovesta laskettiin aukiolotojen kerääminen onnistuu myös itsenäises- prosentti. Se arvioitiin vuorokauden mittai- netyt tiedot syötettiin internetlomakkeelle. ti, kunhan ohjeet jaksaa lukea huolella läpi. selta ajanjaksolta. Esimerkiksi kahden tun- Osa lomakkeen kentistä laskettiin syötettySeikkaperäiset kuvaukset kohteesta kerätiin nin aukioloaikaa vastaava aukioloprosentti jen tietojen perusteella valmiiksi, jotta tietopaperilomakkeille, jotka auttoivat samalla jä- on 2 h/24h 100≈10 %. Raollaan oleva ovi jen syöttäminen olisi mahdollisimman helppoa. Syöttövirheitä vähennettiin internetlosentämään kerättävän tiedon. Paperilomak- tai ikkuna tulkittiin aina täysin avoimeksi. Tiedot palokuormasta kerättiin jokaises- makkeeseen ohjelmoitujen tarkistusten avulkeilta tiedot siirrettiin dynaamisen internetta huoneesta. Kiinteä palokuorma koostuu la. Esimerkiksi välittömästi tarkastettiin, etsivun välityksellä tietokantaan. Asukkaista selvitettiin sukupuoli, ikä ja tu- huoneen pinnoista ja irtain palokuorma kä- tä jokaiseen syötettyyn tilaan johti ovi ja, että pakointi. Jokaisesta asuntotietokantaan syö- sittää tilan sisältämän esineistön. Osa kiinte- suurimmat näppäilyvirheet saatiin karsittua

taa uuden asuntotietokannan avulla ja tietoja voidaan käyttää suoraan palosimuloinnin Aukkojen kirjaamisessa käytettiin apuna lähtötietoina.

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

13


Asunnon kerrosala (m2)

314

59,2

23,8

44

0,39

0,82

105

0,38

Taulukko 1. Eri lukumäärät N sekä kerrosalan 314 153,2 57,9asuntotietokannassa 116 0,4 0,86 310 0,28 ja Asunnon tilavuus (m3)asuntotyyppien 206 47,3 44 ja jakaumien 0,38 0tunnusluvut Kerrostalo asunnon tilavuuden jakauman muodostamiseksi tarvittavat18,6 parametrit

kerrosala (m2) 206 118,2 46,6 110 0,38 Kerrostalo asunnon N Keskiarvo Hajonta μ1 c0 μ2 σ1 σ2 pois. Jokaisesta asuntokohteesta tallennettiin tilavuus (m3) Asunnon kerrosala (m2) 314 59,2 23,8 44 0,39 0,82 105 0,38 Omakotitalon kerrosala 50 128,1 57,2 98 0,9 0,24 120 0,19 3 tietokantaan myös pohjakuva helpottamaan Asunnon tilavuus (m ) 314 153,2 57,9 116 0,4 0,86 310 0,28 2 (m ) 206 47,3 18,6 44 0,38 0 Kerrostalo asunnon tarkastusta. Kaikkien asunnon tietojen syöt- Omakotitalo tilavuus 50 324,5 153,1 260 0,88 0,26 298 0,2 (m3) kerrosala (m2) asunnon kerrosala 46 54,9 18,6 52 0,33 0 tämisen jälkeen sivulle ilmestyi vielä yhteen- Rivitalo 206 118,2 46,6 110 0,38 0 Kerrostalo asunnon 2 tä sängystävetona syötettiin kaikki kolme materiaalia ja kaikkien materiaalien painot (m ) tilavuus (m3) syötetyn asunnon palokuormatiheys, 46 140,3 50,7 132 0,35 0 asunnon tilavuus seen. Internetlomake ehdottaa materiaalille palamislämpöä ja Rivitalo laskee sen jakerrosala Omakotitalon 50 128,1 57,2 98 0,9 0,24 120 0,19 3 jota Materiaalin verrattiin koko asuntotietokannan palo(m palokuorman. palamislämpö korjataan tietoja syötettäessä, (m)2) mikäli tilavuus (m3) 50 324,5 153,1 260 0,88 0,26 298 0,2 otetusta. Laitteiden, keittiökaappien ja vaatteiden palokuormanOmakotitalo arvioinnin kuormatiheyteen. Rivitalosaattoi asunnon kerrosala 46 54,9 18,6 52 0,33 0 si, joukko palokuormia ja painoja laskettiin valmiiksi, joista arvioija (m2) man. Eri Rivitalo käyttötarkoituksen mukaan jaettavien 50,7huoneiden pinta-alan ja tilavuuden 46 140,3 132 0,35 0 asunnon tilavuus 3 ) (m kertymäfunktioiden parametrit on esitetty taulukossa 2. Taulukoitujen arvojen avulla voidaan Aineiston tunnuslukuja

ssa lomakkeen avulla jäsennetyt tiedot syötettiin internetlomakkeelle. Osa yhdestä sängystä syötettiin kaikki kolme materiaalia ja kaikkienmuodostaa materiaalien kokonaiskuva painot asuntojen sekä erillisten huoneiden kerrosalan ja tilavuuden entistä laskettiin syötettyjen tietojen perusteella valmiiksi, jotta tietojen n erikseen. Internetlomake ehdottaa materiaalille palamislämpöä ja laskee sen ja esiintyvyydestä Suomessa. lisi mahdollisimman helppoa. Syöttövirheitä vähennettiin internetlomakkeeseen Asuntotietokantaan on tallennettu 394 asunvulla palokuorman. Materiaalin palamislämpö korjataan tietoja syötettäessä, mikäli käyttötarkoituksen mukaan jaettavien huoneiden pinta-alan ja tilavuuden tarkistusten avulla. Esimerkiksi välittömästi tarkastettiin, Eri että jokaiseen a ehdotetusta. Laitteiden, keittiökaappien ja vaatteiden palokuorman arvioinnin tiedot. Tarkistuksen jälkeen 80 asuntoa an johti ovinon ja, että suurimmat näppäilyvirheet saatiin karsittuaTaulukko pois. Jokaisesta kertymäfunktioiden parametrit onpinta-alojen esitetty taulukossa 2. Taulukoitujen arvojen avulla voidaan 2. saattoi Huoneiden tai tilojen sekä tilavuuksien jakaumien parametrit sekä miseksi, joukko palokuormia ja painoja laskettiin valmiiksi, joista arvioija ta tallennettiin tietokantaan myös pohjakuva helpottamaan tarkastusta. Kaikkien jouduttiin hylkäämään puutteellisten tietojen muodostaa kokonaiskuva asuntojen sekä erillisten huoneiden kerrosalan ja tilavuuden pivimman. tunnusluvut jen syöttämisen sivulle ilmestyi vielä syy yhteenvetona asunnon Suomessa. takia.jälkeen Hylkäämisten merkittävin oli puut- syötetyn esiintyvyydestä heys, jota verrattiin asuntotietokannan palokuormatiheyteen. ohteessa lomakkeenkoko avulla jäsennetyt tiedot syötettiin internetlomakkeelle. Osa

teet palokuormatiedoissa tai muuten huoli-

N

Keskiarvo

Hajonta

en kentistä laskettiin syötettyjen tietojen perusteella valmiiksi, jotta tietojen m2 pinta-alojen mattomasti täytetyt syötteet. Yksityiskohtai- Taulukko 2. Huoneiden tai tilojen nen olisi mahdollisimman helppoa. Syöttövirheitä vähennettiin internetlomakkeeseen Makuuhuone 408 12,1 4,0 tunnusluvut nnuslukuja set tiedotavulla. 314 asunnosta tujen tarkistusten Esimerkiksimuodostavat välittömästi hyvän tarkastettiin, että jokaiseen Olohuone 297 18,7 6,2 yn tilaan johti ovi ja, että suurimmat näppäilyvirheet saatiin karsittuaKeittiö pois. Jokaisesta 285 10,2 5,4 ja laajan perustan asuntojen analysointiin. ntaan on tallennettutietokantaan 394 asunnon Tarkistuksen jälkeenKodinhoitohuone 80 asuntoa N Keskiarvo Hajonta ohteesta tallennettiin myöstiedot. pohjakuva helpottamaan Kaikkien 40 7,02 3,5 Samalla tavalla kuin esitutkimuksessa [2] ai- tarkastusta. m käämään tietojen takia. Hylkäämisten merkittävin syy oli puutteet Eteinen 269 6,2 3,4 tietojen puutteellisten syöttämisen jälkeen sivulle ilmestyi vielä yhteenvetona syötetyn asunnon Makuuhuone 408 12,1 4,0 doissa taijota muuten huolimattomasti täytetyt syötteet. Yksityiskohtaiset tiedot neistoon, eri määreiden jakaumien selvittäPesuhuone 206 4,7 1,7 matiheys, verrattiin koko asuntotietokannan palokuormatiheyteen. Olohuone 297 18,7 6,2 muodostavat hyvän ja laajan perustan asuntojen analysointiin. Samalla tavalla Sauna 114 3,1 1,1 miseksi, on sovitettu logaritmisesti normaalin Keittiö 285 10,2 5,4 muksessa [2] aineistoon, eri määreiden jakaumien selvittämiseksi,Tuulikaappi on sovitettu 75 2,0 1,1 Kodinhoitohuone 40 7,0 3,5 jakaumankertymäfunktio kertymäfunktio (kaava Työhuone 19 10,5 3,2 normaalin jakauman (kaava 1). 1). on tunnuslukuja Eteinen 269 6,2 3,4 Vaatehuone Pesuhuone

109 206

2,7 4,7

1,3 1,7

μA

σA

Keskiarvo

11,5 17,8 9,0 μA 6,2

0,32 0,32 0,5 σA 0,48

30,8 48,4 26,0 Keskiarvo 16,6 m3 15,9 30,8 11,2 48,4 7,3 26,0 4,9 16,6 27,2 15,9 6,9 11,2 8,0 7,3 21,7 4,9 19,4 27,2

3

Hajonta

μV

σV

29,0 46,0 24,0 μ15,0 V 14,0 29,0 10,5 46,0 6,7 24,0 4,5 15,0 26,0 14,0 6,2 10,5 7,2 6,7 14,5 4,5 15,2 26,0

0,35 0,32 0,4 σ0,45 V 0,5 0,35 0,35 0,32 0,4 0,4 0,4 0,45 0,3 0,5 0,45 0,35 0,45 0,4 0,9 0,4 0,7 0,3

sekä tilavuuksienmjakaumien parametrit sekä 11,1 15,9 10,8 Hajonta 7,9 8,5 11,1 4,0 15,9 3,0 10,8 2,0 7,9 8,3 8,5 3,3 4,0 3,8 3,0 24,3 2,0 15,4 8,3

5,4 0,52 11,5 0,32 4,4 0,35 17,8 0,32 2,9 0,35 9,0 0,5 1,8 0,5 6,2 0,48 10,0 0,3 5,4 0,52 2,4 0,45 4,4 0,35 2,9 0,5 2,9 0,35 7,0 0,7 1,8 0,5 6,0 0,6 10,0 0,3 2,4 0,45 aukkojen 6,9 johtavien 2,9 0,5 8,0 7,0 0,7 21,7 6,0 0,6 19,4

Vessa80 asuntoa 183 3,3 1,8 etokantaan on tallennettu Sauna 114 3,1 1,1 1  394  asunnon ln x − μ tiedot. Tarkistuksen jälkeen Varastohuone 31 8,9 7,1 (1) F (x ) = 1 + erf  n hylkäämään puutteellisten takia.Hylkäämisten merkittävin syy oli(1) puutteet Tuulikaappi 75 2,0 1,1 2  tietojen σ 2   Välitilat / Portaat 52 7,2 4,7 Työhuone tiedot 19 10,5 3,2 matiedoissa tai muuten huolimattomasti täytetyt syötteet. Yksityiskohtaiset Vaatehuone 109 2,7 huoneeseen 1,3 3,3 6,2 0,45 tietojen määritettyjen lukumäärästä sekä näiden nnosta muodostavat hyvän ja laajan perustan asuntojen analysointiin. Samallaperusteella tavalla oko Vessa 183 3,3 1,8 3,8 7,2 0,45 utkimuksessa [2] aineistoon, eri määreiden jakaumien selvittämiseksi, on sovitettu aukkojen aukiolon todennäköisyydestä. Varastohuone 31 8,9 7,1 24,3 14,5 0,9 isesti normaalin jakauman kertymäfunktio (kaava 1). Aukot tilojen välillä Asuntojen koko ja tilavuuden jakaumat muodostettiin Välitilat / Portaat 52 7,2 4,7 15,4 15,2 0,7 erättyjen asuntojen kerrosalan kahden Taulukkoyhtä 3. Huoneeseen johtavien ovien ja aukkojen lukumäärät sekä ovien asennon todennormaalin jakauman summana (kaava 2). Jakaumana on käytetty 1  ln x − μ  näköisyys Asunnossa huoneet voidaan erottaa toisistaan käyttötarkoituksen mukaan. Huoneiden käyttö) kerättyjen 1 + erf  asuntojen = tapauksissa, F (xniissä  se normaalia Aineistoon jakaumaa joissa on antanut riittävän hyvän (1) kerrosalan 2  σ 2  tarkoitus sanelee suurelta osin sen, miten huoneet ovat järjestäytyneet huoneistossa. Suomen

tilojen välillä ja tilavuuden jakaumat muodostettiin kah- Aukot Olohuone Ovia auki asuntokannassa huoneiden kytkeytyminen toisiinsa on1 melko2 samankaltaista eri huoneistoissa Aukkojen Huoneita Osuus Kaikki Kaikki 3 4 5 6 sumjen koko F ( x; μden , σ ) logaritmisesti = (1 − c )F1 ( x; μ1 ,normaalin σ 1 ) + cF2 ( x;jakauman μ 2 ,σ 2 ) (2) eli huoneiden välinen topologia on useiden huoneiden yhdistelyssä asuntojen keskenkäyttösamanlukumäärä auki kiinni Asunnossa huoneet voidaan erottaa toisistaan käyttötarkoituksen mukaan. Huoneiden mana (kaava 2). Jakaumana on käytetty yhtä kaltaista.1 Huoneiden 71 0,21 0,76 0,24 keskinäinen sijainti määräytyy käytännön ja tottumuksen takia. onesitetään kerättyjen asuntojen kerrosalan ja tilavuuden jakaumat muodostettiin kahden suurelta tarkoitus osin miten huoneet ovat 2 sanelee 107 0,32 sen, 0,48 0,04 0,47 järjestäytyneet huoneistossa. Suomen asuntotietokantaan kerättyjen asuntojen kerrosalan ja tilavuuden logaritmisesti normaalia jakaumaa niissä taEsimerkiksi olohuone ja keittiö ovat melko usein suorassa yhteydessä toisiinsa. isesti normaalin jakauman summana (kaava 2). Jakaumanaasuntokannassa on käytetty yhtähuoneiden kytkeytyminen toisiinsa on melko samankaltaista eri huoneistoissa 3 96 0,29 0,28 0,04 0,13 0,55 oiden parametrit sekäjoissa keskeisimmät tunnusluvut. Asunnossa kerrosalaa on pauksissa, se on antanut riittävän isesti2 normaalia jakaumaa niissä tapauksissa, joissa se onhyantanut riittävän hyvän 2 4 41 0,12 0,09 0,04 0,16 0,28 0,42 huoneiden välinen topologia on useiden huoneiden yhdistelyssä asuntojen kesken samanja omakotitalot 60 m . Kerrostaloasunnot ovat kooltaan keskimäärin 47 m eli . 5 11 0,03 0,03 0,02 0,17 0,36 0,15 0,27 vän tuloksen. Eri käyttötarkoitukseen tarkoitettuihin huoneisiin johtavien aukkojen lukumäärä sekä näiden kaltaista. keskinäinen sijainti määräytyy tottumuksen takia. 6 Huoneiden 5 0,01 0,08 0 0,03 käytännön 0,17 0,28 ja 0,32 0,11 aukkojen aukiolon todennäköisyys määrää tulipalon käytettävissä olevan tilavuuden palon Esimerkiksi olohuone ja keittiö ovat melko usein suorassa yhteydessä toisiinsa. 7 3 0,01 0,33 0 0 0,04 0,2 0,27 0,15 0,01 F ( x; μ , σ ) = (1 − c )F1 ( x; μ1 , σ 1 ) + cF2 ( x; μ 2 , σ 2 ) (2) (2) N= 334 1,00  alkuvaiheessa ja samalla määrittää alan savuvahingolle. Taulukossa 3 on yhteenveto asunto-

EriMakuuhuone käyttötarkoitukseen tarkoitettuihin huoneisiin johtavien aukkojen lukumäärä sekä näiden ssa 1 esitetään asuntotietokantaan kerättyjen asuntojen kerrosalan ja tilavuuden Ovia auki funktioiden parametrit sekä keskeisimmät tunnusluvut. Asunnossa kerrosalaa on aukkojen aukiolon todennäköisyys määrää tulipalon1 käytettävissä Aukkojen Huoneita Osuus Kaikki Kaikki 2 3 olevan4 tilavuuden palon Taulukossa 1 esitetään asuntotietokantaan 2 5 lukumäärä auki savuvahingolle. kiinni ärin 60 m2. Kerrostaloasunnot ovat kooltaan keskimäärin 47 m ja omakotitalot alkuvaiheessa ja samalla määrittää alan Taulukossa 3 on yhteenveto asunto-

kerättyjen asuntojen kerrosalan ja tilavuuden kertymäfunktioiden parametrit sekä keskeisimmät tunnusluvut. Asunnossa kerrosalaa 4 on keskimäärin 60 m2. Kerrostaloasunnot ovat kooltaan keskimäärin 47 m2 ja omakotitalot 128 m2. Eri käyttötarkoituksen mukaan jaettavien huoneiden pinta-alan ja tilavuuden ker4 tymäfunktioiden parametrit on esitetty taulukossa 2. Taulukoitujen arvojen avulla voidaan muodostaa kokonaiskuva asuntojen sekä erillisten huoneiden kerrosalan ja tilavuuden esiintyvyydestä Suomessa.

Aukot tilojen välillä Asunnossa huoneet voidaan erottaa toisistaan käyttötarkoituksen mukaan. Huoneiden käyttö-tarkoitus sanelee suurelta osin sen, miten huoneet ovat järjestäytyneet huoneistossa. Suomen asuntokannassa huoneiden kytkey14

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

1 2 3 4 N=

Keittiö Aukkojen lukumäärä 1 2 3 4 5 6 N= Eteinen Aukkojen lukumäärä 1 2 3 4 5 6 7 N=

344 92 15 3 454

0,76 0,20 0,03 0,01 1,00

Huoneita

Osuus

194 80 26 9 4 3 316

0,61 0,25 0,08 0,03 0,01 0,01 1,00

Huoneita

Osuus

6 34 73 82 55 32 15 297

0,02 0,11 0,24 0,27 0,18 0,11 0,05 1,00

0,66 0,34 0,03 0,01

0,34 0,19 0,13 5 0,01

Ovia auki Kaikki auki 0,87 0,69 0,32 0,19 0 0,07

Kaikki kiinni 0,13 0,03 0 0,11 0 0

Ovia auki Kaikki auki 0,28 0,12 0,04 0,03 0,02 0,03 0

Kaikki kiinni 0,72 0,43 0,1 0,02 0,02 0 0,01

0,46 0,52 0,35

0,32 0,52

0,12

1

2

3

4

5

0,28 0,17 0,1 0 0

0,51 0,24 0,25 0

0,35 0,46 0,19

0,3 0,12

0,62

1

2

3

4

5

6

0,45 0,5 0,23 0,1 0,04 0,03

0,36 0,46 0,28 0,22 0,07

0,25 0,41 0,35 0,23

0,17 0,2 0,38

0,07 0,26

0,02

Eteistilan koko ja muoto vaihtelee eniten eri asuntojen kesken. Eteistila jakaa hyvin usein asunnon osiin ja tämän vuoksi eteiseen johtavien aukkojen lukumäärä vaihtelee paljon. Makuuhuoneet toisaalta ovat hyvin usein tiloja, joihin johtaa vain yksi aukko, jonka koko on myös usein lähes sama eri asunnoissa.


aulukko 4. Huoneeseen johtavien aukkojen lukumäärän perusteella muodostettujen aukkojen ojen jakaumien parametrit ja tunnusluvut Ovia Olohuone

Makuuhuone Keittiö

Eteinen

1 2 3 4 5 1 2 3 1 2 3 4 1 2 3 4 5

Keskiarvo m2 2,4 5,3 8,3 10,9 12,9 2,0 4,3 6,3 2,5 5,8 9,4 11,8 2,1 4,2 6,4 8,4 10,7

Hajonta

μ1

σ1

c

μ2

σ2

0,8 1,8 2,2 3,8 5,7 0,5 0,9 1,6 1,0 1,9 2,5 5,6 0,4 0,6 1,0 1,3 1,5

1,75 3,7 5,9 7,8 11,8 1,7 3,5 6,1 1,75 3,8 6,1 10,7 1,7 3,5 5,4 7,4 10,2

0,13 0,15 0,2 0,16 0,42 0,11 0,13 0,25 0,12 0,18 0,16 0,45 0,14 0,13 0,12 0,13 0,1

0,25 0,6 0,5 0,65 0 0,12 0,23 0 0,23 0,5 0,58 0 0,2 0,29 0,35 0,3 0,2

3,9 5,9 10,2 11,5

0,5 0,39 0,3 0,4

3,8 6,5

0,52 0,35

3,9 7,1 11,2

0,65 0,39 0,3

3,4 5,6 7,9 10,4 12,3

0,28 0,2 0,21 0,2 0,25

rit on koottu taulukkoon 4. Olohuone ja keittiö eroavat aukkojen suhteen makuuhuoneesta ja eteisestä. Keittiö ja olohuone on monessa tapauksessa suorassa yhteydessä toisiinsa. Jokainen jakauma muodostetaan kahden logaritmisesti normaalin jakauman kertymäfunktion summana.

Palokuorma

Aukkojen alan kertymä eteisessä

Palokuormatiedot kerättiin esineiden tarkkuudella tai jopa esineissä olevien eri mate7 riaalien tarkkuudella. Saatuja palokuorma0.8 tietoja voidaan pitää erittäin tarkkoina ja yli 3 2 4 5 kolmensadan asunnon tietojen ansiosta myös erittäin kattavana. Palokuormamittauksiin 0.6 on sovitettu kahden logaritmisesti normaalin jakauman kertymäfunktion summa. Tyy0.4 pillisesti palokuormajakaumaa on kuvattu gumbel jakaumalla. Logaritmisesti normaali jakauma sopii havaintoihin erittäin hyvin, 0.2 kuten kuvasta 3d voidaan havaita. Palokuorman mittaustulokset jäävät lähes kokonaan sovitteen alle, jolloin kuvassa näyttäisi ole0.0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 van vain yksi käyrä. Teoriassa logaritmisesti Aukon ala (m2) normaali jakauma muodostuu, kun tarkasteltavaan ilmiöön vaikuttaa useita toisistaan riippumattomia suureita, jotka kertautuvat. Kuva 2. Eteisestä muihin tiloihin johtavien aukkojen yhteenlaskettu ala. Kuvasta 3b havaitaan selvästi kuinka asuinkerrostaloissa ja rivitaloissa kiinteän palokuorman määrä on selkeästi vähäisempi kuin Oviaukon koko on hyvin samankaltainen erilaisissa huoneistoissa. Tämä näkyy selvästi siitä, omakotitaloissa. Irtaimistoa sen sijaan kertyy että aukkojen jakaumat ovat lähellä toistensa kerrannaisia. Tämä erottuu varsin selkeästi kaikkiin talotyyppeihin lähes yhtä paljon pineteisen aukkojen alojen jakaumissa (kuva 2). Huoneessa olevien aukkojen yhteenlasketun ta-ala kohden (kuva 3a). Kerrostaloasunnoispinta-alan jakaumien parametrit koottu taulukkoon 4. usein asunnon osiin ja tämän vuoksi etei- sa kiinteän palokuorman osuus on hyvin pietyminen toisiinsa on melko on samankaltaista eri huoneistoissa eli huoneiden välinen to- seen johtavien aukkojen lukumäärä vaihte- ni. Seinät ja katot ovat hyvin usein betonia. lee paljon. Makuuhuoneetja toisaalta ovat hy-Keittiö Omakotitaloissa palokuormasta merkittävä pologia on useiden huoneiden yhdistelyssä Olohuone ja keittiö eroavat aukkojen suhteen makuuhuoneesta eteisestä. ja usein tiloja, joihin johtaa vain yksi auk- jakauma osuus tulee seinien ja kattojen materiaaleiskesken saman-kaltaista. olohuoneasuntojen on monessa tapauksessaHuoneisuorassavin yhteydessä toisiinsa. Jokainen ko, jonka koko on myös usein lähes sama eri ta. Kuvissa esitettyjen sovitteiden parametrit den keskinäinen sijainti määräytyy käytän- jakauman muodostetaan kahden logaritmisesti normaalin kertymäfunktion summana. esitetään taulukossa 5. nön ja tottumuksen takia. Esimerkiksi olo- asunnoissa. Seuraavassa kuvassa esitetään auki olevien huone ja keittiö ovat melko usein suorassa Taulukko 4. Huoneeseen johtavien aukkojen lukumäärän perusteella muodostettujen aukkojen aukkojen yhteenlaskettujen alojen jakaumat yhteydessä toisiinsa. alojen jakaumien parametrit ja tunnusluvut Eri käyttötarkoitukseen tarkoitettuihin eteistiloissa. Pienet pisteet kuvissa kuvaavat VERTAILU SUOMEN huoneisiin johtavien aukkojen lukumäärä yhden huoneen aukkojen alojen summaa, ASUNTOKANTAAN Hajonta Ovia Keskiarvo c μ1 μ2 σ1 σ2 kun huoneeseen johtavia aukkoja on avoinAsuntotietokannan asunnot jakautuvat eri sekä näiden aukkojen aukiolon todennäköim2 syysOlohuone määrää tulipalon käytettävissä olevan ti- na 1 2,4 0,8 määrätty 1,75määrä 0,13ja yhtenäiset 0,25 3,9käyrät0,5ovat asuntotyyppeihin seuraavasti: kerrostaloja 65 2 5,3 mää- pisteisiin 1,8 3,7 0,15jakaumia. 0,6 5,9 0,39 sovitettuja %, omakotitaloja 16 %, rivitaloja 14 % ja lavuuden palon alkuvaiheessa ja samalla 3 8,3 2,2 5,9 0,2 0,5 10,2 0,3 Oviaukon koko on hyvin samankaltainen muita 5 %. Suomessa Tilastokeskuksen airittää alan savuvahingolle. Taulukossa 3 on 4 10,9 3,8 7,8 0,16 0,65 11,5 0,4 huoneistoissa. Tämä näkyy selväsneistojen pohjalta vastaava jakauma on 43 yhteenveto asunto-tietojen perusteella mää- erilaisissa 5 12,9 5,7 11,8 0,42 0 ovat 0,52 lähellä %, 40 %, 14 % ja 3 %. Asuntotietokantaan ritettyjen huoneeseen johtavien aukkojen lu- ti0,5siitä, että Makuuhuone 1 2,0 1,7aukkojen 0,11 jakaumat 0,12 3,8 kerrannaisia. varsin on siis valikoitunut valtakunnan jakaumaan kumäärästä sekä näiden2 aukkojen4,3 aukiolon toistensa 0,9 3,5 0,13 Tämä 0,23 erottuu 6,5 0,35 selkeästi eteisen aukkojen todennäköisyydestä. 3 6,3 1,6 6,1 0,25 0 alojen jakaumis- verrattuna enemmän kerrostaloasuntoja ja Keittiö koko ja muoto 1 2,5 eniten sa 1,0(kuva 2). 1,75 0,12 olevien 0,23 3,9 0,65yh- omakotitalo asuntoja vähemmän. ValikoiHuoneessa aukkojen Eteistilan vaihtelee 2 5,8 1,9 3,8 0,18 0,5 7,1 0,39 eri asuntojen kesken. Eteistila jakaa hyvin teenlasketun pinta-alan jakaumien paramet- tuminen on hyvin loogista, koska tietojen Ovia auki 1

Kertymä

1.0

Asuntotietokannasta voidaan poimia yksittäisiä asuntoja suoraan palosimulointiin.

Eteinen

3 4 1 2 3

9,4 11,8 2,1 4,2 6,4

2,5 5,6 0,4 0,6 1,0

6,1 10,7 1,7 3,5 5,4

0,16 0,45 0,14 0,13 0,12

0,58 0 0,2 0,29 0,35

11,2

0,3

3,4 5,6 7,9

0,28 0,2 0,21

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

15


palokuorman osuus on hyvin pieni. Seinät ja katot ovat hyvin usein betonia. Omakotitaloissa palokuormasta merkittävä osuus tulee seinien ja kattojen materiaaleista. Kuvissa esitettyjen sovitteiden parametrit esitetään taulukossa 5. a 1.0

Irtaimiston palokuorma

1.0

0.8

0.8

0.6 Kerrostalo Omakotitalo

0.4

Rivitalo

Kertymä

Kertymä

Kiinteä palokuorma

b

Kerrostalo Sovite

0.2

Kerrostalo Omakotitalo

0.4

Rivitalo Kerrostalo Sovite

0.2

Omakoti Sovite Rivitalo Sovite

0.0

0.6

0.0

Omakoti Sovite Rivitalo Sovite

TULIPALON NÄKÖKULMA Asuntotietokannasta voidaan poimia yksittäisiä asuntoja suoraan palosimulointiin. Toisaalta simulointeihin saadaan realistiset alkuarvot myös esitettyjen parametrisoitujen kertymäkäyrien avulla. Teoreettiset jakaumat laajentavat havaintopisteistä saatua tietoa. Jakaumien määrittämisen ansiosta jatkuvan jakauman kaikkea tietoa voidaan käyttää lähes vapaasti. Simulointiin voidaan poimia lähtötiedot jakaumista luotettavasti myös havaintopisteiden ulkopuolelta. Edellä esitettyjen huoneiden tilavuuksien jakauman ja aukkojen määrän, sekä niiden aukiolon perusteella, voidaan muodostaa tulipalolle oikeat reunaehdot. Kun asunnon ”kuorten” sisälle liitetään vielä palokuormatiedot huoneittain jaoteltuna, saadaan tulipalon kehittymiselle todellinen ympäristö. Tulipalon näkökulmasta asunnossa tärkeätä on palokuorma ja sen palamisherkkyys, huoneiden koko ja aukkojen kautta muiden tilojen sisältämä ilma. Palovahinkoja pystytään mallintamaan kun käytetään lähtöarvoina asuntotietokannasta saatavia tietoja. Tulipalon syttymisherkkyyttä eri asunnoissa ei vielä pystytä kerätyn aineiston avulla arvioimaan, mutta syttyneen palon etenemistä voidaan mallintaa jo niin tarkasti, että palovahinkojen jakauman muodos16

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

200

400 600 Palokuorma MJ/m2

Kertymä

Kertymä

800 1000 0 200 400 600 800 1000 kerääjät olivat pääosin nuoria opiskelijoita. Palokuorma MJ/m2 Asuntotietokannan asuntojen keskimääräic d Kokonaispalokuorma Kokonaispalokuorma asunnoissa nen koko 60 m2 jää myös Suomen asuntojen 1.0 1.0 keskikoosta 78 m2. Valikoituneiden tietojen 0.8 0.8 syöttäjien aikaansaama poikkeama valtakunnallisesta jakaumasta voidaan eliminoida va0.6 0.6 Kerrostalo litsemalla asuntotietokannasta otos, jossa raOmakotitalo 0.4 0.4 kennustyypit jakautuvat oikein. Rivitalo Kerrostalo Sovite Asuntokunnan koko, eli samassa taloudes0.2 0.2 Omakoti Sovite sa asuvien henkilöiden lukumäärä, ei poikRivitalo Sovite 0.0 0.0 kea valta-kunnallisesta jakaumasta merkittä0 500 1000 1500 0 500 1 000 1 500 2 000 2 västi. Yhden henkilön asuntokuntia on asunPalokuorma MJ/m Palokuorma MJ/m2 totietokantaan valikoitunut kuitenkin enem- Taulukko 5. Palokuormaan tehtyjen sovitteiden parametrit huoneistoittain. män eli 49 %, kun Suomessa kaikkiaan täl- Kuva 3. Irtaimistosta muodostuvan a, kiinteän palokuorman b sekä kokonaispalokuorman c Hajonta N Keskiarvo c Havaintoihin μ1 μ2 σ1pisteinä. σ2 laisia asuntokuntia on 41 %. Yli viiden hen- kertymät havainnoista eri rakennustyyppeihin jaoteltuna esitetään MJ/m2 gen asuntokuntia tietokantaan ei ole tallen- sovitetut kertymäkäyrät ovat Kokonaispalokuorma 314 yhtenäisellä 492 viivalla. 346 250 0,7 0,6 630 0,59 nettu yhtään vaikka Suomessa niiden osuus Irtain 314 348 364 10 0,95 0,06 255 0,86 Kiinteä 314 146 73 60 0,3 0,75 340 0,55 on noin 5 %. Asuntokunnan koon ero väheKerrostalo 206 372 142 120 0,28 0,05 360 0,37 nee samalla, kun asuntotyyppien jakaumaa Irtain 206 309 145 75 0,3 0,05 290 0,45 Kiinteä 206 63 27 52 0,38 0,97 260 0,55 korjataan. Suomessa 15–64-vuotiaista 24 % 8 Omakotitalo 50 520 180 470 0,36 0,8 580 0,25 tupakoi päivittäin. Asuntotietokannan asukIrtain 50 292 127 135 0,2 0,05 275 0,42 Kiinteä 50 225 80 95 0,28 0,43 300 0,36 kaista tupakoitsijoita on 17 %.

Rivitalo Irtain Kiinteä

0

46 46 46

433 292 145

171 135 83

380 120 100

0,4 0,8 0,4

0,9 0,15 0,9

600 290 300

0,26 0,4 0,26

VERTAILU SUOMEN ASUNTOKANTAAN Asuntotietokannan asunnot jakautuvat eri asuntotyyppeihin seuraavasti: kerrostaloja 65 %, omakotitaloja 16 %, rivitaloja 14 % ja muita 5 %. Suomessa Tilastokeskuksen aineistojen taminenvastaava tulee mahdolliseksi. Keskeytyksettä fi/asuntotietokanta. Tietoja kerätään edelleen pohjalta jakauma on 43 %, 40 %, 14 % ja 3 %. Asuntotietokantaan on siis etenevän tulipalon ja savun aiheuttamien va- suuremman ja kattavamman kuvan muodosvalikoitunut valtakunnan jakaumaan verrattuna enemmän kerrostaloasuntoja ja omakotitalo hinkojenvähemmän. kertymistäValikoituminen asuinrakennuksissa pys- loogista, tamiseksikoska Suomen asunnoista. asuntoja on hyvin tietojen kerääjät olivat pääosin tytäänopiskelijoita. ajallisesti mallintamaan. nuoria Asuntotietokannan asuntojen keskimääräinen koko 60 m2 jää myös Suomen asuntojen 78 m2. Valikoituneiden tietojen syöttäjien aikaansaama Jakaumaa palavankeskikoosta kohteen vaikutusalueespoikkeama valtakunnallisesta jakaumasta voidaanKIITOKSET eliminoida valitsemalla asuntotietokannasta ta ei pystytä suoraan muodostamaan edellä otos, jossa rakennustyypit jakautuvat oikein. esitettyjen jakaumien avulla, sillä tilojen koko Kiitokset Pelastusopiston opiskelijoille 2009–

ja aukkojen määrä on voimakkaasti riippu-

2010 sekä heitä ohjanneille opettajille, jot-

Asuntokunnan koko, eli samassa taloudessa asuvien henkilöiden lukumäärä, ei poikkea valtavainen koko asunnon kerrosalasta. Jakaumia ka tuottivat asuntotietokannan tiedot. Tutkunnallisesta jakaumasta merkittävästi. Yhden henkilön asuntokuntia on asuntotietokantaan voidaan käyttää kuitenkin tulipalon kimusta ovat rahoittaneet Palosuojelurahasto, valikoitunut kuitenkin enemmän eli 49mallin%, kun Suomessa kaikkiaan tällaisia asuntokuntia on ja simuloinnin sisäasiainministeriö, so41nuksen %. Ylilähtötietoina viiden hengen asuntokuntiatuloksistietokantaan ei ole tallennettu ympäristöministeriö, yhtään vaikka Suomessa ta voidaan leviävän pa-koonsiaaliterveysministeriö ja VTT. niiden osuustarkastella on noin asunnossa 5 %. Asuntokunnan ero ja vähenee samalla, kun asuntotyyppien lohaitan kertymistä. jakaumaa korjataan. Suomessa 15–64 vuotiaista 24 % tupakoi päivittäin. Asuntotietokannan asukkaista tupakoitsijoita on 17 %.

YHTEENVETO

LÄHDELUETTELO

1. Keski-Rahkonen, O., Karhula, T. & Hostikka, S., 2009a. Palokuoleman ehkäisykeita tietoa Suomen asunnoista. Kerätty tieto- nojen arviointiohjelma – tuloksia esitutkiAsuntotietokannasta voidaan poimia yksittäisiä asuntoja suoraan palosimulointiin. Toisaalta määrä on merkittävä ja kaikkia asuntotiemuksesta, 6, 28–33. simulointeihin saadaan realistiset alkuarvot myösPelastustieto esitettyjen60, nro parametrisoitujen tokannan tietojen käyttömahdollisuuksia ei laajentavat 2. Keski-Rahkonen, O., Karhula, & kertymäkäyrien avulla. Teoreettiset jakaumat havaintopisteistä saatua T. tietoa. varmasti ole vielä hyödynnetty. MuodostettuHostikka, S., 2009b. jakauJakaumien määrittämisen ansiosta jatkuvan jakauman kaikkea tietoa Palokuormien voidaan käyttää lähes ja jakaumia voidaan käyttää asuinrakennukmat palo-kuoleman ehkäisykeinojen vapaasti. Simulointiin voidaan poimia lähtötiedot jakaumista luotettavastiarvioinmyös havaintopisteiden sissa tapahtuvienulkopuolelta. tulipalojen mallinnuksessa. tiohjelmassa, Pelastustieto 60, palontorjuntaEdelleen toimivaan tietokantaan voi käydä tekniikka-erikoisnumero – Palotutkimuksen Edellä esitettyjen huoneiden tilavuuksien jakauman ja aukkojen määrän, sekä niiden aukiolon tutustumassa osoitteessa http://building.vtt. päivät 2009, s. 108–114. TULIPALON NÄKÖKULMA Asuntotietokanta sisältää paljon arvokas-

perusteella, voidaan muodostaa tulipalolle oikeat reunaehdot. Kun asunnon ”kuorten” sisälle liitetään vielä palokuormatiedot huoneittain jaoteltuna, saadaan tulipalon kehittymiselle todellinen ympäristö. Tulipalon näkökulmasta asunnossa tärkeätä on palokuorma ja sen palamisherkkyys, huoneiden koko ja aukkojen kautta muiden tilojen sisältämä ilma.


Topi Sikanen ja Olavi Keski-Rahkonen (eläkkeellä VTT:ltä), VTT, PL 1000, 02044 VTT

Kytevän palon liekkiin leimahtaminen Tiivistelmä Huomattava osa paloista alkaa kytevänä ja kehittyy vasta myöhemmin liekehtiväksi. Kytemisen ja liekkiin leimahtamisen teoriaa ja mekanismeja on kuitenkin tunnettu tähän päivään saakka erittäin heikosti. Kun yritämme mallittaa palokuolemiin johtavaa prosessia, kyteminen on tapahtumien alkuvaiheen sekä myös sen kehittymisen katkaisun kannalta avainkysymyksiä, sillä ajallisesti kytemisvaihe saattaa kestää kauan. Silloin on myös aikaa ryhtyä toimenpiteisiin. Palokuolemien ehkäisykeinojen arviointiohjelman tukena tehtiin numeerisia kokeita kytevän palon syttymisestä liekehtivään paloon. Näillä kokeilla etsittiin kytevän kohteen ja sitä välittömästi ympäröivän palavan materiaalin muodostaman järjestelmän avainmuuttujat liekkiin leimahtamiseen johtavalla polulla. Niiden perusteella suunniteltiin kytökoesarja savukkeilla, josta raportoidaan myöhemmin.

JOHDANTO Kyteminen ja palokuolemat liittyvät tilastojen mukaan selkeästi toisiinsa. Tupakka ja kytevä materiaali ovat yhdistelmä, josta kohtalokas palo voi alkaa kuten havaittiin palokuoleman ehkäisykeinojen arviointiohjelmassa tehdyssä tilastokatsauksessa [1]. Yhteys oli niin selvä, että jo esitutkimuksen loppuvaiheessa kytemisen kirjallisuustutkimusta laajennettiin huomattavasti ja etsittiin alalta kaikista viimeisin ja käyttökelpoisin tieto. Siinä onnistuttiinkin ja esitutkimuksen tuloksia

käsittelevässä toisessa raportissa [2] selostettiinkin laajasti asiasta tehtyjä löytöjä. Kytemistä käsittelevää kirjallisuustutkimusta tehtäessä alkoi ilmestyä ensimmäisiä artikkeleita, joissa kytevää kohdetta simuloitiin numeerisesti. Esiin nousivat erityisesti Kalifornian yliopiston professori FernandesPellon ryhmän työt ja näistä erityisesti Rein ym. [3] tekemään polyuretaanin simulointi. Aldushin ym. [4,5,6] artikkelit käsittelivät liekkiinleimahtamista analyyttisesti sekä numeerisesti. Liu ym. [7] tarkastelivat vastavirtaisen kytörintaman muotoja analyyttisesti ja osoittivat, että sopivissa olosuhteissa rintama jakautui kolmihaaraiseksi, jolloin yksi osa eteni myötävirtaisena kytemisenä ja siten saattoi johtaa paljon korkeampiin lämpötiloihin. Lu ym. [8] jatkoivat samaan henkeen tarkastelemalla kaksiulotteista vastavirtaista kytörintamaa. Sielläkin liekkirintama saattoi jakautua kolmeksi laihan polttoaineseoksen alueella ja johtaa 200 ... 600 K korkeampiin lämpötiloihin. Lu ym. epäilivät tämän liittyvän liekkiin leimahtamiseen. Ghabi ym. [9,10] kehittivät sylinterisymmetrisen mallin polyuretaanin kytemiselle ja julkaisivat saman kokeen simulointia useassa eri artikkelissa. He eivät havainneet mitään erityistä, joka olisi viitannut liekehtimisen alkamiseen. VTT:llä ei ollut aikaisempaa kokemusta näiden mallien tekemisestä eikä ohjelmoinnista, mutta pyrolysoinista aloitettiin jo muutama vuosi sitten tutkimukset, joissa kehitet-

tiin mallien määritys termogravimetrimittausten pohjalta. Kun Gpyro [11,12,13] tuli julkisohjelmana yleisesti saataville, sitä ruvettiin käyttämään luonnollisena laajennuksena aiemmin tehdylle työlle. Tuoreessa väitöskirjassa Dodd [14] on käsitellyt laajemmin kytemistä ja liekkiin leimahtamista kaksiulotteisessa simuloinnissa. Sen pohjalta on julkaistu tieteellinen artikkeli [15], joka yksityiskohtaisemmin kuin mikään tähänastinen tutkimus kuvaa polyuretaanin liekkiin leimahtamista ja siihen liittyviä yksityiskohtia. Näiden esimerkkien perusteella päätimme tiiviissä yhteistyössä tohtori Lautenbergerin kanssa simuloida liekkiin leimahtamista Gpyro-ohjelmalla ja sen jälkeen tehdä sillä kokeiluja tehtävämme ongelmissa.

KYTEVÄ PALO JA LIEKKIIN LEIMAHTAMINEN Ohlemiller [16] määrittelee käsikirjatekstissä: ’Kytevä palo on hidasta, matalassa lämpötilassa tapahtuvaa liekitöntä, hehkuen palamista. Sitä ylläpitää lämpö, jota vapautuu hapen osuessa suoraan jähmeän polttoaineen pintaan.’ Tärkeätä ja vaarallista kytemisessä on sen itseään ylläpitävä ominaisuus. Kun kyteminen tapahtuu hyvin lämpöä eristävässä aineessa, se voi jatkua pienellä palamisnopeudella ja energiantuotolla niin pitkiä aikoja, että kytevän kohteen olemassaoloa on vaikea huomata. Pitkienkin aikojen jälkeen kytevä kohde voi äkkiä muuttua liekehtiväksi PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

17


huomata, että tässä tarkastellaan adiabaattista systeemiä, jollaista ei todellisuudessa ole. mukaan otetaan lämpöhäviöt ympäristöön, sama malli toimii edelleen, mutta L numeroarvo kasvaa. Kun häviöt kasvavat riittävästi, ne estävät liekkiin leimahtamisen tyy

Myötävirtainen pakotettu kyteminen ja sytyttää suuren palon. Toinen kytöpalon KYTEMISEN JA LIEKKIIN LEIMAHTAMISEN SIMULOINTI vaarallinen ominaisuus on, että aine palaesIlma a) a) laskettiin Gpyro-ohjelmallab) saan kytemällä tuottaa vaarallisia myrkyllisiä Kytemistä Palanut aine Palamaton aine b) a) kytörintaman eteneminen ja lämpötilan Kuva 1paa) Vastavirtaisen lopulta. X-akselilla [11,12,13], oli VTT:llä kokeiltu jonousu jon-X-akselilla yhdisteitä huomattavasti enemmän Kuva 1kuin a) Vastavirtaisen kytörintamanjota eteneminen ja lämpötilan nousu lopulta. b) etäisyys x sytyttämisreunasta ja y-akselilla lämpötila T. Kuvaan piirretty lisäksi etäisyys keskix sytyttämisreunasta ja aineiden y-akselilla reaktioparametrien lämpötila T. Kuvaan piirretty lisäksi kinsekä aikaa määlaessaan liekillä. Tässä tutkimuksessa Kuva 1 a) Vastavirtaisen kytörintaman eteneminen Ljaf määrityksessä lämpötilan nousu X-akselilla Liekehtimispituus katkoviivalla liekehtimispituuden käytettylopulta. kynnysarvo. käytetty kynnysarvo. Liekehtimispituus sekä katkoviivalla liekehtimispituuden Lf määrityksessä Simuloinneissa annettuja polyuretaanille a)käytettiin taulukoissa etäisyys x sytyttämisreunasta ja 1-3 y-akselilla lämpötila T. yleisesti Kuvaan hyväksyttyjä piirretty lisäksi Reaktiovyöhyke rittämiseen. Liekkiin leimahtamisen simutyttiin kuitenkin erityisesti liekkiin leimahSimuloinneissa käytettiin taulukoissa 1-3 annettuja polyuretaanille yleisesti hyväksyttyjä 2 standardiparametreja kaasuvuota G pakotetun kytemisen b) 2 5 g/m s. b) Vastavirtaisen 0 = Liekehtimispituus sekäjakatkoviivalla liekehtimispituuden Lf määrityksessä käytetty kynnysarvo. = 5 g/m s. b) Vastavirtaisen pakotetun kytemisen standardiparametreja ja kaasuvuota G 0 laatioissamme käytetään kolmen reaktion tamisen ennustamiseen. liekehtimispituus Lkytörintaman funktiona. Standardiparametreilla saadut tulokset mustalla, Kuva 1Simuloinneissa a) Vastavirtaisen eteneminen ja lämpötilan lopulta. f kaasuvuon käytettiin taulukoissa 1-3 annettuja nousu polyuretaanille yleisesti hyväksyttyjä liekehtimispituus Lf kaasuvuon funktiona. Standardiparametreilla saadut tuloksetX-akselilla mustalla, Ilma 2 Kuvaan piirretty lisäksi katkoviivat kuvaavat voimistettuja hiiltymän hapettumisia. etäisyys xteorisytyttämisreunasta ja y-akselilla mallia, Aldushin käytti- pakotetun Kytemisen ja liekkiin leimahtamisen standardiparametreja jakuten kaasuvuota Glämpötila 5 g/mT.[4,5,6] s. b) Vastavirtaisen kytemisen katkoviivat kuvaavat voimistettuja hiiltymän hapettumisia. 0 = ym. Liekehtimispituus sekä katkoviivalla liekehtimispituuden Lf määrityksessä käytetty kynnysarvo. Palamaton aine Palanut aine liekehtimispituus Standardiparametreilla saadut tulokset mustalla, f kaasuvuon funktiona. vätLtaulukoissa analyyttisissä ja numeerisissa malleissaan. aa ja mekanismeja on tutkittu tähän päiväänkäytettiin Simuloinneissa 1-3 annettuja polyuretaanille yleisesti hyväksyttyjä 2 katkoviivat kuvaavat voimistettuja hiiltymän hapettumisia. KYTEMISEN JAkaasuvuota LIEKKIIN LEIMAHTAMISEN SIMULOINTI s. b) Vastavirtaisen standardiparametreja ja G0 = 5 g/m SIMULOINTI KYTEMISEN JA LIEKKIIN LEIMAHTAMISEN Etenevää kytörintamaa kuvaava mallipakotetun sisältääkytemisen mennessä melko paljon. Yhteisymmärrykseen liekehtimispituus Lf kaasuvuon funktiona. Standardiparametreilla saadut tulokset mustalla, eksotermisen (lämpöä polttoailiekkiin leimahtamisen teoriasta ei Kytemistä kuitenlaskettiin Gpyro-ohjelmalla [0,0,0], oli VTT:llä kokeiltu jonkin katkoviivat kuvaavat voimistettuja hiiltymän hapettumisia. (a) aikaa Vastavirtainen pakotettu kyteminen Kytemistä laskettiin Gpyro-ohjelmalla [0,0,0], jota luovuttavan) oli jota VTT:llä kokeiltu jo jonkinjoaikaa JA LIEKKIIN LEIMAHTAMISEN SIMULOINTI aineiden reaktioparametrien määrittämiseen. Liekkiin leimahtamisen simulaatioissamme reaktioparametrien määrittämiseen. Liekkiin leimahtamisen simulaatioissamme neen hapettumisen, endotermisen (lämpöä kaan ole vielä päästy. Aldushinaineiden ym.KYTEMISEN [4,5,6] käytetään kolmen reaktion mallia, kuten Aldushin ym. [0,0,0] käyttivät analyyttisissä ja käytetään kolmen reaktion mallia, kuten Aldushin ym. [0,0,0] käyttivät ja Kuva 2.analyyttisissä Pakotetun kytemisen myötä- ja vastavirtaiset muodot yksiulotteisessa aineessa. KYTEMISEN JA LIEKKIIN LEIMAHTAMISEN SIMULOINTI numeerisissa malleissaan. Etenevää kytörintamaa kuvaava malli eksotermisen sisältää eksotermisen sitovan) polttoaineen pyrolyysin eksotertutkivat ilmiötä yksityiskohtaisesti. He tutkiKytemistä laskettiin Gpyro-ohjelmalla [0,0,0], jota olijasisältää VTT:llä kokeiltu jo jonkin aikaa numeerisissa malleissaan. Etenevää kytörintamaa kuvaava malli (lämpöä luovuttavan) polttoaineen hapettumisen, endotermisen (lämpöä sitovan) polttoaineen aineiden määrittämiseen. Liekkiin simulaatioissamme (lämpöä luovuttavan) polttoaineen hapettumisen, endotermisen (lämpöäleimahtamisen sitovan) polttoaineen misen hiiltymän hapettumisen. vat yksinkertaista kytevän aineen mallia, jos-reaktioparametrien Kytemistä laskettiin Gpyro-ohjelmalla [0,0,0], jota oli VTT:llä kokeiltu jo jonkin aikaa pyrolyysin ja eksotermisen hiiltymän hapettumisen. pyrolyysin ja eksotermisen hiiltymän hapettumisen. käytetään kolmen reaktion mallia, kuten Aldushin ym.SIMULOINTIEN [0,0,0] käyttivät analyyttisissä ja TULOKSET aineiden reaktioparametrien määrittämiseen. Liekkiin leimahtamisen simulaatioissamme sa oli vain kolme jähmeän aineen reaktiota, numeerisissa malleissaan. Etenevää kytörintamaa kuvaavaanalyyttisissä malli sisältää eksotermisen käytetään kolmen reaktion mallia, kuten Aldushin ym. [0,0,0] käyttivät ja (1) Polttoaine +⎯ μ Oμ ⎯ ⎯→ μ Hiiltymä +endotermisen μ Kaasut (1) sitovan) polttoaineen Polttoaine + O ⎯→ Hiiltymä + μ Kaasut (lämpöä luovuttavan) polttoaineen hapettumisen, μ Etenevää kytörintamaa eikä lainkaan kaasufaasin reaktioita. Uutta numeerisissa malleissaan. kuvaava malli Syttymislämpötila sisältää(lämpöä eksotermisen (2) Polttoaine μ Hiiltymä + μ Kaasut pyrolyysin ja eksotermisen hiiltymän (2) Polttoaine ⎯⎯→ μ ⎯⎯→ Hiiltymä + μ hapettumisen. Kaasut (lämpöä luovuttavan) polttoaineen hapettumisen, endotermisen (lämpöä sitovan) polttoaineen tässä käsittelyssä oli, että syttyminen liekehOn pidettävä mielessä, että vastavirtaisessa pakotetussa kytemisessä näyt pyrolyysin ja eksotermisen hiiltymän hapettumisen. (3) Hiiltymä + μ O ⎯ ⎯→ μ Tuhka + μ Kaasut (3) Hiiltymä + μ O ⎯⎯→ μ Tuhkar + μ Kaasut vaikuttaa tivään paloon nähtiin nimenomaan kriittise(1) voimakkaasti kytörintaman etenemiseen. Kuvassa 3 on tut Polttoaine + μ10 O2 ⎯ ⎯→ μ1c Hiiltymä + μ1gsytyttämislämpötila Kaasut sytyttämislämpötilan vaikutusta muiden parametrien saadessa vakioarvoja. (1) Polttoaine + μ O ⎯ ⎯→ μ Hiiltymä + μ Kaasut r suuntaan, nä ilmiönä jossa olosuhteiden ollessa sopivat, on mallitettu tavanomaiseen tapaan Arrheniuksen yhtälöillä: (2) järjestelmä on myötävirtainen; jos ReaktiotReaktiot on mallitettu tavanomaiseen tapaan yhtälöillä: Polttoaine ⎯⎯→ μ 2Arrheniuksen c Hiiltymä + μ 2 g Kaasutsytyttämislämpötila on liian matala, rintama ei koskaan lähde etenemään. Jos lämpötil (2) Polttoaine ⎯⎯→μ′′′ Hiiltymä + μ Kaasut r  E tavanomaiseen Reaktiot on mallitettu tapaan kytörintama etenee hapetinvirtaa vastaan, se reaktiot kiihtyvät itsestään johtaen lämpöräρ Y⎯ r′′′  O ωρ Y ω E   r (3) Hiiltymä + μ ⎯→ μ Tuhka + μ Kaasut   −Z+ μexp 4 3 a Y − =30μZ2 Tuhka (4) , Y 1g , exp = + μ =O ⎯⎯→ (4) (3) Hiiltymä   RT Kaasut   ρ yhtälöillä: ρρ ρ ρ Arrheniuksen on vastavirtainen. Kun hapetinta liikuttaa jojähdykseen. He johtivat analyyttisen lausek RT     Reaktiot on mallitettu tavanomaiseen tapaan Arrheniuksen kin ulkoinen voima, järjestelmä on pakotetkeen liekehtimispituudelle Lf , Reaktiot eli minimieon mallitettu tavanomaiseen tapaan Arrheniuksen yhtälöillä: yhtälöillä: Seuraavat lisäolettamukset on (a) tehty: (a) lämmönsiirto on yksiulotteista, (b) jajähmeä ja Seuraavat lisäolettamukset on tehty: lämmönsiirto on yksiulotteista, (b) jähmeä n  ′ ′ ′   Y ω ρ  ′ ′ ′   tu.(d)Tässä(d)käytetty malli on jonkin verran yktäisyydelle jonka kytörintamankaasufaasi on edettävä, ωrk ρ YdA E E   n A  (c)  ovatr lämpötasapainossa, (c) kaasut poistuvat näytteestä välittömästi, kaasufaasi ovat lämpötasapainossa, kaasut poistuvat näytteestä välittömästi, k  = Z exp − Z Yexp − , = == (4) , (4) YO huomioon.  reaktioita säteilylämmönsiirtoa jaρρ(e) kaasufaasin ei kole huomioon. GPyron käyttämät säteilylämmönsiirtoa ja ρ(e) kaasufaasin otettu GPyron käyttämät RT ρ RT ρ t =0 reaktioita  otettu sinkertaisempi kuin Doddin [14] tai Reinin ennekuin liekkiin leimahtaminen on mahei ole  t =0  t =0   mallit jamallit ratkaisumenetelmät on kuvattu yksityiskohtaisesti muualla muualla [0,0] eikä[0,0] niitäeikä kerrata ja ratkaisumenetelmät on kuvattu yksityiskohtaisesti niitä kerrata [3] käyttämät mallit. Merkittävimpinä eroidollista. He piirsivät sekä analyyttisellä ettässä yhteydessä. tässä yhteydessä. Seuraavat lisäolettamukset on tehty: on (a) tehty: lämmönsiirto on yksiulotteista, (b) jähmeä ja (b) jähmeä ja Seuraavat lisäolettamukset (a) lämmönsiirto on yksiulotteista, tä numeerisella mallilla liekehtimispituuden kaasufaasi ovat lämpötasapainossa, (c) kaasut poistuvat näytteestä välittömästi,na(d)ovat kaasufaasin reaktioiden puute ja ykkaasufaasi ovat lämpötasapainossa, (c) kaasut poistuvat näytteestä välittömästi, (d) 3 3 jaSeuraavat (e) kaasufaasin reaktioita ei ole otettu huomioon. käyttämät lisäolettamukset on (a)GPyron lämsinkertaisempi reaktiomalli. Lf riippuvuudesta kaasuvuosta.säteilylämmönsiirtoa Ensimmäija (e) kaasufaasin reaktioita eitehty: ole [0,0] otettu huomioon. GPyron käyttämät mallit säteilylämmönsiirtoa ja ratkaisumenetelmät on kuvattu yksityiskohtaisesti muualla eikä niitä kerrata mallit ja ratkaisumenetelmät kuvattu yksityiskohtaisesti muualla eikä niitäCarlo kerrata-simuloinneilla pyrittiin selmönsiirto onon yksiulotteista, (b) jähmeä ja [0,0] Monte nen askel omissa simulaatioissamme olikin tässä yhteydessä. yhteydessä. kaasufaasi ovat lämpötasapainossa, (c) kaa- vittämään riittävät reunaehdot (lämpötila, yrittää toistaa Aldushin ym. [4,5,6] tässä tulokset. 3 (d) sä- kaasuvuo) kytörintaman syttymiselle ja eteKuva 1b esittää GPYRO:lla laskettuja lie- sut poistuvat näytteestä välittömästi, 3 kehtimispituuksia myötävirtaisessa kytemi- teilylämmönsiirtoa ja (e) kaasufaasin reaktioi- nemiselle. Lisäksi haluttiin selvittää aineen sessä muutamilla eri hapettumisreaktion taa- ta ei ole otettu huomioon. GPyron käyttämät kineettisten parametrien ja reunaehtojen vaijuuskertoimilla. Kaikissa kolmessa tapaukses- mallit ja ratkaisumenetelmät on kuvattu yksi- kutusta liekehtimispituuteen ja kytörintaman sa kaasuvuon kasvaessa liekehtimispituus kas- tyiskohtaisesti muualla [11,12] eikä niitä ker- etenemisnopeuteen. Simulaatioissa ei huomioitu kaasufaasin reaktioita, joten varsinaista vaa ensin maltillisesti ja lopulta kasvaa kiih- rata tässä yhteydessä. Käyttämämme malli kuvaa pakotettua liekehtivää paloa ei simuloitu. Sen sijaan kattyvällä vauhdilla. Tulokset ovat hyvin samankaltaiset kuin Aldushin ym. julkaisemat tu- kytemistä yksiulotteisessa kappaleessa. Tä- sottiin, että mikäli kiinteän aineen lämpötila lokset [4,5,6]. Simulaatioissa käytetty malli tä ilmiötä on havainnollistettu kuvassa 2. missä tahansa kohdassa näytettä kasvoi kyllin parametreineen esitellään seuraavassa osiossa. Kun kytörintama ja hapetin etenevät samaan suureksi, olisi tämä johtanut liekkiin leimahtamiseen. Liekehtimispituudeksi otettiin siis se piste, jossa lämpötila ensimmäisen kerran ylitti ennalta määrätyn kynnysarvon. Kynnysarvona oli 750 Kelviniä. On syytä huomata, että tässä tarkastellaan adiabaattista systeemiä, jollaista ei todellisuudessa ole. Kun mukaan otetaan lämpöhäviöt ympäristöön, sama malli toimii edelleen, mutta LF :n numeroarvo kasvaa. Kun häviöt kasvavat riittävästi, ne estävät liekkiin leimahtamisen tyystin. 10

r2

dA kk

2

2 3a

r1

2

2

2c dAkAk r3

t =0

t ==00

k

dAk

Akk

t =0

t =0

t =0

r1

2 1c

1c

2c

r3 30

2

10

30

10

r2

2c

30

k

r1

2

r2

r3

1

3a

1g

1g

1g

nk

Ak

3

2g

k

3 ak t =0

t =t 0= 0

2g

1c

nk

1g

1g

2g

nk

k

1g

nO 2 , k k O2

nO 2 , k O2

k

k

k

k

nO 2 , k O2

O2 ,k

2

a)

b) Kuva 1 a) Vastavirtaisen kytörintaman eteneminen ja lämpötilan nousu lopulta. X-akselilla etäisyys x sytyttämisreunasta ja y-akselilla lämpötila T. Kuvaan piirretty lisäksi Liekehtimispituus sekä katkoviivalla liekehtimispituuden Lf määrityksessä käytetty kynnysarvo. Simuloinneissa käytettiin taulukoissa 1-3 annettuja polyuretaanille yleisesti hyväksyttyjä standardiparametreja ja kaasuvuota G0 = 5 g/m2s. b) Vastavirtaisen pakotetun kytemisen liekehtimispituus Lf kaasuvuon funktiona. Standardiparametreilla saadut tulokset mustalla, katkoviivat kuvaavat voimistettuja hiiltymän hapettumisia. KYTEMISEN JA LIEKKIIN LEIMAHTAMISEN SIMULOINTI Kytemistä laskettiin Gpyro-ohjelmalla [0,0,0], jota oli VTT:llä kokeiltu jo jonkin aikaa 18 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011 aineiden reaktioparametrien määrittämiseen. Liekkiin leimahtamisen simulaatioissamme käytetään kolmen reaktion mallia, kuten Aldushin ym. [0,0,0] käyttivät analyyttisissä ja

SIMULOINTIEN TULOKSET Syttymislämpötila On pidettävä mielessä, että vastavirtaisessa pakotetussa kytemisessä näytteen sytyttämislämpötila vaikuttaa voimakkaasti kytörintaman etenemiseen. Kuvassa 3 on tutkittu sytyttämislämpötilan vaikutusta muiden parametrien saadessa vakioarvoja. Jos sytyttämislämpötila on liian matala, rintama ei


ollessa 500 simuloinneissa. 600 520 sytyttämisajan ttign ollessa 600 …… 520 KK sytyttämisajan ollessa500 500s skaikissa s kaikissa kaikissasimuloinneissa. simuloinneissa. 600 … 520 K sytyttämisajantign ign Taulukko Simuloinneissa käytetyt aineominaisuudet. Taulukko 1.1. Simuloinneissa Taulukko 1. Simuloinneissakäytetyt käytetytaineominaisuudet. aineominaisuudet.

koskaan lähde etenemään. Jos lämpötila on korkea, näyte saattaa leimahtaa liekkiin suoraan sytyttämisestä. Kaasuvuolla 3 g/m2s sytyttämislämpötilan ollessa alle 560 K kytörintama ei syttynyt, mutta 570 K korkeammat sytyttämislämpötilat näytteen etupinnalla johtivat syttymiseen. Tätä korkeammilla sytyttämislämpötiloilla kytörintama syttyi pienemmilläkin kaasuvuon arvoilla. Vastaavasti alentamalla sytyttämislämpötilaa syttyminen saatiin aikaan suuremmilla kaasuvuon arvoilla. Hiiltymän hapettumisreaktion taajuustekijän kasvattaminen teki järjestelmän herkemmäksi sytyttämislämpötilalle. Kuvan 4 käyrien laskemisessa sytyttämislämpötila vaihteli rajoissa 600 … 520 K sytyttämisajan tign ollessa 500 s kaikissa simuloinneissa.

Kineettisten parametrien ja kytörintaman ominaisuuksien välisestä riippuvuudesta

i ii

Nimi Nimi Nimi

k0zkk0z0z

nnkz nkz kz

r0rr00

c0cc00

e ee

k kk

KK z zz K

s0 rs0rrs0

3 33 kg/m kg/m kg/m

W/Km W/Km W/Km - --

3 3 kg/m J/kgK kg/m J/kgK - -kg/m3 J/kgK

-1 -1 mm m-1

22 mm m2

0,063 0,063 0,063 0 00

26,5 26,5 26,5

1700,0 0,9 1700,0 1700,0 0,9 0,9

∞∞ ∞

−10 11 × 1325,0 1× 1010 × 10 −10 1325,0 1325,0

−10

1 11

vaahto vaahto vaahto

2 22

hiiltymä 0,042 hiiltymä hiiltymä 0,042 0,042 0 00

1010 10

1100,0 0,9 1100,0 1100,0 0,9 0,9

∞∞ ∞

−9 11 × 500,0 1× 1010 × 10 −9 500,0 500,0

3 33

tuhka tuhka tuhka

3 33

1100,0 0,9 1100,0 1100,0 0,9 0,9

∞∞ ∞

−9 11 × 150,0 1× 1010 × 10 −9 150,0 150,0

0,042 0,042 0,042 0 00

−9

−9

Taulukko Simuloinneissa käytetyt reaktioparametrit. Taulukko 2.2. Simuloinneissa Taulukko 2. Simuloinneissakäytetyt käytetytreaktioparametrit. reaktioparametrit.

k kk

Alkutila Lopputila Alkutila Lopputila Lopputila Alkutila

1 11

vaahto vaahto vaahto

2 22 3 33

hiiltymä hiiltymä hiiltymä

Z ZZ -1

s-1ss-1

DH DH DH s ss

DH DH DH v vv

χ χχ

n nn

nO2 O2 n nO2

kJ/mol J/kg kJ/mol J/kg J/kg kJ/mol

J/kg J/kg J/kg

- --

- --

- --

1 11

1,8 1,8 1,8

0,000 0,000 0,000

E EE

2,0E17 220 2,0E17 220 220 2,0E17

5,7E5 5,7E5 5,7E5

5,7E5 5,7E5 5,7E5

hiiltymä tuhka hiiltymä tuhka tuhka hiiltymä

5,0E8 5,0E8 5,0E8

160 160 160

-2,5E7 -2,5E7 -2,5E7

-2,5E7 -2,5E7 1 11 -2,5E7

1,00 0,780 1,00 0,780 0,780 1,00

vaahto vaahto vaahto

5,69E11 160 5,69E11 160 160 5,69E11

-5,7E6 -5,7E6 -5,7E6

-5,7E6 -5,7E6 1 11 -5,7E6

1,3 1,3 1,3

hiiltymä hiiltymä hiiltymä

0,500 0,500 0,500

Taulukko käytetyt kaasujen aineominaisuudet Taulukko 3 Simuloinneissa Simuloinneissakäytetyt käytetytkaasujen kaasujenaineominaisuudet aineominaisuudet 3 3Simuloinneissa Monte Carlo -simuloinneilla etsittiin haku- Taulukko ammuntana kytörintaman etenemistä, kun reaktioiden taajuustekijöitä ja kaasuvuota M ε/k σσ ε/k parametrien ja kytörintamanMominaisuuksien välisestä vaihdeltiin. Hiiltymän hapettumisreaktionKineettisten jj Nimi Y j0 Nimi Y j0 j Nimi Y j0 riippuvuudesta g/mol nm taajuustekijän kasvattaminen lyhensi liekehg/mol nm KK timispituutta, kuten kuvasta 1 b) ilmenee. Monte 11Carlo simuloinneilla etsittiin kytörintaman etenemistä, kun kaasu 0,770 hakuammuntana 0,5061 254 kaasu 1 kaasu 0,770 4040 0,5061 254 Siksi jatkossa vain polttoaineen hapettumis-reaktioiden taajuustekijöitä ja kaasuvuota vaihdeltiin. Hiiltymän hapettumisreaktion ja pyrolyysireaktion parametreja käsiteltiintaajuustekijän happi 0,230 0,5061 254 kasvattaminen lyhensi liekehtimispituutta, kuten kuvasta 1254 b) ilmenee. Siksi happi 2 22 happi 0,230 3232 0,5061 satunnaismuuttujina. Polttoaineen hapettu-jatkossa vain polttoaineen hapettumis- ja pyrolyysireaktion parametreja käsiteltiin misen taajuustekijän arvo poimittiin tasaises-satunnaismuuttujina. Polttoaineen hapettumisen taajuustekijän arvo poimittiin tasaisesta ta jakaumasta väliltä 5 . 1011 /s … 1 . 1012 /s.jakaumasta väliltä 5 ⋅ 1011 /s … 1⋅ 1012 /s. Pyrolyysin reaktionopeus valittiin siten, että Pyrolyysin reaktionopeus valittiin siten, ettätaajuustekijöiden logaritmi log Z /Z oli tasaisesti jakautunut välille 10,59 ... 13,35. ( 2 1) 55 taajuustekijöiden logaritmi log(Z2 /Z1) oli Sytyttämislämpötila valittiin, mikäli mahdollista, siten, että kytörintama lähti etenemään. tasaisesti jakautunut välille 10,59 ... 13,35. Kaasuvuo simuloinneissa oli 1,0 … 4,0 g/m2s. Sytyttämislämpötila valittiin, mikäli mahdollista, siten, että kytörintama lähti etenemään. Kaasuvuo simuloinneissa oli 1,0 … 4,0 g/m2s. Liekehtimispituus on esitetty kuvassa 5 taajuustekijöiden suhteiden ja kaasuvuon funktiona. Kuvasta näkyy, että pyrolyysireaktion suurempi taajuustekijä pidentää liekehtimispituutta. Lisäksi huomataan, että liekehtimispituus on herkempi kaasuvuon funktio suurilla taajuustekijän arvoilla. Kun suhde oli yli 13,0, liekkiin leimahtamista ei enää havaittu. On mahdollista, että pidemmillä näytteillä liekkiin leimahtaminen olisi tapahtunut näilläkin parametrien arvoilla. Kytörintaman nopeus u laskettiin etsimällä reaktionopeuden maksimi joka aika-askeleella ja sovittamalla suora näiden pisteiden kautta. Sytyttämiseen ja liekkiin leimahtamiseen kulunut aika jätettiin ottamatta huomioon ennen käyrän sovittamista. Kytörintaman nopeus määritettiin tämän käyrän kul-Kuva 3. Sytyttämislämpötilan vaikutus pakotetun vastavirtaisen kytörintaman etenemiseen erilaisilla kaasuvuon arvoilla. Taulukoissa 1-3 esitettyjä parametrien standardiarvoja makertoimena. Kuva 5 b) esittää kytörintakäytettiin. Mustat pisteet kuvaavat kytörintaman syttymää, ympyrät osoittavat, ettei man nopeuden on kaasuvuon sekä pyrolyykytörintama lähtenyt etenemään. Harmaat pisteen osoittavat kytörintaman leimahtamista si- ja polttoaineen hapettumisreaktioiden paliekkiin ennen kuin kytörintama ehti lähteä käyntiin. rametrien suhteen funktiona.

Liekehtimispituus on esitetty kuvassa 5 taajuustekijöiden suhteiden ja kaasuvuon funktiona. PÄIVÄT 2011 19 Kuvasta näkyy, että pyrolyysireaktion suurempiPALOTUTKIMUKSEN taajuustekijä pidentää liekehtimispituutta. Lisäksi huomataan, että liekehtimispituus on herkempi kaasuvuon funktio suurilla


Kaasuvuo ei juuri vaikuta liekehtimispituuteen. Kuva 4 esittää kaasuvuon vaikutuksen liekehtimispituuteen, eri kineettisten parametrien arvoilla. Nähdään, että kaasuvuo vaikuttaa vain muutamilla log(Z2 /Z1) arvoilla. Kun suhde on suurempi kuin 12,4 korrelaatio oli positiivinen. Sitä pienemmillä arvoilla korrelaatio oli nolla tai lievästi negatiivinen. Toisin sanoen sopivilla materiaalin ominaisuuksilla, kaasuvirran lisääminen saattaa lyhentää liekehtimispituutta, kun taas toisilla ominaisuuksilla liekehtimispituus saattaa lyhentyä. Useimmissa tapauksissa kaasuvuon vaikutus ei kuitenkaan ole suuri. Numeeristen kokeiden perusteella suunniteltiin savukkeiden kytökoesarja, jonka tuloksista raportoidaan myöhemmin. Ennakkotietona mainittakoon, että niissä ei vielä päästy kvantitatiivisella tasolla vertaamaan numeeristen ja fysikaalisten kokeiden tuloksia, sillä mallimme on todelliseen kytökokeeseen verrattuna aivan liian yksinkertainen. Avainmuuttujien löytyminen oli kuitenkin merkittävä tulos koko palokuolemien ehkäisykeinojen arviointiohjelman kannalta.

YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET Tutkimuksen lähtökohtana oli Aldushinin ryhmän käyttämä liekkiin leimahtamisen teoria. Ensiksi heidän analyyttiset ja numeeriset tuloksensa toistettiin simuloimalla GPYRO-ohjelmistolla. Kun tulokset oli saatu vahvistetuksi ja siten saatu lisää varmuutta käytetyn mallin kelpoisuudesta, siirryttiin Monte Carlo -simulointeihin. GPYRO-ohjelmistolla tehdyillä Monte Carlo -simulaatioilla tutkittiin materiaalin kineettisten parametrien vaikutusta kytevän palon etenemiseen ja liekkiin leimahtamiseen. Tutkimuksessa määritettiin numeerisesti liekkiinleimahtamiseen tarvittavaa matkaa ja tarvittavia reunaehtoja, kuten kaasuvuon voimakkuutta ja sytyttämislämpötilaa. Selvisi, että sopivissa olosuhteissa liekkiin leimahtaminen voitaisiin nähdä hyvin lyhyelläkin liekehtimispituudella. Lisäksi liekkiin leimahtamiseen johtavat sytyttämislämpötilat ovat hyvin lähellä esimerkiksi palavan tupakan lämpötiloja ja kaasuvuot ovat suuruusluokaltaan samaa luokkaa kuin asuinrakennuksissa esiintyvät ilmavirrat. Käytetty liekkiinleimahtamisen malli vaikuttaa lupaavalta. Numeerisilla kokeilla löysimme prosessin avainmuuttujat ja näimme, että periaatteessa olemme samalla alueella, mikä saattaa esiintyä kytevän savukkeen jouduttua herkästi syttyvän materiaalin joukkoon. On kuitenkin otettava huomioon, että todellisuudessa kyteminen ei tapahdu yksiulotteisena täysin eristetyssä kappaleessa, vaan kytörintaman lämpöhäviöillä on suuri merkitys. Lisäksi ei ole vielä tiedos20

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

Kuva 4. Liekehtimispituus Lf kaasuvuon funktiona muutamille suhteen log(Z 2 /Z1 ) arvoille. Useimmilla suhteen log(Z 2 /Z1 ) arvoilla liekehtimispituus on melko riippumaton kaasuvuosta. Kuitenkin suhteen arvon 5,5 ympäristössä kaasuvuon kasvattaminen kasvattaa myös liekehtimispituutta. Tämä havaittiin suhteen arvoilla 5,4 ja 5,6 sekä standardiparametreilla kun ( log(Z 2 / Z 1 ) ≈ 12.76 . Kaikilla muilla suhteen arvoilla kaasuvuon kasvattaminen lyhensi hiukan liekehtimispituuksia.

Kuva 4. Liekehtimispituus Lf kaasuvuon funktiona muutamille suhteen log(Z 2 Useimmilla suhteen log(Z 2 /Z1 ) arvoilla liekehtimispituus on melko riippumaton Kuitenkin suhteen arvon 5,5 ympäristössä kaasuvuon kasvattaminen ka liekehtimispituutta. Tämä havaittiin suhteen arvoilla 5,4 ja 5,6 sekä standardi kun ( log(Z 2 / Z 1 ) ≈ 12.76 . Kaikilla muilla suhteen arvoilla kaasuvuon kasvatta hiukan liekehtimispituuksia.

a) b) Kuva 5 a) Kytörintaman etenemisnopeus u suhteen log(Z 2 /Z1 ) funktiona, b) Kytörintaman etenemisnopeus u kaasuvuon funktiona. Käytetty liekkiinleimahtamisen malli vaikuttaa lupaavalta. Numeerisilla kokeilla löysimme prosessin avainmuuttujat ja näimme, että periaatteessa olemme samalla alueella, mikä saattaa esiintyä kytevän savukkeen jouduttua herkästi syttyvän materiaalin joukkoon. On kuitenkin otettava huomioon, että todellisuudessa kyteminen ei tapahdu yksiulotteisena täysin

sa, vastaavatko näissä simulaatioissa käytetyt8 a) 2. Keski-Rahkonen, O., Karhula, T. & b) Kuva 5 a) Kytörintaman etenemisnopeus u suhteen log(Z 2 /Zjakaukineettisten parametrien yhdistelmät mitään Hostikka, S., 2009b. Palokuormien 1 ) funktiona, b) etenemisnopeus u kaasuvuon funktiona. oikeita materiaaleja. Tulos oli erittäin roh- mat palokuoleman ehkäisykeinojen arvioinkaiseva käytettyyn panostukseen verrattu- tiohjelmassa, Pelastustieto 60, palontorjunna, mutta kvalitatiivinen. Käytetty Siksi ei myöskään tatekniikka-erikoisnumero - Palotutkimukliekkiinleimahtamisen malli vaikuttaa lupaavalta. Numeerisilla koke yritetä tehdä vertailuja toteutettuun koesar- senjapäivät 2009, 108–114. olemme samalla alueella prosessin avainmuuttujat näimme, ettäs. periaatteessa jaan. Kytemisen teorian tulosten varmista3. Rein, G., Lautenberger, C., Fernandezesiintyä kytevän savukkeen jouduttua herkästi syttyvän materiaalin joukkoon. otettava huomioon, Pello, että todellisuudessa kyteminen ei tapahdu minen vaatii huomattavasti lisätutkimuksia A.C., Torero, J.L., Urban, D.L., App- yksiulott sekä huolellisesti suunniteltuja laboratorio- lication of genetic algorithms and thermo8 kokeita yksinkertaisissa, geometrisesti hyvin gravimetry to determine the kinetics of pomääritellyissä tilanteissa käyttäen näytema- lyurethane foam in smoldering combustiteriaaleja, joista kaikki tarvittavat parametrit on, Combustion and Flame, 2006. Vol. 146 on määritetty, mihin ei tässä päästy aikatau- s. 95–108. lu- ja resurssisyistä. 4. Aldushin, A.P., Bayliss A. & Matkowsky, B.J., Is there a transition to flaming in reverse smolder waves?, Combustion and FlaKIITOKSET me, 2009. Vol. 156, s. 2231 – 2251. Tätä tutkimusta ovat rahoittaneet Palosuo5. Aldushin, A.P., Bayliss A. & Matkowsjelurahasto, sisäasiainministeriö, ympäristö- ky, B.J., On the mechanism of triggering the ministeriö, sosiaali- ja terveysministeriö, ja transition from smoldering to flaming, ProVTT. ceedings of the Combustion Institute 31, 2007. S. 2661–2668. 6. Aldushin, A.P., Bayliss A. & MatkowsLÄHDELUETTELO ky, B.J., On the Transition from smoldering 1. Keski-Rahkonen, O., Karhula, T. & Hos- to flaming, Combustion and Flame, 2006. tikka, S., 2009a. Palokuoleman ehkäisykei- Vol. 145, s. 579-606. nojen arviointiohjelma – tuloksia esitutki7. Liu, Y., Chen, M., Buckmaster, J. & muksesta, Pelastustieto 60, nro 6, 28 – 33. Jackson, T. L., Smolder waves, smolder spots


and the genesis of tribrachial structures in smolder combustion, Proceedings of the Combustion Institute 30,2005. S. 323–329. 8. Lu, Z., Buckmaster, J., Chen, M. & Massa, L., Instabilities of reverse smolder waves, Combustion Theory and Modelling, 2006. Vol. 10 s. 515–534. 9. Ghabi, C., Benticha, H. & Sassi, M., Computational modelling and simulation of forward-smouldering of porous media in a fixed bed, Progress in Computational Fluid Dynamics, 2007. Vol. 7, s. 283–293. 10. Ghabi, C., Rein, G., Benticha, H. & Sassi, M., Bidimensional Numerical Model for Polyurethane Smoldering in a Fixed Bed, 4th International Conference on Computational Heat and Mass Transfer, Proceedings of 4th ICCHMT, May 17–20, 2005, ParisCachan, FRANCE, Paper number 159, 6 s. 11. Lautenberger, C., 2007. A Generalized Pyrolysis Model for Combustible Solids, Ph.D Dissertation, Department of Mechanical Engineering, University of California, Berkeley, Fall 2007. 12. Lautenberger, C. & Fernandez-Pello, C., A.,. Generalized pyrolysis model for combustible solids, Fire Safety Journal Vol, 2009. 44 , s. 819–839. 13. Gpyro 2010. http://code.google. com/p/gpyro 14. Dodd, A.B., Computational Modeling of Smolder Combustion and the Spontaneous Transition to Flaming, A doctoral dissertation in Mechanical Engineering, University of California, Berkeley, 2009, 237 s. 15. Dodd, A.B., Lautenberger, C. & Fernandez-Pello, A.C., Numerical examination of two-dimensional smolder structure in polyurethane foam, Proceedings of the Combustion Institute 32, 2009. s. 2497–2504. 16. Ohlemiller, T. J. Smoldering Combustion, Teoksessa: SFPE Handbook of Fire Protection Engineering. 3rd Edition, DiNenno, P. J.; Drysdale, D.; Beyler, C. L.; Walton, W. D., Editor(s), 2/200–210 p., 2002. 17. Matala, A., Hostikka, S. & Mangs, J Implementation of quantitative fire risk assessment in PSA (FIRAS). Estimation of pyrolysis model parameters for condenced phase materials, SAFIR2010. The Finnish Research Programme on Nuclear Power Plant Safety 2007–2010. Interim Report. Eija Karita Puska (Ed.). VTT Tiedotteita – Research Notes 2466. VTT. Espoo (2009), s. 506–517. 18. Matala, A., Hostikka, S. & Mangs, J., Estimation of pyrolysis model parameters for solid materials using thermogravimetric data, 9th International Symposium. Karlsruhe, Germany, 21–26 Sept. 2008, Fire Safety Science. International Association for Fire Safety Science (2009) No: 9, 1213–1223.


Olavi Keski-Rahkonen (eläkkeellä VTT:ltä), Teemu Karhula, Topi Sikanen ja Simo Hostikka, VTT, PL 1000, 02044 VTT

Palokuoleman ehkäisykeinojen arviointiohjelma pilottina tulevaisuuteen Tiivistelmä Palotekniseen tulevaisuuteen kurkistetaan laskennallisen tieteen soveltamisella palokuolemien ehkäisykeinojen arviointiohjelman ongelmiin. Tapahtumat mallitettiin palon kehittymistä muistuttavalla logiikalla, joka tuo mukanaan syy-seuraussuhteet. Ennakkona osatehtävien tuloksista uusien tutkimusideoiden muotoon puetaan pelastustoimelle tärkeinä pitämiämme aiheita: (a) rakennuskannan tilastointi ja paloriskien määritys palo-osastoittain, (b) palon kehittymisen mittaaminen PRONTOon, (c) uudet pelastustoimen tilastolliset suoritusmittarit, (d) operatiivisten prosessien simulointi ja (e) kytemisen tuominen käytännön palontorjuntaan.

TAUSTAA Laskennallinen tiede käytännön ongelmien ratkaisemisessa alhaalta ylöspäin on uusi keino, joka on tullut mahdolliseksi tietokoneiden laskentakapasiteetin huiman lisääntymisen myötä. Uudet EU:n FLAGSHIPohjelmat rakentuvat pitkälti tälle havainnolle. Kansantaloudellisesti tämä keino on lupaava, sillä laskeminen on halpaa hallinnollisiin kokeiluihin verrattuna. Vaikka palokuoleman ehkäisykeinojen arviointiohjelmalla [1] on selviä aiheen ja menetelmien tuomia liittymäkohtia EU:n suuriin projekteihin, niistä emme ole vielä voineet ammentaa. Paljon pienemmässä skaalassa olemme jatkaneet VTT:llä jo 1980-luvulla käynnistynyttä las22

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

kennallisen palotekniikan ja -tieteen tuomista käytännön probleemien ratkaisutyökaluiksi. Palo on luonnontieteellisenä ongelmana hyvin monimutkainen ja siitä syystä sen mallit ja erityisesti niiden sovellettavuus käytäntöön on ollut paljon jäljessä sitä ilmiöiden perusteella sivuavista muista aloista. Palo ei tilastojen valossa ole pelkästään luonnonilmiö, vaan ihmisen toiminta on ratkaisevaa kaikenlaatuisten palovahinkojen syntymiseen. Siten se luokittuu poikkitieteellisenä ongelmana osaksi turvallisuustekniikan kysymyksiä, joissa ihmisen toiminta teknisten järjestelmien käyttäjänä ja ohjaajana on avainasemassa niiden aiheuttamien vaihinkojenkin osalta. Tämän tutkimusohjelman laskentatyökalut luotiin pääosin VTT:n Suomen ydinvoimateollisuudelle tekemien toimeksiantojen osina. Ne alkoivat vaatimattomasti, mutta alusta alkaen kokeita ja teoriaa yhdistämällä [2, 3] sekä kansainvälisillä kontakteilla päästiin pian tuloksiin [4]. Vuonna 1988 tehtiin tulevaa suuntaa viitoittava luottamuksellinen selvitys. Kun Suomen ydintutkimus järjestettiin puiteohjelmiksi, työhön saatiin lisää resursseja [5]. Kehitykselle ratkaisevaa oli Säteilyturvakeskuksen antama tuki pitkäjänteiseen, perustutkimusta sivuavaan työhön. Merkittävänä resurssina olivat Teknillisen korkeakoulun opiskelijat, jotka eriasteisina opinnäytteinään tekivät laajoja kokonaisuuksia. Ohjelmien palo-osion painopiste oli ensin numeerisen simuloinnin luotettavuuden kasvattamisessa, myöhemmin paloriskianalyysissa [6]. Vii-

meksimainitusta saatiin pian hyviä tuloksia, kun tietokoneiden kapasiteetin kasvaessa palosimulointiin voitiin yhdistää Monte Carlolaskenta [7–8]. Hiukan myöhemmin, mutta rinnakkain ydinvoimasovellusten kanssa aloitettiin rakennusten toiminnallisen palomitoituksen kehittäminen, jossa mallina oli ydinvoimalaitosten riskianalyysin muodolliset menetelmät [9]. Pian havaittiin, että valmista paloriskianalyysiin soveltuvaa menetelmää ei ollut olemassa, vaan oli luotava omaa ja uutta hankkimalla tietoa parhaimmista ulkomaisista tutkimuksista ja alan etevimmiltä tutkijoilta, mihin 'piirien pienuuden' vuoksi oli hyvät mahdollisuudet. Sen työn todelliseksi suomalaiseksi tiedonlähteeksi tuli pelastustoimen tilastointijärjestelmä ONTIKA, myöhempi nimi PRONTO, joiden datan laadun vähitellen parantuessa siitä voitiin määrittää mallien parametreja ja niiden jakaumia. Ensiksi niistä saatiin kvantitatiivinen laskentatyökalu syttymistaajuuksille [10]. Sitten katsottiin laajemmin pelastustoimen kenttää [11], mitä tuloksia on myöhemmin päivitetty tilastoaineiston kasvaessa. Suomen kansainvälisesti synkät palokuolematilastot havaittiin näissä yhteyksissä jo varhain [12], kuten tarkemmassa katsauksessa esitetään [11]. Palokuolemien ehkäisyn arviointiohjelmassa palotilanteen simulointia on laajennettu esitetyn kehittämisen luonnollisena jatkona ottamalla siihen ihminen aktiivisesti mukaan ja määrittämällä Monte Carlo-tekniikalla to-


Omakotitalo

dennäköisyyksiä, joista voidaan ennustaa sekä aineellisten palovahinkojen määrä että erityisesti palokuolemien määrä. Tähän esitykseen on vielä käynnissä olevan ohjelman tuloksista poimittu muutamia jo valmiita yksityiskohtia, jotka selvästi viitoittavat palotoimen tietä tämän vuosisadan alkupuolella. Kehityksen ulkopuolisena houkuttimena ja vetoapuna on tietojenkäsittelykapasiteetin nopea kasvu ja halpeneminen siten, että suuret tietomäärät eivät ole enää teknisenä eikä taloudellisena esteenä mallien käyttöön.

MALLITTAMINEN SEKÄ SYY-SEURAUSSUHDE

Paritalo

Ketjutalo

Rivitalo, joissa ullakko osastoitu

Rivitalo, jossa yhteinen ullakko

Kerrostalo edestä, porraskuilut katkoviivoin

Tutkimusohjelmassa mallitetaan alhaalta ylöspäin koko palokuolemaan johtava prosessi tulitikun kokoisesta syttymästä alkaen täydelliseen tulipaloon. Tapauksia luodaan niin paljon, että niistä voidaan tehdä valtakunnallisia tilastollisia ennusteita. Syy-seuraus-suhde Kerrostalon pohjapiirros, porraskuilut rakennuksen sisällä sisältyy dynaamisiin pääprosesseihin, missä Kuva 1. Palo-osastot erilaisissa asuinrakennustyypeissä. Huoneiston rajat ohuella, osastoivat sillä on oleellinen merkitys. Tämä poikkeaa rakenteet paksummalla viivalla. ratkaisevasti aiemmista sosiologian ja lääketieteen menetelmistä, jossa tilastoja analysoi- tu eri ryhmiin siten, että siitä ei aiheudu enää Omakotitalossa ja ketjutalossa kokonaispaloriski on vain osan (i) mukainen, kun leviämalla yritetään saada selville riippuvuuksia. merkittävää lisäepävarmuutta. riippuu vahvasti myös kohteen koostamisriski - pahimmillaan verrannollisena kerrosalan tontin kasvillisuuden kautta kauas Tilastot eivät noudata kausaalilakia, jaPaloriski siksi neliöön [14]. Siksi meidän rakennuskantamme tärkein palosäädös on palo-osastojen ympäristöön voidaan jättää ottamatta huo- koon niistä saatavat riippuvuudet voivat olla kumPALORISKIT PALO-OSASTOITTAIN rajoitukset, E1:n luku 5.2 ja erityisesti taulukko 5.5.1. Asuinrakennuksissa asunnon koko mioon. Paritalossa mukaan tulee asuntokunmallisia ja tulkinta vaikeata silloin, kun usei– UUSI PALOTARKASTUKSEN KONSEPTI määräytyy ostajan lompakosta eikä taulukolla 5.2.1 ole siihen merkittävää osuutta. nan omaan asuntoon kohdistuvan riskin li- Siellä ta tekijöitä on pelissä samanaikaisesti. Monte tärkein säädös on luvussa 7.2 ja erityisesti taulukossa 7.2.1. taulukon alkuperästä meillä (ii) Tuon mukainen naapuri. Carlo -tekniikkaa olemme käyttäneet vuoro- Pelastustoimi käyttää meillä karttaa, joka säksi osan ei ole varmaa tietoa, mutta epäilemme, että se on tehty asiantuntija-arvioiden perusteella. Siten uhattu kohde on syttymistila ja viivaikutteisesti koko mallitusprosessin ajan kat- koostuu 250 m ruuduista [13] ja laskee erisomalla, mitkä parametrit noin sadan syö- laiset riskien tunnusluvut ruuduittain. Työs- veellä todennäköisyydellä p naapuriasunsämme tihensimme melkohuomasimme, yksinkertaisillaettäto,teknisesti minkä riskin saamme laskemallaosalta osas- ei ole teparametrin joukosta ovat merkittävimpiä. Tutkimusohjelmamme työssä ja tietojenkäsittelyn malleilla ruutujenrakennuskannan jakoa rakennuskohtaisektoivan rakenteen tuhoutumistodennäköisyyEnsimmäiset Monte Carlo-simuloinnitenää teh- esteitä tarkentaa tilastointia. Tavoitteena olisi, että vähitellen voitaisiin si määrittäessämme syttymistaajuutta. den. Nopea analyysi PRONTOsta osoitti, tiin melko karkeilla malleilla, joilla muuttusiirtyä riskiruutuja tarkempaan erittelyyn.Kun Pelastustoimen ennaltaehkäisevän työn ettarpeisiin mallitamme erilaisia todel- tä asuinrakennuksille 0,1 esitetyt < p < 0,6,riskit suuremjat asetettiin tärkeysjärjestykseen laskemalla rakennuskantamme pitäisipalovahinkoja, tilastoida palo-osastoittain, jolloin edellä voitaisiin käsiteltävä yksikön koko on kuiten- mat arvot suuremmissa korrelaatiokertoimia. Malleja parannettiin as- linen määrittää kvantitatiivisesti käyttäen rakennuksen todellista muotoa jasyttymisosastoissa. mittoja. E1:n taulukko kin palo-osasto, jonka sisällä kaikki- Kaukana naapureista paloasemaltapaloriskeiltään. p ≈ 1 läteittain satsaamalla sekä jakaumien määrittä7.2.1 voitaisiin päivittää siten, ettäpalon eri asumismuodot olisivat yhtäjaturvallisia vaikutusten oletetaan pysyvän tietynsuurin ajan. hes aina. Paritalossa uhattutulee tehollinen pintamisessä että mallituksessa muutamaan Koska kaik- enpalotoimen kustannuksista yksittäinen osuus rakenteellisesta PRONTOn tilastoista näemme, että se ei ole ala on (1+p)A [1,1 ... 1,6], missä A on asunkein tärkeimmäksi havaittuun muuttujaan. Käyttämällämme tekniikalla tuloksista saa- pelkkä oletus vaan toteutuu 60 ... 90 % kai- 4 non pinta-ala. Kaavan perässä hakasuluisdaan yksiselitteisiä vastauksia entä-jos-kysy- kista asuntopaloista. Siksi asuntojen paloris- sa olevat luvut osoittavat, kuinka suuri riski myksiin mallien pätevyysalueella. Koko las- kia mallitettaessa tehtävä voidaan jakaa kah- saattaa olla yhden asunnon riskiin verrattuna. kentakoneiston antamaa tulosta vertaamme teen osaan: (i) palon kehittymiseen asunnon Kun sama asuntokunta asutetaan rivitapalovahingoista saatavaan tilastoaineistoon, sisällä ja (ii) palon leviäminen syttyneestä pa- loon, joka on osastoitu myös ullakoltaan, mitä asunnoista on runsaasti, pari kertalukua lo-osastosta naapuriosastoihin. päädyssä kokonaisriski on sama kuin parienemmän kuin kuolonpaloista. Osamallien Kuvassa 1 on esitetty erilaisia asuntotyyp- talossa, keskellä (1+2p)A [1,2 ... 2,2], mikämuuttujien jakaumia olemme määrittäneet pejä ja niiden palojen aiheuttamaa kokonais- li osastointi on tehty samalla vaatimustasolla erilaisista tilastoista, joten nekin ovat mah- riskiä. Oletamme ajatuskokeena, että sama kuin paritalossa. Jos rivitalossa on yhteinen dollisimman realistisia. Syttymien kokonais- asuntokunta asutetaan mihin tahansa tässä ullakko – kuten monissa vanhemmissa rivitamäärää ei lasketa, vaan se on saatu PRON- esitetyista rakennustyypistä ja se osastoidaan loissa, riski on likimain [1+(n+1)p/2]A, missä TOn tilastoista ja mallillamme se on tasoitet- samanlaisella rakenteella muista asunnoista. n on talon asuntojen lukumäärä [n = 3: 1,2 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

23


nyt löydetty niskan päällä-aika, joka voidaan tulkita fysikaalisesti toisin kuin ke mediaani tai muut tilastolliset tunnusluvut.

... 2,2; n = 5: 1,4 ... 2,9; n = 10: 1,6 ... 4,4]. Tässä itse ullakkoa ei ole otettu vahinkolaskelmassa huomioon. Kerrostalossa asunnot on osastoitu, mutta niillä on naapurit jokaisen sisäseinän sekä yläettä alapohjan takana. Taasen suuresti yksinkertaistaen, ottamalla huomioon lähes vakion huonekorkeuden ja katsomalla rakennuksen keskellä olevaa asuntoa, saamme likimain kokonaisriskiksi (1+3,5p)A [1,4 ... 3,2]. Tässä oletamme, että ylä- ja alapohjien osastoivuus on sama kuin väliseinien. Kerrostaloilla paloturvallisuutta heikentää lisäksi porraskäytävät, jotka rikkovat huoneistojen välisen osastoinnin. Palotilanteessa ovi voi jäädä auki ja osastointi siten häviää. Siten todellinen riski on kaavalla laskettua suurempi. Yhteenvetona karkeasta mallistamme ja ajatuskokeestamme näemme, että kun tietyn kokoinen asunto sijoitetaan erilaisiin rakennustyyppeihin osastoimalla se samanlaisella rakenteella, sen kokonaispaloriski, eli PRONTOn kielellä uhattu kerrosala voi vaihdellaKuva rajoissa 1 ... 2. 4,4 ker-Loglogistisen toimintavalmiusajan t kertymän p käyrä. taa itse asunnon pinta-ala. toimintavalmiusohjeen [13] mukaiset riskiluokkien tavoiteaikojen rajat paksuilla pyl Paloriski riippuu vahvasti myös kohteen koosta – pahimmillaan katkoviivoilla verrannollisena ker- loglogistisen jakauman kvartiilien rajat. rosalan neliöön [14]. Siksi meidän rakennuskantamme tärkein palosäädös on palo-osastojen koon rajoitukset, E1:n luku 5.2 ja eripäällä-ajasta huomataan myös, että riskialueittemme tavoiteaikajaotus ei o tyisesti taulukko 5.5.1.Niskan Asuinrakennuksissa asunnon koko määräytyy ostajan lompakos- nykyisessä si olennaisiin kohteisiin. Palotarkastus voi- ka merkittiin muistiin. Näistä saadaan optimaalinen toimintavalmiusohjeessa [13],myös kuten ilmenee kuvasta 2 ta eikä taulukolla 5.2.1 ole siihen merkittä- taisiin vähitellen kehittää muotoon, missä palon kehittymisestä tietoa, josta pelastustoiheikkous siinä on, että riskiluokkaan III kuuluu vajaa puolet kaikista kohteista ja luok vää osuutta. Siellä tärkein säädös on luvussa esityö tehdään simulointitulosteena tietoko- mi voi arvioida tarvittavien vastatoimiensa vain noin On Paikan ilmeistä, I riskiluokka monista syistäPRONpitää pienen 7.2 ja erityisesti taulukossa 7.2.1. Tuon10 tau-%.neella. päällä että tarkistetaan, että syöt- jahalutaan sammutuslaitteittensa mitoitusta. lukon alkuperästä meilläjatkossa ei ole varmaavoisi tietoa, harkita teet ovat ajan tasalla. Mahdollisten korjausTOarajan olisi muutettava pian Lontoon mallinkohdalle luokkien III ja IV välisen siirtämistä 15 min mutta epäilemme, että se on tehty asiantun- ten jälkeen ajo päivitetyillä syötteillä antaisi suuntaan. niiden populaatiot tulisivat samansuuruisiksi. Riskiluokkien määritelmiin pitäisi tija-arvioiden perusteella. uuden paloriskiarvion, jota verrattaisiin laatehdä Tutkimusohjelmamme työssä vastaavat huomasim- muutokset. dittuihin ohjearvoihin. me, että teknisesti ja tietojenkäsittelyn osalTilastointijärjestelmän muutoksen valmis- UUDET SUORITUSMITTARIT ta ei ole enää esteitä tarkentaa rakennuskan- telu voitaisiin aloittaa heti käynnistämällä esi- VUOSITILASTOIHIN nan tilastointia. Tavoitteena olisi, että vähi- tutkimusprojekti, missä Pelastusopiston op- PO:n tilastoryhmän tulisi laskea PRONTOn OPERATIIVINEN PROSESSI tellen voitaisiin siirtyä PELASTUSTOIMEN riskiruutuja tarkem- pilaat keräisivät näytteeksi tietoja palo-osasdatasta ja julkistaa vahinkojen kertymä-, tipaan erittelyyn. Pelastustoimen ennaltaehkäi- toista, mitkä tulokset sitten mallitettaisiin. Si- heys- ja hasardifunktiot viitteen [15] kuvan sevän työn tarpeisiin rakennuskantamme pi- ten voitaisiin varmistua ennen menetelmän 2 tapaan vuosittain ja soveltuvin osin pelasPelastustoimen operatiivisiä prosesseja kartoitettiin alustavasti jo vuosikymme täisi tilastoida palo-osastoittain, jolloin edel- laajempaa käyttöönottoa, että tulokseksi saa- tusalueittain [16]. Siinä kuvasta 2a näkyy, etlouhimalla PRONTOn tietoja sekä mallittamalla [11, 19]. kaikista Tilanteen lä esitetyt riskit voitaisiin määrittää kvantidaan tietoa, josta riskit on konkreettisesti las- tä kuolinpalot muodostavat paloista ennus tatiivisesti käyttäen rakennuksen todellista kettavissa. Palotarkastustyökalun laatimisen poikkeavan ryhmän.sattuu Kuvan 2byhdessä hasar'käänteisillä menetelmillä' ei ole helppoa, silläselvästi onnettomuuksia koh muotoa ja mittoja. E1:n taulukko 7.2.1 voi- aloittaminen olisi ajankohtaista, kun tilas- difunktio kertoo, että ryhmänä kuolinpaloharvoin, [20]. Siksi ehdotammekin mallien kehittämisen jatkamista ja pelastu taisiin päivittää siten, että eri asumismuodot tointijärjestelmä on ehtinyt tuottaa jo huo- kohteet ovat vanhuudenheikko järjestelmä, mallittamista ensin rakennuspalojen ja seuraavassa vaiheessa olisivat yhtä turvallisia operatiivisen paloriskeiltään. Kos-prosessin mattavasti dataa. jonka puolustus heikkenee vahingon kasvaka palotoimen kustannuksista suurin yksitessa, kun asuntopaloissa keskimäärin puohälytystehtävien osalta käyttäen tunnettuja rakennuspaikkoja myöhemmin palo täinen osuus tulee rakenteellisesta palontorlustusjärjestelmän käynnistyminen pienentarkkuudella ja liittämällä niihin vastaavat riskit, jotka on laskettavissa PRONTOn junnasta [11], taulukon 7.2.1 tarkistamisella PALON KEHITTYMISEN tää suurten vahinkojen riskiä. MITTAAMINEN PRONTOON Lisäksi olisi pelastusajoneuvojen realistinen ajoaikamalli. Kun rakennusten on huomattava taloudellinen merkitys. Lisäk-luotava Samoin tilastoryhmän tulisi julkistaa viitsi tekniikan muuttuessa,samoin kuten nyt kuin puuker-pelastusajoneuvojen Palokuolemaan johtavaa alkupaloa teen [15] kuvan 3 tapaan toimintavalmiuspaikatmalliteton tunnettu, operatiiviset ajot voitaisiin s rostalojen tullessa markkinoille, tarpeel- taessa nähtiin, että meillä ole saatavissamissä tie- ajansyntyy kertymä-, tiheysja hasardifunktiot vuoMonteolisiCarlo-menetelmällä ja eikatsoa, mahdollisia pullonkauloja lista tuntea palon kokonaisriskin muodostu- toa, miten palon voimakkuus kasvaa tilastol- sittain ja pelastusalueittain [17]. Niskan-päälsimuloinnit voitaisiin tehdäpalokunta asettamalla tavoitteet muutamien erilaisten näkökohtien mista entistä tarkemmin. lisesti. Lontoon keräsi 1995–97 lä-aika on uusi tunnusluku minuutteina lauRakennusten tilastointi muiden kuin eurooppalaisen tutkimusprojektin osana tie- suttuna, joka kuvaa yleismittarin tavoin peasuinrakennusten osalta on vieläkin kiirel- toja, missä palon koko pinta-alana arvioi- 6 lastusalueen haasteita sekä vastetta niihin. lisempää. Näiden kohteiden riskin tuntemi- tiin (1) palokunnan saapuessa paikalle, (2) Operatiivisen toiminnan niiltä osin, missä nen kvantitatiivisesti antaisi pelastusviran- kun palo oli saatu hallintaan ja (3) kun pa- aika on ratkaiseva, tämä luku pitäisi ottaa omaisille työkalun voimien keskittämisek- lo oli sammutettu. Kunkin vaiheen kellonai- kaiken suunnittelun perusteeksi. Luku ei ole 24

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011


universaali, koska siihen vaikuttaa alueen väestö, maantiede, rakennuskanta sekä viranomaistoiminta. Kuitenkin paikallisesti tätä lukua seuraamalla voidaan havaita, mihin suuntaan paloturvallisuus on kehittymässä. Alueiden lisäksi luku voidaan laskea mille tahansa erikseen määriteltävälle ryhmälle, josta kohteita löytyy yli sata. Toimintavalmiusajan loglogistinen jakauma on niin vino, että esimerkiksi toimintavalmiusaikojen keskiarvojen laskeminen ei ole järkevää. Sensijaan mediaani on paljon sopivampi mitta [18]. Kuitenkin sitäkin parempi yksi luku on nyt löydetty niskan päällä-aika, joka voidaan tulkita fysikaalisesti toisin kuin keskiarvo, mediaani tai muut tilastolliset tunnusluvut. Niskan päällä-ajasta huomataan myös, että riskialueittemme tavoiteaikajaotus ei ole kovin optimaalinen nykyisessä toimintavalmiusohjeessa [13], kuten ilmenee kuvasta 2. Suurin heikkous siinä on, että riskiluokkaan III kuuluu vajaa puolet kaikista kohteista ja luokkaan IV vain noin 10 %. On ilmeistä, että I riskiluokka halutaan monista syistä pitää pienenä, mutta jatkossa voisi harkita luokkien III ja IV välisen rajan siirtämistä 15 min kohdalle, jolloin niiden populaatiot tulisivat samansuuruisiksi. Riskiluokkien määritelmiin pitäisi tietenkin tehdä vastaavat muutokset.

PELASTUSTOIMEN OPERATIIVINEN PROSESSI Pelastustoimen operatiivisiä prosesseja kartoitettiin alustavasti jo vuosikymmen sitten louhimalla PRONTOn tietoja sekä mallittamalla [11, 19]. Tilanteen ennustaminen 'käänteisillä menetelmillä' ei ole helppoa, sillä onnettomuuksia sattuu yhdessä kohtaa vain harvoin, [20]. Siksi ehdotammekin mallien kehittämisen jatkamista ja pelastustoimen operatiivisen prosessin mallittamista ensin rakennuspalojen ja seuraavassa vaiheessa muiden hälytystehtävien osalta käyttäen tunnettuja rakennuspaikkoja myöhemmin palo-osaston tarkkuudella ja liittämällä niihin vastaavat riskit, jotka on laskettavissa PRONTOn datasta. Lisäksi olisi luotava pelastusajoneuvojen realistinen ajoaikamalli. Kun rakennusten osoitteet samoin kuin pelastusajoneuvojen paikat on tunnettu, operatiiviset ajot voitaisiin simuloida Monte Carlo-me-

netelmällä ja katsoa, missä syntyy mahdollisia pullonkauloja. Nämä simuloinnit voitaisiin tehdä asettamalla tavoitteet muutamien erilaisten näkökohtien mukaan. Tarvittavia perustietoja, kuten kartat ja digitaalinen tieverkko on jo valmiiksi saatavilla muilta hallinnon sektoreilta. Mallin laadinnan yhteydessä esitutkimuksella kartoitettaisiin pahimmat tiedon aukot ja käynnistettäisiin tarvittavan lisädatan keruu sopivalla menetelmällä. Tärkein tulos olisi arvioida liikkuvan henkilöstön ja kaluston tehokkuus sekä sen maantieteellisen sijoittelun vaikutus pelastustoimemme suorituskykyyn. Kun paloosastojen suuruudet tunnetaan, simuloinilla saataisiin myös arvioiduksi, millaisia sammutusresursseja kussakin kohteessa tarvitaan mitä sitten voitaisiin verrata saavilla olevaan voimaan. Muiden hälytyslähtöjen osalta voitaisiin tehdä samankaltaisia vertailuja silloin, kun järjestelmää on laajennettu rakennuspalojen ulkopuolelle.

KYTEMISEN TUTKIMINEN JA TIEDON SIIRTO KÄYTÄNTÖÖN Vaikka huomattava osa paloista alkaa kytemällä, ilmiötä ei ole hallittu näihin päiviin saakka teoreettisesti. Siitä syystä myös kytemisen estämisen käytännön toimenpiteet – jos niitä ylipäänsä on ollut – ovat olleet tasoltaan vaatimattomia. Kytemisen mallittamisessa, jota maailmalla on tehty intensiivisesti vuosikymmen avaruustekniikan sovelluksia varten, tehtiin teoreettinen avaus ja päästiin alan kärjen tuntumaan [21]. Vaikka mallit toimivat hyvin, ne ovat vielä yksiulotteisia eivätkä käsittele lämpöhäviöitä. Siten ne ovat vielä melko kaukana käytännössä esiintyvistä tilanteista. Siksi tätä työtä olisi jatkettava sekä teoreettisella että kokeellisella tasolla, jotta saataisiin riittävä tuntuma käytännön tilanteisiin ja teoreettista tietoa voitaisiin käyttää ennaltaehkäisevästi. Seuraava luonnollinen askel olisi jatkaa tieteellisellä tasolla esimerkiksi kahtena väitöskirjaprojektina: toinen teoreettisia menetelmiä ja mikrotason kokeita hyödyntäen, toinen makroskooppisiin kokeisiin keskittyen. Niiden tuloksena olisi odotettavissa, että asiasta saadaan – taasen kansainvälisiä yhteyksiä hyödyntäen – niin paljon perustietoa, että myös käytännön ongelmien ratkaisu tieteelliseltä

Tavoitteena olisi, että vähitellen voitaisiin siirtyä riskiruutuja tarkempaan erittelyyn.

pohjalta onnistuisi. Varsinainen tiedonsiirto kenttäkäyttöön tapahtuisi luonnollisimmin Pelastusopiston kanavien kautta.

YHTEENVETOA Katsomalla vuoteen 2025 saakka nähdään, että laskennallisen tieteen tarjoamilla simuloinneilla on entistä suurempi merkitys todellisen elämän kysymysten hallinnassa valtakunnan päätöksenteossa. Arkielämän ongelmia on ratkottu ylhäältä-alas-menetelmällä, koska sieltä päin todellisuus näyttää yksinkertaisemmalta. Lisäksi vaihtoehtoja asioi­den katsomiseksi yleisellä tasolla toisilla tavoilla ei ole ollut. Palokuolemien tapaan asioiden tapahtumisjärjestys aidossa elämässä on alhaalta ylös. Tietokoneiden nykyinen laskentakapasiteetti sekä nopeat Monte Carlotekniikat ovat tehneet probleemien ratkaisemisen mahdolliseksi myös alhaalta ylöspäin. Laskenta on niin halpaa verrattuna mihin tahansa kentälle vietävään kokeiluun verrattuna, että ei olisi järkevää jättää sen tuloksia käyttämättä. Tässä artikkelissa olemme esittäneet projekti-idean muodossa aiheita, jotka ovat suoraa jatkoa palokuolemien ehkäisykeinojen arviointiohjelmassa käsitellyistä asioista. Projektit ovat erikokoisia ja niiden toteutuksen valmiusaste vaihtelee, mutta tässä emme esitä tarkempia projektisuunnitelmia. Kaikki niistä ovat kuitenkin sellaisia, että niiden toteuttaminen on mahdollista aloittaa välittömästi. Uusien tilastollisten suoritusmittarien­laskeminen ja julkistaminen on ehdotetuista teemoista suppein. Julkistamme siitä suppeamman katsauksen lähiaikoina [17] ja laajemman jo lasketun näytejoukon hiukan myöhemmin. Kytemisen tutkimuksen teoreettisen osan jatkamiseen olisi myös välittömät valmiudet. Yllämainittujen konkreettisten projektiehdotusten lisäksi kehittämäämme menetelmää voidaan pienin lisäyksin soveltaa moniin analogisiin probleemoihin sekä pelastushallinnon että monen muunkin hallinnonalan alueella. Kolme jäljelläolevaa aihetta kytkeytyvät siten toisiinsa, että loogista olisi aloittaa palon kehittymisen lisäyksellä PRONTOon, edetä palo-osastojen määrittämiseen sekä palotarkastustyökalun kehittämiseen ja viimeisenä siirtyä operatiivisen prosessin mallittamiseen. Yllämainittujen konkreettisten projektiehdotusten lisäksi kehittämäämme menetelmää voidaan pienin lisäyksin soveltaa moniin analogisiin probleemoihin sekä pelastushallinnon että monen muunkin hallinnonalan alueella. Mallien käyttöönoton pahimpina esteinä näemme vastaanottavan tahon muutosvastarinnan uusia menetelmiä kohtaan, mutta haasteellista on myös poikkitieteellinen toiminta, mitä sovellusmalleja luotaessa on runPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

25


saasti harjoitettava. Sovellusten raskain investointi on etupainotteinen, sillä kaikkialla joudutaan kentältä keräämään aineistoa, mikä tulee kalliiksi ja jonka saatavuus voi törmätä monenlaisiin esteisiin. Tässä tutkimuksessa huomattava este oli kodin ovi. Tiesimme, että se avautuu lähipiirille ja sitä vaihtoehtoa käytimme tuloksellisesti.

KIITOKSET Tutkimusta ovat rahoittaneet Palosuojelurahasto, Sisäasiainmisnisteriö, Ympäristöministeriö, Sosiaali- ja terveysministeriö, Pelastusopisto ja VTT. Kiitämme nimiä mainitsematta – kuten sovimme – Pelastusopiston opettajia ja oppilaita, jotka osallistuivat palokuolemien ehkäisykeinojen arviointiohjelman kentällä toteutettuihin operaatioihin.

LÄHDELUETTELO 1. Keski-Rahkonen, O., Karhula, T. & Hostikka, S., 2009. Palokuoleman ehkäisykeinojen arviointiohjelma – tuloksia esitutkimuksesta, Pelastustieto 60, nro 6, 28–33. 2. Keski-Rahkonen, O. Breaking of Window Glass Close to Fire, Fire and Materials 12 (1988) 61–69. 3. Keski-Rahkonen, O., Eloranta, E. & Huhtanen, R., Use of numerical simulation computer codes to fire problems in nuclear power plants in Finland, Nuclear Engineering & Design, 125 (1991) 377–382. 4. Huhtanen, R., Keski-Rahkonen, O., & Müller, K., 1993. CFD simulation of fire in the containment of a nuclear power plant. HDR safety program. SP 4: fire safety research, PHDR-Arbeitsbericht 5.159/93, VTT & Kernforschungszentrum Karlsruhe, Es-

poo, 110 s. 5. Keski-Rahkonen, O. & Heikkilä, L., Advances numerical modelling of a fire (PALOME). Teoksessa: L. Mattila & T. Vanttola, (toim.), YKÄ Research programme on nuclear power plant systems behaviour and operational aspects of safety. Reviews B:119, Ministry of Trade and Industry, Energy Department, Helsinki 1992, s. 86–94. 6. Hostikka, S. & Keski-Rahkonen, O., Probabilistic simulation of fire scenarios, Nuclear Engineering & Design, 224 (2003) 301–311. 7. Hostikka, S., Keski-Rahkonen, O. & Korhonen, T., 2003. Probabilistic Fire Simulator. Theory and User's Manual for Version 1.2, VTT Publications 503, VTT, Espoo, 72 s. + 1 s. liitt. 8. Hostikka, S., Korhonen, T., & KeskiRahkonen, O., 2006. Two-Model Monte Carlo Simulation of Fire Scenarios. Teoksessa: Räty, H. & Puska, E.K. (toim.), 2006. SAFIR, The Finnish Research Programme on Nuclear Power Plant Safety, Final Report, VTT Tiedotteita – Research Notes 2363. VTT, Espoo, s. 343–352. 9. Keski-Rahkonen, O., Heikkilä, L., Pulkkinen, U., Mälkki, H. & Fieandt, J., Selection of reliability engineering methods for fire risk assessment applications in Finland. Teoksessa: Y. Malmén & V. Rouhiainen, (toim.), Reliability and Safety Processes and Manufacturing Systems, Elsevier, Barking 1991, s. 200–211. 10. Rahikainen, J. & Keski-Rahkonen, O., Statistical determination of ignition frequency of structural fires in different premises in Finland, Fire Technology. Vol. 40 (2004) 335–353. 11. Tillander, K., Korhonen, T., & KeskiRahkonen, O., 2005. Pelastustoimen mää-

räiset seurantamittarit, VTT Working Papers 19, VTT, Espoo. 123 s. + liitt. 5 s. 12. Keski-Rahkonen, O. 1997. Palokuolemien riskistä Suomessa ja ulkomailla, Palontorjunta-tekniikka, 27 ( 1997) No: 4, 19–25. 13. Toimintavalmiusohje, Dnro SM-200200018/Tu-35 Sisäasianministeriön pelastusosaston julkaisusarja A:71, 2003, 12 s. 14. Johansen, P. On Fire Insurance of Rural Buildings, Teoksessa: Transactions of XVth International Congress of Actuaries, New York, 1957, vol. II, s. 211–218. 15. Karhula, T., & Keski-Rahkonen, O., Palokuoleman prosessin mallittaminen. Esitys Palotutkimuksen päivillä 2011. 16. Keski-Rahkonen, O. & Karhula, T., Rakennuspalovahinkojen jakaumista, käsikirjoitus julkaistaan 2011. 17. Keski-Rahkonen, O. & Karhula, T., Niskan päällä! Koska ja mihin hintaan? Palontorjunnan uusi tehokkuusmittari, julkaistaan 2011. 18. Tillander, K. & Keski-Rahkonen, O., Palokuntien toimintavalmiusaikoja ONTIKA-tietokannasta, Pelastustieto 51 (2000), nro 4, 24–27. 19. Tillander, K. & KeskiRahkonen, O. 2000. Palokunnan saatavuuden merkitys rakennuksen paloriskitarkastelussa. VTT Tiedotteita 2013. Espoo. 213 s. + liitt. 55 s. 20. Tillander, K., Matala, A. Hostikka, S., Tiittanen, P., Kokki, E. & Taskinen, O., Pelastustoimen riskianalyysimallien kehittäminen, VTT Tiedotteita 2530, VTTTIED-2530, Espoo 2010, 117 s. + liitt. 9 s. 21. Sikanen, T. & Keski-Rahkonen, O., Kytevän palon liekkiin leimahtaminen, Pelastustieto 60 (2011), Palontorjuntatekniikka-erikoisnumero, Palotutkimuksen päivät 2011. s. 17–21.

Vaikka huomattava osa paloista alkaa kytemällä, ilmiötä ei ole hallittu näihin päiviin saakka teoreettisesti. 26

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011


Brita Somerkoski, Pelastusopisto, PL 1122, 70821 Kuopio

Suomen koulupalot

Tiivistelmä Tutkimuksen [1] tarkoituksena on ohjata viranomaisten turvallisuusviestintää ja kiinnittää huomiota koulun sosiaalisiin ja rakenteellisiin paloturvallisuusnäkökohtiin sekä koulun turvallisuuskulttuuriin. Tutkimuksessa tarkasteltiin pelastustoimen onnettomuustilastojärjestelmä PRONTOn tietoja koulupalojen osalta. Tarkastelujakso ajoittuu vuosille 2005– 2009. Tuona aikana Suomessa syttyi 421 tulipaloa opetusrakennuksissa, joista 236 oli yleissivistävää opetusta tarjoavan koulurakennuksen paloa. Näistä noin 2/3 aiheutui ihmisen toiminnasta ja 1/3 arvioitiin tahallisiksi. Koulupaloissa ei tarkasteluvuosina aiheutunut palokuolemia.

TAUSTAA Koulu ja koulujärjestelmä edustavat nuorelle auktoriteettia, mutta toisaalta myös sosiaalisten tapahtumien näyttämöä. Koulujen pihamailla ja koulurakennusten läheisyydessä kokoonnutaan yleisesti iltaisin ja viikonloppuisin. On huomattava, että koululla on kouluaikaan sidoksissa oleva roolinsa turvallisuuden ylläpitäjänä, vaalijana ja edistäjänä sekä myös lain asettama velvoite; Perusopetuslain 628/1998 [2] mukaan ”Oppilaan opiskeluympäristön on oltava turvallinen.” Käsillä oleva raportti on osa Tulipysäkkihankkeeseen liittyvää tutkimustoimintaa. Tulipysäkki-hanke on yksi sisäisen turvallisuuden ohjelman syrjäytymistä ehkäisevistä

hankkeista. Ohjelman tavoitteena on parantaa suomalaista turvallisuuskulttuuria siten, että Suomi olisi Euroopan turvallisin valtio vuoteen 2015 mennessä. Ruotsissa syttyy tai sytytetään yli viisisataa koulu- ja päiväkotipaloa vuosittain. Suomessa yleissivistävien oppilaitosten paloja oli 236 vuosina 2005–2009. Näistä arvioitiin tahallaan sytytetyiksi noin 32 %. Vuonna 2008 Ruotsissa oli koulupaloja kaikkiaan 517. Näistä oli sytytettyjä 52 % [3]. Vuoden 2007 palotilastoissa Pohjoismaista eniten koulupaloja oli Ruotsissa, jossa oli 5,7 paloa 100000 asukasta kohden. Vastaavat luvut muissa Pohjoismaissa olivat Tanskassa 4,5 ja Norjassa 1,7 ja Suomessa 1,1 [4]. Koulupaloista on viiden viime vuoden aikana aiheutunut Suomessa yli 12 miljoonan euron omaisuusvahingot. Kaikista pelastustoimen rakennuspalo- ja rakennuspalovaaratehtävistä koulupalojen osuus oli viiden seurantavuoden aikana 1,3 prosenttia. Koulupalolla tarkoitetaan tässä tutkimuksessa opetusrakennuksen tulipaloa, joka on syttynyt rakennuksessa tai rakennuksen ulkopuolella. Tulipaloksi luokitellaan ne hallitsemattomat palotapahtumat, joista aiheutuu näkyvää savua. Yksityiskohtaisemmin tarkastellaan yleissivistävissä oppilaitoksissa syttyneitä tulipaloja. Raportin ulkopuolelle jäävät koulujen alueella olevat kevyet rakennelmat, esimerkiksi jätekatokset, jotka eivät ole koulurakennuksen välittömässä läheisyydessä. Koulujen metsiköissä tapahtuneet maas-

topalot eivät ole myöskään mukana tässä tarkastelussa. Rakennuksen tai toimitilan sijoittaminen luokkaan määräytyy pääasiassa sen perusteella, mihin suurinta osaa rakennuksen kerrosalasta käytetään. Asuinrakennuksiksi määritellään kuitenkin vain sellaiset rakennukset, joissa asuintilaa on yli puolet kerrosalasta. Jos siis koulun yhteydessä on ollut esimerkiksi ns. opettaja-asunto, jossa tulipalo on syttynyt, asuntopalo on tässä tutkimuksessa kirjattu koulupaloksi.

PALOJEN MÄÄRÄN KEHITYS Pelastustoimen resurssi- ja onnettomuustilasto PRONTOssa [5] oppilaitokset luokitellaan rakennustyypin mukaan seuraavasti: yleissivistävän oppilaitoksen rakennus, ammatillisen oppilaitoksen rakennus, korkeakoulurakennus, tutkimuslaitosrakennus, järjestön, liiton, työnantajan tai muun vastaavan opetusrakennus ja muualla luokittelematon opetusrakennus. Lapsia opetetaan ja kasvatetaan myös päiväkodeissa, lastenkodeissa ja perhekeskuksissa, joita tilastossa nimitetään koulukodeiksi. Lukiot on kirjattu yleissivistävän oppilaitoksen rakennukseksi. Nykyisessä yhtenäiskoulujärjestelmässä samassa rakennuksessa saattaa toimia luokat 0 – 10 ja lisäksi lukio. Koulurakennusten palaminen näyttäisi keskittyvän yleissivistävän oppilaitoksen rakennuksiin. 56 % palaneista koulurakenPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

27


rakennukseksi. Nykyisessä yhtenäiskoulujärjestelmässä samassa rakennuksessa saattaa toimia luokat – 10 ja lisäksi lukio. Kuten 0yleensäkin tulipaloissa, myös yleissivistävien oppilaitosten palojen osalta yleisin

syttymissyy on ihmisen toiminta (Taulukko 2). Tarkastelujakson aikana vuosina 2005 – 2009 yleissivistävien koulurakennusten tulipaloista 66 % aiheutui ihmisen toiminnasta. Tämä voi Rakennustyyppi 2005 leikkimistä, 2006 2007 2008 20091 Yhteensä tarkoittaa luvatonta tulen käsittelyä, tuhotyötä, tulella varomatonta tulen käyttöä tai tuottamuksellisuutta, jolloin tuli on syttynyt 2ihmisen mutta ei Lastentai koulukoti 3 toiminnan 2 2 seurauksena, 7 16 tarkoituksella. koneen viasta. Yleisin Lasten päiväkoti Neljäsosa tulipaloista oli syttynyt 6 5 12 tai10laitteen 20 53 sähkölaitevika oppilaitoksen koulussa oli rakennus loisteputken valaisimen mikä aiheutti Yleissivistävän 39 kuristimen 35 43 kärähtäminen, 35 84 236 savunmuodostusta koulun rakennus tiloissa. Ammatillisen oppilaitoksen 7 oppilaitosten 15 5 14 20 osalta 61 yleisin Kuten yleensäkin tulipaloissa, myös yleissivistävien palojen Taulukko 1. Koulurakennuksissa syttyneet tulipalot vuosina 2005 - 2009.

1 Taulukon 1 perusteella saattaa ensi vilkaisulla näyttää siltä, että koulupalot ovat kaksinkertaistuneet vuoden 2009 aikana. Kyse on kuitenkin tilastoinnin muutoksesta; tuolloin tilastointitapa rakennuspalojen osalta tarkentui ja muuttui.

28

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

Yleissivistävissä oppilaitoksissa syttyneistä tulipaloista pelastusviranomainen on arvioinut

Aikuisikäisiä aiheuttajia on tarkasteluvuosina ollut 30 % (27). tahallisiksi %(25–64-vuotiaita) tulipaloista (Taulukko 3).2 Pelastusviranomaisen arvion mukaan noin Taulukko 3.32Arvio tulipalon tahallisuudesta yleissivistävien oppilaitosten paloissa vuosina viidesosa tulipaloista on ollut tuottamuksellisia. Tuottamukselliseksi on kirjattu esimerkiksi 2005 - 2009. palo, joka syttyi tahallisuudesta kun tekstiililuokassa sulatettiin liedellä kattilassa steariinia. On huomattava, Arvio tulipalon 2005 2006 2007 2008 2009 Yhteensä että kolmasosassa yleissivistävien oppilaitosten tulipaloissa aiheuttaja on ollut muu kuin PALOJEN AJANKOHTA Tahallinen 14 7 10 15 29 75 ihminen; niissä tahallisuutta ei ole arvioitu. Tuottamuksellinen (huolimattomuus/ 4 5 8 6 11 34 varomattomuus) Taulukko 3. Arvio tulipalon tahallisuudesta yleissivistävien oppilaitostensyksystä paloissa vuosina Yleissivistävien oppilaitosten käyttöaste on suurimmillaan kevääseen, päi 2005 2009. Vahinko tai tahaton 9 13 12 3 10 47 Eniten paloja on tammikuussa, 14 %, ja toiseksi eniten huhtikuussa, 11 %. Lämmit Arvio tulipalon tahallisuudesta 2005 2007102008220094Yhteensä Ei voida arvioida 4 2006 7 ei 27 valaisemisen tai kynttilöiden poltto joulukuussa ole lisännyt yleissivistävien opp Tahallinen muu kuin ihminen 14 8 7 3 10 3 15 929 30 75 53 Aiheuttaja palojen määrää. Tämä antaa viitteitä ihmisen osuudesta yleissivistävien oppilaitost Tuottamuksellinen (huolimattomuus/ 4 395 358 436 35 11 84 34 236 Yhteensä Yleissivistävien oppilaitosten paloja on syttynyt myös kesäaikaan, jolloin koulujen

Yhteensä

14 5

Joulukuu

%

Marraskuu

6 17 4 9 4 11 15 18 34

Lokakuu

2006 % 2007 % 2008 % 2009 % Yhteensä

Syyskuu

Vuosi

Elokuu

varomattomuus) vähäisempää (Taulukko 4). Vahinko tai tahaton 9 13 12 3 10 47 Ei voida arvioida 4 7 10 2 4 27 SYTYTTÄJÄN IKÄ Aiheuttaja muu kuin ihminen 8 3 3 9 30 53 Taulukko 4. Yleissivistävien oppilaitosten palojen määrät kuukausittain vuosina Yhteensä 39 35 43 35 84 236 ikää ei ole On huomattava, että 41 %:ssa yleissivistävien oppilaitosten paloissa aiheuttajan

Heinäkuu

Yleissivistävien oppilaitosten käyttöaste on suurimmillaan syksystä kevääseen, päiväaikaan. Eniten paloja on tammikuussa, 14 %,

ihminen; niissä tahallisuutta ei ole arvioitu.

Kesäkuu

PALOJEN AJANKOHTA

että kolmasosassa tuolloin tilastointitapayleissivistävien rakennuspalojenoppilaitosten osalta tarkentuitulipaloissa ja muuttui. aiheuttaja on ollut muu kuin

Toukokuu

On huomattava, että 41 %:ssa yleissivistävien oppilaitosten paloissa aiheuttajan ikää ei ole voitu arvioida. Tällaisia tapauksia on 64. Kouluikäiset ovat suurin yksittäinen palon aiheuttajien ikäryhmä. 7–15-vuotiaat aiheuttivat yli puolet, 52 % (47) paloista. Aikuisikäisiä (25–64-vuotiaita) aiheuttajia on tarkasteluvuosina ollut 30 % (27).

Luonnontapahtuma tai -ilmiö 0 1 0 0 1 2 Koneen tai laitteen vika 5 11 12 7 23 58 Palovaarallinen aine 0 0 0 pelastusviranomainen 1 0 1 SYTTYMISSYYT Yleissivistävissä oppilaitoksissa syttyneistä tulipaloista on arvioinut Muu syy 5 1 0 5 arvion 12 mukaan noin tahallisiksi 32 % tulipaloista (Taulukko 3).1 Pelastusviranomaisen Ei voida arvioida 3 1 Tuottamukselliseksi 2 1 1 on kirjattu 8 tulipaloista on ollut tuottamuksellisia. esimerkiksi 1viidesosa Taulukon 1 perusteella saattaa ensi vilkaisulla näyttää siltä, että koulupalot ovat palo, joka syttyi kun tekstiililuokassa sulatettiin liedellä kattilassa steariinia. On huomattava, Yhteensä 39 35 43 35 84 236 kaksinkertaistuneet vuoden 2009 aikana. Kyse on kuitenkin tilastoinnin muutoksesta;

3 9 2 5 2 6 6 7 14

1 33 4 9 3 9 10 12 21

3 9 2 5 3 9 7 8 19

2 6 4 9 2 6 7 8 19

2 6 5 12 1 3 5 6 17

4 11 5 12 2 6 6 7 21

4 11 5 12 4 11 3 4 19

3 9 4 9 4 11 6 7 17

35 100 43 100 35 100 84 100 236

9

8

8

7

9

8

7

100

Huhtikuu

SYTYTTÄJÄN IKÄ

Koneen tai laitteen vika 5 11 12 7 23 58 Koulurakennusten palaminen näyttäisi keskittyvän oppilaitoksen Palovaarallinen aine 0palojenyleissivistävän 0aiheuttaja 0 pelastusviranomaisen 1 0 rakennuksiin. 1 arvion Taulukko 2. Yleissivistävien oppilaitosten 56 %syy palaneista koulurakennuksista on ollut yleissivistävän oppilaitoksen eli mukaan vuosina 2005 - 2009. Muu 5 1 1 0 5 kouluja, 12 yläkouluja, alakouluja tai lukioita. 14 % palaneista koulurakennuksista on ollutYhteensä ammatillisia Arvio, mikä aiheutti tulipalon 2005 2006 2007 2008 2009 Ei voida arvioida 3 1 2 1 1 8 oppilaitoksia ja suurin piirtein saman verran, on28ollut 26 päiväkotirakennuksia. Ihmisen toiminta 2639 1321%, 54 84 155 236Muun Yhteensä 35 43 35 tyyppisissä koulurakennuksissa on syttynyt vähäinen määrä paloja (Taulukko 1).

Maaliskuu

Kuten yleensäkin tulipaloissa, myös yleissivistävien oppilaitosten palojen osalta yleisin syttymissyy on ihmisen toiminta (Taulukko 2). Tarkastelujakson aikana vuosina 2005– 2009 yleissivistävien koulurakennusten tulipaloista 66 % aiheutui ihmisen toiminnasta. Tämä voi tarkoittaa luvatonta tulen käsittelyä, tuhotyötä, tulella leikkimistä, varomatonta tulen käyttöä tai tuottamuksellisuutta, jolloin tuli on syttynyt ihmisen toiminnan seurauksena, mutta ei tarkoituksella. Neljäsosa tulipaloista oli syttynyt koneen tai laitteen viasta. Yleisin sähkölaitevika koulussa oli loisteputken valaisimen kuristimen kärähtäminen, mikä aiheutti savunmuodostusta koulun tiloissa. Yleissivistävissä oppilaitoksissa syttyneistä tulipaloista pelastusviranomainen on arvioinut tahallisiksi 32 % tulipaloista (Taulukko 3). Pelastusviranomaisen arvion mukaan noin viidesosa tulipaloista on ollut tuottamuksellisia. Tuottamukselliseksi on kirjattu esimerkiksi palo, joka syttyi kun tekstiililuokassa sulatettiin liedellä kattilassa steariinia. On huomattava, että kolmasosassa yleissivistävien oppilaitosten tulipaloissa aiheuttaja on ollut muu kuin ihminen; niissä tahallisuutta ei ole arvioitu.

Helmikuu

SYTTYMISSYYT

syttymissyy on ihmisen toiminta (Taulukko 2). Tarkastelujakson Korkeakoulurakennus 6 2 3aikana4 vuosina 5 2005 20 – 2009 Taulukko 2. Yleissivistävien oppilaitosten palojen aiheuttaja pelastusviranomaisen yleissivistävien koulurakennusten tulipaloista 66 % aiheutui Tämä voiarvion Tutkimuslaitosrakennus 2 4 ihmisen 6 4toiminnasta. 6 22 mukaan vuosina 2005 - 2009. tarkoittaa luvatonta tulen käsittelyä, tuhotyötä, tulella leikkimistä, varomatonta tulen Järjestön, liiton, työnantajan yms. opetusrakennus 1 1 1 2 0 5 käyttöä Arvio, mikä aiheutti tulipalon 2005 ihmisen 2006 toiminnan 2007 2008 2009 Yhteensä tai tuottamuksellisuutta, jolloin tuli on syttynyt seurauksena, mutta ei Muualla luokittelematon 0 koneen 2 1 laitteen 1 4 viasta. 8 Yleisin tarkoituksella. Neljäsosaopetusrakennus tulipaloista oli 26 syttynyt21 Ihmisen toiminta 28 tai 26 54 155 Yhteensä 67 73 72 146 mikä 421aiheutti sähkölaitevika koulussa oli loisteputken valaisimen 63 kuristimen kärähtäminen, Luonnontapahtuma tai -ilmiö 0 1 0 0 1 2 savunmuodostusta koulun tiloissa.

Tammikuu

nuksista on ollut yleissivistävän oppilaitoksen kouluja, eli yläkouluja, alakouluja tai lukioita. 14 % palaneista koulurakennuksista on ollut ammatillisia oppilaitoksia ja suurin piirtein saman verran, 13 %, on ollut päiväkotirakennuksia. Muun tyyppisissä koulurakennuksissa on syttynyt vähäinen määrä paloja (Taulukko 1).

0 0 2 5 3 9 5 6 11

4 11 3 7 0 0 6 7 19

3 9 3 7 7 20 8 10 25

8

11 6

20

voitu arvioida. Tällaisia tapauksia on 64. Kouluikäiset ovat suurin yksittäinen palon aiheuttajien ikäryhmä. 7-15-vuotiaat aiheuttivat yli puolet, 52 % (47) paloista. SYTYTTÄJÄN IKÄ

On huomattava, että 41 %:ssa yleissivistävien oppilaitosten paloissa aiheuttajan ikää ei ole 2005arvioida. 5Tällaisia 1 tapauksia 6 4 on164. Kouluikäiset 3 3 4 4 ovat4suurin 4 yksittäinen 3 0 palon 39 voitu aiheuttajien ikäryhmä. puolet, % 13 3 7-15-vuotiaat 15 10 3aiheuttivat 8 10yli 10 10 52 10% 8(47) 0paloista. 100

Yleissivistävien oppilaitosten palot ovat viiden vuoden tarkasteluvälillä sattuneet tiistaisin tai keskiviikkoisin, mutta kaikkiaan paloja on sattunut melko tasais mittaan (Taulukko 5). Tulipaloja on syttynyt myös viikonloppuisin, vaikk käyttöaste on viikonloppuisin pienempi kuin viikolla.


Yhteensä

Sunnuntai

Lauantai

Perjantai

Torstai

Keskiviikko

Tiistai

Maanantai

Taulukko 5. Yleissivistävien oppilaitosten palojen 2009.

perusteella voidaan nähdä, että viiden vuoden tarkasteluvälillä tyypillisin palon alkamisajankohta on aamupäivä. Toiseksi yleisintä on, että yleissivistävien oppilaitosten palo määrät viikonpäivittäin vuosina 2005 syttyy illan tunteina. Paloja on ollut seuranta-aikana vähiten vuorokauden kahdeksan ensimmäisen tunnin aikana. Tämä on todennäköisin aika, jolloin sekä koulurakennus että piha-alueet ovat tyhjiä.

Vuosi 2005 5 9 8 5 5 4 3 39 % 13 23 21 13 13 10 8 100 2006 5 10 8 3 4 3 2 35 % 14 29 23 9 11 9 6 100 2007 6 11 7 3 4 7 5 43 % 14 26 16 7 9 16 12 100 2008 4 9 6 5 6 2 3 35 % 11 26 17 14 17 6 9 100 pelastusalueiden väestörakenne-erot. 2009 10 13 20 18 9 9 5 84Väkilukuun suhteutettuna Pohjanmaan, Oulun, Koillismaan ja Jokilaaksojen alueilla on eniten 0 – 17-vuotiaita koko alueen % 12 15 24 21 11 11pelastusalueiden 6 100 väkilukuun oppilaitosten palot suhteutetaan nuorten Yht. 30 suhteutettuna. 52 49 34 28 Kun 25 yleissivistävien 18 236 määrään13alueella, paloja % 22 21eniten 14 12 11 100 8 000 100 nuorta kohden on taulukon 6 mukaan Pohjois-

Karjalan (35), Länsi-Uudenmaan (32) ja Pirkanmaan (30) pelastusalueilla.

Koulupaloja vuosina 2005– 2009

Koulupaloja/ 100 oppilaitosta

Koulupaloja/ 100 000 0-17-vuotiasta

0-17-vuotiaita vuonna 2009

0-17-vuotiaiden osuus koko väestöstä vuonna 2009 (%)

Pohjois-Savo Pohjois-Karjala Jokilaaksot Kainuu Oulu-Koillismaa Lappi Yhteensä

Yleissivistäviä oppilaitoksia (kpl)

Taulukko 6. Vuosien 2005 – 2009 yleissivistävien oppilaitosten palot oppilaitosten määrään ja väestömäärään suhteutettuina pelastusalueittain. Kuva 1. Yleissivistävien oppilaitosten palojen syttyminen kellonaikojen mukaan vuosina ja toiseksi eniten huhtikuussa, 11 %. Läm2005 - 2009. mittämisen, valaisemisen tai kynttilöiden poltto joulukuussa ei ole lisännyt yleissivisKOULUPALOT PELASTUSALUEITTAIN tävien oppilaitosten palojen määrää. Tämä antaa viitteitä ihmisen osuudesta yleissivistäPelastusalueittain tarkasteltuna eniten yleissivistävien oppilaitosten tulipaloja on ollut vien oppilaitosten paloihin. Yleissivistävien tarkastelujakson aikana läntisellä Uudellamaalla 32 (14 %) ja Pirkanmaalla 29 (12 %). oppilaitosten paloja on syttynyt myös kesäVähiten paloja on ollut itäisellä Uudellamaalla ja Kainuussa. On huomattava, että aikaan, jolloin koulujen käyttö on vähäisempelastusalueiden väestörakenne-erot. Väkilukuun suhteutettuna Pohjanmaan, Oulun, (Taulukko 4). 0 – 17-vuotiaita koko alueen ja Jokilaaksojen pelastusalueidenpää alueilla on eniten Kuva 1. Yleissivistävien oppilaitosten palojen syttyminenKoillismaan kellonaikojen mukaan vuosina Yleissivistävien oppilaitosten palot nuorten ovat vii2005 - 2009. väkilukuun suhteutettuna. Kun yleissivistävien oppilaitosten palot suhteutetaan Pelastustoimen alue den vuoden tarkasteluvälillä sattuneet yleiHelsinki 178 13 7 13 96 590 16.5 simmin tiistaisin tai keskiviikkoisin, mutta KOULUPALOT PELASTUSALUEITTAIN kaikkiaan paloja on sattunut melko tasaisesLänsi-Uusimaa 247 32 13 32 99 637 23.5 5 Pelastusalueittain tarkasteltuna eniten yleissivistävien oppilaitosten tulipaloja on ollut ti viikon mittaan (Taulukko 5). Tulipaloja on Keski-Uusimaa 189 25 13 26 97 620 23.4 tarkastelujakson aikana läntisellä Uudellamaalla 32 (14 %) ja Pirkanmaalla 29 (12 %). syttynyt myös viikonloppuisin, vaikka kouVähiten paloja on ollut itäisellä Uudellamaalla ja Kainuussa. On huomattava, että Itä-Uusimaa 90 1 1 5 21 259 22.6 lujen käyttöaste on viikonloppuisin pienem5 Varsinais-Suomi 293 11 4 12 89 942 19.4 pi kuin viikolla. Kanta-Häme 127 9 7 25 35 800 20.5 Puolet yleissivistävien oppilaitosten paloista on viiden seurantavuoden aikana syttynyt Päijät-Häme 107 10 9 26 39 106 19.4 koulupäivän aikana kello 8–15 ja noin viidesKymenlaakso 118 6 5 18 33 757 18.4 osa ilta-aikaan kello 19–24. Kuvan 1 perusEtelä-Karjala 79 6 8 25 24 106 17.9 teella voidaan nähdä, että viiden vuoden tarEtelä-Savo 135 3 2 11 27 445 17.6 kasteluvälillä tyypillisin palon alkamisajanKeski-Suomi kohta on aamupäivä. Toiseksi yleisintä on, et186 9 5 16 55 625 20.4 tä yleissivistävien oppilaitosten palo syttyy ilPirkanmaa 275 29 11 30 96 339 19.8 lan tunteina. Paloja on ollut seuranta-aikana Satakunta 169 8 5 18 43 395 19 vähiten vuorokauden kahdeksan ensimmäiEtelä-Pohjanmaa 200 9 5 22 41 010 21.1 sen tunnin aikana. Tämä on todennäköisin Pohjanmaa 142 6 5 16 37 599 25.7 aika, jolloin sekä koulurakennus että pihaKeski-Pohjanmaa ja alueet ovat tyhjiä. 102 3 3 13 22 982 23.1 Pietarsaari 165 115 139 65 162 152 3 435

14 11 7 2 13 9 236

8 10 5 3 8 5 ka 6.8

29 35 23 13 20 25 21

48 073 31 314 30 588 15 671 66 307 35 950 1 090 115

19.3 18.8 24.5 18.9 24.7 19.5

6

KOULUPALOT PELASTUSALUEITTAIN Pelastusalueittain tarkasteltuna eniten yleissivistävien oppilaitosten tulipaloja on ollut tarkastelujakson aikana läntisellä Uudellamaalla 32 (14 %) ja Pirkanmaalla 29 (12 %). Vähiten paloja on ollut itäisellä Uudellamaalla ja Kainuussa. On huomattava, että pelastusalueiden väestörakenne-erot. Väkilukuun suhteutettuna Pohjanmaan, Oulun, Koillismaan ja Jokilaaksojen pelastusalueiden alueilla on eniten 0–17-vuotiaita koko alueen väkilukuun suhteutettuna. Kun yleissivistäPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

29


tulipalon 75 (32 %) tapauksessa. Tapaukset on koottu manuaalisesti (Taulukko 7). Taulukko 7. Lasten luvaton tulenkäsittely yleissivistävien oppilaitosten palotapauksissa vuosina 2005 - 2009.

vien oppilaitosten palot suhteutetaan nuorten määrään alueella, eniten paloja 100 000 nuorta kohden on taulukon 6 mukaan Pohjois-Karjalan (35), Länsi-Uudenmaan (32) ja Pirkanmaan (30) pelastusalueilla. Lasten ja nuorten määrä on yhteydessä myös koulurakennusten määrään. Yleissivistävää opetusta antavia oppilaitoksia on eniten läntisellä Uudellamaalla, Varsinais-Suomessa ja Pirkanmaalla. Eniten koulupaloja suhteessa 100:an yleissivistävää opetusta antavaan rakennukseen on Keski-Uudenmaan (13), Länsi-Uudenmaan (13) ja Pirkanmaan (11) pelastusalueilla (Taulukko 6). Viiden viime vuoden aikana 7 % (17) yleissivistävien oppilaitosten paloista on aiheuttanut loukkaantumisen, ihmishenkeä uhkaavan tilanteen tai ihmisten evakuoinnin. Viiden seurantavuoden aikana 236 koulupalossa on ollut vaarassa 1246 ihmistä ja evakuoituja on ollut 350. Seurantajakson aikana yleissivistävien oppilaitosten paloissa ei ole ollut palokuolemia. Omaisuusarvoista on pelastettu kaikkina seurantavuosina yli 90 %. 1,3 % rakennuspalo- ja rakennuspalovaaratehtävistä on seurantajakson aikana ollut koulupaloja.

KOULUPALOJEN LAADULLINEN TARKASTELU Laadullinen tarkastelu auttaa ymmärtämään syvemmin koulupalojen syttymiseen liittyviä tekijöitä, varsinkin sosiaalista toimintaympäristöä. Laadullinen tarkastelu perustuu onnettomuustilastojärjestelmä PRONTOn [5] sanallisten kenttien teksteihin. Tarkasteluvälin aikana lasten tai nuorten luvaton tulen käsittely tai tulella leikkiminen aiheutti koulussa tulipalon 75 (32 %) tapauksessa. Tapaukset on koottu manuaalisesti (Taulukko 7). Ohessa joitakin esimerkkejä lasten ja nuorten sytyttämien koulupalojen kuvauksista: ”Kaksi 17-vuotiasta poikaa sytyttivät koulun vieressä olleet roska-astiat sytyttimellä tuleen.” ”Lapsia arviolta 10 - 12 v. (paikalla olleiden arvio). Sytyttäneet sohvatyynyt palamaan ja poistuneet paikalta.” ”WC:ssä oleva käsipaperilaite sytytetty palamaan jollakin tulentekovälineellä.” ”Palavia kuusenhavuja työnnetty 1000 mm korkean tuulettuvan alapohjan tuuletusaukosta sisään. Ilmiötä vahvistettu spraypullosuihkeella saaden aikaan liekinheitinilmiö, joka sytyttänyt alapohjan styrox-eristeet.” ”Pojat olleet spraymaalaamassa maalaamotiloissa ja tämän jälkeen vetokaapissa syttynyt 30

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

Vuosi

Koulupalojen lukumäärä

2005 2006 2007 2008 2009 Yhteensä

39 35 43 35 84 236

Lasten ja nuorten leikkimisestä aiheutuneita 8 4 15 18 31 76

% 21 11 35 51 37 32

Ohessa joitakin esimerkkejä lasten ja nuorten sytyttämien koulupalojen kuvauksista: ”Kaksi 17-vuotiasta poikaa sytyttivät koulun vieressä olleet roska-astiat sytyttimellä tuleen.” ”Lapsia arviolta 10 - 12 v. (paikalla olleiden arvio). Sytyttäneet sohvatyynyt palamaan ja palo. Spraypurkkien ponneaineena käytetään si voitu vaikuttaa tehostamalla valvontaa, lipoistuneet paikalta.” butaania, joka mahdollisesti on ollut myös sy- säämällä valaistusta ja lukitusta, kehittämältytysväline.” lä asiantuntijuutta, järjestämällä interventi”WC:ssä oleva käsipaperilaite sytytetty palamaan jollakin tulentekovälineellä.” oita tai parantamalla teknisesti sellaisia koh”Luokan poikaoppilaat olivat leikkineet1000 sytkä- mmteita koulussa, joissa käsitellään tulta,tuuletusaukosta sähköä ”Palavia kuusenhavuja työnnetty korkean tuulettuvan alapohjan rillä ja spraymaalilla. Spraypullosta tullut liekki tai helpostisaaden syttyviä aikaan aineita. liekinheitinilmiö, joka sisään. Ilmiötä vahvistettu spraypullosuihkeella sytytti ilmastointikoneen palamaan.” Oppilaitosrakennuksista, joissa on syttysytyttänyt alapohjansuodattimen styrox-eristeet.” ”Hiekkalaatikko siirretty omalta paikaltaan nyt tulipalo, on vähän yli puolet (56 %) ol”Pojat olleet spraymaalaamassa maalaamotiloissa ja tämän jälkeen vetokaapissa rakennuksen seinustalle ja sytytetty ilmeiseslut yleissivistäviä oppilaitoksia, eli alakoulu- syttynyt palo. Spraypurkkien ponneaineena käytetään butaania, joka mahdollisesti on %) ollut myös ti tuleen.” ja, yläkouluja tai lukioita ja viidennes (20 sytytysväline.” päiväkoteja. Tarkastelujakson aikana vuosina Palavia nesteitä ja kaasuja oli ilmoitusten 2005–2009 noin 2/3 yleissivistävien kouluramukaan lasten sytyttämiksi arvioiduissa kou- kennusten tulipaloista aiheutui ihmisen toi7 lupaloissa käytetty 10 (13 %) tapauksessa. minnasta. Yleisimmin tulipalo sytytettiin tuYleisimpiä olivat maalaustiloissa aiheutetut litikulla tai muulla tulentekovälineellä ja toitulipalot. seksi yleisimmin tulipalo sai alkunsa sähköTulipalo oli sytytetty koulun WC-tiloihin laitteesta. Hieman yli viidesosa tulipaloista 8 (11 %) tapauksessa. Yleisimmin oli syty- oli alkanut luokkahuoneesta. Noin kolmastetty WC-paperia ja jätetty se palamaan ros- osa kaikista yleissivistävien rakennusten tulikakoriin tai sytytetty paperirulla valaisimen paloista arvioitiin tahallisiksi. avulla. Kouluikäiset ovat pelastustoimen onnetHankaussähkö tai koneellinen vika oli ar- tomuustilaston mukaan suurin yksittäinen vioitu koulupalon syttymissyyksi 91 (40 %) koulupalojen sytyttäjien ikäryhmä. Kaikkitapauksessa. Näistä 15 (6 %) oli valaisimen aan ¾ yleissivistävien oppilaitosten paloista vikoja, joista tyypillisin oli loisteputken ku- oli sellaisia, joihin olisi voitu vaikuttaa ennalristimen kärähtäminen. ta ehkäisevän turvallisuusviestinnän tai teknisten muutosten avulla. Lasten ja nuorten kanssa toimivien ja kouPOHDINTA lupäivän turvallisuudesta vastaavien viranYleisesti ottaen voidaan todeta, että koulu omaisten ja toimihenkilöiden on huomaton suomalaiselle lapselle ja nuorelle tulipalo- tava, että kouluyhteisössä ja usein yhdessä jen osalta melko turvallinen paikka. Suurin koulurakennuksessa, toimii kerrallaan suuri osa tulipaloista ja tapaturmista sattuu vapaa- joukko toimintarajoitteisia henkilöitä. Kouajalla ja kotona. Vuonna 2009 Suomessa to- lulaisten, varsinkin alakoululaisten reagointiteutetun väestöhaastattelun mukaan vuoden kyky on nopea, mutta heidän kykynsä arviaikana tapahtui 1100000 fyysisen vamman oida tulipalon vaarallisuutta, tulen leviämisaiheuttamaa tapaturmaa. Näistä koti- ja va- vauhtia tai savun vaikutuksia on rajoittunut. paa-ajan tapaturmia oli 73 % (800000). 30 Myös vähäinen elämänkokemus, aivojen kevuoden seurantajakson aikana työtapaturmat hityksen keskeneräisyys, kokemus kemialliovat sen sijaan vähentyneet. Tapaturma oli sista ilmiöistä, uteliaisuus, arvaamattomuus, 15–45-vuotiaiden yleisin kuolemansyy vuon- tunteiden hallitsemattomuus ja lapsen pieni na 2008 Tilastokeskuksen kuolemansyytilas- koko rajoittavat kykyä toimia parhaalla mahton mukaan [5]. dollisella tavalla tulipalossa. Neljäsosa yleissivistävissä oppilaitoksissa Välittömien ja ennakoivien turvallisuussyttyneistä vahingoista liittyi sellaisiin tapah- toimenpiteiden lisäksi on huomattava sositumiin, joihin on vaikea vaikuttaa. Ainakin aalisten ja ryhmädynamiikkaan liittyvien yh¾ paloista voidaan pitää sellaisina, joihin oli- teistoiminnallisten, koulun yleistä ilmapiiriä


parantavien hankkeiden, projektien, juhlien ja prosessien merkitys sekundäärisenä koulupalojen ennalta ehkäisyn keinona.

LUOTETTAVUUSTARKASTELU On huomattava, että käsillä oleva tutkimus ei ehkä kuvaa parhaalla mahdollisella tavalla Suomessa sattuneita koulupaloja. Osa tulipaloista ei tule lainkaan viranomaisten tietoon, näin varsinkin silloin, jos tulipalo on saatu kokonaan sammutettua itse ja vahinko on ollut vähäinen. Jos tulipalo on syttynyt sellaiseen aikaan, jolloin koulurakennus on tyhjä, sammuneesta tai sammutetusta tulipalosta ei välttämättä jää merkintää koulu- tai poliisi- tai pelastusviranomaisten tietokantoihin. Muissa Pohjoismaissa on arvioitu pelastusviranomaisen tietoon tulevan vain 17–22 prosenttia tulipaloista, ja tilanne lienee samansuuntainen myös Suomessa. Toiseksi tulipalojen syttymistapa, -paikka tai -syy voi olla tulkinnanvarainen ja aiheuttaa eroja tilastoinnissa. Kaikkiaan PRONTOn onnettomuustilastoa voidaan kuiten-

kin pitää parhaana ja luotettavimpana pelastustoimen tehtävien tilastoinnin välineenä. PRONTOn tilastointi-intensiteetti on kehittynyt ja vakiintunut viime vuosien aikana. Tämä johtuu asiantuntijuuden lisääntymisestä, koulutuksen lisäämisestä ja tilastontarkkuuden paranemisesta ja järjestelmällisestä kehitystyöstä. Koulupaloraportti on osa varhaiseen puuttumiseen perustuvaa Tulipysäkki-toimintaa, jolla pyritään estämään lasten ja nuorten syrjäytymistä.

KIITOKSET Palosuojelurahasto on rahoittaa Tulipysäkki-hanketta, jonka osana tehtiin tutkimus koulupaloista. Tulipysäkki-hankkeen ohjausryhmänä toimii Tahallisten palojen ennaltaehkäisyn seurantaryhmä, jonka puheenjohtaja on Vesa-Pekka Tervo. Tulipysäkin aktiivinen toimijaryhmä ovat paikalliset pelastusalueiden, poliisilaitosten ja kuntien virkamiehet. Raportti koulupaloista on tuotettu Pelas-

tusopiston tutkimus- ja kehittämisosastolla. Tutkimuksen PRONTO-asiantuntijana on toiminut Johannes Ketola.

LÄHTEET 1. Somerkoski B., Ketola J. Koulupalot Suomessa 2005–2009. Pelastusopiston julkaisu B5/2010. 2. Perusopetuslaki 628/1998. Suomen säädöskokoelma. Helsinki. 3. Räddningstjänst i siffror 2008. http://www2.msb.se/Shopping/pdf//upload/Publikationsservice/MSB/0107_09_ raddningstjanst_i_siffror_2008.pdf [29.7.2010]. 4. Luentokalvo. Skolan brinner! -seminaari 14.-15.10.2010, Sollentuna. Brandskyddsföreningen.www.brandskyddsforeningen.se/ anlagdbrand 5. PRONTO.2010. Pelastustoimen resurssi- ja onnettomuustilastojärjestelmä. http:// prontonet.fi. 6. Tapaturmat lukuina. Terveyden ja hyvinvoinnin laitos. http://www.ktl.fi/portal/suomi/yhteistyoprojektit/tapaturmat/tapaturmat_lukuina/.

www.facebook.com/ pelastusopisto

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

31


Marja Liinasuo, Leena Norros ja Paula Savioja, VTT, PL 1000, 02044 VTT

Pelastustoimintaa tukevan teknologian käyttölähtöinen kehittäminen Tiivistelmä Pelastustyön teknistä kehittämistä varten perustettiin EU-projekti COPE, jossa kehitettiin vuosien 2008–2011 aikana kentällä toimivien ammattilaisten tilannekäsitystä. Teknologian kehittämiseen valittiin käyttökeskeinen ote. Pelastustyöstä selvitettiin, minkä luonteista pelastustoiminta kokonaisuudessaan on, miten pelastustoiminta etenee ja minkälaisia päätöksentekoon liittyviä vaatimuksia pelastustoimintaan liittyy. Kehitettävälle teknologialle laadittiin käyttäjävaatimukset ja tarkennettiin, minkä tyyppisistä työvälineistä voisi olla tukea pelastustoiminnassa ja miten niitä kannattaa kehittää, jotta niistä olisi mahdollisimman paljon hyötyä. Projektin aikana tuotettiin konseptia monentyyppisestä uudesta teknologiasta. Kehitetyn konseptin toimivuutta testattiin useissa kenttätesteissä, joissa testaajina toimivat pelastustoiminnan ammattilaiset tai palomiesoppilaat erilaisissa kenttäolosuhteissa. Tulokset osoittavat, että käyttökeskeisellä lähestymistavalla voidaan saada esille lupaavaa, käyttöä palvelevaa teknologiaa niinkin vaativaan käyttöön kuin mitä pelastustoiminta edustaa.

TAUSTA COPE-projekti (Common Operational Picture Exploitation) on EU-projekti, joka keskittyi vuosien 2008–2011 aikana kehittämään sellaisia pelastustoiminnan välineitä, 32

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

jotka tukevat kentällä toimivien ammattilaisten yhteisen tilannekäsityksen muodostumista. Projekti keskittyi kentällä toimivien palomiesten ja heidän esimiestensä, erityisesti P3:n toimintaan. Teknologian kehittämiseen valittiin käyttökeskeinen ote, jossa lähtökohtana on työstä nousevat tarpeet. Käyttölähtöisyys (usage driven) tarkoittaa tässä, että tarkastellaan miten teknologia voisi parhaiten tukea tai kehittää käytännön pelastustyötä sen sijaan, että keskityttäisiin esim. tiettyyn teknologiaan ja siihen, minkälaisia ratkaisuja tämä teknologia tarjoaa. Projektissa toimi tutkimusosapuolina VTT (Suomi), CESS (Saksa), BAE Systems (IsoBritannia) ja Trinity College Dublin (Irlanti), ja teknologiakehittäjinä BAE C-ITS (Ruotsi), BAE Systems (Iso-Britannia), UTI (Romania) ja GMV-Skysoft (Portugali). Kehitettävää teknologiaa testattiin eri maissa; kenttäkokeita suoritettiin sekä IGSU:n (Romania) että Pelastusopiston järjestämänä; laajimmat kokeet tehtiin Pelastusopiston harjoituskentällä Kuopiossa. Oheisessa tekstissä kuvataan, minkälaisia käyttölähtöisiä menetelmiä käytettiin tuettaessa pelastustyön teknologian kehittämistä. Lopuksi arvioidaan niiden sopivuutta ja hedelmällisyyttä pelastustoiminnan välineistön kehittämisen näkökulmasta. Kuvaus kattaa pääkohdat toiminnasta; projektin julkiset raportit ovat ladattavissa projektin www-sivuilta (ks. http://cope.vtt.fi).

KÄYTTÄJÄVAATIMUSTEN ANALYYSI PELASTUSTYÖSSÄ Käyttäjävaatimusten tunteminen on tärkeää kehitettäessä uutta teknologiaa, jotta teknologia todella tukisi käytännön työtä. Erityisen tärkeää se on pelastustyössä, alalla, joka on vaativa ja vaarallinen sekä onnettomuuden tai vastaavan uhreille että myös itse pelastustyön ammattilaisille [1]. Vääränlainen työväline voi maksaa usean ihmisen hengen. Pelastustyössä käyttäjävaatimusten tutkiminen on myös erityisen haasteellista, sillä pelastustyön observointi on käytännössä mahdotonta. Onnettomuutta ei voida seurata läheltä, jotta vältyttäisiin haittaamasta työn suorittamista ja jotta myös turvattaisiin observoijan oma turvallisuus. Käyttäjävaatimusten analyysissa tutkimusmateriaalina käytettiin alan kirjallisuutta ja palomiesten haastatteluja. Näin saatiin tietoa työn yleisistä vaatimuksista sekä siitä, miten teknologiaa käytetään tällä hetkellä ja mitä haasteita siihen liittyy.

Kirjallisuuteen perustuva analyysi Kirjallisuuskatsauksessa keskityttiin tarkastelemaan pelastustyön kognitiivisia vaatimuksia niin P3:lle kuin kentällä toimiville palomiehillekin. Vaatimuksia analysoitiin siten, että pyrittiin saamaan esille sellaisia yleisiä toimintaan liittyviä vaatimuksia, jotka tulevat esille myös erillisissä käytännön tilanteissa.


Erityisesti haluttiin saada esille vaatimuksia, joiden tulee täyttyä jotta järjestelmä, s.o. pelastustoiminta, voisi toimia toivotulla tavalla; tällaista lähestymistapaa kutsutaan formatiiviseksi mallinnukseksi [2]. Jos siis esimerkiksi palomiehen varusteisiin kuuluvasta sensorista saatava tieto rakennuksen lämpötilasta voisi vaikuttaa päätökseen siitä, onko tilanne muuttumassa paremmaksi vai huonommaksi, pitäisi samalla tarkastella minkälaisia seurauksia tällä tiedolla olisi korkeamman tason operationaalisiin päätöksiin. Kognitiivisia vaatimuksia vaativassa työssä kuvataan osuvasti naturalistisen päätöksenteon viitekehyksessä. Naturalistinen päätöksenteko (Naturalistic Decision Making [3–5]) on suunta, joka tarkastelee inhimillistä päätöksentekoa luonnollisissa tilanteissa. Sen pohjalta arvioitiin, että pelastustoiminnan keskeiset kognitiiviset vaatimukset ovat seuraavat: naturalistinen päätöksenteko, mikä tarkoittaa välitöntä päätöksentekoa ilman tietoista vaihtoehtojen punnitsemista yms.; tällainen päätöksenteko perustuu kokemukseen, taitoon ja syvällisesti omaksuttuun tietoon ja sitä käytetään erityisesti vaikeissa ja nopeutta vaativissa päätöksentekotilanteissa; tilanteen ymmärtäminen (sensemaking), mikä tarkoittaa tilannetiedon jatkuvaa arviointia ja uudelleen tulkinnan tarpeen tarkastelua; uudelleensuunnittelu, joka tyypillisesti seuraa sellaista tilannetta, jossa aikaisemmat oletukset ovat osoittautuneet vääriksi; koordinointi, joka liittyy haasteisiin monen toimijan hallinnassa kun toimijoilla on yhteinen päämäärä tai toisistaan riippumattomat päämäärät; yhteisen toimintaperustan ylläpito (maintaining common ground), joka perustuu yhteisiin oletuksiin, yhteiseen ymmärrykseen suunnitelmasta, päämääristä ja esimiehen aikomuksista, yksimielisyyteen tehtävistä ja vastuista toimintasuunnitelmassa, tiedon päivitykseen, muutoksista kommunikointiin sekä tilanteessa vaikuttavien ristiriitaisuuksien ja jännitteiden hallintaan; epävarmuuksien ja riskien hallinta, joka on usein avainhaaste monimutkaisissa ja dynaamisissa ympäristöissä kun tietoa ei ole tai se on epäselvää, ristiriitaista ja/tai se voidaan tulkita monin eri tavoin; ongelman havaitseminen, mikä on usein kriittinen haaste erityisesti monimutkaisis-

sa ympäristöissä; mahdollinen ongelma on voitava ennakoida nykyisen tilannekehityksen pohjalta, tai sitten ongelma on havaittava tilanteessa, joka muuttuu vain vähitellen oletetusta ennakoimattomaan ja epätoivottuun; huomion suuntaamisen hallinta (attention management), kun aisteja pommitetaan monin eri tavoin (näköhavainnot, äänet, kosketukset jne.) ja yksilön on suunnattava huomionsa siihen, minkä arvioi tärkeäksi; ja yhteisen toiminnallisen tilannekuvan (common operational picture) hallinta, mihin liittyy oleellisena tilanteen ymmärrettäväksi tekeminen, yhteistyö ja yksimielisen näkemyksen ylläpito. Projektin myötä tarkentui, mitä yhteisellä toiminnallisella tilannekuvalla (common operational picture) tarkoitetaan tässä projektissa. Se määriteltiin pelastustyöhön osallistuvien ajantasaiseksi ja mahdollisimman yhtenäiseksi käsitykseksi pelastustilanteesta ja tämän käsityksen muodostamiseksi, jakamiseksi ja esittämiseksi informaatio- ja kommunikaatioteknologian tuella. Projektin myötä tarkentui myös, mitä teknologiaa kehitetään ja minkälaisia käyttöominaisuuksia sillä tulisi olla.

Ammattilaisten haastattelut kriittisen päätöksenteon metodilla Projektin alkuvaiheessa tutkittiin palomiesten työtä ja tarkasteltiin siinä teknologian roolia. Tämä suoritettiin haastattelemalla pelastustoimen ammattilaisia kriittisen päätöksenteon metodilla (Critical Decision Method). Metodin mukaan palomiehiä pyydettiin kertomaan vaikeasta pelastustilanteesta, johon he ovat itse osallistuneet. Tätä tapahtumaa käytiin haastattelussa lävitse useamman kerran, keskittyen kullakin kerralla erilaiseen tietoon [6]. Aluksi käytiin kokemus lävitse sellaisena kuin haastateltu halusi sen tehdä. Seuraavaksi erilliset tapahtumat, joista kokemus koostuu, tunnistettiin ja toiminnan päätöstilanteet asetettiin aikajanalle. Tämän jälkeen jokaista päätöksentekotilannetta tarkasteltiin sen asettamien kongitiivisten vaatimusten selventämiseksi. Lopuksi kysyttiin vielä teknologian roolista ja siitä, miten uusi teknologia olisi voinut auttaa ko. tilanteessa. Haastatteluihin osallistui Suomessa viisi henkilöä, jois-

Myönteistä palautetta saatiin eniten niiden välineiden suhteen, jotka olivat tarkoitettu erityisesti P3:n käyttöön.

ta kolme oli toiminut P3:na ja kaksi P4:na kyseisessä onnettomuustilanteessa. Haastattelu toi esille yleisten toimintaohjeiden suuren merkityksen pelastustoiminnassa. Haastatellut jäsensivät onnettomuustilanteet ulkoisten tapahtumien mukaan (esim. lisävoimien saapuminen paikalle). Toimintapäätös tuotiin esille ikään kuin tilanteen luonnollisena seurauksena, ei sellaisena, joka vaatisi erillistä päätöksentekoa. Päätöksenteon­”helppouden” katsottiin heijastavan hyvin sisäistettyjä toimintaperiaatteita, joita ei ole tarpeen erikseen miettiä. Haastattelut osoittivat selvästi myös, että pelastustoiminnan työvälineille on suuret vaatimukset. Työskentelyolosuhteet ovat erittäin vaativat ja aistit ovat kuormittuneita niin, että vain oleelliset viestit pitää voida vaihtaa ja välineiden tulee olla esim. yksinkertaisia käyttää. Voimakas henkinen ja fyysinen paine johtavat siihen, että ei myöskään haluta ottaa lisää vaatimuksia uusien välineiden käyttöön liittyen. Toisaalta haastatteluissa esille tullut haluttomuus ottaa käyttöön uusia työvälineitä johtunee myös vahvoista rutiineista, jotka ovat muodostuneet koulutuksen ja työkokemuksen myötä. Rutiineja tarvitaan nopeita ratkaisuja ja saumatonta yhteistyötä vaativassa työssä ja jos niitä on syytä muuttaa, se voidaan tehdä parhaiten koulutuksen kautta. Kovin uudenlaista välinettä on todennäköisesti vaikea ottaa mukaan keskellä työelämää niin, että se omaksuttaisiin luontevasti osaksi toiminnan yleisiä rutiineja.

PELASTUSTYÖN VAATIMUSTEN SYVENTÄMINEN SUHTEESSA KEHITETTÄVÄÄN TEKNOLOGIAAN Projektissa kehitettiin monentyyppistä teknologiaa (Kuva 1), sekä laitteita että ohjelmia. Erilaisiin päätelaitteisiin niin kentälle osaksi palomiehen varusteita kuin P3:n johtoautoonkin kehitettiin ohjelmia, jotka tukevat toimintaa ja päätöksentekoa (tehtävien antaminen ja kuittaaminen, karttapohjaisen tilannekuvan muodostaminen ja jakaminen, riskienhallinta). Palomiehen varusteisiin suunniteltiin integroitavia sensoreita, jotka jatkavat ihmisen aisteja (GPS-tietoon perustuva paikannin, kypärän silmikkoon integroitu infrapunakamera- ja videokuvausmahdollisuus), minkä lisäksi tarkasteltiin irrallisten antureiden käyttömahdollisuuksia (kemikaalianturit, paikka-anturit). Kaikki laitteet toimivat integroidun tietojärjestelmän puitteissa. Yhteinen palvelinsovellus Gateway mahdollistaa tiedon vaihtamisen eri päätelaitteiden välillä. Tieto kulkee päätelaitteiden ja tietokannan välillä langatonta verkkoa (Wireless Sensor Network) pitkin. PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

33


vaihtamisen eri päätelaitteiden välillä. Tieto kulkee päätelaitteiden ja tietokann langatonta verkkoa (Wireless Sensor Network) pitkin.

Käyttäjät ja teknologiat Rooli

COPE teknologiat

P3

P3-järjestelmä

Gateway

Funktiot: Tehtävien organisoiminen

Projektin aikana selvitettiin, mitä ovat ne keskeiset työtehtävät, joita pelastustoimintaan kuuluu. Sitten kutakin suunniteltua teknologiaa varten muodostettiin työryhmät, jotka tutkivat, minkälaisia työtehtäviä kyseinen teknologia voisi tukea. Näin varmistettiin, että teknologialla on käytännön merkitystä. Näin luotuja teknologiaspesifejä tehtävälistoja käytettiin kun teknologiaa arvioitiin suunnittelukriteerejä vasten (verifiointi, ks. kappale Kehitettävän teknologian käyttölähtöinen arviointi).

P4

Projektin loppuvaiheessa teknologiaa kehittävälle ryhmälle annettiin myös suoraa suunnittelupalautetta teknologian perusratkaisuista aina käyttöliittymään saakka. Palautetta antoivat projektin käyttölähtöisestä otteesta vastaavat käyttäytymistiedettä edustavat tutkijat, jotka tarvittaessa myös konsultoivat pelastustoiminnan ammattilaista. Kehityksen kohteena oli P3:n käyttöön tarkoitetut kaksi sovellusta. Käyttäjiltä (ammatissa työskenteleviltä palomiehiltä) oli saatu palautetta projektin aikaisemmassa vaiheessa. Tämä palaute yhdessä tutkijoiden näkemyksen kanssa siitä, minkälainen on hyvää käytettävyyttä edustava teknologia, suuntasi teknologian kehitystyötä. Ensinnäkin alettiin kehittää tehtävän antoon ja vastaanottamiseen tarkoitettua työkalua perustuen siihen, mitä P3:n tiedettiin tekevän kentällä vaativassa onnettomuudessa valkotaulua tai vastaavaa käyttäen, ja muokattiin toimintoja, joiden avulla pelastustoiminta voisi rakentaa tilannekuvaa karttapohjaa ja kartalle tuotavia symboleja hyväksikäyttäen. Teknologia oli sovelluspohjaista, joten yhteistyö sovellusten kehittäjien ja käyttäytymistieteen edustajien kanssa oli mahdollista tietokoneen ja puhelimen välityksellä. Yhteinen kokous puhelimen avulla pidettiin kerran viikossa ja sovellukseen tehdyt muutokset näytettiin tietokoneen avulla. Viikon aikana käyttäytymistieteen edustajat päivittivät yhteistä dokumenttia käyttölähtöisestä näkökulmasta sen mukaan, mitä muutoksia teknologian kehittäjät olivat tuottaneet viikon aikana ja mitä palautetta ja ehdotuksia sille haluttiin antaa. Tämä palaute lähetettiin teknologian edustajille mahdollisimman nopeasti ja tehty kehitystyö käytiin taas yhdessä lävitse seuraavassa viikoittaisessa kokouksessa. 34

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

(

Riskianalyysi

)

P4-järjestelmä Tehtävien vastaanottaminen

Pelastaja

Työvälineiden hallinta

Poliisi Ambulanssi Sairaanhoito Ylempi komentotaso Hätäkeskus jne.

Gateway tietokanta

Funktiot: Tehtäväsuorituksen seuranta

Gateway tietokanta

Pelastajajärjestelmä Funktiot: HavaintoTilannetiedon tiedon tehostaminen välittäminen

Anturialusta

Laitteet ja simulointi

SUORA SUUNNITTELUPALAUTE TEKNOLOGIAN KEHITTÄJILLE

Kartan hallinta

Muut mahdolliset käyttäjätahot

Langaton tiedonsiirtoverkko

Pelastajan sijainnin välittäminen Kemikaalianturit

Muut teknologiat Sääasema

Kuva 1. Projektissa kehitetty teknologiakonsepti. KEHITETTÄVÄN TEKNOLOGIAN KÄYTTÖLÄHTÖINEN ARVIOINTI

Verkkopalvelut Puhelin PDA Anturit jne.

Vaatimusten täyttyminen arvioitiin luomalla läpikäynti, jossa palomiestestaajille siKehitettävänaikana teknologian käyttölähtöinen muloitiin kertomuksen avulla, minkälaisessa Projektin selvitettiin, mitä ovat ne keskeiset työtehtävät, joita pelastus arviointi on haastavaa sinänsä ja erityisen tilanteessa he ovat ja pyydettiin heitä käyt- työryhm kuuluu. Sitten kutakin suunniteltua teknologiaa varten muodostettiin haastavaa se on pelastustoiminnassa. Vasta tämään teknologiaa erilaisiin tarkoituksiin. tutkivat, minkälaisia työtehtäviä kyseinen teknologia voisi tukea. Näin varmist konseptivaiheessa olevan välineistön testa- Kertomus oli loogisesti etenevä skenaario, teknologialla on käytännön merkitystä. Näin sanallisesti luotuja teknologiaspesifejä teh us luontevassa käyttötilanteessa olisi antoisaa jossa kuvattiin pelastustoiminnan käytettiin kun vaikeaa, teknologiaa suunnittelukriteerejä vasten (verifiointi, k mutta se on myös kun uuttaarvioitiin välineis- eteneminen ja samalla pyydettiin käyttämään Kehitettävän teknologian käyttölähtöinen arviointi). töä ei voida käyttää muutoin kuin rajoitetus- teknologiaa (”olet nyt kentällä, määrää alukti, teknologian keskeneräisyyden vuoksi. si P4:lle tiedustelutehtävä käyttäen uutta tek4 Teknologian käyttölähtöinen arvioin- nologiaa” jne.). Käyttämisen onnistuneisuus ti pyrittiin suorittamaan monipuolisesti ja arvioitiin itse tilanteessa ja käyttökokemukteknologian kehityksen monessa eri vai- set ja niiden merkitys tarkenettiin läpikäynheessa. Menetelminä käytettiin läpikäyntiä nin jälkeen tehdyllä haastattelulla. (walkthrough), haastatteluja, kyselylomakkeiTestaajina toimi kolme palomiestä, yksi ta ja kenttätestejä, joissa käytettiin monia ar- P3:n, yksi yksikön johtajan ja yksi palomieviointikeinoja. Kenttätestit suoritettiin Kuo- hen roolissa. Heille teetettiin yhteensä 21 pion Pelastusopiston harjoituskentällä, opis- tehtävää, joista 17 suoritettiin hyvin ja loput ton opiskelijoiden harjoitustehtävänä tai am- testaushenkilöstön avustuksella. Tehtävien mattihenkilöstölle suunnitellun harjoituksen suoritus onnistui siis hyvin, mikä osoittaa, muodossa. Arviointi kenttätesteissä suoritet- että välineitä voi periaatteessa käyttää etukätiin kumulatiivisesti siten, että aluksi testa- teen oletetuissa tehtävissä ja että teknologia ustilanne oli yksinkertaisempi ja seuraavissa ei ollut liian vaikeasti käytettävä. vaatimustasoa nostettiin. ArviointimenetelTeknologian käytettävyyttä arvioitiin myös mät voidaan jakaa kahteen eri arviointityyp- osana kenttätestiä (tarkemmin validointia piin arvioinnin päämäärän mukaan, verifi- esittelevässä, seuraavassa kappaleessa). Siiointiin ja validointiin. hen osallistuneista 21, lähinnä palokuntaan kuuluvaa henkilöä, täytti kyselylomakkeen, joka koski teknologian käytettävyyttä. KyseTeknologian arviointi suhteessa lylomaketiedot vahvistivat saman tuloksen: noin 60 % oli sitä mieltä, että teknologiaa etukäteen määriteltyihin oli helppo käyttää ja lähes 80 % oli sitä mielvaatimuksiin: verifiointi tä, että teknologian toiminnallisuudet olivat Verifiointi merkitsee arviointia, jossa otetaan niitä, joita kentällä tarvitaan. Koska kyseessä kantaa siihen, kuinka hyvin teknologia täyt- oli vasta teknologiakonsepti eikä esim. protää etukäteen määritellyt vaatimukset. Täs- totyyppitason sovellus, teknologian käyttö oli sä projektissa käyttölähtöiset vaatimukset oli käytännössä kömpelöä. Lähes 90 % vastanselvitetty tutkimalla, missä tehtävissä tekno- neista olikin sitä mieltä, että käytetyissä uulogia voi tukea toimintaa. sissa laitteissa on paljon parannettavaa.


Teknologian arviointi käytön näkökulmasta: validointi

teknologiaa ei arvioidakaan siinä vaiheessa, kun sen ominaisuuksiin voitaisiin vielä voimakkaasti vaikuttaa, mikä altistaa monenlaiValidointi tarkoittaa testausta, jossa arvioi- sille käytettävyysongelmille. Toinen vaihtoehdaan teknologian lupaavuutta ja tarkoituk- to on tinkiä testaustilanteessa siten, että vaasenmukaisuutta käytön näkökulmasta. Koska tiva tilanne esimerkiksi simuloidaan niin, etkyseessä oli tässä keskeneräinen teknologia, tä testaustilanteesta puuttuu tärkeät todellioli mahdollista arvioida ainoastaan tekno- selle tilanteelle tunnusomaiset ominaisuudet logian lupaavuutta, ei esim. käytettävyyteen – paine nopeaan päätöksentekoon, fyysinen liittyvien ratkaisujen toimivuutta. Todelliselle haastavuus jne. Projektissa kehitettiin tähän käyttötilanteelle on tunnusomaista pelastus- ongelmaan uusi ratkaisu. toiminnan ulkoiset piirteet – onnettomuus Validointi suoritettiin kenttätestien avulla. jonka luonteesta ja etenemisestä pelastushen- Kenttätestin suunnittelivat Kuopion Pelastuskilöstöllä ei ole tietoa etukäteen jne. – sekä opiston kouluttajat, joilla on alan tuntemus pelastustilanteelle ominaiset päätöksenteon ja näkemys ja mahdollisuus luoda riittävän vaatimukset – tilanteen haasteiden hallintaa, toden tuntuinen onnettomuuden simulaatio ymmärrettäväksi tekemistä jne. Teknologian harjoituskentälle. Kouluttajat myös organituli tukea tilannekäsityksen muodostamista soivat testaajien eli opiston opiskelijoiden ja sekä tarjota välineitä, joiden avulla käsitys- viimeisessä testissä ammattilaisten osallistutä voidaan esittää ja jakaa kentällä toimivalle misen testaukseen. Käytetyn onnettomuuden pelastushenkilöstölle. kokoa kasvatettiin vähitellen testi testiltä. EnKeskeneräisen teknologian arviointi kent- simmäisessä testissä oli kyse henkilö- ja säiliötäolosuhteissa pelastusalalla on ongelmallis- auton yhteentörmäyksestä, josta oli seuraukta, koska todellisessa hätätilanteessa ei ole sena henkilöauton palo ja ammoniakkivuomahdollista riskeerata ihmishenkiä siksi, et- to. Toisessa testissä oli teollisuusrakennuksen tä haluttaisiin testata teknologian toimivuut- tulipalo ja ammoniakkivuoto. Kolmannessa ta. Luonnollista vastaavan tilanteen luominen testissä tapahtui laajamittainen ammoniakkion helposti resursseja vaativaa ja teknologian räjähdys ja kaksi tehdaspaloa samanaikaisesti. kömpelyys kriittisissä, nopeaa päätöksenteTutkijat muodostivat kuvan tehtävän toikoa ja toimintaa vaativissa tilanteissa vaikeut- minnallisista vaatimuksista. Onnettomuustitaa joka tapauksessa arviointia merkittävästi. lanteen etenemisestä ja siihen liittyvistä haasTällaisessa joudutaan Langaton helposti tinteista tehtiin toiminnallinen malli ja pelastussijoitettaviatilanteessa kemikaaliantureita. verkko (Wireless Sensor Network) välitti tiedon säästä (mm. tuulen kehityksestä suunta) ja siten, kemikaalin konsentraatiosta anturien sijoituspaikoilla kimään teknologian että toiminnan johtamiseen liittyvät päätöksentekannettavan tietokoneen karttapohjalle.

Normaalisti toimiva P3/ media: Päätöksen- Seurantaryhmä/media: WSN ja Tetra, valkotaulu, palomies tekovaatimus karttapohjainen käyttöliittymä, kuuli (”kuski”), oppaat, ESCAPE, P3:n päättelyn ja Tetra-puheen kartat, henkilökohtainen kontakti • Keskittyminen välittömään Tilannetietoi• Välitön vaara ymmärrettiin vaaraan ja vuodon suuden luominen ja • Ammoniakkipilven tukkimiseen ylläpito leviäminen ja sen merkitys • Ammoniakin leviämistä ei väestön suojelun ymmärretty riittävästi näkökulmasta ymmärrettiin • Perustettiin kolme sektoria Pelastustoiminnan • Ohjattiin sensoreiden • Kahdella sektorilla organisointi sijoittaminen maastoon, vaikeuksia ylläpitää kolmella sektorilla tunnistettiin tarve sijoittaa asiaankuuluvia toimintoja sensorit myöhemmin (palava auto, veden uudelleen toiseen paikkaan riittävyyden ongelma) • Tultiin liian lähelle Välittömän vaaran • Tunnistettiin tarve kasvattaa kohdetta, ei harkittu alueen määrittely välittömän vaaran aluetta uudelleen mikä olisi sopiva • Tunnistettiin tarve määritellä välimatka näkyvä raja • Välittömän vaaran alue • Tunnistettiin mitkä ovat epäselvä, joten palomiesten riittävät suojavarusteet suojavarusteet riittämättömät • Riittämätön Suoja-alueen • Realistinen näkemys uhkista määrittely ja kemikaalipilven leviämisen ennakointi, riittämätön väestön väestön suojaamisen suojaaminen suunnittelu • Raskas puheliikenne, Pelastustoiminnan • (ei ollut tekemisissä) vaikeus seurata kaikkia jatkuva aktiviteetteja, osittain monitorointi reaktiivinen toiminta Kuva 2. Päätöksenteko kemikaalionnettomuudessa normaalisti (vasemmanpuolimmaisin sarake) ja uuden teknologian avulla (oikeanpuolimmaisin sarake). Kyseessä oli järjestetty tilanne Pelastusopiston harjoituskentällä, toimijoina olivat opiston oppilaat.

kotilanteet analysoitiin myös. Ensimmäisen avulla tutkijat ymmärsivät paremmin, minkälaisesta tilanteesta on kysymys ja mikä siinä on kriittistä, ja jälkimmäisen avulla kyettiin arvioimaan, tukiko uusi teknologia päätöksentekoa kriittisissä päätöksentekotilanteissa. Kenttätestin järjestäminen oli haasteellista, kun tarkoitus oli arvioida vielä keskeneräisen teknologian lupaavuutta. Jos teknologiaa olisi käytetty todellisten tehtävien suorittamisessa, olisi esille tullut vain teknologian keskeneräisyys – siitä ei olisi ollut apua. Tämän vuoksi tehtävien jako suoritettiin poikkeavalla tavalla [7, 8]. Pelastustehtävistä vastasi oma ryhmänsä, joka koostui P3:sta, P4:sta ja palomiehistä. Tämä ryhmä toimi normaalilla tavalla. Kahdessa ensimmäisessä kenttätestissä muodostettiin lisäksi kahdesta pelastustoimen ammattilaisesta koostuva seurantaryhmä, joka sijoittui edellä mainitun P3:n kanssa samaan johtoautoon, toiselle puolelle autoa siten, että he häiritsevät mahdollisimman vähän P3:n ja häntä tukevan palomiehen (”kuski”) toimintaa. Seurantaryhmällä oli käytössään uusi teknologia. Nämä kaksi ulkopuolista ammattilaista omaksuivat P3:n roolin siten, että he arvioivat todellisen tilanteen kulkua ja sitä, miten he olisivat voineet toimia erilailla, jos he olisivat voineet käyttää päätöksenteossa uutta teknologiaa. Näin he pystyivät arvioimaan teknologian käytettävyyttä kun teknologian keskeneräisyys ei haitannut päätöksenteon ollessa irti todellisesta tilanteenhallinnasta ja yksikköjen toiminnan organisoinnista. Viimeisessä kenttätestissä, jossa oli kysymys laajemman onnettomuuden hallinnasta, onnettomuustilanteessa oli useampi P3, joista jokaisen kuskille oli opetettu uuden teknologian käyttö. Lisäksi muutamille kentällä toimivalla palomiehellä oli uutta teknologiaa käytössään. Kentällä tapahtuvaa toimintaa seurattiin kahdessa yksinkertaisemmassa testissä kentällä suoritetun videon avulla ja todellisen P3:n ja uutta teknologiaa käyttävien ”varjoP3:n” toimintaa videoitiin myös. Koska kyseessä oli kahdessa ensimmäisessä tilanteessa palomiesopiskelijoiden harjoitustehtävä, tehtäväsuorituksen onnistuneisuuden arviointi perustui kouluttajan tekemään arvioon. Viimeinen testi, jossa toimi pelkästään ammattilaisia, osallistujat arvioivat itse toimintansa tilanteen jälkeen tapahtuneessa ryhmähaastat-

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

35


telussa. Lisäksi he antoivat kyselylomakkeen avulla arvionsa teknologian lupaavuudesta. Kuvassa 2 esitetään, miten normaalisti toimiva, opintojensa päätösvaiheessa olevista palomiesopiskelijoista koostunut ryhmä onnistui ensimmäisessä kenttätestitilanteessa päätöksenteossa ja miten seurantaryhmä olisi toiminut, jos sillä olisi ollut uusi teknologia (ammoniakkiantureista saatu tieto) käytettävissään. Kyseessä olevassa onnettomuudessa henkilöauto oli törmännyt ammoniakkia kuljettavaan säiliöautoon aiheuttaen ammoniakkivuodon ja lisäksi toinen henkilöauto on törmännyt säiliöautoon ja syttynyt palamaan. Seurantaryhmällä oli käytössään erillisen sääaseman tiedot ja maastoon vapaasti sijoitettavia kemikaaliantureita. Langaton verkko (Wireless Sensor Network) välitti tiedon säästä (mm. tuulen suunta) ja kemikaalin konsentraatiosta anturien sijoituspaikoilla kannettavan tietokoneen karttapohjalle. Testeihin osallistuneiden palomiesten näkemys tulee selvästi ja lyhyesti esille kyselylomakevastauksista. Väitteestä ”tämän kaltaisen (mutta valmiin) järjestelmän avulla voisi parantaa yhteistä tilannekäsitystä pelastustoiminnassa” hieman alle 50 % vastanneista oli täysin samaa mieltä ja hieman yli 50 % jokseenkin samaa mieltä. Väitteestä ”valmiiksi kehitettynä järjestelmä voisi sopia tulevaisuudessa hyvin ammattikäyttöön” hieman alle 40 % oli täysin samaa mieltä, hieman yli 50 % oli jokseenkin samaa mieltä, ja hieman alle 10 % jokseenkin eri mieltä. Teknologian lupaavuuden lopullinen, kokonaisvaltainen arviointi tapahtui käyttämällä kaikkea projektin aikana saatua käyttökokemusta ja kerättyjä arvioita. Tästä muodostettiin oma kokonaiskuva nk. Usability Case metodin avulla. Siinä luotiin näkemys siitä, mitkä ovat kyseisen teknologian oleellisimmat vaatimukset käytön näkökulmasta ja sen jälkeen tutkittiin, kuinka hyvin teknologia täyttää nämä vaatimukset. Sen pohjalta todettiin, että teknologiakonseptit – toimijoiden päätelaitteet, anturit, jotka jatkoivat ihmisen aisteja, tiedon merkityksen strukturointi ja tiedon jakaminen nk. Gatewayn ja WLAN:n avulla tukivat tilannemallin muodostamista, esittämistä ja jakamista.

KESKEISET TULOKSET Teknologian käyttölähtöisen kehittämisen näkökulmasta käytetyt metodit olivat onnistuneita. Alaan tutustuminen antoi tarvittavaa näkemystä pelastustyön vaativuudesta ja vaatimuksista yleisellä tasolla. Näkemys siitä, missä tehtävissä teknologiaa voi käyttää, varmisti että teknologian kehittäminen kohdistui todelliseen käyttöön. Suunnittelupalaute kehitystyön aikana varmisti, että kun tekniset perusratkaisut oli tehty, kehitys suuntau36

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

tuu käytön kannalta mielekkäisiin ratkaisuihin. Suunnittelupalautetta olisi voitu antaa paitsi useammalle teknologialle myös projektin aikaisemmassakin vaiheessa, jolloin teknologia olisi ollut kehittyneempää ja siten helpommin arvioitavissa kenttätilanteessa. Uutta teknologiaa käyttävän ryhmän käyttö rinnakkain tehtävää suorittava ryhmän kanssa mahdollisti keskeneräisen, konseptitasolla toimivan teknologian lupaavuuden arvioinnin ilman, että teknologian keskeneräisyys olisi haitannut vaativan tehtävän suorittamista. Usability Case antoi kattavan ja selkeän kokonaiskuvan siitä, kuinka lupaavaksi teknologia osoittautui projektin aikana. Myös kehitetyn teknologian näkökulmasta projekti oli onnistunut. Myönteistä palautetta saatiin eniten niiden välineiden suhteen, jotka olivat tarkoitettu erityisesti P3:n käyttöön. Teknologian keskeneräisyys muodosti ongelman palomiehille tarkoitetun teknologian testaamiselle kenttäkokeissa, mutta niistäkin saatiin näkemys verifiointitestauksen yhteydessä. P3:n tehtävänantoon ja vastaavasti niiden kuittaukseen liittyvä sovellus vaikutti olevan lupaava. Samoin yhteistä tilannekuvaa tukeva karttasovellus, johon voidaan tuoda pelastustoiminnan symboleja, on jatkossa kehittämisen arvoinen konsepti. Palomiesten päällepuettavan teknologian tulee olla kevyttä ja vaivatonta. Kuumuutta mittaavat lämpökamerat ja niiden rinnalla mahdollisuus lähettää kentältä videokuvaa esimiehelle saivat palomiehille suunnatusta teknologiasta myönteisimmän vastaanoton.

JOHTOPÄÄTÖKSET Tiivis yhteistyö teknologian kehittämisen ja käytön näkökulman välillä on tärkeää erityisesti alalla, joka edustaa vaativaa turvallisuuskriittistä työtä. Kun kehitystyön alla on työväline, työn tunteminen on erittäin tärkeää, jotta kehitys suuntautuu työn kannalta mielekkäisiin ratkaisuihin. Välineen tulevaa käyttäjää kannattaa pyrkiä saamaan mukaan kehitystyöhön, sillä hänellä on näkemys siitä, minkälainen merkitys välineellä voisi olla todellisessa työtilanteessa. Työvälineen tuleva käyttäjä on siis tuleva ammattikäyttäjä mutta ei ammattitestaaja. Jos tuleva mahdollinen käyttäjä arvioi teknologiaa kehitystyön ollessa vielä hyvin kesken, on tärkeää, että teknologian käytettävyyteen liittyvät puutteet ja muu keskeneräisyys osataan ottaa huomioon. Käytettävyystestitilanteessa se tapahtuu paitsi selittämällä, missä vaiheessa kehitystyötä ollaan, myös varmistamalla, että testaaja osaa käyttää tätä keskeneräistäkin työvälinettä. Koulutuksen on oltava selkeää ja kattavaa ja siihen on varattava riittävästi aikaa, jotta käyttäjä oppii käyttämään työvälinettä nopeasti ja luontevasti.

Projektissa kehitetty kahden ryhmän testitilanne, jossa testaava ammattikäyttäjä seuraa toisen, normaalisti toimivan ryhmän toimintaa vierestä mutta häiritsemättä ja arvioi, miten uusi teknologia voisi tukea tätä toimintaa, osoittautui erittäin antoisaksi. Tätä tullaan käyttämään jatkossakin muissa vastaavissa teknologiankehitysprojekteissa.

KIITOKSET Kiitämme EU-komissiota projektin rahoituksesta ja kaikkia projektimme jäseniä motivoituneesta ja hedelmällisestä yhteistyöstä. Erityiskiitokset Pelastusopistolle ja sieltä Aapo Immoselle ja Hannu Rantaselle, joita ilman vaativat ja projektin kannalta oleelliset kenttäkokeet olisivat jääneet tekemättä.

LÄHDELUETTELO 1. Norros, L., Colford, N., Hutton, R., Liinasuo, M. Grommes, P., & Savioja, P. (2009). Analysis of work demands of multi-agency emergency response activity for developing information support systems. European Conference of Cognitive Ergonomics 2009, Sept 30–Oct 2, Helsinki, Finland, pp. 92–95. 2. Vicente, K. J. 1999. Cognitive Work Analysis. Toward a Safe, Productive, and Healthy Computer Based Work. Mahwah, NJ, Lawrence Erlbaum Publishers. 3. Klein, G. A., J. Orasanu, R. Calderwood and C. E. Zsambok, Eds. 1993.Decision Making in Action: Models and Methods. Norwood, NJ, Ablex Publishing Corporation. 4. Zambok, C. and G. A. Klein, Eds. 1997.Naturalistic decision making. Mahwah, NJ, Lawrence Erlbaum. 5. Montgomery, H., R. Lipshitz and B. Brehmer, Eds. 2005.How professionals make decisions. Mahwah, New Jersey, Lawrence Erlbaum Associates, Publishers. 6. Crandall, B., G. Klein and R.R. Hoffman 2007. Working Minds. A Practitioner’s Guide to Cognitive Task Analysis. London, The MIT Press: 73–90. 7. Norros, L., Liinasuo, M. & Hutton R. (2010). Designing Tools for Emergency Operations: New Method of Parallel Augmented Exercise. In: ECCE 2010, Proceedings of the 28th European Conference on Cognitive Ergonomics, W.-P. Brinkman & M. Neerincx (Eds.), 25th-27th August 2010, Delft, The Netherlands. Mediamatica, Delft University of Technology, The Netherlands, pp. 49-56, ISBN: 978-94-90818-04-3. 8. Norros, L., Liinasuo, M. & Hutton R. (accepted). Evaluating the potential of new technological tools for safety critical work. Interacting with Computers.


Perttu Leppänen, Tampereen teknillinen yliopisto, Palolaboratorio, PL 600, 33101 Tampere

Metallisten kevythormien paloturvallisuus Tiivistelmä Suomessa on viime vuosien aikana syttynyt paljon tulipaloja kevythormeista. Tampereen teknillisessä yliopistossa aloitettiin tutkimus tulipalojen syistä. Tutkimus koostui kevythormipalojen selvittämisestä PRONTO-tietokannasta ja palopaikoilla sekä kevythormeille suoritettavista palokokeista, joissa jäljiteltiin todellisia tilanteita. Saunan kiukaaseen liitetyn kevythormin ympärille oli tehty läpivientieristettä kuvaava eristetty osa. Palokokeissa lämmitettiin kiuasta klapeilla ja mitattiin lämpötiloja savukaasuista, kevythormin eri kohdista ja läpivientieristeestä eri kohdista. Suurimmat paloriskit aiheutuvat paksuista läpivienneistä sekä kiukaiden kuumista savukaasuista. Kevythormien testistandardissa läpivientieristeen korkeus on 200 mm ja savukaasujen keskiarvolämpötilaksi oletetaan 600 °C. Suomessa yläpohjan eristevahvuus on todellisuudessa usein suurempi ja eristepaksuuksia ollaan entisestään lisäämässä. Lisäksi kokeissa kiukaiden tuottamien savukaasujen keskiarvolämpötilat ylittivät usein 700 °C.

TUTKIMUKSEN TAUSTAA Suomessa on viime vuosien aikana tapahtunut runsaasti tulipaloja kevythormeista. Tampereen teknillisessä yliopistossa suoritetussa tutkimuksessa on arvioitu kevythormeista syttyvän vuosittain noin sata tulipaloa. Tiedot on poimittu Pronto-tietokannasta vuosilta 2004–2009. Tulipalot ovat suurimmaksi

osaksi syttyneet kiukaisiin liitetyistä kevythormeista. [1] Tampereen teknillisellä yliopistolla aloitettiin tammikuussa 2010 tutkimus metallisten kevythormien paloturvallisuudesta. Tutkimus alkoi selvityksellä kevythormien vaatimuksista ja kevythormeista aiheutuneista tulipaloista. Heinäkuussa aloitettiin kevythormien palokokeet, joissa jäljiteltiin todellisia käyttötilanteita.

Tutkimuksen tavoitteet Tutkimuksen päätavoitteena oli saada vähennettyä metallisten kevythormien aiheutta­ mien tulipalojen määrää Suomessa. Tärkeimpänä tavoitteena oli erityisesti palokuolemien ja muiden henkilövahinkojen ehkäisy, mutta myös taloudellisten vahinkojen minimointi. Tavoitteena oli selvittää kevythormien aiheuttamien tulipalojen syyt. Lukuisat tulipalot ovat osoittaneet, että metallisten kevythormien nykyiset testausmenetelmät ja vaatimukset eivät ole riittäviä takaamaan turvallisia rakenteita.

Tutkimusmenetelmät Tutkimus jakaantui kolmeen vaiheeseen. Ensimmäisessä vaiheessa tehtiin selvitys Prontotietokantaan kirjatuista rakennuspaloista ja rakennuspalovaaroista, jotka olivat aiheutu-

neet kevythormeista. Toisessa vaiheessa tutustuttiin tarkemmin metallisista kevythormeista aiheutuneiden tulipalojen etenemiseen. Kolmannessa vaiheessa rakennettiin Tampereen teknillisen yliopiston Palolaboratorioon koerakennelma, jonka avulla testattiin kevythormien toimintaa.

Tutkimuksen hyödyntäminen Tutkimuksen tarkoituksena oli välittää uutta tietoa kevythormien valmistajille, kevythormien maahantuojille, käyttäjille ja viranomaisille. Tulosten avulla kevythormien valmistajat voivat kehittää tuotteitaan ja käyttäjät saavat lisää tietoa kevythormin valintaan ja käyttöön. Tulosten avulla pyritään myös kehittämään kevythormien testausmenetelmiä.

KEVYTHORMIEN CE-MERKINTÄ CE-merkityn tuotteen valmistaja vakuuttaa, että tuote on valmistettu ja ominaisuudet varmistettu harmonisoidun tuotestandardin tai eurooppalaisen teknisen hyväksynnän mukaisesti. CE-merkintä ei ole viranomaisen hyväksyntä. Sen tarkoituksena on helpottaa rakennustuotteiden liikkumista Euroopan sisäisillä markkinoilla. Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että rakennustuotteita voisi aina käyttää samaan tarkoitukseen kaikissa maissa. Standardeissa on esitelty tiedot ja testausmenetelmät tuotteelPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

37


ty käytettyjen tulisijojen prosenttiosuudet kevythormipaloissa. [8]

le, mikä helpottaa tuotteiden vertailua. Kansallisessa soveltamis-standardissa SFS 7010 -metallijärjestelmä­savupiipuille asetettavat vaatimukset on esitetty suositukset, mitkä ominaisuudet Suomessa on selvitettävä tuotestandardin SFS-EN 1856-1 mukaisille metallijärjestelmäsavupiipuille. [2, 3, 4]

CE-merkintään vaadittava lämpörasituskoe Suomessa myytäviltä kevythormeilta vaaditaan CE-merkintä. CE-merkintä kevythormille on mahdollinen, kun se on läpäissyt standardissa vaadittavat kokeet. Kokeissa hormiin johdetaan kuumaa kaasua, jonka lämpötila riippuu kevythormin lämpötilaluokasta. Korkeimman T600-lämpötilaluokan hormeille kuuman kaasun lähtölämpötila on 700 °C. [5, 6] Testissä kevythormi läpäisee väli- ja yläpohjaa kuvaavat rakenteet. Väli- ja yläpohjassa on valmistajan ilmoittaman suojaetäisyyden päässä puu, jonka pinnalta mitataan lämpötiloja. Normaalin käyttötilanteen testeissä koetta jatketaan 6 tuntia tai kunnes lämpötilat ovat tasaantuneet. Lämpötila katsotaan tasaantuneeksi, kun sen nousu on alle 2 °C/30 min. Testissä lämpötila palavan rakenteen pinnassa ei saa ylittää lämpötilaa 85 °C. Lisäksi kevythormin helposti kosketettavissa olevien pintojen lämpötila ei saa ylittää lämpötilaa 80 °C. [5, 6, 7] Kevythormit testataan lisäksi nokipalojen varalta johtamalla hormiin 30 min ajan kuumaa kaasua, jonka lähtölämpötila on 1000 °C. Tässä kokeessa lämpötila palavan aineen pinnalla ei saa nousta yli 100 °C:n lämpötilaan. [5, 6]

KEVYTHORMITULIPALOT PRONTOTIETOKANNASSA Tutkimuksessa pyrittiin saamaan tietoa kevythormien aiheuttamista rakennuspaloista ja rakennuspalovaaroista PRONTO-tietokannan avulla. Selvityksessä on käyty läpi yli 3000 rakennuspaloa ja rakennuspalovaaraa vuosilta 2004–2009 ja poimittu mukaan tapaukset, jotka on arvioitu saaneen alkunsa kevythormeista. Yhteensä vuosina 2004– 2009 tapahtui selvitykseen perustuvan arvion mukaan noin 500 metallisesta kevythormista aiheutunutta rakennuspaloa ja rakennuspalovaaraa. [8] Kevythormipalojen määrän lisäksi pyrittiin saamaan selville myös mitkä seikat vaikuttavat kevythormipalojen syttymiseen. Selvitys oli vaikeaa puutteellisten kirjausten vuoksi. Joistakin yksittäisistä paloista selvisi paljon seikkoja, mutta erillisten seikkojen vaikutusta kevythormipalojen määrään ei voitu pää38

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

Taulukko 1 Tulisijojen prosenttiosuudet metallisten kevythormien aiheuttamissa tulipaloista Tulisija 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2004-2009 Kiuas 62 % 66 % 50 % 51 % 56 % 56 % 56 % Takka 2% 7% 5% 5% 4% 8% 5% Kamiina 12 % 3% 9% 7% 9% 9% 8% Lämmityskattila 16 % 10 % 17 % 19 % 19 % 18 % 17 % Puuliesi 0% 1% 1% 1% 0% 0% 1% Ei mainintaa 9% 12 % 19 % 18 % 12 % 8% 13 % KEVYTHORMITULIPALOIHIN TUTUSTUMINEN Tutkimuksen toisessa vaiheessa meillä oli mahdollisuus käydä muutamalla palopaikalla. KaikissaAinoastaan tarkastelluissa tapauksissa tulipalo syttynyt kevythormin läpiviennin kohdalta. Ketellä. selvitystä kevythormiin lii- olimään suoraan kevythormista rakenteen lävythormeina oli käytetty tehdasvalmisteisia ja itse tehtyjä hormeja. Myös kohteissa käytetyt tettynä olleesta tulisijasta voidaan pitää luo- pi ja ulkoputki ei kuumene liikaa, mutta lätulisijat olivat tettavana, koska erilaisia. lähes kaikissa tapauksissa se piviennin kohdalla kevythormin ympärillä oli mainittu. Selvityksen mukaan yli puoles- oleva eriste hidastaa lämmön siirtymistä. SiisaKevythormeissa tapauksista käytetty tulisija oli olluteristeenä kiuas. tä tapauksissajota oli pidetään läpivien- yleensä käytetään usein A1johtuen luokanesimerkki mineraalivillaa, Kiukaiden suuri määrä selittyy osittain joi- käytetään nin kohdalla kivivillaeriste alkanut lämpe- hartsia, täysin palamattomana. Mineraalivillassa kuitenkin sideaineena tavallisesti denkin vanhojen ulkosaunojen puutteellisilla nemään ja paikoitellen hiiltymään. Lopulta joka voi lämmetessään alkaa hiiltyä. hormiratkaisuilla, mutta suurimmaksi osaksi lämpö siirtyi lähellä olevaan palavaan matesillä, että kiukaiden savukaasujen lämpötilat riaaliin joka syttyi. Vapaassa huonetilassa lämpö pääsee siirtymään suoraan kevythormista rakenteen läpi ja ulovat korkeita ja lämmitysajat voivat olla pitkoputki ei kuumene liikaa,onmutta kohdalla kevythormin ympärillä oleva eriste kiä. Kiukaissa ja kamiinoissa myösläpiviennin muhidastaa lämmön Siitä esimerkki tapauksissa oli läpiviennin kohdalla kiSUORITTAMINEN kana tapauksia, joissasiirtymistä. lämmitys on ollutjohtuen tila- PALOKOKEIDEN vivillaeriste alkanut lämpenemään ja paikoitellen hiiltymään. Lopulta lämpö siirtyi yli- lähellä päistä esimerkiksi rakennusajan lämmittämis- Palokokeita tehtiin Tampereen teknillisen olevaan palavaan materiaaliin joka syttyi. tä tai autotallin tai vastaavan tilan lämmittä- opiston palolaboratoriossa heinäkuusta 2010 mistä. Näissä hormien rakenteet ja läpivien- lähtien. Kokeissa testattiin yläpohja- ja seinänit ovat olleet usein puutteellisia. Taulukossa läpivientejä eri kiukailla ja hormeilla. Kokeet 1PALOKOKEIDEN on esitetty käytettyjenSUORITTAMINEN tulisijojen prosent- suoritettiin polttamalla kiukaissa koivuklapeja. Hormin ulkoputken ympärille oli rakentiosuudet kevythormipaloissa. [8] läpivientiä kuvaava rakenne.heinäkuusta Hormin Palokokeita tehtiin Tampereen teknillisennettu yliopiston palolaboratoriossa 2010 ympärillä oli ensin lähtien. Kokeissa testattiin yläpohja- ja seinäläpivientejä eri valmistajan kiukailla jatoimittama hormeilla. Kokeet KEVYTHORMITULIPALOIHIN paloeriste, jonka jälkeen oliympärille kivivillaa kuvaasuoritettiin polttamalla kiukaissa koivuklapeja. Hormin ulkoputken oli rakennettu TUTUSTUMINEN massa yläpohjaeristystä. Lämpötiloja mitatTutkimuksen toisessa vaiheessa meillä oli tiin3savukaasuista, hormin eri kohdista sekä mahdollisuus käydä muutamalla palopaikal- läpivienti eristeestä eri kohdista. la. Kaikissa tarkastelluissa tapauksissa tulipalo oli syttynyt kevythormin läpiviennin kohdalta. Kevythormeina oli käytetty tehdasvalmis- PALOKOKEIDEN TULOKSET teisia ja itse tehtyjä hormeja. Myös kohteissa käytetyt tulisijat olivat erilaisia. Läpivientipaksuudella Kevythormeissa käytetään usein eristee- ratkaiseva merkitys nä A1-luokan mineraalivillaa, jota pidetään yleensä täysin palamattomana. Mineraali- Kevythormien testistandardin mukaisissa tesvillassa käytetään kuitenkin sideaineena ta- teissä väli- ja yläpohjarakenteet ovat 200 mm vallisesti hartsia, joka voi lämmetessään al- korkeita. Lisäksi uusin standardi mahdollistaa testit tuuletetulla rakenteella siten, että kaa hiiltyä. Vapaassa huonetilassa lämpö pääsee siirty- läpivientiä ei ole eristetty. Suomessa kevyt-

Tutkimalla läpivientieristettä voidaan päätellä onko kevythormissa mahdollisesti paloriskiä. Yläpohjassa paloeristeen tutkiminen on helpointa. Välipohjassa ja seinäläpiviennissä se ei välttämättä onnistu rakenteita rikkomatta.


hormin läpivienti on aina eristetty ja lisäksi yläpohjan eristevahvuudet voivat olla jopa 600 mm. [5, 6] Tampereen teknillisessä yliopistossa suoritetuissa palokokeissa havaittiin, että läpivientipaksuudella on ratkaiseva merkitys lämpötiloihin. Kokeissa 200 mm korkealla läpivientieristeellä lämpötila 50 mm:n suojaetäisyyden päässä oli korkeimmillaan 225 °C. Kun käytettiin 600 mm korkeaa läpivientieristettä, lämpötila oli jopa 500 °C.

Savukaasut kiukaissa oletettua kuumempia Kiukaassa tulee kansallisen soveltamisstandardin SFS 7010 mukaan käyttää hormia, jonka lämpötilaluokka on T600. Lämpötilaluokan T600-hormissa keskimääräinen savukaasulämpötila saa olla korkeintaan 600°C. Palokokeissa mitattiin kiukaiden tuottamia savukaasulämpötiloja, jotka olivat jopa yli 1000 °C. Kiukaan ja kevythormin välissä käytetään tavallisesti 1000 mm pitkää eristämätöntä putkea, jonka tarkoituksena on jäähdyttää savukaasuja ennen eristettyä hormia. Palokokeissa savukaasujen lämpötilat läpiviennin kohdalla olivat keskimäärin yli 700°C ja suurimmillaan yli 800 °C, kun käytettiin 1000 mm:n eristämätöntä putkea. Lämpötilat eristetyssä hormissa nousevat, jos eristämätön putki on lyhyempi tai sitä ei ole. Palokokeita tehtiin myös seinäläpivienneille. Näissä kokeissa savukaasujen lämpötilat läpiviennissä olivat vielä korkeammat, koska kuumat savukaasut menivät suoraan eristettyyn hormiin. Ongelma savukaasujen lämpötiloista johtuu siitä, ettei tulisijoille ole asetettu samanlaisia vaatimuksia kuin kevythormeille. Tilanne on muuttumassa sillä tulisijoille on julkaistu omat standardit ja myös niille CEmerkintä on tulossa pakolliseksi. Kiukaiden osalta siirtymäaika alkaa 1.7.2011 ja päättyy 1.7.2012. Tulisijojen CE-merkintä ei tosin poista kaikkia ongelmia sillä tulisija- ja kevythormistandardeissa on savukaasujen lämpötilat määritelty eri tavalla. Kevythormistandardeissa puhutaan savukaasujen maksimikeskilämpötiloista ja tulisijastandardeissa savukaasujen keskiarvolämpötiloista.

RISKIRAKENTEIDEN TUNNISTAMINEN Tutkimuksen perusteella suurimman paloriskin aiheuttavat kiukaat ja paksut väli- tai yläpohjaeristykset. Paloriski kasvaa merkittävästi, jos kiukaan ja kevythormin välissä ei ole eristämätöntä putkea tai se on lyhyt. Eristämätön putki laskee huomattavasti savukaasujen lämpötilaa. Tässä tutkimukses-

Yhteenveto

Tampereen teknillisellä yliopistolla on alkanut tutkimus, jossa tutkitaan myös muita tulisijoja kuin kiukaita.

sa testattiin vain kiukaaseen liitettyjä kevythormeja, mutta tulipaloja on syttynyt myös muihin tulisijoihin liitetyistä kevythormeista. Tampereen teknillisellä yliopistolla on alkanut tutkimus, jossa testataan myös muita tulisijoja ja hormeja. Kevythormin ympärillä käytetään paloeristeinä sideaineellista kivivillaa sekä valkoista keraamista villaa. Eri hormivalmistajilla läpivientieristys voi olla toteutettu eri tavoin. Suurin riski liittyy palokokeiden perusteella korkeisiin paloeristyksiin kivivillalla.

Läpiviennin tarkastaminen Tutkimalla läpivientieristettä voidaan päätellä onko kevythormissa mahdollisesti paloriskiä. Yläpohjassa paloeristeen tutkiminen on helpointa. Välipohjassa ja seinäläpiviennissä se ei välttämättä onnistu rakenteita rikkomatta. Paloeristeen vierestä on poistettava esimerkiksi ympärillä oleva puhalluseriste, jotta paloeristettä päästäisiin tutkimaan. Paloeristeen ulkopinnassa on lämpötila ollut yli 200 °C, jos siinä on tapahtunut värimuutoksia. 200 °C lämpötila paloeristeen ulkopinnalla aiheuttaa paloriskin. [9] Lämpötila on suurin läpiviennin keskialueella ja reunoja kohti lämpötila laskee, koska ylä- ja alapinnalta eriste pääsee jäähtymään. Parhaiten värimuutokset voidaan havaita, kun paloeristeen aukaisee. Paloeriste voi olla päältä katsottuna täysin kunnossa, vaikka sisältä eriste on muuttanut väriä. Musta väri paloeristeen pinnalla saattaa tulla siinä kiinni olleesta metallista. [9] Kevythormin ulkoputkessa tapahtuvat ensimmäiset väri- ja maalipinnan muutokset noin 300–400 °C:n lämpötiloissa. Värimuutokset voidaan havaita vain poistamalla läpivientieriste. [9]

Tampereen teknillisen yliopiston palokokeissa havaittiin paloturvallisuusriskejä CE-merkityillä ja testatuilla uusilla metallihormeilla, jotka oli asennettu valmistajan ohjeiden mukaisesti. Tämän lisäksi ovat vielä asennusvirheistä tai vaurioista aiheutuvat paloriskit, joita TTY:n tutkimuksessa ei varsinaisesti tutkittu. Suurimman paloriskin aiheuttavat kiukaisiin liitetyt kevythormit, jotka läpäisevät paksun yläpohja eristyksen. Tutkimuksessa havaittiin, että riskirakenteissa paloeristeen madaltaminen läpiviennissä parantaa paloturvallisuutta enemmän kuin suojaetäisyyksien kasvattaminen. Lisäksi on aina estettävä puhalluseristeen joutuminen hormin pintaan. Tutkimuksen kokeiden perusteella saatiin selvitettyä monia metallisten kevythormien paloturvallisuuteen liittyviä seikkoja. Monista seikoista on kuitenkin vielä puutteellinen tietämys. Tutkimuksessa oli mukana vain kaksi hormivalmistajaa ja tulisijoina käytettiin vain kiukaita. Tampereen teknillisellä yliopistolla on alkanut tutkimus, jossa tutkitaan myös muita tulisijoja kuin kiukaita.

KIITOKSET Haluan kiittää tutkimuksen rahoittavia tahoja: Palosuojelurahastoa, Schiedel savuhormistot Oy:tä, Härmä Air Oy:tä, Finanssialan keskusliittoa, ympäristöministeriötä, sisäasiain­ministeriötä ja Turvallisuus- ja kemikaalivirastoa.

LÄHDELUETTELO 1. Leppänen P. Metallisten kevythormien paloturvallisuus. Diplomityö, Tampereen teknillinen yliopisto 2010. 2. Rakennusalan standardisointiselvitys 2011. Ympäristöministeriö. 3. Metallijärjestelmäsavupiipuille asetettavat vaatimukset. SFS 7010:2007. 4. CE-merkintä. Ympäristöministeriö http://www.ymparisto.fi/default. asp?contentid=308226&lan=FI 5. Chimneys. Metal chimneys. Test methods. SFS-EN 1859:2009 6. Chimneys. Requirements for metal chimneys. Part 1: System chimney products SFS-EN 1856-1:2009 7. Pienten savupiippujen rakenteet ja paloturvallisuus. Määräykset ja ohjeet 2007. E3 Suomen Rakennusmääräyskokoelma 8. Pronto-tietokanta. https://prontonet.fi 9. Hentinen A. Kevythormien materiaalit ja niiden käyttäytyminen eri lämpötiloissa. Kandidaatintyö. Tampereen teknillinen yliopisto 2011.

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

39


Jukka Lepistö ja Pertti Granqvist, Turvallisuus- ja kemikaalivirasto Tukes, Kalevantie 2, 33100 Tampere

Löysät liitokset – kiinteistöjen sähkökeskusten kunto ja niiden paloturvallisuus

LÖYSÄT LIITOKSET - KIINTEISTÖJEN SÄHKÖKESKUSTEN KUN JA NIIDEN PALOTURVALLISUUS Jukka Lepistö ja Pertti Granqvist Turvallisuus- ja kemikaalivirasto Tukes Kalevantie 2, 33100 Tampere

Tiivistelmä Sähköpalossa palo saa syttymisenergiansa sähköstä. Yksi sähköpalon syttymissyistä on huono liitos. Sellainen voi olla missä tahansa sähkölaitteistossa. Rakennuksien sähkölaitteistoissa, sähköverkossa, liitoksia on eniten erilaisissa keskuksissa. Tässä tutkimuksessa pyrittiin selvittämään rakennusten sähköpaloturvallisuutta tutkimalla eri käyttötarkoituksissa olevien rakennusten keskusten liitoksia, keskusten ja sähkötilojen yleistä paloturvallisuutta sekä keskusten sähköturvallisuuteen liittyviä oleellisia riskejä. Tutkimuksessa keskuksista löytyi liitoksia jotka olivat löysiä, liitoksia jotka oli tehty väärällä tekniikalla tai niissä oli käytetty vääriä osia, liitoksia joissa oli selvästi nähtävissä ja kosketeltavissa johtimen jännitteellinen osa jne. Puutteita oli myös keskusten sähköturvallisuudessa. Peitelevyjä puuttui tai ne olivat huonosti kiinnitetty, merkinnät puuttuivat osittain tai kokonaan, sulakkeista puuttui kansia ja kansista puuttui laseja. Laippoja puuttui myös useasta kohteesta. Paloturvallisuutta heikensi edelleen keskuksissa olleet sinne kuulumattomat roskat, johtimien pätkät, liittimet yms. Tilojen osastointeja oli pilattu väärin toteutetuilla palokatkoilla.

ralliset aineet, tahallisuus, mekaaninen kit- dostamat sähkön kulkureitit. Laitteistoon ka tai sähkö. kertynyt pöly, lika tai kaasu voi syttyä kiRakennusten tulipalojen syttymisessä mer- pinöinnistä [2]. Kosteus, pöly, lika tai kaaSähköpalossa palotekijä saa syttymisenergiansa Yksi sähköpalon on h kittävin yksittäinen niin taloudellises- susähköstä. joutuu sähkölaitteistoon kun syttymissyistä laitteiston liitos. Sellainen voi olla missä tahansa sähkölaitteistossa. Rakennuksien sähkölaitteist ti kuin lukumäärällisesti on sähkö. Pelastus- kotelointi tai johtimien läpiviennit laitteissähköverkossa, liitoksiamukaan on eniten keskuksissa. Tässä kunnossa. tutkimuksessa py toimen Pronto-tietokannan vuosinaerilaisissa toon eivät ole asianmukaisessa selvittämään rakennusten sähköpaloturvallisuutta tutkimalla eri käyttötarkoituksissa ol 2004–2008 oli keskimäärin noin 1100 säh- Sähkölaitteistojen ja -tilojen silmämääräiselrakennusten keskusten liitoksia, keskusten ja sähkötilojen yleistä paloturvallisuutta köstä aiheutunutta tulipaloa vuodessa. (Tau- lä tarkastelulla saadaan jo hyvä kuva niiden keskusten riskejä. lukko 1) sähköturvallisuuteen liittyviä oleellisia vaatimustenmukaisuudesta: puhtaudesta, läVuosina 2004–2008 sähkölaitteistoista syt- pivienneistä ja laitteiston koteloinnin kunTutkimuksessa keskuksista liitoksia jotka olivat löysiä, liitoksia jotka oli tehty vä tyneeksi on kirjattu 14 % (780löytyi kpl) kaikisnosta. tekniikalla tai niissä oli käytetty vääriä osia, liitos liitoksia oliJossain selvästi ta sähköpaloista. Enemmän, 31 % (1720 Huono on ainajoissa paloriski. vai- nähtävis kosketeltavissa johtimen jännitteellinen osa jne. Puutteita oli myös kesk kpl), on vain sähköliesistä alkaneita paloja. heessa elinkaartaan se lämpenee, pahimmassa sähköturvallisuudessa. Peitelevyjä puuttui tai ne olivat huonosti kiinnitetty, merk [1] Sähkölaitteistoissa tai -laitteessa paloon tapauksessa siinä syntyy valokaari. Kuumuus johtavan kuumenemisen jokosulakkeista valo- saattaa aiheuttaa liitoksen läheisyydessä ole-laseja. Lai puuttuivat osittain tai aiheuttaa kokonaan, puuttui kansia ja kansista puuttui kaari tai sähköinen vastus.kohteesta. Sähkölaitteistossa van materiaalin syttymisen. Sähkökeskusten puuttui myös useasta Paloturvallisuutta heikensi edelleen keskuksissa olleet tai -laitteessa olevaroskat, lika, kosteus yms. voi ai- liitokset tarkastaa ja niiden kireys todekuulumattomat johtimien pätkät, liittimettulee yms. Tilojen osastointeja oli pilattu v heuttaa valokaaren. Huono liitos ja siinä il- ta, kun halutaan varmistaa sähkökeskuksen toteutetuilla palokatkoilla. menevä sähköinen vastus on usein syynä lait- paloturvallisuus. teistossa tai laitteessa tapahtuvaan kuumenemiseen. Valokaari voi TAUSTAA syntyä myös huonosta TUTKIMUKSEN liitoksesta johtuen. Sähköön ja sähkölaitteistoihin

Tiivistelmä

Tulipalojen syttymissyyt ovat Heikki liittyvät Harrin jatyöt Veli-Pekka Nurmen mukaan: ihm toiminta, luonnonilmiöt, palo- ja räjähdysvaaralliset aineet, tahallisuus, mekaaninen kitk Sähkölaitteiston paloturvallisuus Kauppa- ja teollisuusministeriön päätöksessähkö. sä sähköalan töistä (516/1996) 1 § sanotaan: Rakennusten tulipalojen syttymisessä merkittävin yksittäinen tekijä niin taloudellisesti Sähkölaitteistossa palon syttymissyynä voi ol- ”Sähkötyöllä tarkoitetaan sähkölaitteen korlukumäärällisesti on sähkö. Pelastustoimen Pronto-tietokannan mukaan vuosina 2004 la valokaari, resistiivinen lämpeneminen, eris- jaus- ja huoltotöitä sekä sähkölaitteiston raoli keskimäärin n. 1100 sähköstä aiheutunutta tulipaloa vuodessa. (Taulukko 1) teiden vaurioituminen tai kosteuden muo-

kennus-, korjaus ja huoltotöitä…” Saman

Taulukko 1. Sähköpalot Suomessa vuosina 2004 - 2008 2004 2005 2006 2007 2008 Yhteensä Tulipalojen syttymissyyt ovat Heikki Harrin (kpl) (kpl) (kpl) (kpl) (kpl) (kpl) ja Veli-Pekka Nurmen mukaan: ihmisen toiSähköpalot 989 1018 1114 1178 1255 5554 minta, luonnonilmiöt, palo- ja räjähdysvaa-

TUTKIMUKSEN TAUSTAA

40

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

Taulukko 1. Sähköpalot Suomessa vuosina 2004–2008.

Vuosina 2004 - 2008 sähkölaitteistoista syttyneeksi on kirjattu 14 % (780kpl) ka sähköpaloista. Enemmän, 31 % (1720 kpl), on vain sähköliesistä alkaneita paloja


päätöksen 10–14 § selvitetään vaatimukset, jotka sähkötyötä tekevän on täytettävä. Yksinkertaisesti voidaan kuitenkin todeta, että lähes kaikkiin kiinteistön sähkölaitteiden huolto- ja korjaustöihin vaaditaan sähköalan ammattilainen, jolla on siihen vaadittu koulutus ja pätevyys. Poikkeukset, joita on vähän, on lueteltu em. päätöksen 10 §:ssä.

Yleinen sähköturvallisuus (410/1996) Sähköturvallisuuslain 5 § sanotaan: ”Sähkölaitteet ja -laitteistot on suunniteltava, rakennettava, valmistettava ja korjattava niin, sekä niitä on huollettava niin, että: 1) niistä ei aiheudu kenenkään hengelle, terveydelle tai omaisuudelle vaaraa; 2) niistä ei sähköisesti tai sähkömagneettisesti aiheudu kohtuutonta häiriötä; sekä 3) niiden toiminta ei häiriinny helposti sähköisesti tai sähkömagneettisesti.” Kauppa- ja teollisuusministeriön päätöksen sähkölaitteistojen käyttöönotosta ja käytöstä (517/1996) 10 § todetaan: ”Sähkölaitteiston haltijan on huolehdittava siitä, että laitteiston kuntoa ja turvallisuutta tarkkaillaan ja että havaitut puutteet ja viat poistetaan riittävän nopeasti.” Rakennuksen, vaatimattomankin, sähkölaitteisto on siis pidettävä hyvässä kunnossa. Sähköturvallisuuslain mukaan kiinteistön sähkölaitteistojen/-verkon kunnosta vastaa sähkölaitteiston haltija. Rakennuksen kunnosta vastaavien ja muiden siellä toimivien tulee olla selvillä, kuka on kyseisen rakennuksen sähkölaitteiston haltija. Yhdessä kiinteistössä voi olla monia toimijoita ja heidän toiminnastaan saatetaan säädellä erilaisilla sopimuksilla tai on mahdollista, että sähkölaitteistoon liittyvistä käyttö- ja ylläpitoasioista ei ole sovittu ollenkaan.

Sähkölaitteistojen tarkastukset Sähkölaitteistolle on tehtävä käyttöönottotarkastus. Käyttöönottotarkastuksessa selvitetään, ettei laitteistosta aiheudu sähköturvallisuuslain (410/1996) 5 §:ssä tarkoitettua vaaraa. Käyttöönottotarkastuksen lisäksi sähkölaitteistolle on tehtävä varmennustarkastus, kun kyseessä on luokan 1–3 sähkölaitteisto. Määräaikaistarkastukset on tehtävä 1 luokan sähkölaitteistoille 15 vuoden välein. Pelkästään asuinkäytössä olevien rakennusten sähkölaitteistoille ei tarvitse tehdä määräaikaistarkastusta. 2 luokan sähkölaitteistolle määräaikaistarkastus on tehtävä kymmenen vuoden välein ja 3 luokan sähkölaitteistoille viiden vuoden välein. Määräaikaistarkastuksen sisällöstä on säädetty päätöksen (517/1996) 13 §:ssä.

Sähkölaitteistojen huolto ja kunnossapito Myös sähkölaitteistojen huollosta ja kunnossapidosta säädetään kauppa- ja teollisuusministeriön päätöksessä (517/1996). Sähkölaitteiston haltijan on huolehdittava siitä, että laitteiston kuntoa ja turvallisuutta tarkkaillaan ja havaitut puutteet ja viat poistetaan riittävän nopeasti. Lisäksi luokkien 2 ja 3 sähkölaitteistoille on laadittava ennalta sähköturvallisuutta ylläpitävä kunnossapito-ohjelma. Muiden sähkölaitteistojen osalta kunnossapito-ohjelman voi korvata laitteiden ja laitteistojen käyttö- ja huolto-ohjeilla.

TUTKIMUKSEN TAVOITTEET Rakennusten sähkökeskusten ja -tilojen kunnolla on oleellinen merkitys rakennusten sähköpaloturvallisuuteen. Sen vuoksi tieto eri tarkoituksiin suunniteltujen rakennusten sähkökeskusten ja -tilojen kunnosta oli välttämätöntä suunniteltaessa palontorjuntaa riskiperusteisesti. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää sähkökeskusten ja -tilojen kuntoa sähköpaloturvallisuuden kannalta. Samalla kiinnitettiin huomiota sähkökeskusten ja -tilojen sähköturvallisuuteen tarkastelemalla keskusten suojausta ja yleistä kuntoa. Selvityksen perusteella laadittiin yhteenveto erityyppisten rakennusten sähkökeskusten ja -tilojen kunnosta sekä huolto ja kunnossapito-ohjeita niin sähköalan ammattilaisen kuin kiinteistön huollosta vastaavien käytettäväksi.

LIITOSTEKNIIKKA JA SEN VAIKUTUS PALOTURVALLISUUTEEN Liitokset Sähkölaitteistoa valmistettaessa tai huollettaessa on varmistettava, että johtimien kaikki liitokset ovat sähköisesti ja mekaanisesti luotettavia. Liitosta tehtäessä on tärkeää huomioi­da johdinaine, johtimen johdinlankojen määrä ja muoto, johtimen poikkipinta-ala sekä yhteen liitettävien johtimien lukumäärä. Kaikki liitokset on tehtävä sekä mekaanisesti että sähköisesti luotettaviksi, ja niiden on vastattava johtavuudeltaan itse johdinta. Liitoskohdan eristyksen on vastattava jatkamattomana johtimen eristystä, tai sen eristystilan on täytettävä sille erikseen asetetut vaatimukset. [3]

Huono liitos Huonossa liitoksessa syntyy sähköinen vastus. Sähkölaitteistosta alkunsa saavat palot

etenevät usein vaiheittain niin, että ylikuumenemisesta seuraa eristeiden vaurioituminen, mikä taas johtaa valokaaren syttymisen kautta paloon. Eräs merkittävä syy laitteistossa tapahtuvalle ylikuumenemiselle on huono liitos. Se voi aiheuttaa johtimessa tai liitoksessa resistiivisen lämpenemisen, joka olosuhteista riippuen voi johtaa paloon joko valokaaren tai materiaaleissa johtuvan lämmön vaikutuksesta. Huono liitos voi syntyä useasta eri syystä, mm: käytetään väärää liitostekniikkaa, liittimellä liitetään useampia johtimia kuin mitä liittimeen on tarkoitettu, liitoksia ei kiristetä ohjeiden mukaisesti, käytetään vääriä komponentteja liitoksen tekoon tai ei huomioida alumiinin oksidikerroksen poistoa. Väärät osat liitoksien teossa ovat todellinen riski. Kaikkia johtimia liitettäessä on varmistuttava osien soveltuvuudesta liitoksen tekoon. Erityisesti silloin kun käytetään alumiinia, on varmistuttava, että käytetyt osat ovat sellaisia, että ne sopivat työn alla olevan liitoksen tekoon.

Liitoksen kuumeneminen Sähkövirran kulkiessa huonosti tehdyn, vaurioituneen tai löystyneen liitoksen kautta, liitoksessa syntyy sähköisen vastuksen vuoksi lämpöä, kohonnut lämpö taas lisää huonon liitoksen sähköistä vastusta ja lämmön tuotto kohoaa edelleen. Lämpö vaikuttaa huonon liitoksen läheisyydessä oleviin materiaaleihin. Materiaalit voivat syttyä palamaan tai niiden kautta voi johtua lämpöä kauempana liitoksesta sijaitsevaan materiaaliin, joka voi lämmön vaikutuksesta syttyä. Huonossa liitoksessa voi syntyä myös valokaari, joka voi saavuttaa joissakin tapauksissa 3000 celsiusasteen lämmön. Valokaari ei sammu ennen kuin liitoksesta katkeaa virta. Huono tai löysä liitos voi syntyä aina kun johdin liitetään. Se voi syntyä kun johdin liitetään toiseen johtimeen, laitteeseen, virtalähteeseen, mittalaitteeseen jne. [4]

TUTKIMUKSEN TOTEUTUS Kenttätutkimuksen toteutti Sähkötarkastus Granqvist Oy. Tutkimuksen tulokset koostuvat kenttätutkimuksista asunrakennuksiin, kokoontumistiloihin ja hoitolaitoksiin. Asuinrakennukset olivat asuinkerros- sekä rivi- ja paritaloja, kokoontumistilat käsittivät seurakuntien rakennuksia, erilaisia yleisölle tarkoitettuja kokoontumistiloja ja tavarataloja. Hoitolaitoksista olivat mukana vanhusten, vammaisten, kuntoutujien ja lasten hoitoon tarkoitetut rakennukset. Asuinrakennusten tiedot kerättiin 50 keskuksesta. Kokoontumistiloista kerättiin tietoa 75 keskuksesta ja hoitolaitoskohteista 60 keskuksesta. PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

41


kohoaa ja kohonnut lämpötila aiheuttaa lisävastusta löysään liitokseen, joka taas kohottaa lämpötilaa.

Rakennuksissa tarkastettiin silmämääräisesti sähkötilojen siisteys ja kunto sekä keskusten siisteys, kunto ja johtimien läpiviennit. Ruuviliitokset tarkastettiin silmämääräisesti etsien jälkiä kuumenemisesta ja liitosten kireydet tarkastettiin käyttämällä aina samaa menetelmää. Tutkimuksessa keskityttyiin todellisiin riskikohtiin eikä puututtu pelkästään määräystenvastaisiin toteutuksiin. Kaikissa kohteissa loppupalaverissa todettiin katselmuksen olleen tarpeellinen ja hyvää taustietoa antava. Katselmusten yhteydessä tuli esille huomattava määrä asioita, joita kiinteistönhoito ei ollut osannut/ehtinyt ottaa huomioon.

TULOKSET Tulokset on tiivistetty kenttätutkimuksen tarkastuslistojen avulla kerätyistä tiedoista. Tutkimuksen lähtökohtana oli rakennusten keskusten sähköpaloturvallisuus. Tutkimuksen yhteydessä kerättiin myös tietoa muista keskusten ja sähkötilojen sähköturvallisuuteen liittyvistä kehittämiskohteista. Tulokset on jaettu kahdeksan eri alaotsikon alle: 1. Löysät liitokset rakennusten sähkökeskuksissa 2. Sähkökeskusten peitelevyt 3. Sähkökeskusten muu yleinen kunto 4. Sähkökeskusten merkinnät 5. Piirustukset ja kaaviot 6. Sähkökeskusten yleinen paloturvallisuus

1. Löysät liitokset rakennusten sähkökeskuksissa Sähkötekniikassa löysä liitos aiheuttaa tulipalon syttymisriskin: löysässä liitoksessa lämpötila kohoaa ja kohonnut lämpötila aiheuttaa lisävastusta löysään liitokseen, joka taas kohottaa lämpötilaa. Ruuviliitoksissa löysää oli useimmiten KII- ja K-III-varokkeissa. Johtimina oli käytetty ML- ja MK-tyyppisiä johtimia. Löysässä ruuviliitoksessa kytkentäruuvi kiertyi tavallisesti yhdestä kolmeen kierrosta. Löytyi myös liitoksia, joissa ruuvia saattoi kiertää kuusikin kierrosta. Pulttiliitoksissa ei havaittu löystymistä. Kontaktorien liitosten kireydessä oli löysyyttä, pahimmissa tapauksissa niitä jouduttiin kiristämään. Kontaktorien kiinnityksissä oli puutteita, ruuveja puuttui tai oli löysällä. Pahimmassa tapauksessa kontaktori roikkui pelkästään johtimen varassa keskuksessa. N-kiskojen liitoksissa oli löysää. Niihin oli liitetty useita johtimia jolloin poikkipinta-alaltaan ohuimmat johtimen eivät kiristyneet tarpeeksi. Samaan liittimeen oli liitetty useita johtimia. Esiintyi myös tapauksia joissa liitokset olivat niin löysiä, että johtimet irtosivat liittimes42

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

Taulukko 2. Tutkimuksessa havaittiin löysiä liitoksia seuraavasti Asuinrakennukset Kokoontumistilat Vakavia puutteita Vakavia puutteita Ruuviliitokset Puutteita Puutteita Kontaktorien liitokset Puutteita Kontaktorien kiinnitykset Puutteita Vakavia puutteita Vakavia puutteita N-kiskojen liitokset Puutteita Vakavia puutteita PE-kiskojen liitokset Puutteita Puutteita Päämaadoituskiskojen liitokset

Hoitolaitokset Vakavia puutteita Puutteita Ei puutteita Puutteita Puutteita Ei puutteita

tä sormin vedettäessä. Liittimen kiristysruuvin yhteydessä. Joissakin tapauksissa merkinnät Ruuviliitoksissa löysää oli useimmiten K-II- ja K-III- varokkeissa. Johtimina oli käytetty MLkannan alle oli myös liitetty johtimia. olivat niin haalistuneita, että niistä ei saatu ja MK- tyyppisiä johtimia. Löysässä ruuviliitoksessa kytkentäruuvi kiertyi tavallisesti yhdestä PE-kiskojen liitoksissa useita puutteioli merkitsemättä. kolmeen kierrosta. Löytyiolimyös liitoksia, joissaselvää. ruuviaLisäksi saattoipääkytkimiä kiertää kuusikin kierrosta. ta,Pulttiliitoksissa löysää oli pahimmillaan kolme kierrosei havaittu löystymistä. ta. Löytyi myös keskus, jossa liittimet olivat 5. Piirustukset ja kaaviot Kontaktorien liitosten kireydessä oli löysyyttä, pahimmissa tapauksissa niitä ovat jouduttiin jääneet kiristämättä, johtimet irtosivat kos- Ajan tasalla olevat piirustukset sähköturkiristämään. ketuksesta. vallisuuden kannalta välttämättömät. MuuPäämaadoituskiskojen liitoksissa oli myösruuveja tostöiden ja vikojen etsintä on Kontaktorien kiinnityksissä oli puutteita, puuttuitekeminen tai oli löysällä. Pahimmassa tapauksessa kontaktori roikkui pelkästään johtimenvaikeaa varassailman keskuksessa. puutteita. Samaan kaapelikenkään oli liitetajan tasalla olevia piirustukty kaksi johdinta. Osaan kaapelikengistä oli sia ja kaavioita. N-kiskojen liitoksissa oli löysää. Niihin oli liitetty useita johtimia jolloin poikkipinta-alaltaan lisätty Cu-köyden säikeitä ja sitä oli purisPiirustukset ja kaaviot olivat jääneet päivitohuimmat johtimen eivät kiristyneet tarpeeksi. Samaan liittimeen oli liitetty useita johtimia. tettu väärällä työkalulla tämättä muutos ja laajennustöiden osalta. PääEsiintyi myös tapauksiajolloin joissa kaapelikenkä liitokset olivat niin löysiä, että johtimet irtosivat liittimestä ei sormin ollut oikean kokoinen eikäkiristysruuvin puristusta olkeskustiloista olivat yleensä ensiasenvedettäessä. Liittimen kannan alle oli myöslöytyneet liitetty johtimia. tu tehty oikein. nuksen aikaisia. Yleensä tiedettiin, että muutosPE-kiskojen liitoksissa oli useita puutteita, löysäätöiden oli pahimmillaan kolme kierrosta. Löytyi yhteydessä piirustukset ja kaaviot oli päimyös keskus, jossa liittimet olivat jääneet kiristämättä, johtimet irtosivat kosketuksesta. 2. Sähkökeskusten peitelevyt vitetty, mutta niiden sijainnista ei ollut tietoa. Keskusten peitelevyjen tarkoitus on osaltaan 6. Sähkökeskusten ja sähkötilojen yleinen paloestää likaa ja vieraita esineitä joutumasta kes- turvallisuus kukseen. Samalla ne toimivat myös kosketus-5 Ylimääräinen tavara sähkökeskuksen sisällä lisuojina ja estävät sähkötapaturmia. sää oikosulun ja sähköpalon mahdollisuutta. Peitelevyjä oli rikki, ne oli kiinnitetty huo- Sähkötiloihin ja niihin johtaviin käytäviin ja nosti tai ne puuttuivat kokonaan ovien eteen varastoitu tavara on palokuormaa ja se on esteenä alkusammutukselle ja pelas3. Sähkökeskusten muu yleinen kuntooli myös puutteita. tuslaitoksen toiminnalle.oli liitetty kaksi Päämaadoituskiskojen liitoksissa Samaan kaapelikenkään Sähkökeskuksen tuleekaapelikengistä olla sellaisessa Sähkötiloihin oli oli vaikeaa, joissakin johdinta. Osaan olikunnoslisätty Cu-köyden säikeitä ja sitä puristettu väärällätapauk­ jolloinsähkötilassa kaapelikenkä ei ollut oikean eikä puristustapäästä oltu tehty oikein. sa, ettätyökalulla se ei aiheuta huolto-, sii- kokoinen sissa mahdotonta koska ovien eteen ja voustyö käyttötoimenpiteitä 2. tai Sähkökeskusten peitelevytsuorittavalle käytäville oli varastoitu tavaraa. Myös itse sähsähkötapaturmariskiä. kötiloihin oli varastoitu mm. siistijöiden tarKeskusten peitelevyjen osaltaan estää likaakiinteistön ja vieraitahuollon esineitä erilaisia joutumasta Tulppasulakkeiden kansiatarkoitus ja laseja on puuttui. vikkeita, varusteita keskukseen. Samalla ne toimivat myös kosketussuojina ja estävät sähkötapaturmia. Keskuksissa oli aukkoja ja laippoja puuttui. Kokoontumistilat ja tarvikkeita yms. Sähkötilojen Asuinrakennukset Hoitolaitoksetovia oli lukitKaapelien läpivienneissä oli Vakavia puutteita. Esi- Puutteita sematta ja niitä oli jätetty auki. Yhdessä kohpuutteita Ei puutteita Sähkökeskusten peitelevyt merkiksi samasta multilaipan aihiosta oli vie- teessa ovi puuttui kokonaan. Keskusten sisällä Päämaadoituskiskojen liitoksissa oli myös puutteita. Samaan kaapelikenkään oli liitetty kaksi ty useita kaapeleita. säilytettiin varasulakkeita ja niistä löytyi irtojohdinta. Osaan kaapelikengistä oli lisätty Cu-köyden säikeitä ja sitä oli puristettu väärällä puutteita. Peitelevyjäjolloin oli rikki, ne oli kiinnitetty tailiittimiä ne puuttuivat kokonaan työkalulla kaapelikenkä ei olluthuonosti oikean kokoinen eikäPalokatkoissa puristusta oltu oli tehty oikein. Ne oli jä4. Merkinnät keskuksissa tetty tekemättä tai osastointiin oli tehty aukko3. Sähkökeskusten Sähkökeskustenpeitelevyt muu yleinen kunto 2. Sähkölaitteiston huollon ja kunnossapidon kan- ja muutos- ja korjaustöiden yhteydessä. nalta on välttämätöntä, että olla keskusten merkinKeskusten peitelevyjen tarkoitus on osaltaan estää vieraita sähkötilassa esineitä joutumasta Sähkökeskuksen tulee sellaisessa kunnossa, ettälikaa se eija aiheuta huolto-, keskukseen. ne tasalla. toimivatPelastustoimyös kosketussuojina ja estävät sähkötapaturmia. siivoustyö taiSamalla käyttötoimenpiteitä suorittavalle sähkötapaturmariskiä. nät ovat luettavissa ja ajan Asuinrakennukset Kokoontumistilat Hoitolaitokset Päämaadoituskiskojen liitoksissa oli myös puutteita. Samaan kaapelikenkään oli liitetty kaksi TULOSTEN TARKASTELU men, kiinteistön huollon jaAsuinrakennukset kunnossapidon Kokoontumistilat Hoitolaitokset Vakavia Puutteita Ei puutteita Sähkökeskusten johdinta. Osaan kaapelikengistä olipuutteita lisätty Cu-köyden säikeitä ja sitä oli puristettu väärällä kannalta on välttämätöntä, että myös keskusTulosten Puutteita Puutteita Ei yhteydessä puutteita peitelevyt Tulppasulakkeiden työkalulla jolloin kaapelikenkä ei ollut oikean kokoinen eikätarkastelussa puristusta oltu tehty oikein. on muistetja lasit tilat onkannet merkitty ja niiden sijainti on tiedossa. tava, että esiin tulleista puutteista suurin osa Vakavia puutteita Puutteita Ei puutteita Laipat ja aukot 2. Sähkökeskusten peitelevyt Merkintöjä puuttui tai osittain. on niitäEisaa korjata vain ja ainoPeitelevyjä oli rikki,kokonaan ne oli kiinnitetty huonosti taiPuutteita ne sellaisia, puuttuivat että kokonaan Puutteita puutteita Johtimien Niitä oli jäänyt päivittämättä muutostöiden astaanlikaa sähköalan ammattilainen. läpiviennit Keskusten peitelevyjen tarkoitus on osaltaan estää ja vieraita esineitä joutumasta 3. Sähkökeskusten muu yleinen kunto keskukseen. Samalla ne toimivat myös kosketussuojina ja estävät sähkötapaturmia. Asuinrakennukset Kokoontumistilat Hoitolaitokset Sähkökeskuksen ollaVakavia kunnossa, että se oli ei aiheuta Tulppasulakkeiden kansia jasellaisessa lasejapuutteita puuttui. Keskuksissa aukkoja sähkötilassa laippoja huolto-, puuttui. Puutteita Eijapuutteita Sähkökeskusten tulee siivoustyö käyttötoimenpiteitä suorittavalle sähkötapaturmariskiä. Kaapelien läpivienneissä oli puutteita. Esimerkiksi samasta multilaipan aihiosta oli viety peitelevyt tai useita kaapeleita. Asuinrakennukset Kokoontumistilat Hoitolaitokset 4. Merkinnät keskuksissa Puutteita Tulppasulakkeiden Peitelevyjä oli rikki, ne oli kiinnitetty huonosti taiPuutteita ne puuttuivat kokonaanEi puutteita kannet ja lasit Sähkölaitteiston ja kunnossapidon kannalta että keskusten Vakavia puutteita Puutteita on välttämätöntä, Ei puutteita Laipat ja aukot huollon 3. Sähkökeskusten muu yleinen kunto merkinnät ja ajan tasalla.Puutteita Pelastustoimen, kiinteistön huollon ja Puutteita Ei puutteita Johtimien ovat luettavissa kunnossapidon on välttämätöntä, että myösettä keskustilat on merkitty ja niidenhuolto-, sijainti läpiviennit Sähkökeskuksenkannalta tulee olla sellaisessa kunnossa, se ei aiheuta sähkötilassa on tiedossa.tai käyttötoimenpiteitä suorittavalle sähkötapaturmariskiä. siivoustyö Asuinrakennukset Kokoontumistilat Hoitolaitokset Vakavia puutteita Vakavia puutteita Merkinnät Tulppasulakkeiden kansia ja laseja puuttui. Keskuksissa oli aukkojaPuutteita ja laippoja puuttui. Asuinrakennukset Kokoontumistilat Hoitolaitokset keskuksissa Kaapelien läpivienneissäPuutteita oli puutteita. Esimerkiksi samasta multilaipan aihiosta oli viety Puutteita Ei puutteita Tulppasulakkeiden useita Puutteita Puutteita Puutteita Pääkytkimen kannetkaapeleita. ja lasit merkintä Vakavia puutteita Puutteita Ei puutteita Laipat ja aukot 4. Merkinnät keskuksissa Puutteita Puutteita Ei puutteita Johtimien läpiviennit Sähkölaitteiston huollon ja kunnossapidon kannalta on välttämätöntä, keskusten Merkintöjä puuttui kokonaan tai osittain. Niitä oli jäänyt päivittämättäettä muutostöiden merkinnät ovat luettavissa ja ajan tasalla. Pelastustoimen, kiinteistön huollon ja yhteydessä. Joissakin tapauksissa merkinnät olivat niin haalistuneita, että niistä ei saatu kunnossapidon kannalta on ja välttämätöntä, että Keskuksissa myös keskustilat on merkitty ja niidenpuuttui. sijainti selvää. Lisäksi pääkytkimiä oli merkitsemättä. Tulppasulakkeiden kansia laseja puuttui. oli aukkoja ja laippoja


5. Piirustukset ja kaaviot muutostöiden yhteydessä piirustukset ja kaaviot oli päivitetty, mutta niiden sijainnista ei ollut tietoa. tasalla olevat piirustukset ovat sähköturvallisuuden kannalta välttämättömät. Ajan Muutostöiden tekeminen ja vikojen etsintä on vaikeaa ilman ajan tasalla olevia piirustuksia ja 6. Sähkökeskusten ja sähkötilojen yleinen paloturvallisuus kaavioita. Asuinrakennukset Kokoontumistilat Hoitolaitokset Ylimääräinen sisällä lisää oikosulun ja sähköpalon mahdollisuutta. Vakavia puutteita Vakavia puutteita Ei puutteita Piirustukset tavara ja sähkökeskuksen Sähkötiloihin ja niihin johtaviin käytäviin ja ovien eteen varastoitu tavara on palokuormaa ja kaaviot se on esteenä alkusammutukselle ja pelastuslaitoksen toiminnalle. Asuinrakennukset Kokoontumistilat Hoitolaitokset Vakavia puutteita Puutteita Sähkötilat Piirustukset ja kaaviotVakavia olivat puutteita jääneet päivittämättä muutos ja laajennustöiden osalta. Vakavia puutteita Vakavia puutteita Puutteita Sähkökeskukset Pääkeskustiloista löytyneet olivat yleensä ensiasennuksen aikaisia. Yleensä tiedettiin, että puutteita puutteita Vakavia puutteita Palokatkot muutostöiden yhteydessäVakavia piirustukset ja kaaviot Vakavia oli päivitetty, mutta niiden sijainnista ei ollut tietoa. Sähkötiloihin oli vaikeaa, joissakin yleinen tapauksissa mahdotonta päästä koska ovien eteen ja 6. Sähkökeskusten ja sähkötilojen paloturvallisuus

oli varastoitu tavaraa. Myös itse sähkötiloihin oli varastoitu mm. siistijöiden 1. Löysätkäytäville liitokset rakennusten sähkökeskuksissa sä tapauksessa mahdotonta tilan eteen varastarvikkeita, huollon erilaisiasisällä varusteita tarvikkeita yms. Sähkötilojen ovia oli Ylimääräinenkiinteistön tavara sähkökeskuksen lisää ja oikosulun ja sähköpalon mahdollisuutta. KaikkienSähkötiloihin rakennustyyppien sähkökeskuksistoidun tavaran vuoksi. Samoin näissä kiinlukitsematta jajaniitä oli johtaviin jätetty auki. Yhdessä ovivarastoitu puuttui kokonaan. niihin käytäviin ja kohteessa ovien eteen tavara on palokuormaa ja on esteenä alkusammutukselle ja pelastuslaitoksen toiminnalle. oli useita lukitsemattomia sähta löytyiselöysiä ruuviliitoksia. Vakavimmisteistötyypeissä Keskusten sisällä säilytettiin varasulakkeita jaKokoontumistilat niistä löytyi irtoliittimiä Palokatkoissa oli Asuinrakennukset Hoitolaitokset sa tapauksissa ruuvi kiertyi tekemättä kuusi puutteita kierrosta. kötiloja. puutteita. tai osastointiin oli tehty aukkoja muutosja korjaustöiden Vakavia puutteita Puutteita SähkötilatNe oli jätetty Vakavia yhteydessä. Pulttiliitoksissa oli myös puutteita joissakin Vakavia Kaikissa kiinteistöissä sähkötilan osastoinVakavia puutteita puutteita Puutteita Sähkökeskukset Vakavia puutteitapalokatkoissa Vakavia puutteita Palokatkot kiinteistöissä. Löysiä liitoksia löytyipuutteita myös N- Vakavia tiin liittyvissä oli puutteita. Pakiskon jaTULOSTEN PE-kiskonTARKASTELU liitoksista. Useita johti- lokatkoja oli alun perin jäänyt tekemättä tai mia oli Sähkötiloihin liitetty yhteen samaan liittimeen. yhteydessä syntyneitä oli ja vaikeaa, joissakin tapauksissakorjaustöiden mahdotonta päästä koska ovien eteen jaaukkoja Tulosten yhteydessä onMyös muistettava, että esiin tulleista puutteistamm. suurin osa on käytävilletarkastelussa oli varastoitu tavaraa. itse sähkötiloihin oli varastoitu siistijöiden Päämaadoituskiskon liitokset olivat yleenei ollut suljettu asianmukaisesti. sellaisia, ettäkiinteistön niitä saa korjata vain ja ainoastaan sähköalan ammattilainen. tarvikkeita, huollon erilaisia varusteita ja tarvikkeita yms. Sähkötilojen ovia oli sä hyvässä kunnossa, vainoliasuinrakennuksislukitsematta ja niitä jätetty auki. Yhdessä kohteessa ovi puuttui kokonaan. 1. Löysätpuutteita. liitokset rakennusten sa oli joitakin Kaikissasähkökeskuksissa rakennusKeskusten sisällä säilytettiin varasulakkeita ja JOHTOPÄÄTÖKSET löytyi irtoliittimiä Palokatkoissa oli JA tyypeissäKaikkien oli kontaktorien liitoksissa löysää. niistä rakennustyyppien sähkökeskuksista löysiä ruuviliitoksia. puutteita. Ne oli jätetty tekemättä tai osastointiinlöytyi oli tehty aukkoja muutos- jaVakavimmissa korjaustöiden TOIMENPIDESUOSITUKSET tapauksissa kiertyi kuusi kierrosta. Pulttiliitoksissa oli myös puutteita joissakin Asuinrakennuksissa ja kokoontumistiloissa yhteydessä. ruuvi kiinteistöissä. Löysiä liitoksia löytyi myös N-kiskon ja PE-kiskon liitoksista. Useita johtimia löytyi puutteita myös kontaktorien kiinni- Kauppa- ja teollisuusministeriön päätöksesoli liitetty yhteen ja samaan liittimeen. Päämaadoituskiskon liitokset olivat yleensä hyvässä tyksissä.kunnossa, (517/1996) onrakennustyypeissä määritelty ne sähkölaitvain asuinrakennuksissa oli joitakinsäpuutteita. Kaikissa oli TULOSTEN TARKASTELU teistot joille on tehtävä käyttöönotto-, var7 että esiin tulleista puutteista suurin osa on Tulosten tarkastelussa 2. Sähkökeskusten peitelevytyhteydessä on muistettava, mennus-, ja määräaikaistarkastukset. Lisäksi sellaisia, että niitä saa korjata vain ja ainoastaan sähköalan ammattilainen. Asuinrakennusten ja kokoustilojen keskusten päätöksessä on mainittu ne sähkölaitteistot, 1. Löysät liitoksetkunnossa rakennustenoli sähkökeskuksissa peitelevyissä ja niiden puutteita joille rakentamisen yhteydessä on laadittava tai vakavia puutteita. Hoitolaitosten keskus- huolto- ja kunnossapito-ohjelmat tai -ohjeet. Kaikkien rakennustyyppien sähkökeskuksista löytyi löysiä ruuviliitoksia. Vakavimmissa Kaikkien sähkölaitteistojen ten peitelevyjen oli hyvä. tapauksissatilaruuvi kiertyi kuusi kierrosta. Pulttiliitoksissa oli myös puutteita kunnossapidon joissakin kiinteistöissä. Löysiä liitoksia löytyi myös N-kiskon ja PE-kiskon liitoksista. Useita johtimia ennalperustana pitäisi olla jonkintasoinen oli liitetty yhteen ja samaan liittimeen. Päämaadoituskiskon liitokset olivat yleensä hyvässä suunniteltu huolto-ohjelma, vaikka 3. Sähkökeskusten muu asuinrakennuksissa yleinen kunto oli joitakintapuutteita. kunnossa, vain Kaikissa rakennustyypeissä oli sitä ei Niin asuinrakennuksissa kuin kokoontumis- säädöksissä vaadittaisikaan. tilojen keskuksissa puuttui tulppasulakkeiden 7 Oikein rakennettu ja tarkastettu sähkölaitlaseja ja kansia. Keskuksissa oli myös tarpeet- teisto on turvallinen. Sähkölaitteiston kuntoa tomia aukkoja ja laippoja puuttui. Kaapeli- voi tarkkailla sähköalan ammattilainen määen läpivientejä keskuksiin oli tehty huonosti. räaikaistarkastusten lisäksi sähkölaitteistoon Esimerkiksi yhdestä multilaipan aihiosta oli kohdistuvien töiden yhteydessä. Havaituiskeskukseen viety useita kaapeleita. Hoitolai- ta puutteista tulisi raportoida sähkölaitteiston haltijalle. Haltija päättää mitkä kunnostoksissa näitä puutteita ei ollut. sapitotyöt toteutetaan ja kuka ne tekee. Tämä tutkimus osoitti, että keskuksissa on puuttei4. Merkinnät Kaikkien rakennusten keskuksissa oli puut- ta, jotka sähköalan ammattilaisen tulee korteita merkinnöissä, myös pääkytkimet oli jata keskuskohtaisesti vaatimusten mukaiselhuonosti merkitty. Samoin itse keskukset oli le tasolle. Huolto- ja kunnossapitosuunnitelman mukaisesti ylläpidetyn laitteiston kunmerkitty puutteellisesti. non tarkkailua ja seurantaa voidaan tukea lämpökuvauksella. 5. Piirustukset ja kaaviot Rakennusten sähköjakokeskusten tilaa seuPiirustuksia tai kaavioita ei läheskään kaikista keskuksista löytynyt. Ne olivat jääneet päi- raamalla voidaan estää tulipalojen syttymisvittämättä muutos- ja laajennustöiden yhtey- tä. Hyvät eli oikein tehdyt ja oikein kiristedessä tai niiden olemassaolosta tai sijainnista tyt liitokset eivät aiheuta sähkökeskuksessa ei ollut varmuutta. lämpenemistä. Liitosten kunnon voi sähköalan ammattilainen tarkastaa rakennukses6. Sähkökeskusten ja -tilojen sa tehtävien muiden sähkötöiden yhteydesyleinen paloturvallisuus sä tai tarkastus voidaan tilata sähköalan amAsuinrakennusten, kokoontumistilojen ja mattilaiselta erikseen. Mikäli kiinteistönhoihoitolaitosten sähkökeskusten joukossa oli don työntekijät havaitsevat keskuksessa aiskeskuksia, josta löytyi irrallisia sulakkeita ja tinvaraisesti poikkeamia: hajua, jälkiä kuuirrallisia liitimiä. Samoin kaikista rakennus- menemisesta tai mahdollisesti omituisia äätyypeistä löytyi sähkötiloja, joihin oli varas- niä, tulee niistä raportoida välittömästi ratoitu sinne kuulumatonta tavaraa. kennuksen kunnossapidosta vastaavalle henOsaan asuinkiinteistöjen ja kokoontumis- kilölle ja/tai kutsua sähköalan ammattilainen tilojen sähkötiloihin pääsy oli vaikeaa, yhdes- tarkastamaan tilannetta.

Valokaari syntymistä voidaan estää sillä, että keskuksen sisällä ei ole mitään sinne kuulumatonta, kuten johtimien pätkiä, likaa ja pölyä tai kosteutta. Oikein tehdyt kaapeleiden läpiviennit, ehjät peitelevyt, suljetut kannet ja laitteiston oikea kotelointiluokka pitävät osaltaan rakennuksen sähkökeskuksen puhtaana ja turvallisena. Paloturvallisuuden kannalta on oleellista, että sähkötiloihin ja keskuksille on esteetön pääsy. Sähkötilojen kulkureiteille, ovien eteen eikä sähkötilaan saa varastoida mitään tarvikkeita. Sähkötilojen kuntoa tulee kaikkien kiinteistönhoitoon osallistuvien tarkkailla sekä pitää sähkötilat siisteinä ja tyhjinä. Havaituista puutteista tulee raportoida sovitun mukaisesti. On hyvä muistaa, että jos sähkötapaturma tai sähköpalo johtuu sähkelaitteiston kunnossapidon laiminlyönnistä, vastuu on aina sähkölaitteiston haltijalla. Sähkötapaturmia ja -paloja pystyy estämään jo sillä, että sähkökeskusten ja -tilojen kuntoa seurataan muun kiinteistönhoidon yhteydessä. Keskusten koteloinnin tulee olla kunnossa, sulakkeiden ja tulppien pitää olla ehjiä ja paikallaan. Sähkötilaan ei saa varastoitua mitään tavaraa ja ne tulee pitää puhtaina. Sähkötilassa havaittava poikkeava ääni tai haju on myös merkki mahdollisesta viasta keskuksen sisällä. Kaikista havaituista poikkeamista tulee raportoida sovitulla tavalla rakennuksen kunnossapidosta vastaavalle henkilölle, isännöitsijälle, asoy:n hallituksen jäsenille tai muille vastaaville.

KIITOKSET Jukka Kotiniemi Porin kaupungin teknisen palvelukeskuksen johtaja, Antti Nenonen Helsingin Energia Oy:n turvallisuusasiantuntija, Tuuli Tulonen Tukes turvallisuusinsinööri. Lisäksi tutkimuksen tekijät haluavat kiittää yhteistyöstä: Keski-Porin Seurakuntaa, Kankaanpään kuntoutuskeskusta, Kerimäen seurakuntaaja kaikkia kunnallisia ja yksityisiä yhteistyökumppaneita.

LÄHTEET 1. Simonen, S. Sähkölaitteiden ja -tarvikkeiden turvallisuus Suomessa, Tukes-julkaisu 4/2009, Turvatekniikan keskus, Helsinki 2009 2. Nurmi, V-P. Sähköpalojen riskien hallinta, Tukes-julkaisu 3/2001, Turvatekniikan keskus, Helsinki 2001 3. D1-2009 Käsikirja rakennusten sähköasennuksista, 14 uusittu painos, Sähkö ja teleurakoitsijaliitto STUL ry, Espoo 2009 4. DeHaan, J. D. Kirks's Fire Investigation, sixth edition, Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River NJ USA 2007 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

43


Esko Mikkola, VTT, PL 1000, 02044 VTT

Palokuormien merkityksestä ja muutoksista Tiivistelmä minkin tarvitaan passiivisten ja aktiivisten paasti lukuun ottamatta mm. polttoaineen Palokuormien arvioidut suuruusluokat ovat teknisten menetelmien lisäksi panostusta pa- varastointia koskevia rajoituksia. Toki tervey­ rakennusten paloturvallisuussuunnittelussa loturvallisuuskulttuurin kehittämiseen niin, delle vaarallisia aineita sisustukseen kuuluyhtenä osana lähtöoletuksia. Sisustuksen ja että tulipalon vaarallisuuden ymmärtämisen vassa palokuormassa voidaan kieltää, mutta muun irtaimiston sisältämää palokuormaa ja laaja-alaisen vastuunoton myötä palotur- kiellon peruste ei tällöin ole paloturvallisuus. ei kuitenkaan kontrolloida, joten todellisis- vallisuus paranee ja samalla saavutetaan ta- Käytännössä irtaimen palokuorman kovin Palokuormia on pyritty arvioimaan mittaamalla suuriakin määriä kohteita ja näin on saatu sa rakennuksissa esiintyvien palokuormaja- loudellisia säästöjä. tiukka rajoittaminen voisi myös johtaa mahkeskimääräisiä arvoja sekä palokuormien jakaumia. Taulukossa 1 on annettu eri tutkimuksissa kaumien analyysi on tarpeen, jotta pystytään dollisiin ongelmiin muiden vaatimusten täytasunnoille ja toimistoille mitattuja ja suunnittelussa käytettäväksi suositeltuja arvoja [1-7]. arvioimaan käytettävien palokuormaoletustymisen osalta. Terveellisyyteen, käytettävyyTaulukon 1 jakaumia on havainnollistettu kuvissa 1 ja 2. Palokuormien mittausmenetelmät PALOKUORMISTA ten kelpoisuutta. teen, jne. liittyvät vaatimukset tulee tietysti ovat vaihdelleet näissä tutkimuksissa melko paljon. Tarkimmillaan irtain palokuorma on Palokuorman palamisen aiheuttamaan pasamanaikaisesti täyttää. punnittu, materiaalit tunnistettu ja käytetty niitä edustavia lämpöarvoja. Jos otokset ovat olleet lorasitukseen vaikuttaanopeutettu palokuormanmittaustyötä todelli- Palokuormat määräyksissä suurempia, on yleensä määrittämällä ensin mm. keskimääräisiäMääräyksissä palokuormat otetaan useimsen määrän lisäksi kyseisen ja tilantyypillisten aukot ja pin- toimistopöytien ja -laitteiden energia-arvoja. miten huomioon kollektiivisina oletusarvoihyllymetrin energia-arvoja ta-ala,osaa tilan vaipan materiaalien kyky johtaa Rakennusten paloturvallisuusvaatimusten na, vaikka todellisuudessa voikin esiintyä suuAinakin palokuormatutkimusten tuloksista voidaan kritisoida liian karkeasta ja sitoa lämpöä sekä palokuorman sijoittu-esimerkiksi taustalla on oletuksia palokuormista nii- ria vaihteluita. Esimerkiksi asunnot kuuluvat palokuormiin kuuluvien osien arvioinnista: huonekaluille on käytettyjavalmiiksi minen ja koostumus. Osa palokuormasta voi koosta. den osallisuudesta tulipaloon. Palokuormipalokuormaryhmään alle 600 MJ/m2, mutta annettua kokonaisenergiaa välittämättä niiden Tästä huolimatta tällaisetkin arviot ovat ollaantavia myös rakenteellisesti tai kun automaattisella en arvioidut myös vaikuttavat asuinrakennusten kellariosastot, jotka sisältäsuuntaa ainakin silloin arvioiden pohjana olevatsuuruusluokat oletukset ovat olleet suunnilleen sammutuksella suojattu, jolloin sen osallistu- kantavien rakenteiden ja sisäpuolisten pinto- vät irtaimistovarastoja kuuluvat palokuormakeskiarvoja edustavia. minen paloon joko estyy, viivästyy tai paloon jen luokkavaatimuksiin. Sisustuksen ja muun ryhmään 600–1200 MJ/m2. Kokoontumis2 osallistuva osuus pienenee. irtaimiston(MJ/m sisältämää palokuormaa ei kont-[1-7] ja liiketilojen sekä tuotanto- ja varastotilojen Taulukko 1. Asuntojen ja toimistojen palokuormatiheyden ) jakaumien vertailuja Niin palokuormiin kuin yleisemvaan sen annetaan muodostua va- osalta jaottelu on tarkempaa liittyen pintalähdeviitteen [1] mukaan.liittyen Asuntotietokanta 2010rolloida, -arvot perustuvat viitteessä [2] kuvatun aloihin ja paloturvallisuusluokkiin. projektin aineistoon.

Palokuormien arvioinnista Palokuormia on pyritty arvioimaan mittaamalla suuriakin määriä kohteita ja näin on saatu keskimääräisiä arvoja sekä palokuormien jakaumia. Taulukossa 1 on annettu eri tutkimuksissa asunnoille ja toimistoille mitattuja ja suunnittelussa käytettäväksi suositeltuja arvoja [1–7]. Taulukon 1 jakaumia on Taulukko 1. Asuntojen ja toimistojen palokuormatiheyden (MJ/m2) jakaumien vertailuja [1-7] lähdeviit- havainnollistettu kuvissa 1 ja 2. Palokuormiteen [1] mukaan. Asuntotietokanta 2010 -arvot perustuvat viitteessä [2] kuvatun projektin aineistoon. en mittausmenetelmät ovat vaihdelleet näissä Kuvista 1 ja 2 havaitaan, että eri tutkimusten palokuormajakaumat ovat kohtuullisen lähellä toisiaan vaikkakin tiheysfunktion leveydessä on eroja. Eurocode 1:n poikkeava käyrä 44 PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011 perustunee lähinnä sille, että siihen on sisäänrakennettuna erilaisia varmuuskertoimia. Palokuormajakaumien analyysi on tarpeen, jotta pystytään ottamaan huomioon kohteessa


tutkimuksissa melko paljon. Tarkimmillaan irtain palokuorma on punnittu, materiaalit tunnistettu ja käytetty niitä edustavia lämpöarvoja. Jos otokset ovat olleet suurempia, on yleensä nopeutettu mittaustyötä määrittämällä ensin mm. keskimääräisiä hyllymetrin energia-arvoja ja tyypillisten toimistopöytien ja -laitteiden energia-arvoja. Ainakin osaa palokuormatutkimusten tuloksista voidaan kritisoida liian karkeasta palokuormiin kuuluvien osien arvioinnista: esimerkiksi huonekaluille on käytetty valmiiksi annettua kokonaisenergiaa välittämättä niiden koosta. Tästä huolimatta tällaisetkin arviot ovat suuntaa antavia ainakin silloin kun arvioiden pohjana olevat oletukset ovat olleet suunnilleen keskiarvoja edustavia. Kuvista 1 ja 2 havaitaan, että eri tutkimusten palokuormajakaumat ovat kohtuullisen lähellä toisiaan vaikkakin tiheysfunktion leveydessä on eroja. Eurocode 1:n poikkeava käyrä perustunee lähinnä sille, että siihen on sisäänrakennettuna erilaisia varmuuskertoimia. Palokuormajakaumien analyysi on tarpeen, jotta pystytään ottamaan huomioon kohteessa todellisuudessa esiintyviä vaihteluja. Esimerkiksi se mitä fraktiilia (esim. 80 %) käytetään, vaikuttaa siihen millainen turvallisuusmarginaali sisältyy palokuormaoletukseen. Kuviin 1 ja 2 on merkitty kolme esimerkkihuonetta havainnollistamaan erilaisia huoneita, jotka ovat pääpiirteiltään seuraavanlaiset: Huone 1: Olohuone 19,4 m2, palokuormaa 310 MJ/m2 (vähän kalusteita) Huone 2: Olohuone 20,1 m2, palokuormaa 607 MJ/m2 (paljon kalusteita) Huone 3: Makuuhuone 12,6 m2, palokuormaa 818 MJ/m2. Palokuorma koostuu irtaimiston sisältämästä palokuormasta ja kiinteästä palokuormasta. Näitä kahta osaa ja niiden sääntelyä voidaan kuvata seuraavasti: Irtaimiston sisältämä palokuorma: huonekalut, kalusteet, laitteet, varastoitu tavara, jne. pääosin ei säädellä; tilan koko ja materiaalien lämpöarvojen rajat asettavat reunaehtoja esim. asuntojen suhteen on tehty paljon mittauksia (tulokset ovat historiatietoa eivätkä ne kerro tulevaisuuden mahdollisista muutostrendeistä) myös toimistojen, liiketilojen ja varastojen palokuormista löytyy mittaustuloksia Kiinteä palokuorma – rakenteet ja rakennustarvikkeet: pintakerrokset, eristeet ja muut rakennustarvikkeet kantavat rakenteet rakennuksen paloluokkaan, kerroslukuun ja käyttötapaan liittyy sääntelyä koskien palokuormaa sisältävien kantavien rakenteiden ja eristeiden käyttöä/rajoittamista

Kuva 1. Asuntojen palokuormien kertymäfunktioita eri tutkimusten mukaan [1]. Huoneet 1 -3 Kuva 1. Asuntojen palokuormien kertymäfunktioita eri tutkimusten mukaan [1]. Huoneet 1 -3 ovat esimerkkihuoneita havainnollistamaan eri huonetyyppejä ja kalustusta (ks. teksti). ovat esimerkkihuoneita havainnollistamaan eri huonetyyppejä ja kalustusta (ks. teksti).

Kuva 2. Asuntojen palokuormatiheyksien vertailua eri tutkimusten mukaan [1]. Huoneet 1 -3 Kuva 2. Asuntojen palokuormatiheyksien vertailua eri tutkimusten mukaan [1]. Huoneet 1 -3 ovat esimerkkihuoneita (ks. teksti). ovat esimerkkihuoneita (ks. teksti).

pintakerrosvaatimuksilla rajoitetaan palokuoman määrää lähinnä uloskäytävillä, paloturvallisuuden kannalta vaativissa kohteissa ja jonkin verran silloin kun kantavat rakenteet eivät ole palamattomia. Kuvassa 3 on esitetty esimerkki suomalaisten kerrostalojen palokuormajakaumasta jaettuna irtaimeen ja kiinteään osuuteen [1,2]. Tässä on huomattava se, että ei niinkään määräyksistä johtuen, vaan käytännön toteutuksen tuomana tuloksena on kiinteän­ palokuorman varsin pieni osuus kerrostaloissa. Olemassa olevat kerrostalot ovat pääasiassa betonirunkoisia (eli niissä ei ole rungon sisältämää palokuormaa) ja vaikka P1 paloluokan rakennuksissa onkin mahdollis-

3 3

ta käyttää sisäpinnoissa D-luokan tuotteita (esim. puutuotteita tai vastaavia), niitä ei juurikaan käytännössä käytetä lattioita lukuun ottamatta. Tämä rakentamistapa pintojen viimeistely mukaan lukien voi tulevaisuudessa muuttua paljonkin, jolloin myös irtaimen ja kiinteän palokuorman määrät ja suhteet voivat muuttua. Rakennuksen tai asunnon saman omistajan/haltijan käyttöjakson pituus voi myös vaikuttaa palokuormaan: esimerkiksi uusissa asunnoissa palokuormat ovat yleensä aluksi keskimääräistä pienempiä, mutta kasvavat vuosien kuluessa etenkin varastojen osalta. Toimistotilojen palokuormissa voi olla suuriakin keskinäisiä eroja. Riippumatta siiPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

45


mukaan lukien voi tulevaisuudessa muuttua paljonkin, jolloin myös irtaimen ja kiinteän palokuorman määrät ja suhteet voivat muuttua.

tä onko kyseessä perinteinen pienehköjen erillisten huoneiden toimisto tai isojen yhtenäisten tilojen avokonttori, palokuormien erot voivat olla suuria kun ääripäinä ovat paperiton konttori (vain pöytä, tuoli ja laitteet) ja kirjastotyyppinen toimisto, jossa kaikki hyllyt ovat täynnä paperia. Suurten palokuormien esiintymisen mahdollisuus on tarpeen ottaa huomioon suunnittelun perusteena tai vaihtoehtoisesti rajoittaa palokuormien määriä silloin kun halutaan suunnitella alimman palokuormaryhmän mukaan.

PALOKUORMA JA PALORASITUKSET Palokuorman aiheuttama palorasitus ei ole aina samanlainen, vaan ainakin seuraavia vaikuttavia tekijöitä tulee ottaa huomioon kun Kuva 3. Esimerkki irtaimen ja kiinteän palokuorman kertymäfunktioista kerrostaloissa, joissa arvioidaan sitä, miten palokuorma varsinai- kiinteän palokuorman osuus on varsin pieni. sesti palaa: aukkotekijä, johon vaikuttaa aukon ko4 ko ja tilan vaipan pinta-ala • mitä suurempi aukkotekijä, sitä kor­ keam­pia lämpötiloja voidaan saavuttaa palavan tilan vaipan materiaalien kyky johtaa ja sitoa lämpöä (tiheys, ominaislämpökapasiteetti ja lämmönjohtavuus vaikuttavina tekijöinä) • esimerkiksi betonilla ja kipsilevyllä merkittävä ero palokuorman sijoittuminen ja luonne vaikuttavat siihen voidaanko palorasitusta pitää oleellisesti tasan jakautuneena vai onko syytä tarkastella tilannetta paikallisena palorasituksena. Kuvassa 4 on havainnollistettu EN 19911–2:n [6] mukaisella parametrisoinnilla esitettyjä aukkotekijän ja vaipan materiaalin vaikutuksia palokäyrään. Palokuorman määrä Kuva 4. Esimerkkejä aukkotekijän ja tilan vaipan materiaalin vaikutuksista parametriseen vaikuttaa lämpörasituksen kestoon. lämpötila-aikakäyrään [1].

Palokuormien suojaaminen Palokuorman ei välttämättä tarvitse olettaa osallistuvan paloon tai siitä voidaan olettaa palavan vain osan, jos palokuormaa pystytään suojaamaan jollain luotettavalla tavalla. Suojaverhouksen tarkoituksena on suojata palolta takanaan olevaa materiaalia määritellyn ajan, esimerkiksi 10 tai 30 minuuttia. Vastaavanlainen suojaava vaikutus voidaan saada aikaan käyttämällä osastoivia rakennusosia. Palokuormia voidaan suojata palamiselta myös käyttäen automaattista sammutuslaitteistoa. Edellytyksenä sille, että esimerkiksi palava-aineisia rakennusosia ei lasketa palokuormaan on se, että kyseinen palokuorma ei osallistu palamiseen oletetun palon aikana (jäähtymisvaihe mukaan lukien). Käytännön ehdotuksina sille, että palokuormaa pystytään suojaamaan syttymiseltä riittävästi, ovat seuraava tulkinnat: 46

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

Palokuormien suojaaminen

Jos palokuormaa on korkeintaan 600 osallistuvan loin kun sammutuslaitteisto jo alkuvaiPalokuorman ei välttämättä tarvitse olettaa paloon tai siitäpystyy voidaan olettaa MJ/m2, tarvitaan vähintään 60 min suojaaheessa sammuttamaan palokuormaspalavan vain osan, jos palokuormaa pystytään suojaamaan jollain palon, luotettavalla tavalla. Suojaverhouksen tarkoituksena on palorasisuojata palolta takanaan olevaa materiaalia vaa vaikutusta (standardipalokäyrän ta palaa vain vähäinen osa ja palonmääritellyn aiheuttaajan, esimerkiksi 10 tai 30 minuuttia. Vastaavanlainen suojaava vaikutus voidaan saada tusta vastaten) käyttäen rakennekokonaisuut- ma lämpörasitus jää hyvin pieneksi. Vahingot aikaan käyttämällä osastoivia rakennusosia. Palokuormia voidaan suojata palamiselta myös ta, joka ei levitä paloa suojattavaan raken- painottuvat tällöin savu- ja vesivahinkoihin. käyttäen automaattista sammutuslaitteistoa.

teeseen. Suojaus voi muodostua myös passiiviEdellytyksenä sille, että esimerkiksi palava-aineisia rakennusosia ei lasketa palokuormaan on MUUTOKSIA JA NIIDEN VAIKUTUKSIA senettä (levysuojaus) ja aktiivisenei(automaattise, kyseinen palokuorma osallistu palamiseen oletetun palon aikana (jäähtymisvaihe nen sammutus) Palokuormiin vaikuttavia jo nyt tapahtuneimukaan lukien).menetelmän Käytännön yhdistelmästä. ehdotuksina sille, että palokuormaa pystytään suojaamaan Automaattisen sammutusjärjestelmän vai- ta, meneillään olevia ja tulevia muutospaineisyttymiseltä riittävästi, ovat seuraava tulkinnat: 2 -kutuksia Jos palokuormaa on hahmoteltu korkeintaankuvas600 MJ/m tarvitaan vähintään 60 min jasuojaavaa palotehoon on ta ja, suuntauksia voidaan arvioida ennusvaikutusta (standardipalokäyrän palorasitusta vastaten) käyttäen rakennekokonaisuutta, sa 5.­Kontrolloidussa palossa järjestelmä kas- taa seuraavasti: joka eijalevitä paloa suojattavaan telemalla jäähdyttämällä rajoittaarakenteeseen. palotevaurastuminen on kasvattanut ja kasvat- Suojaus voi muodostua myös passiivisen (levysuojaus) ja aktiivisen (automaattinen hon kasvua ja pitää maksimin saavuttamisen taa edelleen palokuormia sammutus) menetelmän yhdistelmästä. jälkeen palotehon hallinnassa. Palokuormas• ainakin osittain näin on tapahtunut kun ta voi tässä tapauksessa palaa suurehkovaikutuksia osa, sisustamiseen on ollut enemmän varoja käy-5. Automaattisen sammutusjärjestelmän palotehoon on hahmoteltu kuvassa mutta oleellisintapalossa on se, että lämpötilat pysy- tettävissä Kontrolloidussa järjestelmä kastelemalla ja jäähdyttämällä rajoittaa palotehon kasvua vätpitää paljonmaksimin kontrolloimatonta paloa alempina hyödykkeiden lisääntynyt hankinta ja saavuttamisen jälkeen palotehon hallinnassa. Palokuormasta voi tässä • uusien tapauksessa suurehko mutta Siloleellisinta onlisännyt se, ettätavaroiden lämpötilat pysyvät paljon ja palorasituspalaa on siten paljon osa, pienempi. on myös varastointia kontrolloimatonta paloa alempina ja palorasitus on siten paljon pienempi. Silloin kun sammutuslaitteisto pystyy jo alkuvaiheessa sammuttamaan palon, palokuormasta palaa vain vähäinen osa ja palon aiheuttama lämpörasitus jää hyvin pieneksi. Vahingot painottuvat tällöin savu- ja vesivahinkoihin.


o käyttöä ja varastointia koskevia ohjeita tarvitaan.

KEHITYSTARPEITA

Palokuorma ei sinällään ole yleensä riski niin kauan kuin se ei syty eikä se levitä paloa hallitsemattomasti. Koska määräyksissä oletetaan tiettyjä palokuormaryhmiä, jotka ovat paloturvallisuusvaatimusten reunaehtoina, täytyisi näiden oletusten paikkansapitävyyttä pystyä määräajoin arvioimaan. Tämä siitä syystä, että yleensä palokuormat pyrkivät kasvamaan vähitellen mm. uusien materiaalien ja tuotteiden käyttöönoton seurauksena.

daan ajatella pitävän sisällään ainakin seuraavia asioita: tulipalon vaarallisuuden ymmärtäminen on ensimmäinen askel turvallisempaan toimintaan – tähän tarvitaan koulutusta ja tiedotusta kattavasti jokaisella on myös vastuu oman elinympäristönsä ja toimintaympäristönsä suhteen toimia paloturvallisuudesta huolehtien positiivisen kehityksen kierre eri tahoilKuva 5. Kaavio palokuorman ja hapensaannin sekä automaattisen sammutuksen vaikutuksista la: suunnittelun, toteutuksen, tuotekehitykPaloturvallisuuskulttuurin palotehoon [1]. sen ja ylläpidon avulla parannetaan paloturkehittämisen menetelmät - Vaarojen ymmärtäminen vallisuutta samalla saavuttaen taloudellisia koulutuksen keinoin säästöjä. - Laaja-alainen vastuunotto

Sekä passiivisilla että aktiivisilla menetelmillä voidaan varautua palokuormien syttymisten aiheuttamiin onnettomuustilanteisiin. Mutta pelkästään nämä eivät riitä, vaan tarvitaan lisäksi paloturvallisuuskulttuurin kehittämistä (kuva 6) ennalta ehkäisevänä toimenpiteenä. Turvallisuuskulttuurin voidaan ajatella pitävän sisällään ainakin seuraavia asioita: - tulipalon vaarallisuuden ymmärtäminen on ensimmäinen askel turvallisempaan toimintaan - tähän tarvitaan koulutusta ja tiedotusta kattavasti - jokaisella on myös vastuu oman elinympäristönsä ja toimintaympäristönsä suhteen toimia paloturvallisuudesta huolehtien - positiivisen kehityksen kierre eri tahoilla: suunnittelun, toteutuksen, tuotekehityksen ja ylläpidon avulla parannetaan paloturvallisuutta samalla saavuttaen taloudellisia säästöjä.

MUUTOKSIA JA NIIDEN VAIKUTUKSIA (yksilöstä yhteisötasolle)

Palokuormiin vaikuttavia jo nyt tapahtuneita, meneillään olevia ja tulevia muutospaineita ja suuntauksia voidaan arvioida ja ennustaa seuraavasti: - vaurastuminen on kasvattanut ja kasvattaa edelleen palokuormia o ainakin osittain näin on tapahtunut kun sisustamiseen on ollut enemmän varoja käytettävissä Paloo uusien turvallisuus hyödykkeiden lisääntynyt hankinta on myös lisännyt tavaroiden varastointia - erilaisten hyödykkeiden koostumus on muuttunut ja tulee muuttumaan o muutoksiin kuuluu esimerkiksi tuotteiden kokonaismassan ja käytettyjen Passiiviset menetelmät Aktiiviset menetelmät materiaalien lämpöarvojen muutoksia, jolloin myös tuotteiden sisältämät - syttymisten estäminen - ilmaisu, sammutus, palokuormat ovat muuttuvatsavunpoisto - palokuorman rajoittaminen - palon leviämisen rajoittaminen saman kuvakoon - poistumisen ohjaus o esimerkiksi televisioiden palokuorma on pienentynyt taulutelevisioiden myötä, mutta toisaalta kuvakoot ovat jatkuvasti kasvaneet Kuva 6. Paloturvallisuuden osatekijöiden jaottelua. - •energiatehokkuus ja muutkin toiminnalliset vaatimukset ovat erilaisten hyödykkeiden koostumus on kertyä vähemmän lisänneet palava-aineisten lämmöneristeiden käyttöä muuttunut ja tulee muuttumaan • kestävän kehityksen syvällinen toteuttao paremman eristyskyvyn eristeet merkitsevät lisäystä palokuormaan ja siten kuuluu esimerkiksi tuot- minen on positiivinen visio tulevaisuuteen • muutoksiin tarpeen suojata niitä syttymiseltä teiden kokonaismassan ja käytettyjen ma- myös paloturvallisuuden kannalta kun muiso myös taloudelliset 8 syyt suuntaavat ohuempien (=paremman eristyskyvyn) teriaalien lämpöarvojen muutoksia, jolloin koska tetaan turvallisuuden olevan yksi osatekijä lämmöneristeiden käyttöön, tällöin saadaan rakennuksiin enemmän myös tuotteiden sisältämät palokuormat ovat kestävyydessä myytäviä neliöitä -muuttuvat kestävän kehityksen suuntaus on jo nyt tuonut enemmän uusiutuvaan ja materiaalipohjaan uudet energiamuodot tuotteet aiheperustuvia tuotteita rakentamiseen lisäten siten potentiaalista palokuormaa ja tämä kehitys • esimerkiksi saman kuvakoon televisioi- uttavat uudenlaista tarvetta varautumiseen tullee jatkumaan den palokuorma on pienentynyt taulutelevi• esimerkiksi vedyn käyttö energialähteenä o toisaalta kestävän kehityksen kuuluu myös materiaalien (massan) sioiden myötä, mutta toisaalta kuvakoot ovatperiaatteisiin • käyttöä ja varastointia koskevia ohjeiminimoiminen ja uudelleenkäyttö (tarpeetonta ei varastoida), jolloin jatkuvasti kasvaneet ta tarvitaan. palokuormaa pitäisi kertyä vähemmän

energiatehokkuus ja muutkin toiminnalliset vaatimukset ovat lisänneet palava-aineisten lämmöneristeiden käyttöä • paremman eristyskyvyn eristeet merkitsevät lisäystä palokuormaan ja siten tarpeen suojata niitä syttymiseltä • myös taloudelliset syyt suuntaavat ohuempien (=paremman eristyskyvyn) lämmöneristeiden käyttöön, koska tällöin saadaan rakennuksiin enemmän myytäviä neliöitä kestävän kehityksen suuntaus on jo nyt tuonut enemmän uusiutuvaan materiaalipohjaan perustuvia tuotteita rakentamiseen lisäten siten potentiaalista palokuormaa ja tämä kehitys tullee jatkumaan • toisaalta kestävän kehityksen periaatteisiin kuuluu myös materiaalien (massan) minimoiminen ja uudelleenkäyttö (tarpeetonta ei varastoida), jolloin palokuormaa pitäisi

7 KEHITYSTARPEITA

Palokuorma ei sinällään ole yleensä riski niin kauan kuin se ei syty eikä se levitä paloa hallitsemattomasti. Koska määräyksissä oletetaan tiettyjä palokuormaryhmiä, jotka ovat paloturvallisuusvaatimusten reunaehtoina, täytyisi näiden oletusten paikkansapitävyyttä pystyä määräajoin arvioimaan. Tämä siitä syystä, että yleensä palokuormat pyrkivät kasvamaan vähitellen mm. uusien materiaalien ja tuotteiden käyttöönoton seurauksena. Sekä passiivisilla että aktiivisilla menetelmillä voidaan varautua palokuormien syttymisten aiheuttamiin onnettomuustilanteisiin. Mutta pelkästään nämä eivät riitä, vaan tarvitaan lisäksi paloturvallisuuskulttuurin kehittämistä (kuva 6) ennalta ehkäisevänä toimenpiteenä. Turvallisuuskulttuurin voi-

KIITOKSET Suuret kiitokset Joonas Ryynäselle, Teemu Karhulalle ja Peter Grönbergille sekä kaikille kollegoille, tukiryhmille ja rahoittajille, jotka ovat mahdollistaneet tietojen keräystä ja analysointia palokuorma-aiheen ympärillä.

LÄHDELUETTELO 1. Mikkola, E., Karhula, T., Grönberg, P. ja Ryynänen, J. 2010. Yksinkertaistetut vaatimukset P2-paloluokan asuin- ja työpaikkakerrostalon palo-osaston kantavien rakenteiden suojaukselle ja toiminnallisen palomitoituksen ohjeiden selkeytys. Tutkimusraportti VTT-R-07556-10. 2. Keski-Rahkonen, O., Karhula, T. & Hostikka S. 2009. Palokuormien jakaumat palokuolemien ehkäisykeinojen arviointiohjelmassa. Pelastustieto, Palontorjunta-tekniikka-erikoisnumero, s. 108–114. Palotutkimuksen päivät, 25.–26.8.2009. Palo- ja pelastustieto Ry. 3. Bwalya, A., Sultan, M. & Bénichou, N. 2004. A Pilot Survey of Fire Loads in Canadian Homes. Research Report No. 159. Ottawa, Canada 2004. 4. Campbell, J. A. 1981. Confinement of Fire in Buildings. Fire Protection Handbook. NFPA Handbook. USA 1981. 5. Holm, C. & Oksanen, P. 1970. Palokuorman määrä kerrostalojen asuinhuoneistossa. Palontorjuntatekniikka, No. 2, s. 1–4. 1970. 6. EN 1991-1-2:2002. Eurocode 1: Rakenteiden kuormat. Osa 1–2: Yleiset kuormat. Palolle altistettujen rakenteiden rasitukset. CEN 2002. 7. Korpela, K. Toimistorakennusten palokuormat. Diplomityö. TKK, Rakennusja ympäristötekniikan osasto. 1999. 84 s. + liitteet 115 s. PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

47


Jyri Outinen, Ruukki Construction Oy, Suolakivenkatu 1, 00810 Helsinki Markku Heinisuo, Tampereen teknillinen yliopisto, Korkeakoulunkatu 10, 33101 Tampere

Integroitu paloturvallisuus­ tekniikka ja vastuu (Integrated Fire Engineering and Response, COST Action TU0904)

Tiivistelmä

Projektin tavoitteet

Tässä artikkelissa esitetään Eurooppalaisen yhteistyöhankkeen ”Integrated Fire Engineering and Response, COST Action TU0904” [1] päätavoitteita ja tähänastisia tuloksia. Paloturvallisuuteen liittyvät tutkimukset ovat lisääntyneet nopeasti 20 viime vuoden aikana. Yhteys tutkimuksen ja käytännön rakentamisen välillä ei aina parhaalla mahdollisella tavalla kohtaa. Myös vuorovaikutuksessa tutkimusryhmien välillä olisi parantamisen varaa, joten verkosto tutkijoiden, suunnittelijoiden ja viranomaisten välillä parantaa tällaista vuorovaikutusta. Eri alojen (esim. palon tutkimus ja rakenteiden tutkimus) tutkijoiden välistä yhteistyötä on tehostettava. Tavoite on levittää tietoa modernista toimintaan perustuvasta paloturvallisuuden menetelmästä, jota voidaan käyttää olemassa oleviin ja uusiin rakennuksiin, yhdistettyihin rakennustekniikoihin sekä rakennusten käytön muutoksiin. Toinen tavoite on rohkaista aktiivisten ja passiivisten palosuojausten, uusien materiaalien ja ympäristöasioiden yhteistoiminnan tarkasteluihin. Toiminnan ensisijaisena tehtävänä on kerätä, arvioida ja vaihtaa tietoa paloturvallisista ratkaisuista osallistujamaiden erilaisiin rakennuskohteisiin ja kehittää vertailuratkaisuja, joilla voi tarkastaa potentiaaliset ratkaisut. Tuloksia julkaistaan artikkeleissa, tietokannoissa, raporteissa ja helppopääsyisen websivuston välityksellä.

Projektissa luodaan verkosto, joka saattaa yhteen edustajia eri tutkimusaloilta projektin osallistujamaista liittyen paloturvallisuuteen. Tähän kuuluu paloturvallisuuden suunnittelu, rakennesuunnittelu, rakennustarkastus ja pelastuslaitos. Suunnittelun lähtökohtana on tapauskohtaisesti joko oletettuun palonkehitykseen perustuva paloturvallisuuden suunnittelu tai paloluokkiin ja lukuarvoihin perustuva suunnittelu. Turvallisuus ja sen säädökset ovat Euroopan Unionissa kansallisen oikeudenkäytön alaisia ja paloturvallisuus rakennetussa ympäristössä on useimmiten paikallisten ja kansallisten elinten vastuulla. Paloturvallisuuden tutkijat erikoistuvat eri alueisiin kuten palodynamiikka, rakenteellinen palosuunnittelu, aktiivinen tai passiivinen palontorjunta, ympäristönsuojelu tai inhimillinen reaktio. Näiden alojen taustatieteet ovat erilaisia, joten vuorovaikutus on usein liian vähäistä. Alan ammattilaiset, mukaanlukien paloturvallisuussuunnittelijat sekä rakentamisen ja palontorjunnan viranomaiset pyrkivät harkitsemaan paloturvallisuutta kokonaisuudessaan. Usein käytännön tekijöiltä puuttuu tieto viimeisistä edistysaskelista tutkimuksessa, koska he eivät aina ole akateemisten tutkimusverkostojen tavoitettavissa. Tällä eurooppalaisella verkostolla rohkaistaan kanssakäymistä eri toimijoiden välillä. Lisäksi se antaa tutkijoille mahdollisuu-

48

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

den tarkastella ja ymmärtää paremmin liittyviä asiakokonaisuuksia poikkitieteellisesti eri maiden perspektiiveistä. Näin he voivat asettaa omat tutkimuksensa paloturvallisuuden kenttään oikealle paikalle ja oikeaan asemaan. Käytännön toimijat hyötyvät tutustumisesta uusimpiin tutkimustuloksiin, vuorovaikutuksesta tutkijoiden kanssa ja parhaiden käytäntöjen jakamisesta. Käytännön toimijat puolestaan voivat esittää tutkijoille reaalimaailman rajoitukset ja kertoa, missä uutta tutkimusta ja standardeja tarvitaan. TU0904 on tarkoitettu Euroopan taloudellisiin ja sosiaalisiin tarpeisiin kuten myös teknis-tieteelliseen kehitykseen, jotka luonnostaan vaikuttavat koko yhteiskuntaan. Tavoite on levittää tietoa modernista toimintaan perustuvasta paloturvallisuuden menetelmästä, jota voidaan käyttää olemassa oleviin ja uusiin rakennuksiin, yhdistettyihin rakennustekniikoihin sekä rakennusten käytön muutoksiin. Toinen tavoite on rohkaista aktiivisten ja passiivisten palosuojausten, uusien materiaalien ja ympäristöasioiden yhteistoiminnan tarkasteluihin. Toivottava tulos on rakennusten paloturvallisuuden ja pelastushenkilöstön turvallisuuden lisääminen. Projektin ensisijaisena tehtävänä on kerätä, arvioida ja vaihtaa tietoa paloturvallisista ratkaisuista rakennuskohteisiin ja kehittää vertailuratkaisuja, joilla voi tarkastaa potentiaaliset ratkaisut. Tuloksia julkaistaan artikkeleis-


sa, tietokannoissa, raporteissa ja helppopääsyisen web-sivuston välityksellä. Lisäksi työssä pyritään välittämään kansainvälistä kokemusta, ideoita, kokooma-artikkeleita koskien tulipalojen riskejä, arviointitapoja ja niiden käyttöä käytännön paloturvallisuuden suunnittelussa.

Projektin päätoimenpiteet TU0904:ssa esitetään toimintaan perustuvan paloturvallisuuden suunnittelun perussäännöt yksinkertaisella tavalla, kuten myös kehittyneet menetelmät palon mallintamiseen, rakenteiden lämpenemisen laskentaan, lämpötilajakautumien määrittämiseen rakenteissa sekä rakenteiden käyttäytymiseen palossa. Tärkeimmät tutkimuslöydökset välitetään ympäri Eurooppaa sekä tutkimus- että käytännön toimijoiden piiriin. Tutkimustulokset esitellään myös kansallisille pelastuslaitoksille ja valvontaviranomaisille ja samalla kootaan näiden päätoimijoiden näkökohdat tutkittuihin asiakokonaisuuksiin. Päätoimenpiteet ovat: Olennaisen tieteellisen tiedon hankinta osallistuvien maiden tutkimuslaitosten toimesta. Päivitetään rakentamisen ammattilaisten asiantuntemusta tuoreimmista tutkimustiedoista Keskustellaan pelastuslaitoksen, paloviranomaisten, suunnittelijoiden ja tutkijoiden näkökohdista paloturvallisuuteen. Parannetaan tutkijoiden tietoisuutta ja ymmärrystä reaalimaailman rajoituksista ja vaatimuksista koskien tutkimuksia. Levitetään tietoa toimintaan perustuvan tarkastelun perusteista ja käynnissä olevista tutkimuksista rakennustarkastusviranomaisille. Kartoitetaan aiheet, jotka tarvitsevat lisää tutkimusta ja/tai kehitystä. Mahdolliset suositukset tai ohjeet kansallisten normien parantamiselle koskien kohteen toimintaan perustuvaa paloturvallisuuden suunnittelua. Tutkimustyö on jaettu osiin seuraavasti (Work Packages): WP1. State-of-the-art -raportti, jossa kootaan nykyinen suunnittelukäytäntö ja tutkimustoiminta eri maissa. Tämä käsiteltiin ensimmäisen vuoden jälkeen workshopissa Barcelonassa 2010 [1]. WP2. Esimerkkitapaukset, joissa esitetään käytännössä suunnittelun näkökohdat ja siihen liittyneet ongelmat. Tapauksittain esitetään kohteiden päätösprosessit, oletukset ja käytännön rajoitukset ja miten paloturvallisuussuunnittelua on sovellettu.

WP3. Palokuntien raportit ja tutkimukset ovat tärkeimpiä tiedonlähteitä, mutta useimmissa tapauksissa vaikeasti saatavilla tutkijoille. Tämän osion tavoite on selvittää miten eri maiden paloraportit olisivat saatavilla tutkimuksen tueksi. Vuonna 2011 ja 2012 tullaan pelastuslaitoksilta pyytämään todellisten palotapusten raportointeja ja tilastoja. WP4. Vertailututkimuksella haetaan ratkaisuja, jotka ovat validoituja ja joissa tutkimus on viety riittävälle tasolle. Ratkaisujen tason arvioi ulkopuolinen, kutsuttu asiantuntija. WP5. Lyhyet tutkijavierailut: Tällä osiolla tuetaan nuorten tutkijoiden vierailuita muiden maiden johtavissa tutkimuslaitoksissa. WP6. Tiedonjako: Osallistuvissa maissa järjestetään paikallisia seminaareja. Projektin kotisivuilla julkistetaan projektin aikana kerätty informaatio, mahdollisuutena antaa palautetta ja keskusteluryhmä. Tavoitteena on mahdollisimman laaja informaation levitys. Projektin lopuksi järjestetään konferenssi, jossa esitellään projektin lopputuloksia ja jatkotutkimusten tavoitteita ja tulevaisuuden tarpeita.

Työryhmät Projektilla on kolme työryhmää (working group, WG), joille on asetettu omat aihealueet. WG1. ”Palokäyttäytyminen ja henkilöturvallisuus” keskittyy palon kehittymiseen ja vaikutuksiin rakennuspaloissa. Tässä on tavoitteena tarkastella tutkimukseen perustuva tietoa rakennuspaloista ja henkilöturvallisuuden turvaamista niissä. Tarkastelussa otetaan huomioon aktiiviset paloturvallisuuskeinot ja henkilöturvallisuusriskit eri rakennustyypeissä. Palontorjunnassa ja pelastustoimessa ja niiden kehittämisessä olennaisia asioita ovat: Kommunikaatio hälytyskeskuksen ja pelastus/ palopäälliköiden kesken, Pelastustoiminnan organisointi, Pelastusoperaatioiden harjoitukset, Pelastustehtävien suorittamisen helpottaminen, Inhimillisen käytöksen ottaminen huomioon pelastusoperaatioissa ja Rakenteiden stabiiliuden huomioiminen palokunnan työskentelyssä. Pelastustehtäviin vaikuttaa olennaisesti tulipalon käyttäytyminen ja eteneminen, mukaan lukien savunmuodostus ja sen virtaukset. Palossa muodostuva savu aiheuttaa yleisesti ottaen suurimman henkilöriskin rakennuspaloissa. Laskennallisella virtausdynamiikalla voidaan arvioida savun liikettä raken-

nuksessa palon aikana. Palon leviäminen palo-osastosta toiseen on mallinnuksen kannalta haasteellista, johtuen osastoivien rakennusosien ja laitteiden toiminnan arvioimisen vaikeudesta. Palon ja savun mallintamisella on merkittävä rooli tutkittaessa tätä monimutkaista ilmiötä ja sen vaikutusta käytännön pelastustoimintaan ja myös rakennusvalvonnan työhön. Tutkimustulosten julkaiseminen ja vieminen käytännön paloturvallisuus- ja rakennussuunnitteluun ja myös toisinpäin vaatimusten ja käytännön toimenpiteiden informointi tutkimusyhteisöille on arvokasta tiedon jakamista. Tästä johtuen tutkijoiden, suunnittelijoiden ja viranomaisten välinen tiedonvaihto ja keskustelu on erinomaisen arvokasta kaikille osapuolille. WG2. ”Rakenteellinen paloturvallisuus” käsittelee passiivisia palosuojausmenetelmiä, viimeaikaisia kehitysaskelia rakenteellisen paloturvallisuussuunnittelun saralla ja uusia materiaaleja ja teknologioita. Kriittisiä ongelmia paloturvallisuussuunnittelussa ovat mm. muutokset rakennuksen käyttötarkoituksessa ja kysymykset, jotka koskevat energiansäästöä ja ympäristön suojelua palon jälkeen. WG3. “Integroitu suunnittelu” yhdistää suunnittelun ja tutkimuksen palon eri tutkimusaloilla rakennetussa ympäristössä. Rakennesuunnittelussa palonkestovaatimukset sisältyvät muihin suunnittelussa huomioitaviin toiminnallisiin vaatimuksiin rakennuksessa, toisin kuin tapauksissa, joissa palosuojaus ratkaistaan vasta muun suunnittelun ollessa jo valmiina.

Muita tavoitteita Pitkäaikaiskestävyyden merkitys on korostunut kaikessa rakennussuunnittelussa viime vuosina, ja se vaikuttaa myös paloturvallisuussuunnitteluun samalla tavoin. Maanjäristysten tai terroristi-iskujen jälkiseurauksena syttyy usein tulipaloja tuhoisin seurauksin. Näissä tapauksissa palo voi laukaista jatkuvan sortuman, kuten 9/11 tapauksessa, tai aiheuttaa laajalle levinneitä paloja, jotka voivat altistaa suuren määrän ihmisiä hengenvaaraan. On välttämätöntä suunnitella rakennejärjestelmät niin, että paikalliset palovauriot jäävät rajallisiksi, eikä palo vahvistu sen edetessä. Lyhytaikaisia tutkijavierailuita järjestetään nuorille tutkijoille, jotta he pääsevät osallistumaan kokeelliseen ja numeeriseen tutkimustyöhön eri osallistujamaiden tutkimuslaitoksissa. Projektin puitteissa järjestetään nuorille tutkijoille myös harjoitusleiri jossain osallistujamaiden pelastuslaitoksista. Tavoitteena on tutustuttaa osallistujat todelliseen palontorjuntaan ja antaa mahdollisuus antaa palautetta tästä. PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

49


Projektin aikana järjestettävissä konferensseissa tuetaan nuorten tutkijoiden ja jatkoopiskelijoiden osallistumista kutsumalla heitä esittämään väitöskirjatöitään esitelmän tai posterin muodossa. Näistä parhaat palkitaan. Konferenssien esitelmät julkaistaan konferenssijulkaisussa, jolloin kirjoittaja saa tehdystä työstä myös tarkastetun julkaisun.

Projektin osallistujat ja aikataulu Projektiin osallistuu 20 maata: Itävalta, Makedonia, Unkari, Puola, Espanja, Belgia, Ranska, Islanti, Portugali, Ruotsi, Tsekin tasavalta, Saksa, Italia, Romania, Sveitsi, Suomi, Kreikka, Malta, Slovakia ja Iso-Britannia. Projekti alkoi vuonna 2010 ja on nelivuotinen. Ensimmäisenä toimintavuonna on toteutettu WP1 State of the art, joka on raportoitu projektin kotisivuilla [1]. WP2, WP3 ja WP4 toteutetaan toisen ja kolmannen vuoden aikana. WP5:n ja WP6:n toteutus on koko projektin ajan. Viimeisenä toimintavuotena kootaan tulokset ja pidetään päätöskonferenssi ja julkaistaan projektin tulokset.

Projektin tähänasTiset tulokset WP1 osalta on toteutetttu ja raportoitu työ suunnitelman mukaan. Raportti sisältää

50

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

osasta maista tilannekatsauksen tutkimuksen tilasta ja lisäksi kooste kyselystä, jossa tiedusteltiin suunnittelun ja toteutuksen toimintamallia eri maista. Raportti on julkinen ja löytyy projektin kotisivuilta [1]. Kysymykset oli jaettu aihealueittain seuraavasti: 1. Rakennusmääräykset (Building Regulations) 2. Suunnitteluohjeet (Design Codes) 3. Hyväksyttämisprosessi (Approvals process) 4. Vakuutusyhtiöiden osallistuminen ja vaikutus (Insurance companies) 5. Suunnittelun laatuvaatimukset (Qualification requirements for design) 6. Toiminnallisen palosuunnittelun projektit (Precedence of performance based fire engineering projects) 7. Passiivinen palosuojaus (Passive fire protection) WP 2 on aloitettu siten että Suomesta tehdään tämän artikkeli kirjoittajien toimesta esimerkki toteutetusta kohteesta. Kohde on merkittävä vuonna 2010 valmistunut liikerakennus, jossa käytettiin erilaisia palosuojaus ja paloturvallisuusratkaisuja. Kohteesta raportoidaan suunnittelun pääkohdat, ratkaisut ja paloteknisten suunnitelmien hyväksyttämismenettely viranomaisten kanssa. Erityisesti viimeksi mainittu kiinnostaa muiden

maiden edustajia. Projektin yhtenä tavoitteena on valottaa eri maiden hyväksyntäkäytäntöä ja tällä tavoin alentaa kynnystä suunnitella ja/tai toimittaa rakennuksia EU:n rajojen puitteissa muihin maihin. Huhtikuussa 2011 järjestettiin kansainvälinen konferenssi, jonka teemana oli laskenta- ja suunnittelutyökalujen kehitys ja hyödyntäminen. Konferenssin esitykset ja proceedings -kirja on ladattavissa konferenssin kotisivuilta. [2]

KIITOKSET Kirjoittajat haluavat kiittää COST (European Cooperation in Science and Technology) -järjestelmää ja erityisesti IFER-projektin avainhenkilöitä, erityisesti professori Frantisek Waldia Prahan teknillisestä yliopistosta. Lisäksi kirjoittajat haluavat kiittää tampereen teknillistä yliopistoa ja Ruukki Costruction Oy:tä.

LÄHDELUETTELO 1. COST-IFER project website, http://fire. fsv.cvut.cz/ifer/ 2. ASFE conference, Praque 29.4.2011 http://fire.fsv.cvut.cz/ASFE/index.htm


Esko Kaukonen, Pelastusopisto, PL 1122, 70821 Kuopio

Paloturvallisuus 2025 pelastustoimen skenaarioiden valossa Tiivistelmä Toimintaympäristön muutosten ennakointi on tärkeä osa strategiatyötä. Haasteena on sekä muutoksen tulkitseminen että johtaminen, kun toimintaympäristö on murroksessa tai nopeassa muutostilassa. Pelastustoimessa on vuonna 2008 toteutettu trendianalyysi- ja skenaarioprosessi toimintaympäristön muutosten ennakoimiseksi. Tapahtumat maailmalla ja vuoden 2010 aikana alkanut pelastustoimen strategiatyö antoivat aihetta pelastustoimen toimintaympäristön sekä tulevaisuusskenaarioiden uudelleen arviointiin keväällä 2010, jolloin jälleen toteutettiin Pelastustoimen trendi- ja skenaarioanalyysi -projekti. Pelastustoimen skenaarioiden päivittämiseen liittyen kolmen skenaarion (Kestävän kehityksen maailma, Markkinavetoinen maailma sekä Suljettujen valtioiden ja blokkien maailma) nimet säilytettiin tarkistetussa skenaariomallissa ennallaan. Niille löytyi selkeä vastaavuus esimerkiksi tulevaisuustyössä laajalti käytetyistä Elinkeinoelämän Valtuuskunnan (EVA) skenaarioista [1]. Skenaarionimi Yltiökapitalistinen maailma päätettiin muuttaa nimeksi Kriisiytynyt kapitalistinen maailma, koska sen katsottiin paremmin kuvaavan mahdollisesti epäonnistuneiden elvytystoimien jälkeistä maailman tilaa. Skenaarioprosessi ei saa jäädä irralliseksi, parhaimmillaan se kytkeytyy erottamattomasti strategiaprosessiin.

JOHDANTO Suomalaista yhteiskuntaa muovaavat yhä suuremmassa määrin maailmanlaajuiset muutosvoimat. Näistä ovat esimerkkinä ilmastonmuutos, väestönkasvu, luonnonvarojen väheneminen, talouden globalisaatio sekä yhtäältä valtioiden hajoaminen ja toisaalta uusien suurvaltojen nousu. Näistä aiheutuu seurannaisvaikutuksia, joihin myös pelastustoimen on varauduttava. Pelastustoimen toimintaympäristön muutosta ja tulevaisuutta koskevan keskustelun käynnistäjäksi ja ylläpitäjäksi perustettiin vuonna 2007 Tulevaisuusluotausraati, johon tällä hetkellä kuuluu yhteensä yksitoista henkilöä sisäasiainministeriöstä, aluehallintovirastosta, Kuntaliitosta, pelastuslaitoksista, Suomen Pelastusalan Keskusjärjestöstä, ja Pelastusopistosta. Tulevaisuusluotausraadin tehtävänä on 1) Tuottaa olemassa olevaa tietoa ja asiantuntijamielipiteitä analysoiden tulevaisuustietoa, jolla toimijoita autetaan varautumaan muutoksiin 2) Tuottaa ehdotuksia siitä, millaista arvottamista, strategista päätöksentekoa ja proaktiivista toimintaa tarvitaan halutun tulevaisuuden tilan saavuttamiseksi. Tulevaisuusluotausraati toteutti Suomen pelastustoimen toimintaympäristöanalyysin ja skenaarioprosessin vuonna 2008 [2, 3]. Vuoden 2010 aikana alkanut pelastustoimen

strategiatyö antoivat aihetta pelastustoimen toimintaympäristön sekä tulevaisuusskenaarioiden uudelleen arviointiin. Lisäksi maailmalla tapahtunut asioita, jotka antoivat aihetta uudelleen arviointiin, mistä syistä johtuen Tulevaisuusluotausraati toteutti sisäasiainministeriön Palosuojelurahaston tuella kevään 2010 aikana julkaisussa raportoidun trendija skenaarioanalyysi -projektin [4].

TULEVAISUUSLUOTAUS STRATEGISESSA KEHITTÄMISESSÄ Ranskalais-amerikkalaisen kirjailijan, Anais Ninin, kerrotaan [5] sanoneen: ”we don’t see things as they are, we see things as we are”. Myös organisaatioissa asioiden pitää läpäistä kolme suodatinta ennen kuin niillä on vaikutusta päätöksentekoon: 1. Havaitsemissuodattimen läpäisy edellyttää, että päätöksentekijät tiedostavat, mitä ja millaista tietoa haetaan. 2. Tulkintasuodattimen läpäisy edellyttää käsitystä siitä, mikä on olennaista ja mikä ei ole. 3. Valtasuodattimen läpäisy edellyttää päätöstä siitä, mikä informaatio otetaan mukaan päätöksentekoon ja mikä jätetään sen ulkopuolelle. Kuvassa 1 esitetään tulevaisuuskehitykseen vaikuttavat tekijät. On yhä enemmän varauduttava vaihtoPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

51


päätöksentekoon ja mikä jätetään sen ulkopuolelle. Kuvassa 1 esitetään tulevaisuuskehitykseen vaikuttavat tekijät. Mahdolliset tulevaisuudet

Toivottu tulevaisuus

Todennäköisin tulevaisuus

Rajoitteet

2025

ehtoisiin kehityssuuntiin, ja tähän tarvitaan ennusteita innovatiivisempia tulevaisuusluotauksen menetelmiä, kuten skenaariotyöskentelyä.

2015

TOIMINTAYMPÄRISTÖN MUUTOSTEKIJÖIDEN LUOKKITTELU

Muutosajurit

Nykyisyys Menneisyys

Kuvan 2 nelikentän oikeaan yläneljännekseenKUVA 1. Tulevaisuuskehitykseen vaikuttavat tekijät sijoitetaan muutostekijät, joiden vaikutukset turvallisuuteen ja pelastustoimeen tiedetään merkittäviksi, mutta joiden toteutumiseenOn yhä enemmän varauduttava vaihtoehtoisiin kehityssuuntiin, ja tähän tarvitaan ennusteita liittyy epävarmuutta ja tapauskohtaista yllä-innovatiivisempia tulevaisuusluotauksen menetelmiä, kuten skenaariotyöskentelyä. tekijöiden joukossa saattaa olla heikkoja signaaleja megatrendeistä tai erityisistä uhkista ja tyksellisyyttä. Vasempaan yläneljännekseen mahdollisuuksista. sijoitetaan muutostekijät, joiden vaikutus turvallisuuteen ja pelastustoimeen arviointi-TOIMINTAYMPÄRISTÖN MUUTOSTEKIJÖIDEN LUOKKITTELU 10 hetkellä oletetaan vähäiseksi ja joiden toteuSUURI tuminen on samalla epätodennäköistä. Tä-Kuvan 2 nelikentän oikeaan yläneljännekseen sijoitetaan muutostekijät, joiden vaikutukset Epäjatkuvuudet Epäselvyydet hän luokkaan kuuluvat tekijöiden joukossaturvallisuuteen ja pelastustoimeen tiedetään merkittäviksi, mutta joiden toteutumiseen liittyy • Uhkat yläneljännekseen sijoitetaan saattaa olla heikkoja signaaleja megatrendeis-epävarmuutta • Heikot signaalit 8 ja tapauskohtaista yllätyksellisyyttä. Vasempaan • Mahdollisuudet • Oraalla olevat ilmiöt tä tai erityisistä uhkista ja mahdollisuuksista.muutostekijät, joiden vaikutus turvallisuuteen ja pelastustoimeen arviointihetkellä oletetaan • Mustat Joutsenet • Varoitusmerkit Nelikentän vasempaan alaneljännekseen si-vähäiseksi E ja joiden toteutuminen on samalla epätodennäköistä. Tähän luokkaan kuuluvat P joitetaan muutostekijät, joiden vaikutus peÄ 6 lastustoimeen ja turvallisuuteen on pieni ja V 2 A joiden toteutumisen todennäköisyys on suuR ri. Tähän ryhmään kuuluvat muutostekijät M Trendit Trivialisuudet U 4 ovat itsestäänselvyyksiä, jotka voidaan jatkoU • Vähäpätöisyydet • Ennustettavuudet S tarkasteluissa jättää vähemmälle huomiolle. • Merkityksettömyydet • Pysyvyydet Oikeaan alaneljännekseen sijoitetaan tren2 • Arkiset jatkuvuudet • Jatkuvuudet dit, joiden vaikutus turvallisuuteen on suuri.

PELASTUSTOIMEN TOIMINTA­ YMPÄRISTÖN TRENDIT Projektiin liittyen todettiin seuraavat pelastustoimen toimintaympäristön trendit [6]: Väestö ikääntyy. Ikääntyneille tyypilliset onnettomuudet ja pelastustehtävät lisääntyvät, ja lisähaasteena on pelastustoimen henkilöstön ikääntyminen. Kaupungistumiskehitys jatkuu. Vakinaisen pelastushenkilöstön tarve kasvaa keskuksissa, mutta syntyy ongelma harvaan asuttujen alueiden turvallisuuspalvelujen järjestämisessä. Syrjäytymis- ja polarisaatiokehitys jatkuu. Sosiaaliset ongelmat keskittyvät ja ihmisten väliset erot kasvavat. Syntyy yhä paremmin ja yhä huonommin voivat väestöryhmät. Ihmiset myös yhä selkeämmin perivät tämän luokkansa. Teknologian kehitys jatkuu. Uusi teknologia 52

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

PIENI 2

PIENI

6

4 VAIKUTTAVUUS

SUURI

KUVA 2. Vaikuttavuus-epävarmuus -analyysi pelastustoimen keskeisten muutostekijöiden tunnistamiseksi. Nelikentän

vasempaan

alaneljännekseen

sijoitetaan

muutostekijät,

joiden

vaikutus

auttaa ratkaisemaan palo- ja muitaonturvalliavuttomuus, joka heijastuu myös on turvallipelastustoimeen ja turvallisuuteen pieni ja joiden toteutumisen todennäköisyys suuri. Tähän ryhmään kuuluvat muutostekijät ovat itsestäänselvyyksiä, jotka voidaan suusongelmia. Toisaalta eri teknologian (in- suusasioihin. jatkotarkasteluissa jättääydin-) vähemmälle Oikeaan alaneljännekseen sijoitetaan trendit, formaatio-, nano-, bio-, alueilla huomiolle. syntyy joiden vaikutus turvallisuuteen on suuri. uusia, ennen tuntemattomia onnettomuus- Energian tarve kasvaa ja hinta nousee. Kiistat riskejä. energiavaroista ja kuljetusreiteistä saattavat johtaa konflikteihin valtioiden välillä. PelasPELASTUSTOIMEN TOIMINTAYMPÄRISTÖN TRENDIT Tietoverkkojen merkitys kasvaa. Pelastustoimen tustoimi joutuu osallistumaan energian sääsProjektiin todettiin seuraavat pelastustoimen toimintaympäristön trendit [6]: tulee pysyä liittyen mukana kehityksessä tarjoamastötalkoisiin. sa palveluja verkossa. KeskinäisriippuvuuksiVäestö ikääntyy. Ikääntyneille tyypilliset onnettomuudet ja pelastustehtävät lisääntyvät, ja en kautta yhteiskunnan haavoittuvuus lisään- Ekologisen näkökulman ja ympäristön merkitys lisähaasteena on pelastustoimen henkilöstön ikääntyminen. tyy häiriötilanteissa. lisääntyy. Ympäristönsuojelunäkökohdat pitää ottaa yhä paremmin pelastusKaupungistumiskehitys jatkuu. Vakinaisen pelastushenkilöstön tarve huomioon kasvaa keskuksissa, Turvallisuushakuisuus ja harvaan uusavuttomuus koulutuksessa jajärjestämisessä. pelastustoiminnassa. mutta syntyy ongelma asuttujenkorosalueidentoimen turvallisuuspalvelujen tuvat. Uusia uhkia kohtaan nousee pelkoja, Syrjäytymisja polarisaatiokehitys jatkuu. Osaamisen Sosiaaliset jaongelmat keskittyvät ihmisten joiden myötä turvallisuushakuinen käyttäyinnovaatiokyvyn tarvejavoimistuu. väliset erot kasvavat. Syntyy yhä paremmin ja yhä huonommin voivat väestöryhmät. Ihmiset tyminen lisääntyy. Toisaalta lisääntyy uus- Myös pelastustoimessa korostuvat sosiaalimyös yhä selkeämmin perivät tämän luokkansa. 3


harjoituksiin ja sammutteiden käyttöön.

Hyvin kehittynyt kansainvälinen yhteistyö ja ohjaus

Skenaario A

Skenaario B

Kestävän kehityksen maailma

Markkinavetoinen maailma Yksityistäminen

Julkinen ohjaus Skenaario C

Skenaario D

Suljettujen valtioiden ja blokkien maailma

Kriisiytynyt kapitalistinen maailma

Huonosti kehittynyt kansainvälinen yhteistyö ja ohjaus

KUVA 3. Pelastustoimen strategiatyöhön liittyvät tulevaisuusskenaariot 2025+. nen osaaminen, kyky verkottua ja elinikäi- määrin esiintyy myös kansallista tai alueellis- kilpailua ja toisaalta siksi, että verkottuneet nen oppiminen. ta sopeutumattomuutta ylikansalliseen ohja- kansalaiset ja yhteisötkasvaa ovat tottuneet vaatiMarkkinavetoista maailmaa ohjaavat markkinavoimat. Maailmantalous Kiinan ja ukseen ja byrokratiaan. laadukkaita palveluja. verrattuna muiden kehittyvien maiden johdolla. Eurooppa onmaan muihin talousalueisiin Kilpailu osaajista kiristyy ja ulkomainen työvoima taantunut. Kansainvälisen yhteistyön parantuessa soSuljettujen valtioiden kuluttajaliike ja blokkien maailma suhteellisesti Vahvasti verkottunut ja valistunut globalisoitunut on on lisääntyy. Pelastustoimi joutuu yhäkasvanut enemmänmarkkinavoimien tilaallinen vastakkainasettelu on vähentynyt. alueellisten kauppablokkien,japrovastapainoksi merkittävään seurausta rooliin. Kuluttajakäyttäytymisellä kilpailemaan osaavasta työvoimasta. Maahan- maailmanlaajuisilla Kansalaisten lisääntynytboikoteilla ympäristötietoisuus ja valtiokapitalismin noususta. tarvittaessa ohjataan tektionismin myös tuotantoa eettisempään ja muuton lisääntyessä myös pelastustoimen on kestävämpään on johtanut maaseudun ja kaupunkien tasa- Yksilöllisyyttä Poliittinen ja sotilaallinen vastakkainasettelu ekologisesti suuntaan (prosumerismi). korostavat arvot ovat rekrytoitava ulkomaista työvoimaa. painoiseenmäärin kehitykseen Suomessa. Kehitys ja EU ovat kuitenkin jossakin koventuneet, mikäon onon maailmassa johtanut lisääntynyt. ihmisten Venäjä sosiaaliseen tuonutjamukanaan ylikansallisen normituksen huonossa liitossa. Venäjä tarvitsee eurooppaeriarvoistumiseen jakautumiseen varakkaisiin ja vähävaraisiin. Vakuutuksilla on yhteisöjen Julkisen sektorin ylikuormitus ja tehokkuuspaiohjauksen pelastustoimelle, jonka tehtävä- rooli. laista teknologiaa, puolestaanmyös lisää ratja yksityistenjatalouksien riskienhallinnassa merkittävä Talouteen ja onEU pesiytynyt neet kasvavat. Pelastustoimi osana julkista kenttä on lisäksiKehitys selkeästion laajentunut kaisuvaihtoehtoja energia-kysymykseen. kansainvälistä rikollisuutta. johtanut ennalvoimakkaaseen kaupungistumiseen. SuomeenSuosektoria toimii samanaikaisesti lisääntyvien ympäristösuojeluun. Ylikan- maaseutu. men tilanne energian tuonnista riippuvana on syntynyt taehkäisyyn vain yksi ja metropoli ja yhä taantuva Pelastustoimi on julkisessa palvelutarpeiden ja resurssien niukkuuden normituksessa ennalta- maana on epävarma, mutta EU:n ja Venävalvonnassa, sallisessa mutta sitä hoidetaantulipalojen osana kansainvälistä liiketoimintaa pääosin yksityisen ristipaineessa. ehkäisyä painotetaan paljolti ympäristönsuojän yhteistyön vahvistuessa Itämeren yhtiön korkeilla tuottovaatimuksilla. Paloturvallisuuden taso säilyy kuitenkinasema korkeana toisaalta siksi,jelun että näkökulmasta. alalla on kilpailua ja toisaalta siksi, että verkottuneet kansalaiset ja yhteisöt Tulipalojen syttymisen alueella saattaa kehittyä merkittävämmäksi. ovat tottuneettodennäköisyys vaatimaan laadukkaita palveluja. pienenee, mikä parantaa pa- Heikentynyt kansainvälinen turvallisuuskeSKENAARIOT PELASTUSTOIMEN loturvallisuutta. Toisaalta ympäristönormit hitys on johtanut vahvaan kansalliseen ohjaSTRATEGISESSA SUUNNITTELUSSA Suljettujen valtioiden ja blokkien maailma on seurausta alueellisten kauppablokkien, tuovat rajoitteita pelastustoimen harjoitukukseen. Suomessa yhteiskunta kantaa vastuuprotektionismin ja valtiokapitalismin noususta. Poliittinen ja sotilaallinen vastakkainasettelu Projektissa päivitetty skenaariomalli esitetään siin ja sammutteiden käyttöön. ta, mutta pienenevin resurssein talouden suon maailmassa lisääntynyt. maailmaa Venäjä ohjaavat ja EU markovat huonossa liitossa. Venäjätaso tarvitsee kuvassa 3. Päivityksen jälkeen keskeiset epäMarkkinavetoista pistuessa. Paloturvallisuuden säilyy lähieurooppalaista teknologiaa, ja EU puolestaan lisää ratkaisuvaihtoehtoja energia-kysymykseen. varmuustekijät ovat säilyneet samoina kuin kinavoimat. Maailmantalous kasvaa Kiinan tulevaisuudessa kuitenkin kohtuullisena, kosSuomen tilanne energian tuonnistamaiden riippuvana maana mutta yhteisöllisyyttä EU:n ja Venäjän ja muiden kehittyvien johdolla. Eu- onkaepävarma, syntyy paikallista ja aitoa vuoden 2008 skenaariomallissa. Toinen niisyhteistyön vahvistuessa asema Itämeren alueella saattaa kehittyä merkittävämmäksi. tä on kansainvälisen yhteistyön kehitys, jon- rooppa on muihin talousalueisiin verrattuna toisista välittämistä. Pelastustoimi hoidetaan ka merkitystä yhä maailmanlaajuisemmiksi suhteellisesti taantunut. Vahvasti verkottunut yhdessä muiden turvallisuustoimialojen kans5 sa keskitetyssä julkisessa ohjauksessa sisältäen kehittyvien ongelmien ratkaisemiseksi pai- ja valistunut globalisoitunut kuluttajaliike nottavat monet futuristit, kuten Aguillar- on kasvanut markkinavoimien vastapainoksi myös ensivasteen ja kiireellisen sairaankuljeMillan, Feeney, Oberg & Rudd [7], Halal merkittävään rooliin. Kuluttajakäyttäytymi- tuksen. Väestönsuojelun merkitys korostuu. Kriisiytynyt kapitalistinen maailma vie eri toi& Marien [8], Howard [9] ja Petersen [10]. sellä ja tarvittaessa maailmanlaajuisilla boiToinen keskeinen epävarmuustekijä on tur- koteilla ohjataan myös tuotantoa eettisem- mijoiden kaiken huomion kokonaisuudesta vallisuuteen liittyvien palveluiden tuotannon pään ja ekologisesti kestävämpään suuntaan ja johtaa keskittymiseen vain omiin asioihin. kehittyminen julkinen–yksityinen -ulottu- (prosumerismi). Yksilöllisyyttä korostavat ar- Vanhat elvytysopit eivät ole purreet globaavuudella. Skenaarioiden kuvaukset ovat ki- vot ovat kuitenkin jossakin määrin koventu- liin talouskriisiin. Lopputuloksena on pitkän neet, mikä on johtanut ihmisten sosiaaliseen alhaisen talouskasvun ja romahtavien valtioiteytettyinä seuraavat: Kestävän kehityksen maailmaa ohjataan pää- eriarvoistumiseen ja jakautumiseen varakkai- den maailma, jossa turvattomuus vallitsee ja osin ylikansallisella lainsäädännöllä. Julkisil- siin ja vähävaraisiin. Vakuutuksilla on yhtei- rikollisuus rehottaa. Suomessakin yhteiskunla toimilla päästään kestävään kehitykseen. söjen ja yksityisten talouksien riskienhallin- nan turvaverkot ovat pettäneet rahan loppuOn saavutettu laajapohjainen yhteisymmär- nassa merkittävä rooli. Talouteen on pesiyty- essa – seurauksena on ollut hyvinvointivaltirys kansainvälisen yhteistyön ja ohjauksen nyt myös kansainvälistä rikollisuutta. Kehitys on romahdus. Varallisuus on keskittynyt harvälttämättömyydestä ilmastonmuutokseen on johtanut voimakkaaseen kaupungistumi- voille, ja varakkaat huolehtivat turvallisuuliittyvistä uhkista, luonnonvarojen ja energi- seen. Suomeen on syntynyt vain yksi metro- destaan omatoimisesti. Suuri kaupunkisluman rajallisuudesta sekä maapallon väestönkas- poli ja yhä taantuva maaseutu. Pelastustoimi meissa asustava köyhien joukko on oman onvusta johtuvien haasteiden edessä. On syn- on julkisessa valvonnassa, mutta sitä hoide- nensa nojassa. Hallitsematonta ympäristöpatynyt globaalia yhteisöllisyyttä ja sen myötä taan osana kansainvälistä liiketoimintaa pää- kolaisuuteen liittyvää maahanmuuton tulvaa voimakas ympäristöherätys, joka on johta- osin yksityisen yhtiön korkeilla tuottovaati- ei ollut kyetty estämään, vaikka on haluttunut normituksissa CO2-päästöjen minimoin- muksilla. Paloturvallisuuden taso säilyy kui- kin. Suomi on monikulttuurinen, mutta ei tiin (savusaunat kielletty?), joskin vähäisessä tenkin korkeana toisaalta siksi, että alalla on hallitusti ja suomalaisten omasta tahdosta PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

53


Skenaarioprosessin aikana kiinnostuksen kohteeksi nousivat Elinkeinoelämän Valtuuskunnan (EVA) maaliskuussa 2009 julkaisemassa raportissa [1] esitetyt neljä vaihtoehtoista kuvausta siitä, miten maailma voisi talouskriisin seurauksena kehittyä (kuva 4). Skenaariossa Blokkien taisto talouskriisi johtaa maailmanlaajuiseen syvään taantumaan.

johtuen. Maahanmuuttajien ja perusväestön Taloudellinen nationalismi ja valtiokapitalismin nousu johtavat eri talousalueiden väliseen Maailmaluo toipuu hitaasti taantumasta. Vientivetoinen Suomi on pahassa pinteessä. välillä on suuria jännitteitä. Paloturvallisuu- taistoon. Länsi nahkansa Kiinalaista kapitalismia Onneksi EU:n sisämarkkinat toimivat ja Venäjän markkinat vetävät. Unionin ja Venäjän teen liittyvät ongelmat ovat suuria, ja pelasyhteistyön vahvistuessa Suomella saattaa olla merkittävä asema Itämeren alueella. [1, s. 49– tustoimen vähäinen julkinen resursointi edel50] lyttääkin uudelleen organisoitumista. Skenaarioprosessin aikana kiinnostuksen SkenaariossaBlokkien Stimulus ja taisto romahdus maailma sukeltaa pitkän alhaisenjatalouskasvun aikaan. Stimulus romahdus kohteeksi nousivat Elinkeinoelämän Valtuus- Elvytysyritysten epäonnistuttua globaali talousjärjestelmä romahtaa ja vuoteen 2020 kunnan (EVA) maaliskuussa 2009 julkaise- mennessä maailma on ajautunut tuuliajolle ilman selkeää johtajaa. Suomessa elinkeinoelämä jakaantuu palvelemaan kotimaan markkinoita sekä kansainvälistä huippuosaamisen kysyntää. massa raportissa [1] esitetyt neljä vaihtoeh-KUVA 4. EVAn neljäjaskenaariota s. 8] vähentämään huomattavasti. [1, s. 51–52] Julkisia palveluja investointeja[1, joudutaan toista kuvausta siitä, miten maailma voisi talouskriisin seurauksena kehittyä (kuva 4). Pelastustoimen ja EVAn tulevaisuusskenaarioiden välisiä suhteita arvioitaessa päädyttiin Skenaariossa Länsi luo nahkansa länsimaatSkenaariossa Länsi luo vastaavuuksiin nahkansa länsimaat nousevat nopeasti kuvassa 5 esitettyihin skenaariomallien välillä. talouskriisistä Yhdysvaltojen nousevat nopeasti talouskriisistä Yhdysvalto-johdolla. Vuonna 2020 maailmanjärjestys toimii etenkin Yhdysvaltojen ja Euroopan johdolla, jen johdolla. Vuonna 2020 maailmanjärjes-muttei enää lännen ehdoilla. Suomi selviää taloustaantumasta suhteellisen vähäisin vaurioin. jälkeen kehitys jatkuu samanlaisena kuinPelastustoimen 2000-luvun alussa. skenaariot Ongelmat eivät poistu, EVAn skenaariot tys toimii etenkin Yhdysvaltojen ja EuroopanKriisin mutta haasteet ja mahdollisuudet ovat samantyyppisiä kuin ennen talouskriisiä. [1, s. 45–46] johdolla, muttei enää lännen ehdoilla. Suo- Länsi luo nahkansa Kestävän kehityksen maailma mi selviää taloustaantumasta suhteellisen väSkenaariossa Kiinalaista kapitalismia Aasia elpyy talouskriisistä Kiinan ja muiden nousevien Kiinalaista kapitalismia Markkinavetoinen maailma häisin vaurioin. Kriisin jälkeen kehitys jatkuutalouksien johdolla länsimaita nopeammin. Vuonna 2020 talouden painopiste on siirtymässä samanlaisena kuin 2000-luvun alussa. Ongel-Aasiaan ja Lähi-idän vauraisiin OPEC-maihin. Tässä skenaariossa Suomella voi mennä Blokkien taisto Suljettujen valtioiden ja blokkien maailma mat eivät poistu, mutta haasteet ja mahdol-erittäin hyvin tai erittäin huonosti. Maailmantalous kasvaa kovaa vauhtia, mutta talouden ja lisuudet ovat samantyyppisiä kuin ennen ta-politiikan painopiste on siirtynyt Aasiaan. Suomelle tämä tarkoittaa suurta rakennemuutosta Stimulus ja romahdus Kriisiytynyt kapitalistinen maailma pakon edessä. [1, s. 46–47] louskriisiä. [1, s. 45–46] Skenaariossa Kiinalaista kapitalismia Aasia elpyy talouskriisistä Kiinan ja muiden nouse- KUVA 5. Pelastustoimen skenaarioiden [3] ja EVA:n skenaarioiden [1] vastaavuudet. vien talouksien johdolla länsimaita nopeam- Kestävän kehityksen maailma -skenaarion 6vastaa lähinnä EVAn Länsi luo nahkansa -

strategiana ilmaistu strateginenskenaariota. tahtotila. Suunnitteluvaihetta strategian toimeenpano Markkinavetoinen maailma -skenaarioseuraa vastaa lähinnä EVAn Kiinalainen kapitalismi -skenaariota, jossa maailmantalous lähtisi nousuun markkinavoimien ehdolla. sekä toiminnan tulosten seuranta, minkä pohjalta tehdään strategiatyön tulosten päivitys. Suljettujen valtioiden ja blokkien maailma -skenaario vastaa läninnä EVAn Blokkien taisto skenaariota. Kriisiytynyt kapitalistinen maailma -skenaario vastaa lähinnä EVAn Stimulus ja romahdus -skenaariota.

Pelastustoimen

SKENAARIOLÄHTÖINEN STRATEGIAPROSESSI toimintaympäristö Kuvassa 6 esitetään skenaariotyön integroituminen osaksi strategiaprosessia. Skenaarioprojekti: Skenaariolähtöisessä strategiatyössä lähdetään skenaarioprosessista, jonka tavoitteena on skenaarioiden saada aikaan yhteinen näkemys tulevan toimintaympäristön trendeistä ja epävarmuuksista [11, s. 5–30]. arviointi uudelleen Suunnilleen joka Tulokset ja Lisäksi tehtävänä on kehittää tulevaisuusskenaariot ja arvioidakolmas niiden vaikutukset vuosi omaan toimialaan. Seuraavaksi toteutetaanseuranta strateginen analyysi, jossa arvioidaan nykyisen strategian

toimivuutta sekä organisaation kriittisiä menestystekijöitä skenaariotyön tulosten valossa.

Analyysin pohjalta määritellään strategiset toimintavaihtoehdot, joiden toimivuutta Skenaariotyön vastaavasti arvioidaan eri tulevaisuusskenaarioissa sekä esimerkiksi visiona ja organisaation tulosten päivitys 7

Skenaariot ja näkemys tulevasta toimintaympäristöstä

Strategian toimeenpano

Strateginen analyysi

Strategiset vaihtoehdot ja strateginen tahtotila

KUVA 6. Skenaariot integroituna osaksi pelastustoimen strategiaprosessia [4]. 54

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

Strategiaprosessi toteutetaan vuosittain. Samalla arvioidaan skenaariot vaikutuksineen, mutta


Skenaariossa Blokkien taisto talouskriisi johtaa maailmanlaajuiseen syvään taantumaan. Taloudellinen nationalismi ja valtiokapitalismin nousu johtavat eri talousalueiden väliseen taistoon. Maailma toipuu hitaasti taantumasta. Vientivetoinen Suomi on pahassa pinteessä. Onneksi EU:n sisämarkkinat toimivat ja Venäjän markkinat vetävät...

min. Vuonna 2020 talouden painopiste on siirtymässä Aasiaan ja Lähi-idän vauraisiin OPEC-maihin. Tässä skenaariossa Suomella voi mennä erittäin hyvin tai erittäin huonosti. Maailmantalous kasvaa kovaa vauhtia, mutta talouden ja politiikan painopiste on siirtynyt Aasiaan. Suomelle tämä tarkoittaa suurta rakennemuutosta pakon edessä. [1, s. 46–47] Skenaariossa Blokkien taisto talouskriisi johtaa maailmanlaajuiseen syvään taantumaan. Taloudellinen nationalismi ja valtiokapitalismin nousu johtavat eri talousalueiden väliseen taistoon. Maailma toipuu hitaasti taantumasta. Vientivetoinen Suomi on pahassa pinteessä. Onneksi EU:n sisämarkkinat toimivat ja Venäjän markkinat vetävät. Unio­ nin ja Venäjän yhteistyön vahvistuessa Suomella saattaa olla merkittävä asema Itämeren alueella. [1, s. 49–50] Skenaariossa Stimulus ja romahdus maailma sukeltaa pitkän alhaisen talouskasvun aikaan. Elvytysyritysten epäonnistuttua globaali talousjärjestelmä romahtaa ja vuoteen 2020 mennessä maailma on ajautunut tuuliajolle ilman selkeää johtajaa. Suomessa elinkeinoelämä jakaantuu palvelemaan kotimaan markkinoita sekä kansainvälistä huippuosaamisen kysyntää. Julkisia palveluja ja investointeja joudutaan vähentämään huomattavasti. [1, s. 51–52] Pelastustoimen ja EVAn tulevaisuusskenaarioiden välisiä suhteita arvioitaessa päädyttiin kuvassa 5 esitettyihin vastaavuuksiin skenaariomallien välillä. Kestävän kehityksen maailma -skenaario vastaa lähinnä EVAn Länsi luo nahkansa -skenaariota. Markkinavetoinen maailma -skenaario vastaa lähinnä EVAn Kiinalainen kapitalismi -skenaariota, jossa maailmantalous lähtisi nousuun markkinavoimien ehdolla. Suljettujen valtioiden ja blokkien maailma -skenaario vastaa läninnä EVAn Blokkien taisto -skenaariota. Kriisiytynyt kapitalistinen maa-

ilma -skenaario vastaa lähinnä EVAn Stimulus ja romahdus -skenaariota.

SKENAARIOLÄHTÖINEN STRATEGIAPROSESSI Kuvassa 6 esitetään skenaariotyön integroituminen osaksi strategiaprosessia. Skenaariolähtöisessä strategiatyössä lähdetään skenaarioprosessista, jonka tavoitteena on saada aikaan yhteinen näkemys tulevan toimintaympäristön trendeistä ja epävarmuuksista [11, s. 5–30]. Lisäksi tehtävänä on kehittää tulevaisuusskenaariot ja arvioida niiden vaikutukset omaan toimialaan. Seuraavaksi toteutetaan strateginen analyysi, jossa arvioidaan nykyisen strategian toimivuutta sekä organisaation kriittisiä menestystekijöitä skenaariotyön tulosten valossa. Analyysin pohjalta määritellään strategiset toimintavaihtoehdot, joiden toimivuutta vastaavasti arvioidaan eri tulevaisuusskenaarioissa sekä esimerkiksi visiona ja organisaation strategiana ilmaistu strateginen tahtotila. Suunnitteluvaihetta seuraa strategian toimeenpano sekä toiminnan tulosten seuranta, minkä pohjalta tehdään strategiatyön tulosten päivitys. Strategiaprosessi toteutetaan vuosittain. Samalla arvioidaan skenaariot vaikutuksineen, mutta kokonaista skenaarioiden uudistamiseen tähtäävää skenaariotyöprojektia ei välttämättä toteuteta. Strategiaprosessiin liitetään skenaarioprojekti vain suunnilleen joka kolmas vuosi elleivät organisaation toimintaympäristön muutokset anna aihetta tätä lyhyemmän aikavälin uudelleen arviointia.

LÄHDELUETTELO 1. EVA (2009). EVA skenaariot. Tulevaisuuden pelikentät. Helsinki: Yliopistopaino. 2. Kaukonen, E. (toim.) (2008a). Pelastustoimen tulevaisuuden ennakointi. Tulevaisuus-

luotausraadin osaraportti 1. Pelastusopisto: Tutkimusraportit 2/2008. 3. Kaukonen, E. (toim.) (2008b). Pelastustoimen tulevaisuuden ennakoinnin skenaariot. Pelastustoimen tulevaisuusluotausraadin osaraportti 2. Pelastusopisto. Tutkimusraportit 3/2008. 4. Kaukonen, E. (toim.) (2011). Tulevaisuusluotauksen tarve ja hyödynnettävyys – Pelastustoimen trendianalyysi ja päivitetyt skenaariot 2025+. Pelastustoimen Tulevaisuusraadin osaraportti 5. Pelastusopisto: Tutkimusraportit 1/2011. 5. Kaunonen, A. (17.6.2010). Skenaariotyö käytännössä. Luento Capful Oy:n järjestämässä Skenaariot ja muutosten ymmärtäminen -skenaarioaamupäivässä Crowne Plaza -hotellin tiloissa Helsingissä. 6. Sisäasiainministeriö (2010). Sisäisen turvallisuuden toimintaympäristö murroksessa – Kehityksen suuntalinjat ja strategiset haasteet. Sisäasiainministeriön julkaisu 27/2010. 7. Aguillar-Millan, S., Feeney, A., Oberg, A. & Rudd, E. (2010) The post scarcity world of 2050–2075. The Futurist January-February 2010, 34–40. 8. Halal, W. E. & Marien, M. (2011). Global Megacrisis. Four scenarios, two perspectives. The Futurist May–June 2011, 26–31. 9. Howard, R. (2009) The politics of climate change. The Futurist November-December 2009, 24–27. 10. Petersen, J. L. (2009). A new end, a new beginning. Prepare for life as we don’t know it. The Futurist September–October 2009, 25–28. 11. Fink, A., Siebe, A. & Kuhle, J.-P. (2010). How scenarios interconnect strategy, innovation, and early warning processes. World Future Review. A Journal of Strategic Foresight, 5–30.

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

55


Tuula Hakkarainen, Simo Hostikka, Terhi Kling ja Esko Mikkola, VTT, PL 1000, 02044 VTT

TRANSFEU – kohti paloturvallisempaa junaliikennettä Tiivistelmä Eurooppalaisessa TRANSFEU-tutkimushankkeessa on tavoitteena junien ja muiden pintaliikennevälineiden paloturvallisuuden parantaminen etenkin henkilöturvallisuuden kannalta. Projektissa kehitetään arviointimenetelmä ja hyväksymiskriteerit junissa käytettävien tuotteiden palamiskaasujen myrkyllisyydelle sekä sovelletaan tulipalon ja poistumisen simulointimenetelmiä junien­ paloturvallisuussuunnitteluun. Tässä artikkelissa kuvataan TRANSFEU-projektin kahden ensimmäisen vuoden aikana saavutettuja tutkimustuloksia liittyen savukaasujen myrkyllisyysmittausmenetelmään ja sen täsmällisyyteen, junatuotteista vapautuvien savukaasujen myrkyllisyyden luokitusjärjestelmään sekä junien poistumisturvallisuuden arviointiin simulointien perusteella.

TRANSFEU-PROJEKTIN LÄHTÖKOHDAT JA TAVOITTEET TRANSFEU-tutkimushankkeessa (Transport Fire Safety Engineering in the European Union), johon Suomesta osallistuu VTT, on tavoitteena junien ja muiden pintaliikennevälineiden paloturvallisuuden parantaminen etenkin henkilöturvallisuuden kannalta. EU:n 7. puiteohjelmaan kuuluvassa projektissa kehitetään arviointimenetelmä ja hyväksymiskriteerit junissa käytettävien tuotteiden palamiskaasujen myrkyllisyydelle sekä sovelletaan tulipalon ja poistumisen simulointimenetelmiä junien paloturvallisuussuunnitteluun. Projekti käynnistyi huhtikuussa 2009 ja se päättyy syyskuussa 2012. Projektikon56

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

sortioon kuuluu kaikkiaan 21 osapuolta 10 Euroopan maasta. Mukana on tutkimuslaitoksia, junanvaunutuotteiden valmistajia ja rataoperaattoreita.

Taustalla säädösten uudistustarve Euroopan komissio on kehittänyt direktiivejä Euroopan kiskoliikennejärjestelmän toiminnalliseksi ja tekniseksi harmonisoimiseksi 1990-luvun alkupuolelta asti. Junien paloturvallisuuteen Euroopassa sovellettavia sääntöjä on kahdentasoisia: 1) Eurooppalaisten direktiivien ja yhteentoimivuuden teknisten eritelmien (engl. technical specifications of interoperability, TSI) säädökset, jotka ovat EU-tasolla velvoittavia. 2) Eurooppalaiset standardit (EN), joiden soveltaminen on vapaaehtoista. Jos TSI:ssä viitataan EN-standardiin, siitä tulee velvoittava. Junien materiaalien ja tuotteiden valinnassa on otettava huomioon niiden palo-ominaisuudet, erityisesti syttyvyyteen ja palon kehittymiseen liittyen. Lisäksi olennainen turvallisuusvaatimus useimmissa kiskoliikennejärjestelmissä on, että savun ja myrkyllisten palokaasujen tuoton tulee olla rajoitettu, jotta matkustajat ja henkilökunta voivat poistua junasta turvallisesti tulipalon sattuessa. Tällä hetkellä, kun standardin EN 45545 osan 2 [1] julkaisuprosessi on kesken, junien eurooppalaisten palontorjuntavaatimusten katsotaan täyttyvän, jos materiaalien palo-turvallisuusvaatimukset täyttyvät tarkastel-

tuna Ranskan, Iso-Britannian, Italian, Puolan tai Saksan vahvistettujen kansallisten säädösten mukaisesti. Näitä säädöksiä sovellettaessa on aina otettava huomioon kiskokaluston toimintaluokka. Tulevaisuuden tavoitteena eurooppalaisessa rautatiestandardoinnissa on, että junissa käytettävien materiaalien palo-ominaisuudet määritetään standardin EN 45545 osan 2 mukaisesti käyttäen uudistettua EN ISO 5659-2 -testiä [2] ja FTIR-kaasuanalyysia. Yksi TRANSFEU-projektin keskeisistä tehtävistä on testimenetelmän uudistaminen ja siihen perustuvan luokitusjärjestelmän kehittäminen. Tämä työ mahdollistaa standardin EN 45545 osan 2 viimeistelyn ja vahvistamisen.

Tavoitteena junien toiminnallinen paloturvallisuussuunnittelu TRANSFEU-projektissa kehitetään myös toiminnallisen paloturvallisuussuunnittelun menetelmiä ja mallinnustyökaluja, joilla voidaan mahdollisimman realistisesti ennustaa palon kehittymistä ja arvioida matkustajien ja henkilökunnan turvallisuutta tulipalon sattuessa. Tämä työ voidaan jaotella kahteen osa-alueeseen [3]. 1. Paloturvallisuussuunnittelun metodologian kehittäminen käyttäen toiminnallista lähestymistapaa ennustettaessa savukaasujen vaikutuksia ihmisiin. Uusi paloturvallisuussuunnittelumetodolo-


taloudellisempia tuotteita ja suunnitteluratkaisuja. Projektissa suoritettavalla tutkimuksella on ratkaiseva merkitys eurooppalaisen standardointityön etenemisessä.

gia kehitetään tieteellisten ja teknisten periaatteiden mukaisesti, jotta voidaan ennustaa tulipalon vaikutukset ihmisiin. Tässä uudessa metodologiassa kuvataan ja ohjeistetaan tarpeelliset vaiheet paloturvallisuusvaatimusten täyttymisen osoittamiseksi. Ohjeistus opastaa asianmukaisten paloskenaarioiden valinnassa sekä paloturvallisuustavoitteiden ja niihin liittyvien kriteerien määrittelyssä. Työssä määritetään myös reunaehdot toiminnallisen paloturvallisuussuunnittelun käytölle. 2. Paloturvallisuussuunnittelun simulointityökalujen kehitys. Paloturvallisuussuunnittelun metodologiaa tukevat kehittyneet simulointi- ja mallinnus1. TRANSFEU-projektin tiekartta. työkalut, joilla voidaan laskea palon kehitty- Kuva WP5. Laskennallisten palo- ja poistumis- ma pilottiryhmä suoritti aluksi testit kolmelle mistä eri skenaarioissa. Näiden työkalujen simulointityökalujen kehitys junien palo- nestemäiselle kemikaalille ja niiden seokselavulla voidaan vertailla eri suunnitteluvaih- TRANSFEU-projektiin turvallisuussuunnitteluun le, joiden tuloksena saatiin käsitys menetelkuuluvat seuraavat osatehtävät: toehtojen turvallisuustasoja ja valita asianmuWP6. luokitusjärjestelmän män täsmällisyydestä homogeenisille näytteilWP1. Käytännöllisen Projektin johtaminen Savukaasujen myrkyllisyysmittaus kaiset paloturvallisuusjärjestelmät. jaWP2. simulointityökalujen validointi le. Varsinaiseen vertailututkimukseen valitWP3. Käytännöllisen luokitusjärjestelmän kehittäminen junissa käytettävistä WP7. Hyödyntäminen, tiedonlevitys ja tiin kolme junissa yleisesti käytettäväätuotteista tuotetvapautuvien savukaasujen myrkyllisyydelle standardeihin vaikuttaminen ta, joille suoritettiin kolme rinnakkaiskoetta. WP4. Toiminnallisen paloturvallisuussuunnittelun metodologia pintaliikennevälineille TRANSFEU-PROJEKTIN OSATEHTÄTilastollinen analyysi suoritetaan optisen saWP5. Laskennallisten palo- ja poistumissimulointityökalujen kehitys junien VÄT JA KOKONAISUUS vuntiheyden maksimiarvolle (Ds,max) ja CITpaloturvallisuussuunnitteluun Kuvassa 1 esitetään TRANSFEU-projektin Myrkyllisyysmittausmenetelmän conventional inWP6. Käytännöllisen luokitusjärjestelmän jamyrkyllisyysindeksille simulointityökalujen (engl. validointi tiekartta. TRANSFEU-projektissa kehitetään kehitystyö dex of toxicity). WP7. Hyödyntäminen, tiedonlevitys ja standardeihin vaikuttaminen dynaaminen palokaasujen myrkyllisyysmitMenetelmän täsmällisyyden arviointiin kehitystyö tausmenetelmä testaamalla noin 60 junissa Myrkyllisyysmittausmenetelmän Osatehtävässä WP2 on kehitetty pienen mit- luotettavasti tarvitaan mittaustuloksia usekäytettävää materiaalia ja tuotetta ja luomal- takaavan testimenetelmä, jolla voidaan jat- ammalta kuin kolmelta osallistujalta. Mittaon useita kehitetty pienen mittakaavan testimenetelmä, jolla voidaan jatkuvala tältä pohjalta käytännöllinen, suhteelli- Osatehtävässä kuvatoimisestiWP2 mitata myrkyllisiä sa- uslaitteistojen käyttöönotto on tällä hetkellä toimisesti mitata useita myrkyllisiä savukaasukomponentteja samanaikaisesti. Palotestinä sen yksinkertainen luokitusjärjestelmä. Pa- käytetään vukaasukomponentteja samanaikaisesti. käynnissä viidessä muussa laboratoriossa. PiEN ISO 5659-2 –savukaappikoetta ja myrkyllisten kaasujen mittaukseen FTIRloturvallisuusnäkökohtia tarkastellaan myös spektrometriä. Palotestinä käytetään ENkaasukomponentit ISO 5659-2 -sa-ovatlottilaboratorioiden tulosten perusteella lasMitattavat CEN/TS 45545-2 –dokumentin mukaisesti laskennallisesti kehittämällä simulointityö- CO vukaappikoetta ja myrkyllisten kaasujen ketut alustavat suhteelliset toistettavuus- ja 2, CO, HF, HCl, HBr, HCN, SO2 ja NOx. kaluja huomioiden erityisesti junien ja mui- mittaukseen FTIR-spektrometriä. Mitatta- uusittavuusstandardipoikkeamat (sr / m ja sR den pintaliikennevälineiden ominaispiirteet vat kaasukomponentit ovat CEN/TS 45545- / m, missä m on yleiskeskiarvo) esitetään tauja luomalla tähän tarkoitukseen soveltuva 2 -dokumentin mukaisesti CO2, CO, HF, lukossa 1. Toistettavuus liittyy testeihin, jottoiminnallisen paloturvallisuussuunnittelun HCl, HBr, HCN, SO2 ja NOx. ka on suoritettu mahdollisimman samankal3 metodologia. Työkalut validoidaan suorittaMyrkyllisyysmittauksen uudistettu koejär- taisissa olosuhteissa, lyhyen ajan kuluessa, malla täyden mittakaavan palokokeita. Tu- jestely esitetään kuvassa 2. Kehitystyössä yhdessä laboratoriossa yhden henkilön olloksena syntyy kokonaisvaltainen junien pa- määriteltiin mittausjärjestelmän osat yksi- lessa suorittajana ja käyttäessä tiettyjä laitteilo-turvallisuuden arviointijärjestelmä, jonka tyiskohtineen, kalibrointijärjestely sekä tes- ta. Uusittavuus liittyy koejärjestelyihin, jotka avulla voidaan kehittää entistä parempia ja timenetelmä suoritusohjeineen. suoritetaan muuttuvissa olosuhteissa, eri lataloudellisempia tuotteita ja suunnitteluratUuden testimenetelmän mukaisesti testat- boratorioissa, eri henkilöiden toimesta ja eri kaisuja. Projektissa suoritettavalla tutkimuk- taviksi valittiin noin 60 junissa käytettävää laitteita käyttäen. sella on ratkaiseva merkitys eurooppalaisen tuotetta; mm. seinä- ja kattopaneeleja, lattiTulosten laatua voidaan arvioida vertaastandardointityön etenemisessä. anpäällysteitä, istuinmateriaaleja, sähkötekni- malla täsmällisyysparametreja palotestimesiä tuotteita ja kaapeleita. Tuotteet testattiin netelmien aikaisempiin laboratorioidenväliTRANSFEU-projektiin kuuluvat seuraavat myös kartiokalorimetrillä ISO 5660 -standar- siin vertailututkimuksiin. Taulukkoon 2 on osatehtävät: din mukaisesti. Mittaustulokset on tallennet- koottu kartio-kalorimetrimenetelmän tulokWP1. Projektin johtaminen tu SP Fire Database -tietokantaan [4] ja nii- sia lämmön- ja savuntuottoon liittyen sekä WP2. Savukaasujen myrkyllisyysmittaus tä voidaan hyödyntää esimerkiksi palon ke- eurooppalaisessa SAFIR-projektissa [5] saatuWP3. Käytännöllisen luokitusjärjestelmän hittymisen simuloinnissa. ja tuloksia FTIR-savukaasuanalyysiin liittyen. kehittäminen junissa käytettävistä tuotMyrkyllisyysmittausmenetelmän täsmälliOttaen huomioon EN ISO 5659-2 -paloteista vapautuvien savukaasujen myrkyl- syyden määrittämiseksi projektissa on käyn- testimenetelmän hajonnan vaikutuksen, jolisyydelle nissä laboratorioidenvälinen vertailututki- ka sisältyy FTIR-menetelmän tulosten hajonWP4. Toiminnallisen paloturvallisuus- mus, jossa määritetään menetelmän toistet- taan, savukaasujen myrkyllisyysmittausmesuunnittelun metodologia pintaliikenne- tavuus ja uusittavuus ISO 5725 –standardin netelmän alustavia täsmällisyystuloksia voivälineille mukaisesti. Kolmen laboratorion muodosta- daan pitää normaaleina. Suhteelliset toistetPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

57


Myrkyllisyysmittauksen uudistettu koejärjestely esitetään kuvassa 2. Kehitystyössä määriteltiin mittausjärjestelmän osat yksityiskohtineen, kalibrointijärjestely sekä testimenetelmä suoritusohjeineen.

tavuus- ja uusittavuus-standardipoikkeamat ovat samaa suuruusluokkaa kuin palotestimenetelmien aikaisempien laboratorioidenvälisten vertailututkimusten tulokset. On kuitenkin huomattava, että tulokset ovat alustavia laboratorioiden pienen lukumäärän vuoksi. Tilastollinen analyysi suoritetaan uudelleen, kun lisää mittaustuloksia muista laboratorioista on saatu.

Luokitusjärjestelmän kehittäminen Osatehtävässä WP3 kehitetään käytännöllistä luokitusjärjestelmää junissa käytettävistä tuotteista vapautuvien savukaasujen myrkyllisyydelle. Luokitusjärjestelmä pohjautuu CEN/TS 45545-2 -dokumentin tarkastelutapaan: tarkasteltava suure on CIT-myrkyllisyysindeksi laskettuna kahdeksan kaasun mittaustulosten perusteella (CO2, CO, HF, HCl, HBr, HCN, SO2 ja NOx). Uutta tarkastelutavassa on kuitenkin CIT-indeksin jatkuva laskenta ajan funktiona yksittäisten ajanhetkien sijasta. Laskennassa huomioidaan myös tarkasteltavalle junatyypille ominainen syttymismalli sekä testattavan tuotteen käyttötarkoitus ja sijainti junanvaunussa. Kun CIT-indeksi lasketaan ajan funktiona, on mahdollista määrittää maksimiarvo koko kokeen ajalta ja ajanhetki, jolloin valittu kynnysarvo ylittyy. CIT-indeksin peruskaava on seuraava: CIT = [Skaalauskerroin] × [Summatermi]  (1) jossa skaalauskerroin ottaa huomioon savukaapin ja junanvaunun geometrian ja tilavuuden. Summatermi lasketaan mitattujen konsentraatioiden ja määriteltyjen vertailukonsentraatioiden suhteiden summana tarkasteltavalle kahdeksalle kaasulle. Luokitusjärjestelmän perustaksi on valittu ajanhetki, jolloin CIT ylittää kynnysarvon 1. Tämän ajan oletetaan olevan junan matkustajien ja henkilökunnan käytettävissä oleva turvallinen poistumisaika (ASET, engl. Available Safe Escape Time) tulipalon sattuessa. Sitä verrataan tarvittavaan turvalliseen poistumisaikaan (RSET, engl. Required Safe Escape Time), joka määritellään junille luokkakohtaisesti. Jotta tuote olisi hyväksyttävä, ehdon ASET > RSET  (2) on toteuduttava.

Junien palo- ja poistumissimuloinnit Täyden mittakaavan kokeisiin, palosimulointeihin ja toiminnallisiin paloturvallisuus-tarkasteluihin on valittu seuraavat neljä paloskenaariota: Skenaario 1A • lähiliikennejuna, toimintaluokka 1 standardin EN 45545-

58

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

yleiskeskiarvo) esitetään taulukossa 1. Toistettavuus liittyy testeihin, jotka on suoritettu mahdollisimman samankaltaisissa olosuhteissa, lyhyen ajan kuluessa, yhdessä laboratoriossa yhden henkilönesitetään ollessa taulukossa suorittajana1.jaToistettavuus käyttäessä tiettyjä laitteita. jotka Uusittavuus liittyy yleiskeskiarvo) liittyy testeihin, on suoritettu koejärjestelyihin, jotka suoritetaan muuttuvissa olosuhteissa, eriyhdessä laboratorioissa, eri mahdollisimman samankaltaisissa olosuhteissa, lyhyen ajan kuluessa, laboratoriossa henkilöiden toimesta ja eri suorittajana laitteita käyttäen. yhden henkilön ollessa ja käyttäessä tiettyjä laitteita. Uusittavuus liittyy koejärjestelyihin, jotka suoritetaan muuttuvissa olosuhteissa, eri laboratorioissa, eri Taulukko 1. Myrkyllisyysmittausmenetelmän henkilöiden toimesta ja eri laitteita käyttäen. alustavat täsmällisyystulokset kolmen laboratorion mittauksiin perustuen. Taulukko 1. Myrkyllisyysmittausmenetelmän alustavat täsmällisyystulokset kolmen CIT = 1 Ds,max:n CIT (20 CIT(10 min) CITmax Ds,max laboratorion mittauksiin perustuen. min) ajanhetki ajanhetki Kuva 2. Savukaasujen FTIR-analyysilaitteisto EN ISO 5659-2 –savukaappitestin yhteydessä. sr / m sR / m sr / m

Ds,max:n CIT (20 CIT = 1 CIT CIT(10 min) 9-27 % 8-15max % 9-29 % 8-15 % 7-22 % ajanhetki min) ajanhetki Uuden testimenetelmän mukaisesti testattaviksi valittiin n. 60 junissa käytettävää tuotetta; 11-36mm. % seinä11-37 % 9-23 % 9-41 % 9-23 % 11-55 % ja kattopaneeleja, istuinmateriaaleja, sähköteknisiä tuotteita 5-14 % 9-27 % 8-15lattianpäällysteitä, % 9-29 % 8-15 % 7-22 % ja Ds,max 5-14 %

kaapeleita. Tuotteet testattiin myös kartiokalorimetrillä ISO 5660 –standardin mukaisesti.

–tietokantaan9-23 [4] ja% niitä voidaan hyödyntää 11-36Mittaustulokset % 11-37on %tallennettu 9-23SP % Fire Database 9-41 % 11-55 % sR / m esimerkiksi palon kehittymisen simuloinnissa. Tulosten laatua voidaan arvioida vertaamalla täsmällisyysparametreja palotestimenetelmien aikaisempiin laboratorioidenvälisiin vertailututkimuksiin. on koottuonkartioMyrkyllisyysmittausmenetelmän täsmällisyyden Taulukkoon määrittämiseksi2 projektissa käynnissä kalorimetrimenetelmän tuloksia ja savuntuottoon liittyen sekä eurooppalaisessa Tulosten laatua voidaan arvioidalämmönvertaamalla täsmällisyysparametreja palotestimenetelmien laboratorioidenvälinen vertailututkimus, jossa määritetään menetelmän toistettavuus ja uusittavuus 5725 –standardin mukaisesti. Kolmen laboratorion SAFIR-projektissa [5] saatujaISO tuloksia FTIR-savukaasuanalyysiin liittyen.2 muodostama aikaisempiin laboratorioidenvälisiin vertailututkimuksiin. Taulukkoon on koottu pilottiryhmä kartiosuorittituloksia aluksi testit kolmelle nestemäiselle kemikaalille ja niiden seokselle, joiden tuloksena kalorimetrimenetelmän lämmönja savuntuottoon liittyen sekä eurooppalaisessa saatiin käsitys menetelmän täsmällisyydestä homogeenisille näytteille. Varsinaiseen Taulukko 2. Laboratorioidenvälisten vertailututkimusten toistettavuusja uusittavuustuloksia. SAFIR-projektissa [5] saatuja tuloksiavalittiin FTIR-savukaasuanalyysiin liittyen. vertailututkimukseen kolme junissa yleisesti käytettävää tuotetta, joille suoritettiin rinnakkaiskoetta. Tilastollinen analyysi sr /suoritetaan optisensR /savuntiheyden Vertailututkimus kolme / parametrit m m ) ja CIT-myrkyllisyysindeksille (engl. conventional index of toxicity). maksimiarvolle (D vertailututkimusten Taulukko 2. Laboratorioidenvälisten toistettavuusja uusittavuustuloksia. Kartiokalorimetri, ISO TC92/SC1,s,max 1997: Vertailututkimus Menetelmän / parametrit sr tarvitaan / m% sR / m Lämmöntuotto (RHRarviointiin 3-55 4-87 % max, THR) täsmällisyyden luotettavasti mittaustuloksia useammalta kuin TC92 kolmelta osallistujalta. Mittauslaitteistojen käyttöönotto on tällä hetkellä käynnissä Kartiokalorimetri, ISO SC1/WG5, TC92/SC1, 1997: 1991-1992: viidessä muussa laboratoriossa. Pilottilaboratorioiden tulosten lasketut Savuntuotto 6-60 % perusteella 16-100 Lämmöntuotto (RHR 3-55 4-87 %%alustavat max, THR) suhteelliset toistettavuus- ja uusittavuusstandardipoikkeamat (sr / m ja sR / m, missä m on SAFIR-projekti, Kartiokalorimetri,1999: ISO TC92 SC1/WG5, 1991-1992: FTIR: kaasujen maksimikonsentraatiot ja tuotot 4 4-17 15-47 % Savuntuotto 6-60 % 16-100 % 4-14 % 9-18 % SAFIR-projekti, 1999: Kartiokalorimetri: savuntuotto FTIR: kaasujen maksimikonsentraatiot ja tuotot 4-17 % 15-47 % Kartiokalorimetri: savuntuotto 4-14 % 9-18 % Ottaen huomioon EN ISO 5659-2 –palotestimenetelmän hajonnan vaikutuksen, joka sisältyy FTIR-menetelmän tulosten hajontaan, savukaasujen myrkyllisyysmittausmenetelmän alustavia täsmällisyystuloksia voidaan pitää normaaleina. Suhteelliset toistettavuusja Ottaen huomioon EN ISO 5659-2 –palotestimenetelmän hajonnan vaikutuksen, joka sisältyy uusittavuusstandardipoikkeamat ovat samaa suuruusluokkaa kuin palotestimenetelmien FTIR-menetelmän tulosten hajontaan, savukaasujen myrkyllisyysmittausmenetelmän 1 [6] mukaan täsmällisyystuloksia aikaisempien laboratorioidenvälisten vertailututkimusten tulokset. On kuitenkin huomattava, alustavia voidaan pitää FDS+Evac normaaleina. Suhteelliset toistettavuusja -ohjelmaa [9]. Niiden tavoittee• yksikerroksinen avoinalustavia matkustamo,laboratorioiden jossa 6ovat ovea (3samaa mo-pienen että tulokset ovat lukumäärän vuoksi. analyysi uusittavuusstandardipoikkeamat suuruusluokkaa kuin Tilastollinen palotestimenetelmien na on laboratorioista määrittää tarvittava turvallinen poislemmilla puolilla)uudelleen, suoritetaan kun lisää mittaustuloksia muista saatu. aikaisempien laboratorioidenvälisten vertailututkimusten tulokset. Ononkuitenkin huomattava, tumisaika, RSET. TyönTilastollinen tuloksena tuotetaan • poistuminen vaunuun eilaboratorioiden ole mahdollista pienen että tuloksetviereiseen ovat alustavia lukumäärän vuoksi. analyysi Skenaario 1B uudelleen, kunkehittäminen myös ohjeistus junaskenaarioiden poistumisLuokitusjärjestelmän suoritetaan lisää mittaustuloksia muista laboratorioista on saatu. • kaukojuna, toimintaluokka 2 standardin EN 45545-1 mu- simulointien suorittamiseen. Poistumisskekaan ja paloturvallisuusluokka TSIkehittäminen SRT:n (SRT = safety in Osatehtävässä WP3 Akehitetään käytännöllistä luokitusjärjestelmää junissa käytettävistä Luokitusjärjestelmän naarioiksi on valittu edellä mainituista skerailway tunnels) [7] mukaan tuotteista vapautuvien savukaasujen myrkyllisyydelle. Luokitusjärjestelmä pohjautuu naarioista 1A ja 2B, ja niiden lisäksi ”pitkä • yksikerroksinen avoin matkustamo, jossa 4 ovea (2 moCEN/TS 45545-2 –dokumentin tarkastelutapaan: tarkasteltava junissa suure käytettävistä on CITOsatehtävässä WP3 kehitetään käytännöllistä luokitusjärjestelmää juna” -skenaario, jossa tarkastellaan lemmilla puolilla)vapautuvien myrkyllisyysindeksi laskettuna kahdeksanmyrkyllisyydelle. kaasun mittaustulosten perusteella (CO2,pohjautuu CO,useita HF, tuotteista savukaasujen Luokitusjärjestelmä • poistuminen viereiseenSO vaunuun ei ole mahdollistatarkastelutavassa vaunuja. Kullekin skenaariolle määritelty HCl, HBr, 45545-2 HCN, ja NO on kuitenkin CIT-indeksin jatkuva CEN/TS tarkasteltava suure on on CIT2 –dokumentin x). Uutta tarkastelutapaan: Skenaario 2A ajan funktiona laskenta yksittäisten ajanhetkien sijasta. Laskennassa huomioidaan myrkyllisyysindeksi laskettuna kahdeksan kaasun •mittaustulosten perusteella (CO2ja, oviaukkoja; CO,myös HF, junageometria sisältäen portaita, luiskia • kaukojuna, standardin EN 45545-1tarkastelutavassa mutarkasteltavalle junatyypille ominainen sekäon testattavan käyttötarkoitus HCl, HBr, toimintaluokka HCN, SO2 2ja NO kuitenkin CIT-indeksin jatkuva • junassa/vaunussa olevientuotteen eri tyyppisten ihmisten (aix). Uutta syttymismalli kaan ja paloturvallisuusluokka A TSI SRT:n CIT-indeksi mukaan ja sijainti junanvaunussa. lasketaan ajan on mahdollista määrittää laskenta ajan funktiona Kun yksittäisten ajanhetkien sijasta. Laskennassa huomioidaan myös kuiset, lapset,funktiona, vanhukset, liikuntarajoitteiset) lukumäärä ja • kaksikerroksinen avoin matkustamo, jossa 4 ovea (2 motarkasteltavalle junatyypille ominainen syttymismalli sijainti;sekä testattavan tuotteen käyttötarkoitus lemmilla puolilla) 5 • poistumisstrategia ja sijainti junanvaunussa. Kun CIT-indeksi lasketaan ajan funktiona, on mahdollista ja -suunnitelma mukaanmäärittää lukien suh• poistuminen viereiseen vaunuun on mahdollista teelliset ja absoluuttiset turvalliset paikat; Skenaario 2B • aliskenaariot koskien junan pysähtymisaikaa, matkusta• kaukojuna, toimintaluokka 3 standardin EN 45545-1 mu- 5 jien lukumäärää, palon syttymispaikkaa, poistumiskorkeukkaan ja paloturvallisuusluokka B TSI SRT:n mukaan sia ja matkatavaroiden määrää. • kaksikerroksinen avoin matkustamo, jossa 4 ovea (2 molemmilla puolilla) • poistuminen viereiseen vaunuun on mahdollista Kuvissa 3 ja 4 esitetään esimerkkinä poistu-

Palosimuloinnit suoritetaan käyttäen Fire Dynamics Simulator (FDS) -ohjelmaa [8]. Poistumissimuloinneissa käytetään

missimuloinneista skenaarion 1A FDS+Evacmalli ja simulointitulokset. Lähtötilanteessa junanvaunussa on 75 matkustajaa. Palohälytys tapahtuu 30 sekunnin kuluttua palon syt-


avautuvat 5 sekuntia myöhemmin. Matkustajat poistuvat junasta laiturille. Poistumissimulointi ajettiin 10 kertaa. Tarvittava turvallinen poistumisaika oli keskimäärin 82 sekuntia.

Kuva 3. Lähiliikennejunan (skenaario 1A) FDS+Evac-malli, kun matkustajat poistuvat

People inside

tymisestä vaunun ollessa pysähdyksissä. Vau- junasta laiturille.Evacuation of a commuter train 1A - at a platform nun ovet avautuvat 5 sekuntia myöhemmin. Matkustajat poistuvat junasta laiturille. Pois80 tumissimulointi ajettiin 10 kertaa. Tarvitta- Ajankohtaista tietoa TRANSFEU-projektista Run1 70 va turvallinen poistumisaika oli keskimäärin Run2 TRANSFEU-projektin tuloksena syntyvä tieto ja osaaminen on tarkoitettu projektin päätyttyä 60 82 sekuntia. Run3

vapaasti jaettavaksi ja käytettäväksi. Ajankohtaista tietoa suoritetusta työstä ja saavutetuista Run4 tuloksista 50 on saatavilla projektin internet-sivustolta, www.transfeu.eu. Sieltä löytyvät TRANSFEU-perustietojen lisäksi projektin uutiskirjeet, julkiset raportit ja lehdissä julkaistut Run5 40 Ajankohtaista tietoa Alarm artikkelit. Tietoa välitetään myös kansainvälisissä ja kansallisissa seminaareissa Run6 niin TRANSFEU-projektista 30 palotutkimusyhteisölle kuin muillekin kohderyhmille. Run7 Doors 20 Run8 TRANSFEU-projektin tuloksena syntyvä open Run9 Ignition 10 tieto ja osaaminen on tarkoitettu projektin

päätyttyä vapaasti jaettavaksi ja käytettäväksi. Ajankohtaista tietoa suoritetusta työstä ja saavutetuista tuloksista on saatavilla projektin internet-sivustolta, www.transfeu.eu. Sieltä löytyvät TRANSFEU-perustietojen lisäksi projektin uutiskirjeet, julkiset raportit ja lehdissä julkaistut artikkelit. Tietoa välitetään myös kansainvälisissä ja kansallisissa seminaareissa niin palotutkimusyhteisölle kuin muillekin kohderyhmille.

YHTEENVETO TRANSFEU-projektin tuottamat päätulokset ja parannukset nykyisiin paloturvallisuuden arviointi-menetelmiin ovat seuraavat: • Jatkuvatoimisen FTIR-mittausmenetelmän soveltaminen myrkyllisten savukaasujen määritykseen pienen mittakaavan savukaappitestin yhteydessä. • Toiminnallisen paloturvallisuussuunnittelun simulointityökalujen käyttö siten, että savukaasujen aiheuttamia myrkyllisyysriskejä palavan liikennevälineen matkustajille ja henkilökunnalle voidaan arvioida määrällisesti. • Junissa käytettävien tuotteiden paloturvallisuuden luokitusjärjestelmä, joka on validoitu täyden mittakaavan palokokeissa.

Tulosten avulla liikennevälineissä käytettäviä tuotteita voidaan arvioida todellisten tulipalojen riskeihin peilaten siten, että uusia esimerkiksi energiatehokkuuden kannalta parempia tuotteita voidaan ottaa käyttöön turvallisuutta vaarantamatta. TRANSFEUprojektin myötävaikutuksella liikennevälineiden palo- ja poistumisturvallisuus kehittyy vuoteen 2025 mennessä nykyistä paremmalle tasolle, kun kalustoa uusittaessa käyttöön tulee liikennevälineitä, jotka on suunniteltu kehittyneiden työkalujen avulla ja joissa käytetään uuden luokitusjärjestelmän mukaisia tuotteita.

Run10

0 0

20

40

60

80

100

120

t (s) 7 Kuva 4. Lähiliikennejunan (skenaario 1A) poistumissimulointien kymmenen simulointiajon tulokset tilanteelle, jossa palo havaitaan junan ollessa pysähdyksissä. YHTEENVETO

J., Gensous, F., Fardell, P., LeTallec, Y., Bai-

TRANSFEU-projektin tuottamat päätulokset ja parannukset paloturvallisuuden KIITOKSET occhi, C., Paul, nykyisiin K., Simonson, M., Deleu, C. arviointi-menetelmiin ovat seuraavat: Näihin tuloksiin johtanut tutkimus on saa- & Metcalfe, E. Smoke gas analysis by Fou• Jatkuvatoimisen FTIR-mittausmenetelmän soveltaminen myrkyllisten savukaasujen nut rahoitusta Euroopan yhteisön seitsemänrier transform infrared spectroscopy – Summääritykseen pienen mittakaavan savukaappitestin yhteydessä. nestä•puiteohjelmasta pe- marysimulointityökalujen of the SAFIR projectkäyttö results. Fire että and Toiminnallisen(FP7/2007–2013) paloturvallisuussuunnittelun siten, rustuen savukaasujen rahoitussopimukseen nromyrkyllisyysriskejä 233786. Materials, 2000. Vol. 24, No. 2,matkustajille s. 101–112. aiheuttamia palavan liikennevälineen ja henkilökunnalle voidaan arvioida määrällisesti. Kiitämme TRANSFEU-projektin osapuolia 6. CEN/TS 45545-1. Railway applications • Junissa käytettävien tuotteiden paloturvallisuuden luokitusjärjestelmä, eri puolilla Eurooppaa hyvästä yhteistyöstä. – Fire protection on railway vehiclesjoka – Parton1: validoitu täyden mittakaavan palokokeissa. General. Brussels: European Committee for Standardization, January 2009. 14 s. Tulosten avulla liikennevälineissä käytettäviä tuotteita voidaan arvioida todellisten tulipalojen LÄHDELUETTELO 7. Commissionkannalta Decision of December riskeihin peilaten siten, että uusia esimerkiksi energiatehokkuuden parempia tuotteita 1.voidaan CEN/TS ottaa 45545-2.käyttöön Railway applications concerning the TRANSFEU-projektin technical specification turvallisuutta 2007 vaarantamatta. –myötävaikutuksella Fire protection onliikennevälineiden railway vehicles –paloPart ja of interoperability relating to vuoteen ‘safety in2025 railpoistumisturvallisuus kehittyy nykyistä paremmalle kalustoa inuusittaessa käyttöönconventulee 2:mennessä Requirements for fire behaviour tasolle, of ma- kun way tunnels’ the trans-European liikennevälineitä, jotka onBrussels: suunniteltu kehittyneiden työkalujen avulla joissa(2008/163/ käytetään terials and components. Europetional and high-speed railjasystem uuden luokitusjärjestelmän mukaisia tuotteita. an Committee for Standardization, Janua- EC). Official Journal of the European Union ry 2009. 71 s. L 64. 7.3.2008. S. 1–71. 2. EN ISO 5659-2. Plastics – Smoke ge8. National Institute of Standards and neration – Part 2: Determination of optical Technology, Gaithersburg, Maryland, USA, density by a single-chamber test (ISO 56569- and VTT Technical Research Centre of Fin2:2006). Brussels: European Committee for 8 land, Espoo, Finland. Fire Dynamics SimuStandardization, December 2006. 36 s. lator, Technical Reference Guide, 5th editi3. Briggs, P., Dean, C. & Hughes, C. De- on, October 2007. NIST Special Publicativelopments in fire safety engineering metho- on 1018-5 (Four volume set). dology for classifying products on European 9. Korhonen, T. & Hostikka, S. Fitrains. Interflam 2010, Conference Procee- re Dynamics Simulator with Evacuation: dings, Nottingham 5–7 July 2010. S. 995– FDS+Evac. Technical Reference and User’s 1006. Guide. Espoo: VTT Technical Research 4. SP Fire Database. www.sp.se/fire/fdb. Centre of Finland, 2009. 91 s. (VTT Wor5. Hakkarainen, T., Mikkola, E., Laperre, king Papers 119.)

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

59


Simo Hostikka ja Anna Matala, VTT, PL 1000, 02044 VTT

Palosuojattujen polymeerien simulointi Tiivistelmä Esitelmässä käydään läpi palosuojattujen muovituotteiden simuloinnissa vaadittavien­ malliparametrien määritys pienkokeiden avulla. Esimerkkituotteina toimivat palosuojatut sähkökaapelit. Eri mallinnustapojen vaikutusta paloriskin ennustamisen kannalta tutkitaan soveltamalla malleja täyden mittakaavan simulointeihin. Tulokset osoittavat, että aina ei ole tarpeen tuntea aineen tarkkaa koostumusta, koska mallin toiminnan kannalta olennaiset parametrit voidaan määrittää kokeellisesti.

JOHDANTO Palosimulointi on nykyään tärkeä osa paloturvallisuussuunnittelua ja paloturvallisuuden tutkimusta. On paljon tilanteita, joissa simulointi ei voi perustua oletettuun palonkehitykseen, koska palon leviäminen kiinteillä pinnoilla ja leviämisen rajoittaminen ovat tulosta tutkittavien suojauskeinojen vaikutuksesta. Tällöin on pystyttävä simuloimaan materiaalien lämpeneminen ja lämmön vaikutuksesta tapahtuva hajoaminen, joka synnyttää palamiskelpoisia kaasuja ja siten edistää palon leviämistä. Fire Dynamics Simulator -ohjelma tarjoaa työkalun tämän ilmiön simulointiin, ja menetelmiä tarvittavien materiaalimalliparametrien määrittämiseen pienkokeiden avulla on esitelty mm. Palotutkimuksen päivillä 2009 [1]. Palosuoja-aineita käytetään erityisesti muovipohjaisten tuotteiden paloturvallisuuden 60

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

parantamiseen. Polymeerin joukkoon sekoi- mistajat eivät ole halukkaita kertomaan yktettujen aineidenPALOSUOJATTUJEN syttyvyyttä ja palotehoa ra- sityiskohtia käytetyistä materiaaleista, joten POLYMEERIEN SIMULOINTI joittava vaikutus voi perustua useaan eri me- mallinnus perustuu materiaaleja ja reaktioikanismiin, ml. palamiskelpoisen massan pie-Hostikka ta koskeviin arvauksiin Simo ja Anna Matala ja oletuksiin. Työssä nentäminen, lämmön sitominen ”uhrautu- on tutkittu VTT erilaisten palosuoja-ainetta kosvaan” hajoamisreaktioon, hiiltymisen voikevien02044 oletusten PL 1000, VTTvaikutusta mallin käyttäymistaminen, palotuotteiden laimentaminen tymiseen. Mallin parametrit on määritetty esim. vesihöyryllä ja hajoamisessa syntyvien termistä hajoamista ja palamista mittaavien Tiivistelmä radikaalien sitominen. Useimpia näistä me- kokeiden avulla. kanismeista voidaan myös simuloida. Esitelmässä palosuojattujen muovituotteiden simuloinnissa vaadittavie Tässä työssä onkäydään kehitetty läpi sähkökaapelin malliparametrien määritys pienkokeiden avulla. Esimerkkituotteina toimivat palosuojatu pyrolyysimalli, jonka avulla voidaan tarkas- METALLIHYDROKSIDIT POLYMEERIEN PALOSUOJAUKSESSA sähkökaapelit. Eri mallinnustapojen vaikutusta paloriskin ennustamisen kannalta tutkitaa tella kaapelipaloriskiä todellisissa sovelluksissoveltamalla malleja täyden mittakaavan simulointeihin. Tulokset että aina ei ol sa. Numeeristen työkalujen kehityksestä huo- Sähkökaapeleissa käytettävienosoittavat, polyolefiinien­ tarpeen tuntea aineen tarkkaa koostumusta, koska mallin toiminnan kannalta limatta kaapelipalomallin kytkeminen virta- palosuojaus on yleensä toteutettu metalli- olennaise parametrit voidaanuseita määrittää kokeellisesti. uslaskentaan edellyttää kaapelin raken- hydroksidien avulla. Ne ovat suosittuja panetta ja hajoamisreaktioita koskevia yksin- losuonsuoja-aineita alhaisen hintansa, myrkertaistuksia ja oletuksia. Yleensä kaapelival- kyttömyytensä ja alhaisen korrodoivuutensa SYMBOLILUETTELO A c E Hr Hc k N R r T x

Reaktionopeuden kerroin (s-1) Ominaislämpökapasiteetti (kJ/kg·K) Aktivointienergia (kJ/kmol) Reaktiolämpö (kJ/kg) Palamislämpö (kJ/kg) Lämmönjohtavuus (W/m·K) Reaktion kertaluku Kaasuvakio (8.3145 J/(molK)) Reaktionopeus (s-1) Lämpötila (K, °C) Syvyys (m)

Yi Massaosuus (kg/kg) Kreikkalaiset symbolit β Lämmitysnopeus (K/s) ε Emissiivisyys Saanto ν ρ Tiheys (kg/m3) Alaindeksit 0 Alkuarvo i Materiaalikomponentti j Reaktio g Kaasumainen

JOHDANTO

Palosimulointi on nykyään tärkeä osa paloturvallisuussuunnittelua ja paloturvallisuude tutkimusta. On paljon tilanteita, joissa simulointi ei voi perustua oletettuun palonkehitykseen koska palon leviäminen kiinteillä pinnoilla ja leviämisen rajoittaminen ovat tulost tutkittavien suojauskeinojen vaikutuksesta. Tällöin on pystyttävä simuloimaan materiaalie


Taulukko 2. DSC-kokeessa mitatut reaktioentalpiat Lämmitysnopeus oli 20 K/min ja typpivirtaus 50 ml/min.

kaapelin

vaippamateriaalille.

Reaktio Huippulämpötila Normeerattu integraali ansiosta. Lämmitettäessä metallihydroksidit (kJ/kg alkup. massaa) °C hajoavat vapauttaen vesihöyryä. Niiden ha1 45 11 (endo) joamisreaktio sitoo lämpöä ja hidastaa siten 2 153 6.5 (endo) materiaalin lämpötilan nousua. Vesihöyry en, palotuotteiden laimentaminen esim. vesihöyryllä ja hajoamisessa 3 syntyvien 357 74 (endo) laimentaanäistä palamiskelpoisia kaasuja. itominen. Useimpia mekanismeista voidaanMetallimyös simuloida. 4 410 557 (endo) hydroksidien suurin ongelma on, että halu5 206 (endo) 300-320 320 330 MDH 492 Tmin ä on kehitetty pyrolyysimalli, palosuojajonka avulla voidaan tarkastella min (ºC) tun sähkökaapelin vaikutuksen saavuttamiseksi (kJ/kg) 1450 1598 1356 H iskiä todellisissa työkalujen aineensovelluksissa. osuuden tulisiNumeeristen olla suuri, jopa 35…65kehityksestä huolimatta MDH Trrmin (ºC) 300-320 320 330 mallin kytkeminen virtauslaskentaan edellyttää useita kaapelin rakennetta ja % massasta. Tällöin materiaalin muut omitu voimakaapeli, joka koostui palosuojatusreferenssimateriaalin tähän tar1598 1356lämpötila, H Palosuoja-aineen hajoaminen ei luonnollisestikaan tuota palamiskelpoisia kaasujajavaan r (kJ/kg) 1450 ktioita koskevia yksinkertaistuksia ja oletuksia. Yleensä kaapelivalmistajat eivät MDH 300-320 330 min (ºC) naisuudet yleensäkäytetyistä heikkenevät. Esimerkiksi tavettä. vaipasta, kolmesta 2.5 mm2:n Tjohtimesta, vittava320 lämpömäärä mitataan. Mitatut enerlähinnä Kartiokalorimetritulokset kuitenkin osoittavat, että hajoamisen alkuvaiheessa ta kertomaan yksityiskohtia materiaaleista, joten mallinnus perustuu MATERIAALIT JA MENETELMÄT 1356 valittuun HTarkkaa r (kJ/kg) tietoa vapautuu palamiskelpoisiakin kaasuja.välisestä alkuperästä ei ole, mutta komposiittimateriaaleissa eristeistä jaerilaisten eristeiden ja vaipan täy-1450giatniiden on1598 skaalattava reaktiopolkuun ja reaktioita koskeviin arvauksiin jametallihydroksidioletuksiin. Työssä on tutkittu todennäköisesti ne syntyvät erilaisten lisäaineiden (vahat, pehmittimet) hajotessa. en lisääminen alentaa materiaalin lujuutta. teaineesta. Valmistajan mukaan vaippamate- ja massaosuuksiin sopiviksi [6]. netta koskevien oletusten vaikutusta mallin käyttäytymiseen. Mallin parametrit MATERIAALIT JA MENETELMÄT Palosuojatun sähkökaapelin tutkittiin termogravimetrisen analyysin (TGA), Kartiokalorimetri ei polyolefiineja kuitenkaankäyttäytymistä sovellu hyvin kaltaiseen joita analyysiin. y termistä hajoamista ja palamista mittaavien kokeiden avulla.riaali Menetelminä metallihydroksidien massaoli seos + 56 %kovin MDH + tämän Ne parametrit, ei voidaParempi suoraan miMATERIAALIT JA MENETELMÄT differentiaalisen (differential scanning calorimetry, sekä kartiovaihtoehto olisi pyyhkäisykalorimetrin käyttää ilmailuteollisuuden tarpeisiin kehitettyä pienen DSC) mittakaavan sähkökaapelin käyttäytymistä tutkittiin analyysin osuuden alentamiseksi on tutkittu niidenPalosuojatun yh- 10 % kalsiumkarbonaattia. Eristemateriaali tata, termogravimetrisen estimoidaan koetulosten avulla. (TGA), Tässä palamiskalorimetria (Micro-scale Combustion Calorimeter, MCC), jonka avulla voidaan kalorimetrin (ISO 5660-1) avulla. Näytemateriaalina toimi palosuojattu voimakaapeli, joka Palosuojatun sähkökaapelin käyttäytymistä tutkittiin termogravimetrisen analyysin (TGA), differentiaalisen pyyhkäisykalorimetrin (differential scanning calorimetry, DSC) sekä kartiodistämistä mm. punaiseen fosforiin, silikooli ristisilloitettua polyeteeniä (XLPE). Täyestimointiin käytettiin Geneettistä al22 työssä koostui palosuojatusta vaipasta, kolmesta 2.5 mm johtimesta, eristeistä DSC) ja eristeiden ja vaipan YDROKSIDIT POLYMEERIEN PALOSUOJAUKSESSA differentiaalisen pyyhkäisykalorimetrin (differential scanning calorimetry, sekä kartiokalorimetrin (ISO 5660-1) avulla. Näytemateriaalina toimi[7,palosuojattu voimakaapeli, joka niin, booriyhdisteisiin, nanosaviin ja muihin temateriaalista ei ole tietoa, mutta sen havait- goritmia 8]. Edellä esitettyjen parametvälisestäkalorimetrin täyteaineesta. vaippamateriaali oli seosvoimakaapeli, polyolefiineja (ISO Valmistajan 5660-1) avulla.mukaan Näytemateriaalina toimi palosuojattu joka+ 56% 2 4 koostui palosuojatusta vaipasta, kolmesta 2.5 mm johtimesta, eristeistä ja eristeiden ja vaipan 2 hiiltyviin aineisiin [2, 3, 4] palosuojaus on tiin olevantoteutettu palosuojaamatonta. rien lisäksieristeistä kartiokalorimetrikokeen avulla eissa käytettävien polyolefiinien yleensä vaipasta, kolmesta 2.5 mm johtimesta, ja eristeiden ja vaipan MDH +koostui 10% palosuojatusta kalsiumkarbonaattia. Eristemateriaali oli ristisilloitettua polyeteeniä (XLPE). välisestävälisestä täyteaineesta. Valmistajan mukaan vaippamateriaali oli seos polyolefiineja + 56% Kaksi palosuoja-aineena käytetPyrolyysimallin tarvitsemat parametrit voivoidaan estimoida näytteen pinnan emissiiksidien avulla. Ne yleisintä ovat suosittuja palosuonsuoja-aineita alhaisen hintansa, täyteaineesta. Valmistajan mukaan vaippamateriaali oli seos polyolefiineja + 56% Täytemateriaalista ei ole tietoa, mutta sen havaittiin olevan palosuojaamatonta. MDH + 10% kalsiumkarbonaattia. Eristemateriaali oli ristisilloitettua polyeteeniä (XLPE). ytensä ja alhaisen korrodoivuutensa ansiosta. Lämmitettäessä metallihydroksidit MDH + 10% kalsiumkarbonaattia. Eristemateriaali oli ristisilloitettua polyeteeniä (XLPE). tävää metallihydroksidia ovat Alumiini(tri) daan jakaa kolmeen ryhmään: kineettiset, visyys (ε) ja materiaalikomponenttien palaTäytemateriaalista ole tietoa, mutta senhavaittiin havaittiinmislämmöt olevan pauttaen vesihöyryä. Niiden jahajoamisreaktio sitooTäytemateriaalista lämpöä ja hidastaa ei siten oleeitietoa, mutta sen olevanpalosuojaamatonta. palosuojaamatonta. hydraatti (ATH) Magnesium(di)hydraattermiset jatarvitsemat rakenteelliset. Aineen reaktionoc ). Pyrolyysimallin parametrit voidaan jakaa kolmeen(H ryhmään: kineettiset, termiset lämpötilanti (MDH). nousua.Niiden Vesihöyry laimentaa palamiskelpoisia kaasuja. endotermiset hajoamisrepeus lasketaan ns. Arrheniuksen kaavalla, ja Kineettiset parametrit estimoidaan yleenja saavuttamiseksi rakenteelliset. Aineen reaktionopeus ns.kolmeen Arrheniuksen kineettiset Pyrolyysimallin tarvitsemat parametrit lasketaan voidaan jakaa ryhmään: kaavalla, kineettiset, ja termiset oksidien suurin ongelma on, että halutun vaikutuksen palosuojaPyrolyysimallin tarvitsemat parametrit voidaan jakaa kolmeen ryhmään: kineettiset, termiset aktiot on esitetty kuvassa 1. Hajoamisreaktikineettiset parametrit (A, E ja N) ovat tämän sä typpikehässä tehdyistä TGA-kokeista, joisja rakenteelliset. Aineen reaktionopeus lasketaan ns. Arrheniuksen kaavalla, ja kineettiset (A, E ja N)muut ovat tämän kaavan kertoimia: uden tulisi olla suuri, jopa 35…65 % massasta.parametrit materiaalin jaTällöin rakenteelliset. Aineen reaktionopeus Arrheniuksen kaavalla, ja kineettiset oille kirjallisuudessa lämpötila-alukaavan kertoimia: pientä materiaalinäytettä lämmitetään taparametrit (A, E ja N) ovat tämän kaavanlasketaan kertoimia:sans. t yleensä heikkenevät. Esimerkiksiesitetyt komposiittimateriaaleissa metallihydroksidien parametrit (A, E jaNNN) ovat tämän kaavan kertoimia:saisella nopeudella, tyypillisesti 2–30 K/min, eet ja reaktiolämmöt on esitettymetallihydroksidien taulukosalentaa materiaalin lujuutta. Menetelminä massaosuuden N  ρ  E sa 1. On kuitenkin huomattava, saman fosforiin, massaa. TGA ja si on tutkittu niiden yhdistämistä mm. että punaiseen ρ   −  E  AN exp r = A r =silikoniin, (1) mitaten samalla näytteen  exp (1) (1) −   isiin, nanosaviin muihin hiiltyviin aineisiin [0,0,0] aineenja eri muodot ja tuotteet voivat poiketa   DSC mittaukset voidaan suorittaa samanaiρρ00   ρ 0   RT  E RT (1) suurestikin toisistaan, koska monet koetek- r = A ρ  exp − RT  kaisesti, mutta tällöin DSC-tulosten luotet 0 ntä palosuoja-aineena käytettävää metallihydroksidia ovat Alumiini(tri)hydraatti Termiset parametrit (k,ρ,c, H ρ,rr)Hovat ovatmateriaalissa materiaalissa tapahtuvan lämmönsiirron laskentaan niset seikat vaikuttavat tuloksiin. ATH on Termiset parametrit materitavuus kärsii. Muut parametrit voidaan estir) ovat Termiset parametrit (k, c, tapahtuvan lämmönsiirron laskentaan agnesium(di)hydraatti (MDH). Niiden endotermiset hajoamisreaktiot on esitetty käytettävän, yksiulotteisen lämmönjohtumisyhtälön kertoimia näistä kahdesta aineesta edullisempi, mut- ja aalissa tapahtuvan lämmönsiirron laskentaan moida kartiokalorimetritulosten avulla. käytettävän, yksiulotteisen lämmönjohtumisyhtälön kertoimia Hajoamisreaktioille kirjallisuudessa esitetyt lämpötila-alueet reaktiolämmöt on Termiset parametrit (k, c, ρ, Hr) ovat materiaalissa tapahtuvan lämmönsiirron laskentaan ta MDH on joissain sovelluksissa houkuttelämmönjohtumisukossa 1. On kuitenkin huomattava, että saman aineen erikäytettävän, muodot ja∂Tyksiulotteisen tuotteet lämmönjohtumisyhtälön käytettävän, yksiulotteisen kertoimia ∂ ∂T levampi sen korkeamman yhtälön eta suurestikin toisistaan, koska monethajoamislämpötikoetekniset seikat vaikuttavat (2) c tuloksiin. ∂T ρkertoimia ∂ =∂T k + q ′s′′ t x x ∂ ∂ ∂ ′ ′ ′ ρc sovelluksissa (2) + q ss = k TULOKSET äistä kahdesta aineestaJoskus edullisempi, muttayhdistetään. MDH on joissain lan vuoksi. aineita myös taineita ∂∂x myös ∂∂xT ∂T ampi sen ATH:lla korkeamman hajoamislämpötilan vuoksi. Joskus 35 % massasta muuttuu vedeksi ja missä ρc (2) + q ′s′′ = k (2) ATH:lla 35MDH:lla % massasta muuttuu vedeksi vastaavasti 31 ∂t%. ∂x ∂x vastaavasti 31 %. ja MDH:llamissä  Reaktiopolkujen määritys N N missä ′′′ q s ( x) = − ρ 0  rij ( x) H r ,ij (3) missä DSC-tulokset osoittivat, että kaapelin vaipN N mm N N rr i =1 j =1  ′ss′′( xreaktiosta qon ) = − ρ 00  rijij ( x)lähdetermi. H rr ,,ijij (3) (3) pamateriaalissa tapahtuu viisi fyysisen endotermisjohtuva Rakenteelliset parametrit liittyvät tuotteen N1m j = N ii = =1 j =11r rakenteen kuvaukseen yksinkertaistettuna mallina. Kaapelien tapauksessa niiden melko ta reaktiota. Reaktiolämpötilat ja mitatut q ′s′′( x) = johtuva − ρ 0  rij ( xrakenne ) H r ,ij  (3) monimutkainen sisäinen onRakenteelliset yksinkertaistettava joukoksi homogeenisia kerroksia. on reaktiosta lähdetermi. parametrit liittyvät tuotteen fyysisen on reaktiostai =johtuva lähdetermi. Raken- energiat on lueteltu taulukossa 2. TGA-ko1 j =1 Kuva 1. ATH ja MDH palosuoja-aineiden hajoamisreaktiot. rakenteen kuvaukseen yksinkertaistettuna mallina. Kaapelien tapauksessa niiden melko teelliset parametrit liittyvät tuotteen keiden perusteella kahdessa ensimmäisessä on reaktiosta johtuva lähdetermi. Rakenteelliset parametrit liittyvät tuotteen fyysisen Mallin parametreja määritettäessä on fyysihyvä pyrkiä mittaamaan suoraan niin monia monimutkainen sisäinen rakenne on yksinkertaistettava joukoksi homogeenisia kerroksia. º sen rakenteen kuvaukseen yksinkertaistettuna reaktiossa (< 200 C) ei tapahdu juurikaan materiaaliominaisuuksia kuin mahdollista. mallina. Suhteellisen helposti mitattavia ominaisuuksia rakenteen kuvaukseen yksinkertaistettuna Kaapelien tapauksessa niiden melko Kirjallisuudessa esitettyjä arvoja ATH:n ja MDH:n hajoamislämpötiloiksi ja tapauksessa ovat tiheys, reaktiolämpö jaon ominaislämpökapasiteetti. Lämmönjohtavuuden on ositmallina. Kaapelien niiden mel- massan muutosta. Reaktiot mittaus 3–5 ovat monimutkainen sisäinen rakenne yksinkertaistettava joukoksi homogeenisia kerroksia. öiksi. Mallin ko parametreja määritettäessä on on hyvä mittaamaan suoraan niin mahdollista esim. monille hyvin mikä hankalaa pienille ja monia monimutkainen sisäinen rakennusmateriaaleille rakenne yk- pyrkiä tain mutta päällekkäin, vaikeuttaa merkittämateriaaliominaisuuksia kuin mahdollista. Suhteellisen helposti mitattavia ominaisuuksia epäsäännöllisen muotoisille kaapelinäytteille. Reaktiolämmöt (H ) ja r,ij Mineraal Lähde Mallin sinkertaistettava joukoksi homogeenisia ker- pyrkiä västi havaittujen massanmuutosten ja entalparametreja määritettäessä on hyvä mittaamaan suoraan niin monia ominaislämpökapasiteetti (c)ominaislämpökapasiteetti. voidaan määrittää typpikehässäLämmönjohtavuuden tehdyistä DSC-kokeista. Tällöin reaktiolämpö ja mittaus iMATERIAALIT JA MENETELMÄT [0] [0] ovat [0,0] tiheys, roksia. pioiden yhteensovittamista. Kolmas reaktioon materiaaliominaisuuksia kuin mahdollista. Suhteellisen helposti mitattavia ominaisuuksia reaktiolämpö ja reaktion lämpötila-alue voivat antaa viitteitä näytteessä käytetyistä palosuojaATH T (ºC) 180-200 205 mahdollista 220 esim. monillemääritettäessä rakennusmateriaaleille mutta hyvin johonkin hankalaapolyolefiinisepienille ja Palosuojatunminsähkökaapelin käyttäytymisMallin parametreja on hyovat tiheys, reaktiolämpö ja pieni ominaislämpökapasiteetti. Lämmönjohtavuuden mittaus on (10-20 mg) liittyy näyte mahdollisesti asetetaan tasaisella nopeudella 1172 epäsäännöllisen 1170 aineista. DSC-kokeessa Hr (kJ/kg) 1300 muotoisille kaapelinäytteille. Reaktiolämmöt (H r,ij r,ij) ovatja lämmitettävään uuniin. Näytteen lämpötila pyritään pitämään samana uunissa olevan tä tutkittiin termogravimetrisen analyyvä pyrkiä mittaamaan suoraan niin monia oksen lisäaineeseen. Tällaisia lisäaineita mahdollista esim. monille rakennusmateriaaleille mutta hyvin kuin hankalaa pienille ja ominaislämpökapasiteetti (c) voidaan määrittää typpikehässä tehdyistä DSC-kokeista. Tällöin referenssimateriaalin lämpötila, tähän tarvittava mm. lämpömäärä mitataan. Mitatut energiat sin (TGA), differentiaalisen pyyhkäisykalomateriaaliominaisuuksia kuinjamahdollista. vahatReaktiolämmöt ja pehmittimet. Neljäs reaktio 2 epäsäännöllisen muotoisille kaapelinäytteille. (Hr,ijon ) ja reaktiolämpö ja reaktion antaa viitteitä näytteessä käytetyistä palosuojaskaalattava valittuunlämpötila-alue javoivat massaosuuksiin sopiviksi [0]. rimetrin (differential scanning calorimetry, Suhteellisen helpostireaktiopolkuun mitattavia liittyy todennäköisesti palosuoja-aineenTällöin haominaislämpökapasiteetti (c) voidaanominaisuukmäärittää typpikehässä tehdyistä DSC-kokeista. aineista. DSC-kokeessa pieni (10-20 mg) näyte asetetaan tasaisella nopeudella DSC) sekä kartio-kalorimetrin (ISO 5660-1) sia ovatjatiheys, reaktiolämpö ja ominaislämjoamiseen. Siihen liittyvä massanmuutos on reaktiolämpö reaktion lämpötila-alue voivat antaa viitteitä näytteessä käytetyistä palosuojalämmitettävään uuniin. Näytteen lämpötila pyritään pitämään samana kuin uunissa olevan aineista.pökapasiteetti. DSC-kokeessa pieni (10-20mittamg) 12.6…13.8 näyte asetetaan tasaisella janopeudella avulla. Näytemateriaalina toimi palosuojatLämmönjohtavuuden % kokonaismassasta mitattu referenssimateriaalin lämpötila, ja tähän tarvittava lämpömäärä mitataan. Mitatut energiat on . Kirjallisuudessa esitettyjä arvoja ATH:n ja MDH:n hajoamislämpötiloiksi 3 energia lämmitettävään uuniin.jaNäytteen lämpötila pyritään pitämään samana kuin uunissa olevan us on mahdollista esim. monille rakennus557 kJ/kg. Jos havaittu massanmuuskaalattava valittuun reaktiopolkuun ja massaosuuksiin sopiviksi [0]. öiksi. referenssimateriaalin lämpötila, ja tähän tarvittava lämpömäärä mitataan. Mitatut energiat materiaaleille mutta hyvin hankalaa pienille tos olisi ATH:n hajoamisessa syntyvää vet-on Mineraali Lähde skaalattava valittuun reaktiopolkuun ja massaosuuksiin sopiviksi [0]. ja epäsäännöllisen muotoisille kaapelinäyttä, niin reaktiolämmöksi tulisi 1397…1530 [2] [3] [4,5] teille. Reaktiolämmöt (Hr,ij) ja ominaisläm- kJ/kg. MDH:n reaktiolla reaktiolämmöksi ATH Tmin (ºC) 180–200 205 220 pökapasiteetti (c) voidaan määrittää typpitulisi 1246…1365 kJ/kg. Tulokset ovat hyHr (kJ/kg) 1300 1172 1170 3 MDH Tmin (ºC) 300–320 320 330 kehässä tehdyistä DSC-kokeista. Tällöin re- vin herkkiä massamuutokselle, mutta voi3 daan todeta, että MDH reaktiolla saadut arHr (kJ/kg) 1450 1598 1356 aktiolämpö ja reaktion lämpötila-alue voivat antaa viitteitä näytteessä käytetyistä palosuo- vot ovat lähempänä taulukossa 1 esitettyjä ja-aineista. DSC-kokeessa pieni (10–20 mg) kirjallisuusarvoja. Reaktiolämpöä varmemnäyte asetetaan tasaisella nopeudella lämmi- pi merkki MDH-palosuoja-aineen käytöstettävään uuniin. Näytteen lämpötila pyri- tä on kuitenkin suhteellisen korkea hajoatään pitämään samana kuin uunissa olevan mislämpötila. m

r

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

61


Kalsiumkarbonaatin (CaCO3) hajoamislämpötila on niin korkea (n. 840 ºC), että sen reaktio ei ole otettu mallissa huomioon.

Palosuoja-aineen hajoaminen ei luonnollisestikaan tuota palamiskelpoisia kaasuja vaan lähinnä vettä. Kartiokalorimetritulokset kuitenkin osoittavat, että hajoamisen alkuvaiheessa vapautuu palamiskelpoisiakin kaasuja. Tarkkaa tietoa niiden alkuperästä ei ole, mutta todennäköisesti ne syntyvät erilaisten lisäaineiden (vahat, pehmittimet) hajotessa. Kartiokalorimetri ei kuitenkaan sovellu kovin hyvin tämän kaltaiseen analyysiin. Parempi vaihtoehto olisi käyttää ilmailuteollisuuden tarpeisiin kehitettyä pienen mittakaavan palamiskalorimetria (Micro-scale Combustion Calorimeter, MCC), jonka avulla voidaan mitata palamisessa vapautuva lämpömäärä lämpötilan funktiona [9]. TGA- ja DSC-kokeiden perusteella lisäaineiden hajoaminen tapahtuu samaan aikaan MDH:n kanssa, ja reaktioita on vaikea erottaa toisistaan. Mallinnuksessa lisäaineiden hajoamisessa syntyvä polttoaine voidaan ottaa huo- muutosta suurempi. TGA:ssa näkyvä kolmas reaktio tapahtuu niin korkeassa lämpötilassa että sen suurempi. sisällyttämistä malleihin ei pidetty Vastaava prosessi toistettiin myö TGA:ssa näkyvä kolmas tarpeellisena. reaktio tapahtuu niin korkeassa lämpötilassa, mioon asettamalla osa syntyvistä tuotteista muutosta eristeja täytemateriaaleille. Niiden tulokset on esitetty kuvassa 4 ja parametrit lueteltu että sen sisällyttämistä malleihin ei pidetty tarpeellisena. Vastaava prosessi toistettiin myös vedeksi ja osa polttoaineeksi. Tämän toimenKuva 2. Vaippamateriaalin vaihtoehtoiset reaktiopolut. taulukossa 3. ja täytemateriaaleille. Niiden tulokset on esitetty kuvassa 4 ja parametrit lueteltu piteen vaikutusta tutkitaan toistamalla simu- eristetaulukossa 3. loinnit myös ilman lisäaineen palamiskelpoista hajoamistuotetta. Kaapelin vaippamateriaalille toteutettiin Kineettisten parametrien estimointi kolme vaihtoehtoista reaktiopolkua, jotka on esitetty kuvassa 2. ”Vaippa 1” on ns. yleinen Kineettiset parametrit estimoitiin TGA-datan ja geneettisen algoritmin avu malli, joka ei sisällä mitään oletuksia palosuovaippamateriaalin kolmelle reaktiomallille sekä täyte- ja eristemateriaaleille. Kaiki ja-aineen tyypistä. ”Vaippa 2” perustuu olemalleissa oletettiin yksinkertaisuuden vuoksi että reaktion kertaluku N = 1. Mallitulok tukseen, että palosuoja-aine on nimenomaan MDH:a, ja sen massaosuus on pyrittiin määritetty sovittamaan koetuloksiin neljällä eri lämmitysnopeudella (2-20 K/min) mal TGA:n avulla. ”Vaippa 3” on kaikkein yksiyleispätevyyden parantamiseksi. Tuloksena saadut parametrit on lueteltu taulukossa 3 tyiskohtaisin malli. Siinä materiaalikomposovitus esitetty kuvassa 3. Pelkästään koetulosten perusteella muodostettujen mallien “Vaip nenttien massaosuudet perustuvat valmista1”ottamatja “Vaippa 2” tulokset näyttävät hyvin samankaltaisilta, mutta kineettiset parametrit o jan ilmoittamiin osuuksiin, lukuun a) b) toki peruserilaiset. ”Vaippa 3” ei toista ensimmäisen reaktion kohdalla kokeellista TGA-käyr ta 10 % lisäainekomponenttia, joka a) Kuva b) 3. Kaapelin vaippamateriaalin TGA-tulokset 10 K/min a) TGA. b) koska 56 % MDH-sisältöä vastaava massanmuutos (17.4 %) lämmitysnopeudella: on paljon kokeessa havait tuu kokeellisiin havaintoihin. KalsiumkarboTGA:n aikaderivaatta. Kuva 3. Kaapelin vaippamateriaalin TGA-tulokset 10 K/min lämmitysnopeudella: a) TGA. b) naatin (CaCO3) hajoamislämpötila on niin TGA:n aikaderivaatta. korkea (n. 840 ºC), että sen reaktioita ei ole 5 otettu mallissa huomioon.

Kineettisten parametrien estimointi Kineettiset parametrit estimoitiin TGA-datan ja geneettisen algoritmin avulla vaippamateriaalin kolmelle reaktiomallille sekä täyte- ja eristemateriaaleille. Kaikissa malleissa oletettiin yksinkertaisuuden vuoksi että reaktion kertaluku N = 1. Mallitulokset pyrittiin sovittamaan koetuloksiin neljällä eri lämmitysnopeudella (2–20 K/min) mallin yleispätevyyden parantamiseksi. Tuloksena saadut parametrit on lueteltu taulukossa 3 ja sovitus esitetty kuvassa 3. Pelkästään koetulosten perusteella muodostettujen mallien ”Vaippa 1” ja ”Vaippa 2” tulokset näyttävät hyvin samankaltaisilta, mutta kineettiset parametrit ovat toki erilaiset. ”Vaippa 3” ei toista ensimmäisen reaktion kohdalla kokeellista TGAkäyrää, koska 56 % MDH-sisältöä vastaava 62

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

Kuva 4. TGA-tulokset kaapelin eriste- ja täytemateriaaleille. Kuva 4. TGA-tulokset kaapelin eriste- ja täytemateriaaleille.

Termisten parametrien estimointi kartiokalorimetrikokeista Termisten parametrien estimointi kartiokalorimetrikokeista Kartiokalorimetrimalli koostuu kolmesta hin kaapelimateriaalikerroksesta ja niiden massanmuutos (17.4 %) on paljon kokeessa ei pidetty tarpeellisena. Vastaava prosessialapuolell 3 olevasta alusmateriaalista, jonka ominaisuudet olivat ρ = 800 kg/m , k = 0.1 W/(m·K) ja c = Kartiokalorimetrimalli koostuuTGA:ssa kolmesta ja niiden alapuolella havaittua muutosta suurempi. nä- kaapelimateriaalikerroksesta toistettiin myös eriste- ja 3täytemateriaaleille. 1.0 kJ/(kg·K). Johtimia ei otettu mallissa huomioon. Kerrosrakenne on esitetty taulukossa olevasta alusmateriaalista, jonka olivat ρ = 800 = 0.1 4W/(m·K) kyvä kolmas reaktio tapahtuu niin ominaisuudet korkeassa Niiden tulokset on kg/m esitetty, kkuvassa ja pa- ja c = 43 3 3 ErikJ/(kg·K). komponenttien tiheydet ovat: (vaippa) 1373 kg/m , (eriste) 840 kg/m , (täyte) 1361 kg/m 1.0lämpötilassa, Johtimia ei otettu mallissa huomioon. Kerrosrakenne on esitetty taulukossa 4. että sen sisällyttämistä mallei- rametrit lueteltu taulukossa 3. 3 3 tehty ovat: symmetriseksi, jottakg/m mallia olisi 840 helpompi CFD-mallin EriKerrosrakenne komponenttienon tiheydet (vaippa) 1373 , (eriste) kg/m , soveltaa (täyte) 1361 kg/m3. kolmiulotteisissa joissa altistus tulla kappaleen eri puolilta. Kerrosrakenne on rakenteissa, tehty symmetriseksi, jottavoimallia olisi helpompi soveltaa CFD-mallin kolmiulotteisissa rakenteissa, joissa altistus voi tulla kappaleen eri puolilta. Vaippamateriaalin reaktiolämmöt ja lämpötilasta riippuva ominaislämpökapasiteett


Taulukko 3. Kaapelimallin kineettiset ja termiset parametrit. (*) Mitattu. (**) 500 ºC lämpötilaa vastaava arvo. Komponentt i 1

Termisten parametrien estimointi kartiokalorimetrikokeista

Yi A E N K C Hr Hc

Vaippa 1 0.14 5.431011 1.80105 1 0.05 2.32 (**) 3979 (*) 47000 (w/o soft.) 40000 (w. soft.) 0.0 0.86

Vaippa 2 0.45 7.771014 2.19105 1 0.06 3.35 (**) 1228 (*) 40000

Vaippa 3 0.56 2.471010 1.62105 1 0.07 2.83 (**) 991 (*) -

Eriste 1.0 1.961017 2.78105 0.80 0.05 0.8 100 45000

0.69 0.55

0.69 0.24

0.0 -

Täyte 1.0 5.93108 1.39105 1.87 0.42 2.12 115 28900

0.73 Komp 1→ Komp 2 A 6.011018 5.351018 8.161018 1.30108 E 3.0105 3.0105 3.00105 2.08105 N 1 1 1 1.76 0.55 0.28 0.02 0.46 νr K 0.15 0.25 0.30 0.58 C 2.32 (**) 3.35 (**) 2.83 (**) 0.8 Hr 238 (*) 382 (*) 605 (*) 4000 Hc 40000 33000 50000 40400 Jäännös K 0.08 0.08 0.05 - ilman lisäaineita 0.1 malliin parantaa palotehoennustetta mutta massanmuutoksen osalta malliin parantaa palotehoennustetta mutta massanmuutoksen osalta ilmantehty lisäa C 2.0 2.0 Malliparametrit 2.0 - samaa suuruusluokkaa 1.5 simulointi antaa paremman yhteensopivuuden. ovat simulointi antaa paremman yhteensopivuuden. Malliparametrit ovat samaa suu Ε 0.85 0.85 0.84 mallista riippumatta. Pääpiirteissään parametrien osalta koedataan sovitetut 1.0 mallit antavat riippumatta. Pääpiirteissään parametrien osalta CaCO3 mallista K 0.60 - koedataan - sovitetut ma melko samankaltaisia tuloksia palosuojamateriaalia koskevista oletuksista riippumatta. C samankaltaisia 2.0 melko tuloksia palosuojamateriaalia koskevista oletuksista riippum Ε 0.92 Komponentt i 2

νr Yi

Kartiokalorimetrimalli koostuu kolmesta kaapelimateriaalikerroksesta ja niiden alapuolella olevasta alusmateriaalista, jonka ominaisuudet olivat ρ = 800 kg/m3, k = 0.1 W/ (m∙K) ja c = 1.0 kJ/(kg∙K). Johtimia ei otettu mallissa huomioon. Kerrosrakenne on esitetty taulukossa 4. Eri komponenttien tiheydet ovat: (vaippa) 1373 kg/m3, (eriste) 840 kg/m3, (täyte) 1361 kg/m3. Kerrosrakenne on tehty symmetriseksi, jotta mallia olisi helpompi soveltaa CFD-mallin kolmiulotteisisTaulukko 4. Kaapelimallin kerrosrakenne. Taulukko 4. Kaapelimallin kerrosrakenne. sa rakenteissa, joissa altistus voi tulla kappaKerros Paksuus (mm) Materiaalit leen eri puolilta. Kuvassa 5 on esitetty kokeelliset simuloidut kartiokalorimetritulokset. Kokeessa Kerrosja Paksuus (mm) Materiaalit (massaosuus) Vaippamateriaalin reaktiolämmöt ja läm- kokonaismassanmuutos oli 69 g ja energiaa vapautui 2.2 MJ.(massaosuus) Malleissa massanmuutos oli 66 1 2.2 MJ/kg. 1Visuaalisen 2.5 Vaippa %) tarkastelun mallit, pötilasta riippuva ominaislämpökapasiteetti g ja energiaa vapautui 2.5 (100perusteella Vaippa (100 %) joissa lisäaineet ovat mukana, sopivat paremmin yhteen koetulosten kanssa, varsinkin kokeen alkupuolella. 2 5.0 Eriste (18 %) määritettiin DSC-kokeista. Ominaislämpö2 5.0 Eriste (18 %) Massanmuutoksen ennusteet ovat tarkkoja yleisellä mallilla ja 45 % MDH – mallilla. Täyte (82 %) kapasiteetin havaittiin kasvavan lineaarisesti Täyte (82 %) Valmistajan antamiin massaosuuksiin perustuvan mallin kohdalla lisäaineiden sisällyttäminen 3 2.5 Vaippa (100 %) huoneenlämpötilassa mitatusta arvosta 1.53 3 2.5 Vaippa (100 %) kJ/(kg∙K) arvoon 2.32 kJ/(kg∙K) 360 ºC:n 4 Alusmateriaali. 4 20 20 Alusmateriaali. 7 lämpötilassa. 500 ºC:n lämpötilaa vastaava arvo estimoitiin kuten muutkin parametrit. Hajoamisreaktioita alhaisemmissa lämpötiloissa havaittujen endotermisten reaktioiden (45 ja 153 ºC) reaktiolämmöt otettiin huomioon piikkeinä ominaislämpökapasiteetissa. Termiset parametrit estimoitiin malleille, joissa lisäaineet olivat mukana. Numeeriset tulokset on esitetty taulukossa 3. Eristeja täytemateriaalien parametrit pidettiin samoina kaikissa malleissa. Lisäaineiden ja palosuoja-aineen ominaisuudet olivat identtiset lukuun ottamatta palamislämpöä, joka lisäaineille oli 50 MJ/kg. Estimoinnin jälkeen karKuva 5. Mitatut ja simuloidut kartiokalorimetritulokset 50 kW/m2 säteilytasolla. Kuva 5. Mitatut ja simuloidut kartiokalorimetritulokset 50 kW/m2 säteilytasolla. Vasemmalla V tiokalorimetrisimuloinnit tehtiin viidellä eri paloteho ja oikealla massanmuutosnopeus. paloteho ja oikealla massanmuutosnopeus. mallilla, joissa eriste- ja täytemateriaalit olivat samat, mutta jotka vaippamateriaalin osalta erosivat seuraavasti: JOHTOPÄÄTÖKSET (1) Yleinen malli ilman lisäaineita: Vaippa 1 ilman ensim- JOHTOPÄÄTÖKSET  mäisen reaktion polttoainetta. (2) Yleinen malli lisäaineiden kanssa: Vaippa 1. (3) 45 % MDH lisäaineiden kanssa: Vaippa 2. (4) 56 % MDH ilman lisäaineita: Vaippa 3 ilman ensim mäisen reaktion polttoainetta. (5) 56 % MDH lisäaineiden kanssa: Vaippa 3.

Kuvassa 5 on esitetty kokeelliset ja simuloidut kartiokalorimetritulokset. Kokeessa kokonaismassanmuutos oli 69 g ja energiaa vapautui 2.2 MJ. Malleissa massanmuutos oli 66 g ja energiaa vapautui 2.2 MJ/kg. Visuaalisen tarkastelun perusteella mallit, jois-

sa lisäaineet ovat mukana, sopivat paremmin tuloksia palosuojamateriaalia koskevista oleTyössäpalosuojatun kehitettiin palosuojatun sähkökaapelin vaihtoehtoisia pyrolyysimalleja Työssä sähkökaapelin vaihtoehtoisia pyrolyysimalleja numeerisen yhteen kehitettiin koetulosten kanssa, varsinkin kokeen tuksista riippumatta. palosimuloinnin tarpeisiin. Mallien erilaisista reaktiopoluista ja parametreista hu palosimuloinnin tarpeisiin. Mallien erilaisista reaktiopoluista ja parametreista huolimatta ne alkupuolella. Massanmuutoksen ennusteet pystyivät toistamaan kartiokalorimetrissa mitatut palotehoja massanmuutosn pystyivät toistamaan kartiokalorimetrissa ovat tarkkoja yleisellä mallilla ja 45 % MDH mitatut paloteho- ja massanmuutosnopeuskäyrät melko tarkasti, koskamallille kullekin estimoitu omatparametrinsa. termiset pa melko tarkasti, koska kullekin oli mallille estimoituoli omat termiset JOHTOPÄÄTÖKSET – mallilla. Valmistajan antamiin massaosuukMallikohtaiset parametrit voivat siis kompensoida mallin periaatteellisia puutteita Mallikohtaiset voivatlisäaineiden siis kompensoida periaatteellisia puutteita tai virheitä, siin perustuvanparametrit mallin kohdalla Työssämallin kehitettiin palosuojatun sähkökaaainakin laboratoriomittakaavan kokeissa. Yllättävää oli, että valmistajan i ainakin laboratoriomittakaavan kokeissa. pelin Yllättävää oli, ettäpyrolyysimalleja valmistajan ilmoittamiin sisällyttäminen malliin parantaa palotehoenvaihtoehtoisia numassaosuuksiin perustuva malli ei tuottanutkaan parhaita tuloksia, vaan ne saati massaosuuksiin perustuva malli eiosalta tuottanutkaan parhaita tuloksia, vaan ne saatiin nustetta mutta massanmuutoksen il- meerisen palosimuloinnin tarpeisiin. Malli-puhtaasti koetuloksiin perustuvilla malleilla. koetuloksiin perustuvilla malleilla. man lisäaineita tehty simulointi antaa parem- en erilaisista reaktiopoluista ja parametreista man yhteensopivuuden. Malliparametrit huolimattamuovimateriaalin ne pystyivät toistamaan kartio- tarkka Työssä että havaittiin, että ovat palosuojatun syttymisajan Työssä havaittiin, palosuojatun muovimateriaalin syttymisajan tarkka simulointi samaa suuruusluokkaa mallista riippumatta. kalorimetrissa mitatut palotehoja massanedellyttää, että mallissa otetaan huomioon materiaalin alhaisissa lämpötilois edellyttää, että mallissa otetaan huomioon materiaalin alhaisissa lämpötiloissa Pääpiirteissään parametrien osalta muutosnopeuskäyrät melko tarkasti, koskahajoavat komponentit, kutenkoedataan pehmittimet ja tuottavat vahat, jotka tuottavat palamiskelpoisia kaas komponentit, kuten pehmittimet ja vahat, jotka palamiskelpoisia kaasuja sovitetut mallit antavat melko samankaltaisia kullekin mallille olihajoaa. estimoitu omat termisetsamassa lämpötilassa kuin uhrautuva palonsuojamateriaali lämpötilassa kuin uhrautuva palonsuojamateriaali hajoaa. PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

63


parametrinsa. Mallikohtaiset parametrit voivat siis kompensoida mallin periaatteellisia puutteita tai virheitä, ainakin laboratoriomittakaavan kokeissa. Yllättävää oli, että valmistajan ilmoittamiin massaosuuksiin perustuva malli ei tuottanutkaan parhaita tuloksia, vaan ne saatiin puhtaasti koetuloksiin perustuvilla malleilla. Työssä havaittiin, että palosuojatun muovimateriaalin syttymisajan tarkka simulointi edellyttää, että mallissa otetaan huomioon materiaalin alhaisissa lämpötiloissa hajoavat komponentit, kuten pehmittimet ja vahat, jotka tuottavat palamiskelpoisia kaasuja samassa lämpötilassa kuin uhrautuva palonsuojamateriaali hajoaa. Tulokset osoittavat, että palonleviämissimulointien kannalta olennaiset malliparametrit voidaan luotettavasti määrittää suhteellisen edullisilla laboratoriokokeilla. Simuloitavan materiaalin kemiallista koostumusta ei ole tulosten kannalta välttämätöntä tuntea tarkasti.

KIITOKSET Termogravimetriset kokeet teki Tuula Leskelä Aalto yliopistosta ja DSC-kokeet Lea Rä-

sänen VTT:ltä. Konsta Taimisalo ja Johan Mangs VTT:ltä avustivat kartiokalorimetrikokeiden suorittamisessa.

LÄHDELUETTELO 1. Matala, A., Hostikka, S. Materiaalien pyrolyysiparametrien estimointi kiinteän faasin reaktioille. Palontorjuntatekniikka, Pelastustieto, Palotutkimuksen päivät 2009. Palotutkimusraati, ss. 44–47. Palotutkimuksen päivät 2009, Hanasaaren kulttuurikeskus, Espoo, 25.–26.8.2009. 2. Hornsby, P. Fire-Retardant Fillers. In Wilkie, C.A., Morgan, A.B. Fire Retardancy of Polymeric Materials. Second edition. CRC Press (2010). pp 163–185. 3. Papazouglou, E. Flame retardants for plastics. In Harper, C.A. (edit) Handbook of building materials for fire protection. McGraw-Hill Handbooks. (2004). 4. Levchik, S. Introduction to flame retardancy and polymer flammability. In Morgan, A.B., Wilkie, C.A. (edit) Flame retardant polymer nanocomposites. Wiley (2007). 5. Lewin, M., Weil, E.D. Mechanisms and modes of action in flame retardancy of polymers. In Horrocks, A.R., Price, D. (edit) Fi-

re retardant materials. Woodhead publishing limited, England. (2001). 6. Matala, A., Hostikka, S. 2011. Fire Modelling of Flame Retardant Electrical Cable. 12th International Fire and Materials Conference. 31.1.–2.2.2011 San Francisco, USA. Interscience Communications, ss. 583–595. 7. Lautenberger, C., Rein, G., FernandezPello, C., (2006). The application of a genetic algorithm to estimate material properties for fire modeling from bench-scale fire test data. Fire Safety Journal 41: 204–214. 8. Matala, A., Hostikka, S. and Mangs, J. Estimation of pyrolysis model parameters for solid materials using thermogravimetric data. Fire Safety Science 9, 2009, pp. 1213–1223. 9. Lyon, R.E. & Walters, R.N. Pyrolysis combustion flow calorimetry. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 71: 27–46.

TÄHÄN JOTAKIN 64

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011


Johan Mangs ja Simo Hostikka, VTT, PL 1000, 02044 VTT

Liekin leviämisen nopeuden määrittäminen eri ympäristön lämpötiloissa kokeellisilla ja laskennallisilla menetelmillä Tiivistelmä Uudella koelaitteistolla on määritetty liekin leviämisnopeuden lämpötilariippuvuus sylinterisymmetrisillä koivupuu- ja PVC-kaapelinäytteillä lämpötila-alueella 22–271 oC. Vastaavia liekinleviämisskenaarioita on numeerisesti simuloitu käyttäen virtauskentän aksiaalisymmetristä ratkaisua yhdistettynä pyrolyysimalliin, jonka parametrit on arvioitu termogravimetri- ja kartiokalorimetrikokeista. Simulointimalli kykeni ennustamaan mitattuja liekinleviämisnopeuksia kokeellisten ja laskennallisten epävarmuuksien rajoissa.

JOHDANTO Liekin leviäminen jähmeän aineen pinnalla on edelleenkin palotekniikassa ongelma, johon täydellistä ratkaisua ei ole esitetty, vaikka aihe on ollut tutkimuksen kohteena maailman-laajuisesti vuosikymmeniä. Suomessa asia on viime vuosina ollut kansallisten ydinturvallisuus-tutkimusohjelmien paloturvallisuusprojektien keskeinen tutkimuskohde [14], ja mm. Palotutkimuksen päivillä 2009 oli kaksi aiheeseen liittyvää esitystä, ”Materiaalien pyrolyysi-parametrien estimointi kiinteän faasin reaktioille” [5] ja ”Uusi liekinleviämisen tutkimuslaite” [6]. Seuraavassa esitetään näihin aiheisiin liittyen uusia kokeellisia tuloksia sekä liekinleviämistulosten numeerista simulointia. Tässä työssä esitettävät simuloinnit poikkeavat monilta osin tyypillisistä insinöörisovel-

luksista. Tärkein ero on se, että palosimuloinnin tärkein reunaehto eli polttoaineen tuotto pyritään ennustamaan simuloinnin kuluessa. Lisäksi simuloinnit ovat numeeristen yksityiskohtien osalta melko kaukana käytännön sovelluksista. Liekin leviämisen simuloinnissa näytteen lämpenemistä ja termistä hajoamista kuvataan erityisten pyrolyysimallien avulla. Pyrolyysimallin parametrit saadaan pienen mittakaavan kokeiden (termogravimetri, differentiaalipyyhkäisykalorimetri, kartiokalorimetri) avulla. Liekin leviämistä simuloidaan pystysuoran sylinterisymmetrisen näytteen pinnalla eri ympäristön lämpötiloissa. Vertailemalla simulointituloksia uuden liekinleviämisen tutkimuslaitteen tuloksiin voidaan arvioida simulointimallin tarkkuutta.

KOKEELLISET MENETELMÄT Liekinleviämisen tutkimuslaite Liekinleviämisen tutkimuslaite on esitelty yksityiskohtaisesti viitteessä [7] ja tässä kerrataan lyhyesti pääkohdat. Pystysuora näyte esilämmitetään haluttuun lämpötilaan kierrättämällä kuumaa ilmaa laitteen sisällä, jonka jälkeen näytteen alaosa sytytetään pienellä propaanikaasupolttimella. Liekin leviämistä ylöspäin näytteen pinnalla seurataan mittaamalla lämpötiloja termopareilla, jotka on asetettu koskettamaan näytteen pintaa 100 mm:n välein pystysuunnassa. Liekin edetäs-

sä ylöspäin lämpötilakäyrät nousevat järjestyksessä (kuva 1a). Liekin leviämisnopeus määritellään syttymisrintaman etenemisnopeutena [8]. Tässä se päätellään mitatuista pintalämpötiloista määrittelemällä lämpötilakriteeri syttymisrintaman etenemiselle. Lämpötilakäyrien silmämääräinen tarkastelu osoittaa, että lämpötilan nousu on jyrkin noin 300 oC:n kohdalla, tai noin 400 oC:n kohdalla kokeissa missä ympäristön lämpötilaa on lähellä 300 oC. Määrittämällä hetki jolloin termopari tietyllä korkeudella ilmoittaa lämpötilan ylittäneen 300 oC saadaan kuvan 1b vasemmanpuoleinen käyrä. Alkupalon jälkeen syttymisrintama etenee vakionopeudella, ja sovittamalla suora tähän osaan saadaan liekin leviämisnopeus suoran kulmakertoimena. Liekin sammumisrintaman sijainti voidaan määrittää vastaavasti merkitsemällä hetki jolloin lämpötilakäyrä on selvästi laskemassa. Näytteen sammuminen ei kuitenkaan ole yhtä symmetrinen tapahtuma kuin syttyminen, erityisesti kaapelinäytteille, ja tämä johtaa suurempaan hajontaan korkeus–aika-piirroksessa. Sammumisvaiheessa termopari ei välttämättä enää ole hyvin määritellyssä kontaktissa näytteen pinnan kanssa, vaan saattaa olla hiiltymän ympäröimä tai vapaasti ilmassa jonkun välimatkan päästä näytteestä. Koska maksimilämpötilat vaihtelevat termoparista toiseen, sammumiskriteeriksi on valittu laskevien lämpötilakäyrien kohta, joka voidaan määrittää kaikille termopareille. Esimerkkinä PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

65


700 ) C o ( ila t ö p m ä L

2000

Koivu, Tkae = 197 oC

600 500

Koivu, Tka = 197 oC

1600 ) m 1200 (m s u e 800 k r o K 400

400 300 200 100 0

y = 25,6x - 697,4

y = 23,4x - 1846,9

syt sam

0

0

20 40 60 80 100 120 Aika kaasupolttimen sytyttämisestä (s)

140

0

20 40 60 80 100 120 140 160 Aika kaasupolttimen sytyttämisestä (s)

Taulukko 1. Liekinleviämiskokeiden pääpiirteet. Kaapelinäytteille on ilmoitettu johtimien b) a) lukumäärä x poikkipinta-ala. Näyte Koivu, pyörörima PVC kaapeli MCMK 4 × 1,5 mm2 PVC kaapeli MCMK 4 × 6 mm2

Halkaisija (mm)

Lämpötilaalue (ºC)

8 13

22–271 23–188

Propaanipolttimen teho (W) kesto (min) 200 1–1,5 520–600 1,7–6,2

18,5

23–195

520–600

1,7–6,2

c) Taulukko 1. Liekinleviämiskokeiden pääpiirteet. Kaapelinäytteille on ilmoitettu johtimien Kuva ja 1. PVC-kaapelinäytteiden Liekin leviäminen sylinterimäisellä koivupuunäytteellä. a)jalämpötila-aika käyriä,osuuden b) Koivupuuliekin leviämisnopeuden näytteen palavan lukumäärä x poikkipinta-ala. suorien sovitus syttymisen (syt) jasytyttämishetkellä sammumisen (sam) korkeus-aika kaavioihin, riippuvuus ympäristön lämpötilasta esitetään kuvissa 2 jac)3.näytteen Ilmavirtaus palava osuus ajan funktiona. Näyte LämpötilaPropaanipolttimen laitteessa säädetään pienemmäksi Halkaisija ennen näytteen sytyttämistä, minkä aikana ympäristö (mm) alue (ºC) teho (W) maksimikesto ja jäähtyy hieman. Kuvan 2 jana pisteiden oikealla puolella ilmoittaa laitteen (min) sytyttämislämpötilojen erotuksen. Pystysuorat virhejanat PVC-kaapelille ilmoittavat näille Liekinleviämiskokeiden tuloksia Koivu, pyörörima 8 22–271 200 1–1,5 määritetyn liekin leviämisnopeuden mittaustarkkuden ± 10 %. Korkeimmissa lämpötiloissa Liekinleviämiskokeita sylinterisymmetrisillä koivupuunäytteillä MCMK PVC kaapeli MCMK 4 ×suoritettiin 1,5 13 paloivat 23–188 520–600 1,7–6,2 sekä koivupuuettä PVC-kaapelinäytteet samanaikaisesti koko sekä pituudeltaan, ts. joiden eriste- ja yläpään vaippamateriaali PVC-muovia. Näytteet, lämpötila-alueet mm2sähkökaapeleilla syttymisrintama saavutti näytteen ennen onalaosan sammumista. Näissä tapauksissa ja propaanipolttimen teho ja kesto esitetään taulukossa 1. Koivunäytteet oli joko säilytetty palava osuus merkitty koko pituudeksi 2 m, vaikka pitemmän 1,7–6,2 näytteen 23–195 520–600 PVClaboratoriotilassa kaapelion MCMK 4 × 6näytteen 18,5 ilman kuivatusta (kosteus 6 %) tai kuivatettu 105 oC:n lämpötilassa ennen 2 tapauksessa olisi todennäköisesti pitempi. mm kokeenpalava alkua. osuus Alun perin 6 % kosteuden näytteet kuivuivat osittain kosteuteen 2,3-2,6 % esilämmityksessä 97-181 oC lämpötilaan. Kaapelikokeet suoritettiin näytteillä jotka oli

Liekin leviämisnopeus (mm/s)

Liekin leviämisnopeus (mm/s)

Liekin säilytetty leivämisnopeuden riippuvuus lämpötilasta on karkeasti laboratoriotilassa ilman ympäristön kuivatusta. Kaapelinäytteet vaativat hiemaneksponentiaalinen suuremman sytytystehon kuin koivupuunäytteet. Kaapelimateriaali pehmeni ja muutti muotoaan noin 200 sekä koivupuulle että PVC-kaapelille. Koska palava osuus päätellään liekin leviämisestä, o Koivupuuja PVC-kaapelinäytteiden liekin leviämisnopeuden jaliekinleviämiskokeita näytteen osuuden 2 palavan ei C lämpötilassa laboratoriouunikokeissa, minkä takia kaapelien näytteen tulos sama lämpötilariippuvuus on nähtävissä. PVC-kaapeli MCMK 4x6 mm o riippuvuus ympäristön sytyttämishetkellä esitetään kuvissa 2 ja 3. Ilmavirtaus o C lämpötilasta lämpötilassa. suoritettu yli 195 lämpötilassa 131 C on hieman yleisen trendin ulkopuolella, mikä saattaa johtua laitteessa säädetään pienemmäksi ennen näytteen sytyttämistä, minkä aikana ympäristö epäsymmetrisestä syttymisrintamasta. jäähtyy hieman. Kuvan 2 jana pisteiden oikealla puolella ilmoittaa laitteen maksimi- ja sytyttämislämpötilojen erotuksen. Pystysuorat virhejanat PVC-kaapelille ilmoittavat näille 70 30 Koivu, halk. 8leviämisnopeuden mm määritetyn liekin mittaustarkkuden ± 10 %. Korkeimmissa lämpötiloissa 60 PVC kaapeli MCMK sekä koivupuu- että PVC-kaapelinäytteet paloivat25 samanaikaisesti koko pituudeltaan, ts. Osittain 50 4 x 1.5 mm2 syttymisrintama kuivattu saavutti näytteen yläpään ennen alaosan sammumista. Näissä tapauksissa 4 x 6 mm2 20 40 palava osuus on merkitty näytteen koko pituudeksi 2 m, vaikka pitemmän näytteen Kuivattu tapauksessa palava osuus olisi todennäköisesti3pitempi. 15 30 20

10

Liekin leivämisnopeuden riippuvuus ympäristön lämpötilasta on karkeasti eksponentiaalinen sekä10 koivupuulle että PVC-kaapelille. Koska palava osuus päätellään liekin leviämisestä, 5 sama0 lämpötilariippuvuus on nähtävissä. PVC-kaapeli MCMK 4x6 mm2 näytteen tulos 0 0 50 131100oC 150 200 250 300 trendin ulkopuolella, mikä saattaa johtua lämpötilassa on hieman yleisen 0 50 100 150 200 250 Ympäristön lämpötila kaasupolttimen Ympäristön lämpötila kaasupolttimen epäsymmetrisestä syttymisrintamasta. sytyttämishetkellä (oC) o sytyttämishetkellä ( C)

60

a) Koivu, halk. 8 mm

30

Liekin leviämisnopeus (mm/s)

Liekin leviämisnopeus (mm/s)

70

25

b)

PVC kaapeli MCMK

Osittain 4 x 1.5 mm2 Kuva502. Liekin leviämisnopeus 2 m pitkillä pystysuorilla näytteilla ympäristön lämpötilan kuivattu 4 x 6 mm2 20 funktiona a) koivupuurima, halkaisija 8 mm, b) PVC kaapeli MCMK. 40 Kuivattu

30 20 10

15

Mallin kuvaus

5

o

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011 4

LASKENNALLISET MENETELMÄT

10

esitetään kuvassa 1b oikeanpuoleinen käyrä tymisrintama saavuttaa näytteen yläosan, pa0 4 0 0 50 100 200 250 li-300 lava osuus pienenee. lämpötilakriteerillä 500 o150 C. Vähentämällä 0 50 100 150 200 250 Ympäristön lämpötila kaasupolttimen Ympäristön lämpötila kaasupolttimen neaarinen sammumiskorkeus sytyttämishetkellä (osyttymiskorkeC) sytyttämishetkellä ( C) udesta saadaan näytteen likimääräinen palava osuus (pituus), kutena)kuvassa 1c. Alussa pa- Liekinleviämiskokeiden b) tuloksia lava osuus kasvaa, jonkun ajan kuluttua palo Kuva 2. Liekin leviämisnopeus 2 m pitkillä näytteilla ympäristön lämpötilan sammuu näytteen alaosassa, ja käyrän tasai- pystysuorilla Liekinleviämiskokeita suoritettiin sylinfunktiona a) koivupuurima, halkaisija 8 mm, b) PVC kaapeli MCMK. nen osuus kuvaa tilannetta missä vakiopitui- terisymmetrisillä koivupuunäytteillä sekä nen palava osuus nousee ylöspäin. Kun syt- MCMK sähkökaapeleilla joiden eriste- ja 66

vaippamateriaali on PVC-muovia. Näytteet, lämpötila-alueet ja propaanipolttimen teho ja kesto esitetään taulukossa 1. Koivunäytteet oli joko säilytetty laboratoriotilassa ilman kuivatusta (kosteus 6 %) tai kuivatettu 105 oC:n lämpötilassa ennen kokeen alkua. Alun perin 6 % kosteuden näytteet kuivuivat osittain kosteuteen 2,3-2,6 % esilämmityksessä 97–181 oC:n lämpötilaan. Kaapelikokeet suoritettiin näytteillä jotka oli säilytetty laboratoriotilassa ilman kuivatusta. Kaapelinäytteet vaativat hieman suuremman sytytystehon kuin koivupuunäytteet. Kaapelimateriaali pehmeni ja muutti muotoaan noin 200 oC:n lämpötilassa laboratoriouunikokeissa, minkä takia kaapelien liekinleviämiskokeita ei suoritettu yli 195 oC:n lämpötilassa. Koivupuu- ja PVC-kaapelinäytteiden liekin leviämisnopeuden ja näytteen palavan osuuden riippuvuus ympäristön lämpötilasta sytyttämishetkellä esitetään kuvissa 2 ja 3. Ilmavirtaus laitteessa säädetään pienemmäksi ennen näytteen sytyttämistä, minkä aikana ympäristö jäähtyy hieman. Kuvan 2 jana pisteiden oikealla puolella ilmoittaa laitteen maksimi- ja sytyttämislämpötilojen erotuksen. Pystysuorat virhejanat PVC-kaapelille ilmoittavat näille määritetyn liekin leviämisnopeuden mittaustarkkuden ± 10 %. Korkeimmissa lämpötiloissa sekä koivupuu- että PVC-kaapelinäytteet paloivat samanaikaisesti koko pituudeltaan, ts. syttymisrintama saavutti näytteen yläpään ennen alaosan sammumista. Näissä tapauksissa palava osuus on merkitty näytteen koko pituudeksi 2 m, vaikka pitemmän näytteen tapauksessa palava osuus olisi todennäköisesti pitempi. Liekin leivämisnopeuden riippuvuus ympäristön lämpötilasta on karkeasti eksponentiaalinen sekä koivupuulle että PVC-kaapelille. Koska palava osuus päätellään liekin leviämisestä, sama lämpötilariippuvuus on nähtävissä. PVC-kaapeli MCMK 4x6 mm2 näytteen tulos lämpötilassa 131 oC on hieman yleisen trendin ulkopuolella, mikä saattaa johtua epäsymmetrisestä syttymisrintamasta.

Numeerinen palosimulointi suoritettiin Fire Dynamics Simulator (FDS) -ohjelmistolla yhdistettynä materiaalien pyrolyysimalleihin. Koelaitteen simuloinneissa laskenta-alueen alareunaan kiinnitettiin vakioilmavirtausnopeus 0,3 m/s ylöspäin, ja vakiolämpötila pystysuoraan ulkoreunaan. Laskenta-alueen yläreuna jätettiin avoimeksi. Avoimen tilan simuloinneissa kaikki kolme reunaa jätettiin avoimiksi. Näyte sijoitettiin alueen keskiak-


ks

missä ns,αβ, As,αβ ja Es,αβ ovat kineettisiä kertoimia.

s

∂r

R

=  k g + ε q r′,in − εσT s  ∂r  R

Palava osuus (m)

Palava osuus (m)

Koivumateriaalissa oletettiin tapahtuvaksi kaksi rinnakkaista reaktiota: puun muuttuminen 2,0 2,5 missä johtavuus, ε on pinna disteet kvapautuvat heti kiinteästä kaasufaag on kaasufaasin kaapeli MCMK hiileksi ja kaasumaiseksi polttoaineeksi sekä kosteudenPVCmuuttuminen vesihöyryksi. Mallien Koivu, halk. 8 mm 2 siin, kiinteä aine ja höyrystyvät yhdisteet ovat 1,5 kineettiset jaIlman termiset parametrit määritettiin geneettisellä algoritmilla [9], joka minimoi 4 x 1.5 mm2 kuivausta 4Kineettiset x 6 mm2 paikallisessa lämpötasapainossa, kokeellisen Kuivattu ja laskennallisen datan välisen eron. parametrit määritettiin 1,5 Pyrolyysimalli olettaa, että kaasumaihöyrystyvät yhd 1,0 set yhdisteet eivät nesteydy ja että huokoitermogravimetrisellä kokeella (TGA) typpikaasussa, missä noin 20 mg näyte lämmitetään kiinteä aine ja höyrystyvät yhdisteet ovat 1 suudella ei ole vaikutusta. Kemiallinen lähtasaisella nopeudella ja samalla mitataan näytteen hajoamisesta johtuva massahäviö. Kuvassa 0,5 yhdisteet eivät nesteydy ja että huokoisuudella determi on 0,5 4a esitetään kokeelliset ja laskennalliset TGA-käyrät koivupuunäytteelle kahdella 0,0 lämmitysnopeudella. Lämpötilariippuva ominaislämpö c ja reaktiolämpö määritettiin p 0 N m N r,α 100 200 300 erillisellä 0differentiaalipyyhkäisykalorimetrikokeella. parametrit määritettiin 0 Muut termiset 50 100 150 200 q  ′ ′ = − ρ Ympäristön lämpötila kaasupolttimen 0   rαβ H r,αβ  (3) s s 2 Ympäristön lämpötila kaasupolttimen kartiokalorimetrikokeen massahäviönopeudesta. Koe suoritettiin 50 kW/m säteilytystasolla sytyttämishetkellä (oC) α =1 β =1 sytyttämishetkellä ( C) sekä typessä että ilmassa. Mallisovituksen vertailu koetulokseen esitetään kuvassa 4b. a) lukumäärästä huolimatta sovituksen ja koetuloksen Säädettävien parametrien yhteensopivuus missä ρs0 on alkuperäinen kerrostiheys, Hr,αβ b) ρs0 on alkuperäinen Hr,αβjaon materi missä on vain tyydyttävä. Syttymisaika ja keskimääräinen palamisnopeus ovat lähellä mitattuja, on materiaalin α reaktionkerrostiheys, β reaktiolämpö reaktionopeus Kuva 3. Palava osuus 2 m pitkillä pystysuorilla näytteillaon ympäristön lämpötilan funktiona: a) vastaava mutta ensimmäinen huippu massanmuutosnopeudessa selvästi ennustetettu liian korkeaksi rαβ vastaava reaktionopeus koivupuurima, halkaisija 8 mm, PVC kaapeli MCMK. typessä. Puun huokoisuuden ja b) kuitujen kaksiulotteisuuden kuvaaminen mallissa paremmin n ρ  E saattaisi edistää yhteensopivuutta. Mallin parametrit esitetään taulukossa 2.  rαβ =  s,α  As ,αβ exp − s,αβ (4) RTs  ρ    s0  LASKENNALLISET MENETELMÄT o

s ,αβ

missä nns,αβ As,αβ ja EEs,αβ ovat kineettisiä kineettisiäkertoimia. kermissä s,αβ,, A s,αβ ja s,αβ ovat

Mallin kuvaus

toimia.

Koivumateriaalissa oletettiin tapahtuvaksi kaksi rinna hiileksi ja kaasumaiseksi polttoaineeksi sekä kosteude Koivumateriaalissa oletettiin tapahtuvaksi kineettiset ja termiset parametrit määritettiin geneett kaksi rinnakkaista reaktiota: puun muuttukokeellisen ja laskennallisen datan välisen eron. minen hiileksi ja kaasumaiseksi polttoaineektermogravimetrisellä kokeella (TGA) typpikaasussa, m si sekä kosteuden muuttuminen vesihöyryktasaisella nopeudella ja samalla mitataan näytteen hajoa si. Mallien kineettiset ja termiset parametrit TGA4a esitetään kokeelliset ja laskennalliset 2,5 lämmitysnopeudella. Lämpötilariippuva ominaislämp määritettiin geneettisellä algoritmilla [9], joPVC kaapeli MCMK Koivu, halk. 8 mm erillisellä differentiaalipyyhkäisykalorimetrikokeella. M ka minimoi kokeellisen ja laskennallisen daa) b) 2 ∂T 1 ∂  ∂T  1,5 4 x 1.5 mm2 Ilman kuivausta ρ sc s s =  rk s s  + q s′′ kartiokalorimetrikokeen massahäviönopeudesta. Koe s 2,0 tan välisen Kineettiset parametrit mää4 x 6eron. mm2 2,5 r ∂r  ∂r  ∂t Kuivattu (1) sekä1,5 typessä ettäMCMK ilmassa. Mallisovituksen vertailu PVC kaapeli 1,0 Koivu, halk. 8 mm ritettiin termogravimetrisellä kokeella (TGA) 2,0 Säädettävien parametrien lukumäärästä huolimatta sovi 2 2,5 1,5 1 Kuva 4. Kokeelliset (Exp) ja laskennalliset (FDS) tulokset a) TGA 4 x 1.5 mm2 Ilmankoivupuulle: kuivausta typpikaasussa, missä noin 20 mg näyte lämPVC kaapeli MCMK on vain tyydyttävä. Syttymisaika ja keskimääräinen ja k ovat näytteen tiheys, ominaislämpö ja lämmönjohtavuus. Reunaehto missä ρs, cKoivu, halk. 0,5 s s 8 mm 4 x 6 mm2 lämmitysnopeuksilla 2 ja 20 K/min typpikaasussa; b) Kartiokalorimetrin massahäviönopeusmutta Kuivattu 1,5 mitetään tasaisella nopeudella ja samalla mi0,5 2 ensimmäinen huippu massanmuutosnopeudessa o näytteen 1,5 pinnalla (r = R) on 1,0 2 Ilmankohden kuivausta (MLRPUA) säteilytystasolla 50 kW/m .4 x 1.5 mm2 pinta-alayksikköä typessä. Puun huokoisuuden ja johtuva kuitujenmaskaksiulotteisu tataan näytteen hajoamisesta 0,0 4 x 6 mm2 1 0 Taulukko 2. Koivupuun materiaalimallin parametrit. 0 Kuivattu 1,5 100 200 300 saattaisi Mallin parametrit esit 0,5 sahäviö. Kuvassa 4a esitetään kokeelliset 0 edistää 50yhteensopivuutta. 100 150 200ja ∂T1,0  ∂T g 4 Ympäristön lämpötila kaasupolttimen s 0,5 Ympäristön lämpötila kaasupolttimen k s Symboli =  k g Parametri + ε q r′,in − εσT s  Kosteus Koivupuu oC)Hiili sytyttämishetkellä ( laskennalliset TGA-käyrät koivupuunäytteel1 sytyttämishetkellä (oC) ∂Reaktion r  R (1/s) 7,513 × 1011 taajuustekijä 1 0,0 × 1013 A∂s,xr R  (2) 0,5 le kahdella lämmitysnopeudella. Lämpötila0 5 5 1,61100 × 10a) Reaktion aktivoitumisenergia 1 × 10 0 200 300 Es,x 0,5 0 50 150 200 b) 100 riippuva ominaislämpö cp ja reaktiolämpö Ympäristön lämpötila kaasupolttimen (J/mol) Ympäristön lämpötila kaasupolttimen o  ′ ′ missä0,0 kg on kaasufaasin johtavuus, ε on pinnan emissiivisyys ja qrsytyttämishetkellä ( C) ,in tuleva säteilyvuo. o määritettiin erillisellä differentiaalipyyhkäisysytyttämishetkellä ( C) Reaktion kertaluku 1,0 3,12 ns,x 0 200 3003. Palava osuus 2 m pitkillä pystysuorilla näytteilla Kuva ympäristön lämpötilan funktiona: a) Muut termiset parametHiilen 100 saanto 0,0 0 0,22 50 100 150 kalorimetrikokeella. 200 νs,x 0 Ympäristön lämpötila kaasupolttimen a) koivupuurima, halkaisija 8 mm, lämpötila b)kaasufaasiin, PVC kaapeli MCMK. Pyrolyysimalli olettaa, että höyrystyvät yhdisteet vapautuvat heti kiinteästä Ympäristön kaasupolttimen b) Polttoaineen saanto 0,0 0,78 o rit määritettiin kartiokalorimetrikokeen masνg,x,f sytyttämishetkellä ( C) sytyttämishetkellä (oC) kiinteä aine ja Veden höyrystyvät lämpötasapainossa, kaasumaiset saanto yhdisteet ovat paikallisessa 1,0 0,0 νg,x,w sahäviönopeudesta. Koe suoritettiin 50 kW/ yhdisteet eivät nesteydy ja että huokoisuudella Kuva ei ole vaikutusta. Kemiallinen lähdetermi on 3. Palava osuus 2 m pitkillä näytteilla ympäristönsekä lämpötilan funktiona: 4,19 cs,x Ominaislämpö 1,20 (20 °C) 0,76 pystysuorilla (235 °C) m2 säteilytystasolla typessä että ilmassa.a) a) (kJ/kg⋅K) LASKENNALLISET MENETELMÄT 6 b) koivupuurima,1,36 halkaisija 8 mm, b) PVC kaapeli MCMK. (180 °C) 0,82 (260 °C) Mallisovituksen vertailu koetulokseen esiteN m N r,α 1,42 (210 °C) 0,94 (300 °C) qs′′ = − ρ s0   rαβ H r,αβ Mallin kuvaus tään kuvassa 4b. Säädettävien parametrien Kuva 3. αPalava osuus 2 m pitkillä pystysuorilla näytteilla ympäristön1,10 lämpötilan a) =1 β =1 (450 °C) a) sovituksen ja koe(3) funktiona: lukumäärästä huolimatta LASKENNALLISET MENETELMÄT Reaktiolämpö 2410 MCMK. 315 Hr,s,x koivupuurima, halkaisija 8(kJ/kg) mm, b) PVC kaapeli Numeerinen palosimulointi suoritettiin Fire Dynamics Simulator (FDS) -ohjelmistolla 3 tuloksen yhteensopivuus on vain tyydyttävä. Palamislämpö (kJ/kg) 0 14,5 × 10 yhdistettynä materiaalien pyrolyysimalleihin. Koelaitteen simuloinneissa laskenta-alueen Syttymisaika jaylöspäin, keskimääräinen palamisnopePinnan emissiivisyys 0,8 kuvaus 0,85 0,95 Mallin εv,x Kuva Kokeelliset (Exp)jaja laskennalliset (FDS) tulok alareunaan kiinnitettiin vakioilmavirtausnopeus 0,34. m/s vakiolämpötila 5 us ovat lähellä mitattuja, mutta ensimmäinen 0,58 ks,x lämmitysnopeuksilla 2 ja 20 K/min typpikaasussa; b) Ka Lämmönjohtavuus (W/m⋅K) 0,2 (20 °C) 0,065 (20 °C) pystysuoraan ulkoreunaan. Laskenta-alueen yläreuna jätettiin avoimeksi. Avoimen tilan LASKENNALLISET MENETELMÄT Numeerinen palosimulointi suoritettiin Dynamics Simulator -ohjelmistolla pinta-alayksikköä kohden(FDS) (MLRPUA) säteilytystasolla 5 0,4 kaikki (400 °C) kolme 0,2 (500 °C) Fire huippu massanmuutosnopeudessa onalueen selvässimuloinneissa reunaa jätettiin avoimiksi. Näyte sijoitettiin yhdistettynä materiaalien pyrolyysimalleihin. Koelaitteen simuloinneissa laskenta-alueen 1000 606 133 Tiheys (kg/m3) ρx yksiulotteisesta lämmönjohtavuuskeskiakselille. Näytteen sisäinen lämpötila Ts ratkaistiin ti ennustetettu liian korkeaksi typessä. Puun Mallin kuvaus alareunaan kiinnitettiin vakioilmavirtausnopeus 0,3 m/s ylöspäin, vakiolämpötila Alkuperäinen massaosuus 0,01 / 0,0 suunnassa 0,99kohtisuoraan 0,0 Ys,x yhtälöstä näytteen pintaa huokoisuuden vastaan ja kuitujenjakaksiulotteisuu(kg/kg) pystysuoraan ulkoreunaan. Laskenta-alueen yläreuna jätettiin avoimeksi. Avoimen tilan den kuvaaminen mallissa paremmin saattaiNumeerinen palosimulointi suoritettiinsimuloinneissa Fire ∂TDynamics Simulator (FDS) -ohjelmistolla kaikki kolme reunaa jätettiin avoimiksi. Näyte sijoitettiin alueen  T  1 ∂ ∂ si edistää yhteensopivuutta. Mallin parametρ sc s s =  rk s ssisäinen  + q s′′ lämpötila T ratkaistiin keskiakselille. yksiulotteisesta lämmönjohtavuusyhdistettynä materiaalien pyrolyysimalleihin. laskenta-alueen s r ∂Näytteen r r  ∂tKoelaitteen ∂simuloinneissa (1) esitetään taulukossa 2. Simulointituloksia yhtälöstä suunnassa kohtisuoraan näytteen pintaa rit vastaan alareunaan kiinnitettiin vakioilmavirtausnopeus 0,3 m/s ylöspäin, ja vakiolämpötila Palava Palava osuus (m) osuus (m)

Palava osuus (m)

Palava osuus (m) Palava osuus (m)

Palava osuus (m)

Numeerinen palosimulointi suoritettiin Fire Dynamics Simulator (FDS) -ohjelmistolla yhdistettynä materiaalien pyrolyysimalleihin. Koelaitteen simuloinneissa laskenta-alueen alareunaan kiinnitettiin vakioilmavirtausnopeus 0,3 m/s ylöspäin, ja vakiolämpötila pystysuoraan ulkoreunaan. Laskenta-alueen yläreuna jätettiin avoimeksi. Avoimen tilan simuloinneissa kaikki kolme reunaa jätettiin avoimiksi. Näyte sijoitettiin alueen keskiakselille. Näytteen sisäinen lämpötila Ts ratkaistiin yksiulotteisesta lämmönjohtavuusyhtälöstä suunnassa kohtisuoraan näytteen pintaa vastaan 2,0

pystysuoraan ulkoreunaan. Laskenta-alueen yläreuna avoimeksi. Avoimen tilan ja lämmönjohtavuus. Reunaehto ρs, cjas lämmönjohtavuus. ja jätettiin k s ovat näytteen tiheys, ominaislämpö Esitetyn mallin validoimiseksi koivupuunäytteiden liekinleviämiskokeita. selille. Näytteen sisäinen lämpötilasimuloitiin Ts rat- missä naislämpö Reunaehto Ts pinnalla  (r = ∂laskentapisteessä 1 ∂avoimiksi. ∂TR) simuloinneissa kolme reunaa jätettiin sijoitettiin alueen s on Näyte ylimpänä näytteen Syttymisrintaman kaikki sijainti jokaisessa ajallisessa määritettiin cs = pinnalla  rk s = R)  + q s′′ kaistiin yksiulotteisesta lämmönjohtavuus- ρ snäytteen Simulointituloksia r ∂r  (r r  on ∂syttymisrintamasijainnit Simuloidut korkeutena missä palamisnopeus ylitti 0,001 kg/m yksiulotteisesta lämmönjohtavuuskeskiakselille. Näytteen sisäinen lämpötila T∂s 2ts.ratkaistiin (1) 6 yhtälöstä suunnassa kohtisuoraan näytteen koivuriman halkaisijoilla 2-10 mm ympäristön esitetään kuvassa 5a avoimen tilan tapuksessa ∂ T yhtälöstä suunnassa kohtisuoraan näytteen pintaa vastaan ∂ T   4 g s = alkuvaihe, kg + ε qjonka T s  liekin(2) Esitetyn mallin validoimiseksi simuloitiin pintaa vastaan 20 oC. Jokaisessa käyrässä on k skiihtyvä lämpötilassa jälkeen r′, in − εσ missä∂rρtai ominaislämpö ja lämmönjohtavuus. Reunaehto s,R c s ja ∂kr s ovat näytteen  R tiheys, leviämisnopeus hidastuu hieman ja saavuttaa vakiolähes vakionopeuden. Sovittamalla  koivupuunäytteiden liekinleviämiskokeita. (2) näytteen pinnalla (r = R) on T  T  ∂ 1 ∂ ∂ liekin leviämisnopeuden riippuvuus näytteen s (1) Syttymisrintaman sijainti jokaisessa ajallisessa ρ ssuora c s s jälkimmäiseen =  rk s osaan  + qsaadaan s′′ halkaisijasta. 5b simuloitujen missä ja kokeellisten tulosten vertailu. Kuvassa on emissiivisyys ja q ′′ tuleva säteilyvuo. r Kuvassa ∂t ∂r  ∂resitetään  johtavuus, ε ɛononpinnan kkg on  missä onkaasufaasin kaasufaasin johtavuus, pinlaskentapisteessä r ,inmääritettiin ylimpänä kor(1) ∂T g myös simuloitu ja kokeellinen liekin leviämisnopeus 2 m:n4 laitteessa. ∂Ts 8 gmm  koivunäytteelle emissiivisyys jaε qlähellä keutena missä palamisnopeus ylitti 0.001 kg/ k snan5,5-10 =  kmm +  r′,in −tuleva εσtoisiaan, T s säteilyvuo.  mutta g Simuloidut ja mitatut leviämisnopeudet alueella ovat  ∂Pyrolyysimalli r R  ∂rolettaa, Pyrolyysimalli että yhdisteet kiinteästä kaasufaasiin,  Ron vain missä ρρ ja sk sja ovat tiheys, omiolettaa, ettähöyrystyvät höyrystyvät yh- Reunaehto m2s.vapautuvat Simuloidutheti syttymisrintamasijainnit esikiinnostavasta vaiheesta, ts. missä halkaisijan vaikutus nopeuteen on s, sc, s c (2) k snäytteen ovat näytteen tiheys, ominaislämpö ja merkittävä, lämmönjohtavuus. missä kiinteä aine ja höyrystyvät yhdisteet ovat paikallisessa lämpötasapainossa, kaasumaiset laskettuja arvoja. näytteen pinnalla (r = R) on yhdisteet eivät nesteydy ja että huokoisuudella ei ole vaikutusta. Kemiallinen lähdetermi on missä kg on kaasufaasin johtavuus, ε on pinnan emissiivisyys ja q r′′,in tuleva säteilyvuo. PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011 67 N N ∂Ts  ∂T g  qs′′ = − ρ s0  olettaa, rαβ H r,αβ että höyrystyvät yhdisteet vapautuvat heti kiinteästä kaasufaasiin, k = k + ε q ′ − εσT 4  Pyrolyysimalli m

r,α


a)

b)

Kuva 5. a) Lasketun syttymisrintaman sijainti avoimen tilan simuloinneissa näytteiden halkaisijoilla D = 2-10 mm; b) Liekin leviämisnopeuden riippuvuus näytteen halkaisijasta. Exp. on kokeellinen ja FDS laskennallinen tulos.

Mallin kyky ennustaa miten liekin leviämisnopeus riippuu ympäristön lämpötilasta tarkistettiin laskemalla tapauksia huoneenlämpötilasta 250 oC:een asti. Jokaisessa simuloinnissa systeemin alkulämpötila määriteltiin samaksi kuin ympäristön lämpötila. Siten simulointi ei pysty käsittelemään mahdollisia tasapainosta poikkeavia alkuolosuhteita. Toinen epävarmuustekijä liittyy korkeimpiin ympäristölämpötiloihin. Kuten nähdään kuvasta 4a, puun pyrolyysi alkaa noin 250 oC:n lämpötilassa. Kokeissa lämmitysnopeus ennen sytyttämistä on hidas, noin 5K/min, ja pyrolyysin alkaminen näytteessä jo esilämmityksen a) b) aikana on mahdollista. Simuloinneissa näyte on aina neitseellisessä alkutilassa ympäristön o Kuva 6. a) Lasketun syttymisrintaman sijainti 2 250 m näytteiden simuloinneissa eri ympäristön C alkulämpötilan lämpötilasta riippumatta. Tämä saattaa aiheuttaa reaktionopeushuipun b) Liekin leviämisnopeuden riippuvuus ympäristön lämpötilasta. Exp. on lämpötiloissa T ∞, simuloinnin alussa. kokeellinen ja FDS laskennallinen tulos. Ennustetut liekinleviämisnopeudet eri alkulämpötiloissa esitetään kuvassa Alun kiihtyvän JA JOHTOPÄÄTÖKSET tetään kuvassa 5a avoimen tilan tapuksessa teessä jo esilämmityksen aikana on mahdol-6a.YHTEENVETO vaiheen kesto on yleensä pitempi kuin kokeissa havaittu ja liekin leviämisnopeus tämän koivuriman halkaisijoilla 2–10 mm ympä- lista. Simuloinneissa näyte on aina neitseelli- Uudella liekinleviämisen tutkimuslaitteella oC. vaiheen on20suurempi kuin mitatut nopeudet. Kiihtyvän vaiheen havaitaan ristönlopussa lämpötilassa Jokaisessa käyrässessä JOHTOPÄÄTÖKSET alkutilassa ympäristön lämpötilasta riip- jälkeen on määritetty liekinleviämisnopeuden lämYHTEENVETO JA sä on kiihtyvä alkuvaihe, jälkeenliekki liekin etenee pumatta.vakionopeudella Tämä saattaa aiheuttaa reaktionopötila-riippuvuus sylinterisymmetrisillä koiepäjatkuvuuskohta jonkajonka jälkeen kaikissa käyrissä. Vastaavaa leviämisnopeus hidastuu hieman ja saavuttaa peushuipun 250 oC alkulämpötilan vupuu-liekinleviämisnopeuden ja PVC-kaapelinäytteillä. Koetulokset epäjatkuvuuskohtaa ei Uudella havaittu kokeissa. Vakionopeudet määritettiin sovittamalla suora liekinleviämisen tutkimuslaitteella on simumääritetty lämpötilavakiotai lähes vakionopeuden. Sovittamalloinnin alussa. koivupuulle ovat 6-62 mm/s lämpötila-alukäyrän epäjatkuvuuskohdan jälkeiselle osuudelle. Nämä arvotkoivupuuovat pienempiä nopeudet riippuvuus sylinterisymmetrisillä ja kuin PVC-kaapelinäytteillä. Koetulokset oC ja PVC-kaapelille 3–24 la suora jälkimmäiseen osaan saadaan liekin Ennustetut liekinleviämisnopeudet eri al- eella 22–271 o kiihtyvyysvaiheen lopussa. Kuvassa 6b esitetään kokeelliset ja lasketut tulokset. C ja PVC-kaapelille 3-24 koivupuulle ovat 6-62 mm/s lämpötila-alueella 22-271 leviämisnopeuden riippuvuus näytteen hal- kulämpötiloissa esitetään kuvassa 6a. Alun mm/s lämpötila-alueella 23–190 oC. Sekämm/s o Simulointitulosten virhejanat liittyvät suoran sovittamisen epävarmuuteen. Suoran sovitus C. Sekä että PVC-kaapelille lämpötilariippuvuus lämpötila-alueella 23-190 kaisijasta. Kuvassa 5b esitetään simuloitujen kiihtyvän vaiheen kesto koivupuulle on yleensä pitempi koivupuulle ettäo PVC-kaapelille lämpötila- oli ≥ 200 C. onnistui hyvin alhaisemmissa lämpötiloissa mutta ei niin hyvin lämpötiloissa T karkeasti eksponentiaalinen. ∞ ja kokeellisten tulosten vertailu. Kuvassa on kuin kokeissa havaittu ja liekin leviämisnope- riippuvuus oli karkeasti eksponentiaalinen. Sovituksen parantamiseksi simuloitavan näytteen tulision suurempi olla merkittävästi pidempi symmetrisyys on oleelmyös simuloitu ja kokeellinen liekin leviä- us tämän vaiheen lopussa kuin Liekin etenemisen misnopeus 8 mm koivunäytteelle laitmitatutsymmetrisyys nopeudet. Kiihtyvän vaiheenliekinlevämisnopeuksien jälkeen linentulosten tulosten luotettavuudelle koska lämpö-koska korkeimmissa lämpötiloissa. Mitatut ja lasketuton Liekin 2 m:n etenemisen oleellinen luotettavuudelle teessa. Simuloidut ja mitatut leviämisnopeuhavaitaan epäjatkuvuuskohta jonka jälkeen tilamittaukset suoritetaan vain pys- tässä lämpötilariippuvuudet ovat yhteensopivia ottaen huomioon kokeelliset ja laskennalliset lämpötilamittaukset suoritetaan vain yhdellä pystysuoralla termoparirivillä. yhdellä Ainakin det alueella 5.5–10 mm ovat lähellä toisiaan, liekki etenee vakionopeudella kaikissa käyris- tysuoralla termoparirivillä. Ainakin tässä esiepävarmuudet. esitetyillä näytteillä, joiden halkaisija on 8-18 mm, tämä vaatimus täyttyi. Uusi tutkimuslaite mutta kiinnostavasta vaiheesta, ts. missä hal- sä. Vastaavaa epäjatkuvuuskohtaa ei havaittu tetyillä näytteillä, joiden halkaisija on 8–18 on osoittautunut Toivomme, että laitteella voidaan arvioida nykyisten ja tulevien kaisijan vaikutus nopeuteen on merkittävä, toimivaksi. kokeissa. Vakionopeudet määritettiin sovitta- mm, tämä vaatimus täyttyi. Uusi tutkimuspaloturvallisuutta, erityisesti jäl-tapauksissa missä toimivaksi. kaapelimateriaalien on vain laskettuja arvoja.kaapelityyppien malla suora käyrän epäjatkuvuuskohdan laite on osoittautunut Toivompalosuojauksen heikkeneminen korkeimmissa lämpötiloissa saattaa esiintyä. Mallin kyky ennustaa miten liekin leviä- keiselle osuudelle. Nämä arvot ovat pienem- me, että laitteella voidaan arvioida nykyisten

misnopeus riippuu ympäristön lämpötilasta piä kuin nopeudet kiihtyvyysvaiheen lopus- ja tulevien kaapelityyppien paloturvallisuutta, tarkistettiin laskemalla tapauksia sa. Kuvassa 6b esitetään kokeelliset ja laske- erityisesti tapauksissa missäsimuloitu kaapelimateriaaliLiekin huoneenpystysuora leviäminen koivupuunäytteellä on numeerisesti käyttäen lämpötilasta 250 oC:eenvirtauskentän asti. Jokaisessa si-aksiaalisymmetrisiä tut tulokset. Simulointitulosten virhejanat en palosuojauksen heikkeneminen korkeimratkaisuja yhdistettynä pyrolyysimalliin, jonka parametrit muloinnissa systeemin alkulämpötila mää- liittyvät suoran sovittamisen epävarmuuteen. missa lämpötiloissa saattaa esiintyä. arvioitiin pienen mittakaavan kokeista. Tässä esitettyjen koivupuunäytteiden simuloinneissa riteltiin samaksi kuin ympäristön lämpötila. Suoran sovitus onnistui hyvin alhaisemmisLiekin pystysuora leviäminen koivupuu- o hyvä kokeellisten laskennallisten tulosten välillä 250 C Siten simulointi ei pysty saatiin käsittelemään mah-yhteensopivuus sa lämpötiloissa mutta ei niin hyvinjalämpönäytteellä on numeerisesti simuloitu≤käyttäympäristön lämpötiloissa. PVC-kaapelien simuloinneissa on muussa yhteydessä saavutettu o dollisia tasapainosta poikkeavia alkuolosuh- tiloissa T∞ ≥ 200 C. Sovituksen parantami- en virtauskentän aksiaalisymmetrisiä ratkaiteita. Toinen epävarmuustekijä liittyy korseksi simuloitavan tulisi olla merkitsuja yhdistettynä pyrolyysimalliin, jonka pakohtuullinen yhteensopivuus 200näytteen °C lämpötilaan asti. Eroavuudet ovat samaa suuruusluokkaa keimpiin ympäristölämpötiloihin. Kuten ja tävästi pidempi korkeimmissa lämpötiloisrametrit tulokset arvioitiin pienen mittakaavan kokuin kokeellinen laskennallinen epävarmuus. Rohkaisevat kannustavat käyttämään nähdään kuvasta 4a, puun pyrolyysi alkaa sa. Mitatut ja lasketut liekinlevämisnopeukkeista. Tässä esitettyjen koivupuunäytteiden esitettyä mallia sekä 8monimutkaisempien näytteiden pyrolyysimallien validoimiseksi, että noin 250 oC:n lämpötilassa. Kokeissa läm- sien lämpötilariippuvuudet ovat yhteensopi- simuloinneissa saatiin hyvä yhteensopivuus liekin ominaisuuksien mallintamiseen ajatellen liekin levämisen simulointia erilaisissa mitysnopeus ennen sytyttämistä on hidas, via ottaen huomioon kokeelliset ja laskennal- kokeellisten ja laskennallisten tulosten välilinsinöörisovelluksissa. Pyrolyysialueen pituuden ennustaminen vaatii lisää työtä. Tämä noin 5K/min, ja pyrolyysin alkaminen näyt- liset epävarmuudet. lä ≤ 250 oC ympäristön lämpötiloissa. PVC- voi 68

tarkoittaa sekä pyrolyysin että palamisreaktioiden parempaa ymmärrystä liekin paikallisen sammumisen PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011kuvaamiseksi.


kaapelien simuloinneissa on muussa yhteydessä saavutettu kohtuullinen yhteensopivuus 200 oC:n lämpötilaan asti. Eroavuudet ovat samaa suuruusluokkaa kuin kokeellinen ja laskennallinen epävarmuus. Rohkaisevat tulokset kannustavat käyttämään esitettyä mallia sekä monimutkaisempien näytteiden pyrolyysimallien validoimiseksi, että liekin ominaisuuksien mallintamiseen ajatellen liekin levämisen simulointia erilaisissa insinöörisovelluksissa. Pyrolyysialueen pituuden ennustaminen vaatii lisää työtä. Tämä voi tarkoittaa sekä pyrolyysin että palamisreaktioiden parempaa ymmärrystä liekin paikallisen sammumisen kuvaamiseksi.

KIITOKSET Tutkimus on osittain Valtion Ydinjäterahaston rahoittama.

LÄHDELUETTELO 1. Keski-Rahkonen, O. & Mangs, J. POTFIS project special report – Experiments and

modelling on vertical flame spread. Teoksessa: Räty, H. & Puska, E. K. (toim.). 2004. SAFIR, The Finnish Research Programme on Nuclear Power Plant Safety 2003–2006, Interim Report, VTT Research Notes 2272. VTT Processes, Espoo, 2005. s. 257–265. 2. Hostikka, S., Matala, A., Mangs, J. & Hietaniemi, J. Implementation of quantitative fire risk assessment in PSA (FIRAS). FIRAS summary report. Teoksessa: Puska E.-K (toim.). SAFIR2010. The Finnish Research Programme on Nuclear Power Plant Safety 2007–2010. Interim Report. VTT Tiedotteita – Research Notes 2466. VTT. Espoo, 2009. s. 495–505. 3. Hostikka, S., Kling, T., Mangs, J. & Matala, A. FIRAS summary report. Teoksessa: Puska, E.-K. & Suolanen, V. (toim.): SAFIR2010. The Finnish Research Programme on Safety 2007–2010. Final Report. VTT Research Notes 2571. VTT. Espoo, 2011. s. 538–548. 4. Mangs, J. & Hostikka, S. Experiments and numerical simulations of vertical flame spread on charring materials at different

ambient temperatures (FIRAS). Teoksessa: Puska, E.-K. & Suolanen, V. (toim.): SAFIR2010. The Finnish Research Programme on Safety 2007–2010. Final Report. VTT Research Notes 2571. VTT, Espoo, 2011. s. 549–558. 5. Matala, A. & Hostikka, S. Materiaalien pyrolyysiparametrien estimointi kiinteän faasin reaktioille. Pelastustieto 60, Palontorjunta-tekniikka-erikoisnumero, 2009, s. 44–47. 6. Mangs, J. Uusi liekinleviämisen tutkimuslaite. Pelastustieto 60, Palontorjunta-tekniikka-erikoisnumero, 2009, s. 48–51. 7. Mangs, J. A new apparatus for flame spread experiments. VTT-WORK-112, VTT Working Papers 112. VTT, Espoo, 2009. 51 s. + liitt. 28 s. 8. Hasemi, Y. Surface Flame Spread. Teoksessa: DiNenno et al. (toim.) The SFPE Handbook of Fire Safety Engineering, 4th Ed. Quincy, MA, 2008. s. 2-278-2-290. 9. Matala A., Hostikka S. & Mangs J. Estimation of pyrolysis model parameters for solid materials using thermogravimetric data. Fire Safety Science 2009; 9, s.1213–1223.

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

69


Esa Kokki ja Timo Loponen, Pelastusopisto, PL 1122, 70821 Kuopio

Linja-autopalot Suomessa 2010 Tiivistelmä Vuonna 2010 oli 57 linja-autopaloa. Lähes kaikki palot syttyivät matkustamon ulkopuolella. Matkustamon ulkopuolelta syttyneistä paloista yksi levisi matkustamon puolelle. Jarrujen ja laakerien ylikuumenemisesta aiheutui yhteensä 19 paloa. Sähkölaitevika aiheutti yhteensä 10 tulipaloa. Lisälämmitintilassa syttyi 8 linja-autopaloa. Paloista 75 % käytettiin alkusammuttimia. Kun alkusammuttimia käytettiin, kahta vaille kaikissa alkusammutus rajoitti tai sammutti palon. Henkilövahingoilta säästyttiin vuoden 2010 linja-autopaloissa. Ajoneuvojen vauriot olivat varsin maltilliset. Ainoastaan yksi linja-auto tuhoutui täysin. Yksi palo levisi moottoritilasta matkustamoon, muissa tapauksissa palo rajoittui syttymistilaan. Tapauksista yli 60 prosenttia oli palon alkuja tai sitä pienempiä.

JOHDANTO Sisäisen turvallisuuden ohjelmassa on asetettu tavoitteeksi, että Suomi on Euroopan turvallisin maa vuonna 2015 [1]. Ohjelman yhtenä erityistavoitteena on suuronnettomuuksien ehkäisy. Linja-autopalon tulipalossa on suuronnettomuuden vaara, silloin kun linja-autossa on matkustajia. Suuronnettomuuden vaara kasvaa, jos matkustajina on henkilöitä, jotka tarvitsevat apua linja-autosta poistumiseen mahdollisen tulipalon tapahtuessa. Linja-autopalojen määrä on lisääntynyt 70

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

Suomessa vuosien 1996–2009 aikana 21:stä 77 paloon. Rekisteröityjen linja-autojen lukumäärä on lisääntynyt 8233 linja-autosta 13017 linja-autoon vastaavien 14 vuoden aikana [2]. Linja-autopalojen suhteellinen osuus on lisääntynyt aina vuoteen 2002 saakka, jolloin 10000 rekisteröityä linja-autoa kohti paloi 63 linja-autoa. Tämän jälkeen suhdeluku on ollut noin 58 tulipaloa vuosittain.

TUTKIMUKSEN TAVOITTEET Tutkimuksen tavoitteena on saada mahdollisimman paljon tietoa linja-autopalojen syttymissyistä. Tarkoitus on löytää keinoja, joilla pystytään parantamaan linja-autojen paloturvallisuutta ja vähentämään linja-autopalojen määriä.

TUTKIMUSAINEISTO Tutkimuksen aineisto perusta on pelastustoimen resurssi- ja onnettomuustilasto PRONTOn onnettomuusselosteet ja pelastuslaitosten palontutkijoiden laatimat erilliset bussipaloilmoituslomakkeet. PRONTOsta aineistoon valittiin kaikki linja-autopaloiksi kirjatut tapaukset. Tutkimuksen ulkopuolelle rajattiin ns. pikkubussit, joiden matkustajalukumäärä ei ylitä 10 henkilöä. Tietoja täydennettiin Liikenteen turvallisuusviraston rekisteritiedoilla.

TULOKSET Vuonna 2010 oli 57 linja-autopaloa. Suomessa rekisteröityjen linja-autojen lukumäärä oli 13 607 autoa. Eli 10 000 linja-autoon suhteutettujen linja-autopalojen määrä oli 41 kappaletta, mikä on alin suhteellinen osuus 2000-luvulla.

Autot Linja-autoista puolet (49 %) oli merkiltään Scania, Volvoja oli 41 prosenttia. Muita merkkejä oli yksi kutakin. Suomen isojen linja-autojen kannasta noin 80 prosenttia on Scanioita tai Volvoja. Linja-auton korivalmistaja oli tiedossa 15 autosta. Carrus oli 7, Lahden Autokori Oy 3 ja Volvo 2 linja-auton korin valmistaja. Suomalaisia linja-autoja oli hieman enemmän kuin ruotsalaisia linja-autoja. Vuoden 2010 linja-autojen paloissa auton moottori oli yhtä lukuun ottamatta korin takaosassa, yhdessä moottori oli keskellä. Puolessa autoista oli manuaalinen, vajaassa puolessa automaattinen ja kymmenesosassa puoliautomaattinen vaihteisto. Linja-autoista yksi oli maakaasukäyttöinen ja loput dieselkäyttöisiä autoja. Linja-autopaloissa auton keski-ikä oli 12 vuotta. Vanhin auto oli vuodelta 1989 ja uusin vuodelta 2008. Linja-autojen mittarilukema vaihteli 650000:sta 1,5 miljoonaan kilometriin.


uva 1.

kään vuoden 2010 linja-autopaloista, ohjaamossa syttyi viisi linja-autopaloa (9 %). Tavaratilassa ei syttynyt yhtään linja-autopaloa vuonna 2010. Moottori- ja lisälämmitintilassa syttyi yhteensä 27 linja-autopaloa (48 %). Renkaissa, jarruissa tai renkaan laakereissa syttyi yhteensä 21 linja-autopaloa (38 %). Onnettomuustutkintakeskuksen vuoden 2001 raportissa linja-autopaloista [3] palot jaettiin palon etenemisen suhteen kahteen luokkaan: palo rajoittui matkustamon ulkopuolelle ja palo levisi matkustamon puolelle. Matkustajaturvallisuuden kannalta ohjaamossa ja matkustamossa syttyneet palot Linja-auton vaurioiden vakavuusaste on luokiteltu kutenjälkimmäiseen Onnettomuustutkintakesk voidaan sisällyttää luokkaan. Vuonnaon: 2010 ohjaamossa syttyi edelle maitutkintaselostuksessa [3]. Vakavuusasteen luokitus nitut viisi paloa. Matkustamon ja ohjaamon ulkopuolelta alkaneista paloista ainoastaan 0: Ei vaurioita aiheuttanutta paloa, yksi levisi matkustamon puolelle. 1: Palon alku, esim. sammutettu alkusammutuksella, Vuoden 2010 linja-autopaloissa ei kuollut Linja-autopalojen lukumäärät (n) liikennemuodon mukaan vuonna 2010. Rajoittunut palo, Linja-autoista yli puolet (59 %) oli kau- 2:Palon syttyminen, eteneminen ja eikä loukkaantunut yhtään henkilöä. Joka Hallitsematon palo, esim. levinnyt matkustamoon, punkiliikenteen autoja (Kuva 1). Neljäsosa 3:matkustajaturvallisuus toisessa tulipalossa linja-autossa ei ollut yholi tilausliikenteen autoja ja 15 prosenttia lin- 4: Ajoneuvo täysin palanut. tään matkustajaa. Matkustajien määrä ei ole ja- tai kaukoliikenteen autoja. Linja-autopalon syttymistila voidaan jakaa tiedossa kaikissa paloissa, mutta ilmoitettu 2 matkustamo (sisältää ohjaa- matkustajien lukumäärä vaihteli välillä 1–20. Vuoden neljään 2010 osaan: linja-autopaloissa yksi auto tuhoutui täysin (Kuva 2). Toinen pa mon ja wc:n), tavaratila (muissa kuin paikal- Yksikään matkustaja ei ollut välittömässä vaahallitsematon palo, jossa palo levisi matkustamoon. Paloista linja-autopalossa 20 oli rajoittunut syttymisti Palon havaitseminen lisliikenteen linja-autoissa), moottoritila (si- rassa. Yhdessäkään matkusja 23 oli pieniä palon alkuja, jotka saatiin sammutettua alkusammutuksella. Linja-autopa sältäen lisälämmitintilan) ja pyöräkotelotila. tajille ei aiheutunut sellaista vaaraa, että hei12 autolle ei tullut vaurioita tai varsinaista tulipaloa ei edes syttynyt. Ensimmäiset havainnot linja-autopalosta Varsinaisessa matkustamossa ei syttynyt yksi- tä olisi tarvinnut pelastaa. Kaikissa tapaukovat useimmiten savuhavaintoja. Yli puolet (35 kpl) vuoden 2010 linja-autopaloista havaittiin ensin savun perusteella. Näistä kuuden tapauksen yhteydessä havaittiin samalla liekkejä. Liekkihavainto oli ensimmäinen merkki alkavasta tulipalosta 13 kertaa. Hajuhavainto oli ensimmäinen merkki alkavasta tulipalosta seitsemän kertaa. Palovaroitinjärjestelmän ilmoitus oli yhden kerran ensimmäinen havainto alkavasta tulipalosta. Useimmiten (29 kertaa) savuhavainnon teki ensimmäisenä linja-auton kuljettaja. Matkustaja tai ulkopuolinen henkilö havainnoi savun ensimmäisenä kaksi kertaa kumpikin. Samoin liekit havainnoi useimmiten linjaauton kuljettaja (9 kertaa). Ulkopuolinen henkilö havainnoi liekit ensimmäisenä neljä kertaa. Hajuhavainnon ollessa ensimmäinen merkki tulipalosta, havainnoitsija oli aina linja-auton kuljettaja.

Kuva 2. Linja-autopalot ajoneuvon vaurioiden vakavuuden mukaan vuonna 2010. PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

71


sissa matkustajat olivat poistuneet ajoneuvosta kuljettajan kehotuksesta. Poistuminen oli tapahtunut linja-auton normaaleja ovia käyttäen, eikä vaihtoehtoisia poistumisreittejä tarvittu. Yksi matkustaja oli jouduttu erikseen herättämään, koska hän ei ollut kuullut kuljettajan ensimmäistä poistumiskehotusta.

Linja-auton vaurioiden vakavuus Linja-auton vaurioiden vakavuusaste on luokiteltu kuten Onnettomuustutkintakeskuksen tutkintaselostuksessa [3]. Vakavuusasteen luokitus on: 0: Ei vaurioita aiheuttanutta paloa, 1: Palon alku, esim. sammutettu alkusammutuksella, 2: Rajoittunut palo, 3: Hallitsematon palo, esim. levinnyt matkustamoon, 4: Ajoneuvo täysin palanut.

Vuoden 2010 linja-autopaloissa yksi auKuva 3. Alkusammutuksen vaikutus linja-autopaloissa vuonna 2010. to tuhoutui täysin (Kuva 2). Toinen palo dessä oli jopa kaksi kuuden kilon sammutin- topaloista oli kuusi kappaletta. Edellä maioli hallitsematon palo, jossa palo levisi mat- ta. Kahdessa koko nittujen kolmen kuumentumisesta Linja-autoissa on tapauksessa nykyisin sammuttimen hyvin alkusammuttimia ja niitälaakerin käytetään. 37 palossa linja kustamoon. Paloista 20 oli rajoittunut sytty- oli 3 kg ja yhdeksässä tapauksessa 2 kg, näistä ja yhden jarrujen kuumentumisesta aiheusammutinta käytettiin. Näistä viidessä käytettiin lisäksi ohikulkijan alkusammuttimia mistilaansa ja 23 oli pieniä palon alkuja, jot- kahdessa oli kaksi kahden kilon sammutinta. tuneiden lisäksi oli kaksi muuta rengaspaloa. yhdessä palossa käytettiin36vain ulkopuolista alkusammutinta. Neljässä palossa ka saatiin sammutettua alkusammutuksella. Linja-autopaloista kertaa kuljettaja Neljässä tapauksessa öljyn valumisesta kuu- sammu alkuperä ei ollut tiedossa. Yhdessä palossa linja-auton sammutin ei toiminut. Yhdessä p Linja-autopaloissa 12 autolle ei tullut vauri- aloitti alkusammutuksen. Kolme kertaa ohi- man laitteen päälle aiheutui tulipalo. Yhdesoita tai varsinaista tulipaloa ei edes syttynyt. kulkija aloitti alkusammutuksen ennen ja kolmekäyttöä. sä tapauksista oli saatu selville, että öljyputkuljettaja rikkoi alkusammuttimen kertaa paikalle ennen sammutusyksikköä eh- ki oli haljennut. Yhdessä tapauksessa moottinyt pelastuslaitoksen edustaja.ovat Onnettomuustutkintakeskuksen torivaurio oli aiheuttanut öljyvuodon. TutLinja-autojen alkusammuttimet suosituksen [3] m Palon sammutus kimusaineiston perusteella ei ilmennyt tapaviimeisen kymmenen vuoden aikana vapaaehtoisesti suurentuneet. Kuuden uksia, joissa polttoaineen vuotaminen moot23 tapauksessa, näistä yhdessä kaksi tulipalon. kuudenKuten kilon samm Linja-autopaloista 15 alkusammutustasammuttimia ei yri- Palojenoli syttymissyyt toritilassaoli olisijopa aiheuttanut Kahdessa tapauksessa sammuttimen koko oli 3 kg ja yhdeksässä tapauksessa tetty (Kuva 3). Useimmiten alkusammutus ei edellä jo mainittiin, lisälämmittimen ylimää- 2 kg, ollut edes tarpeen, sillä vain kolme kertaa pe- Yksi linja-autopaloista oli arvi- räinen polttoaine aiheutti kolme tulipaloa. kahdessa olivuoden kaksi2010 kahden kilon sammutinta. lastuslaitos joutui sammutustehtäviin. Kah- oitu ihmisen tahallaan sytyttämäksi paloksi. deksassa palossa alkusammutus rajoittiLinja-autopaloista paloa. Linja-autopaloista syttyi jarrujen ylikuu36 12 kertaa kuljettaja aloitti alkusammutuksen. Kolme kertaa ohik Näissä pelastuslaitos sammutti palon lopulli- menemisen johdosta. Yhdessä tapauksessa POHDINTAA aloitti alkusammutuksen ja kolme kertaa paikalle ennen sammutusyksikköä e sesti. Linja-autopaloista yli puolet, 32 saatiin jarrujen kuumentuminen sytytti myös ren- Vuonna 2010 linja-autopalojen määrä väpelastuslaitoksen edustaja. sammutettua alkusammutuksella. Alkusamkaan palamaan. Kahdessa tapauksessa jarrui- heni. Linja-autopaloja oli vähemmän kuin mutuksen vaikutus alkavassa tulipaloissa oli hin valunut öljy syttyi palamaan, muissa palo viitenä edellisenä vuonna. Linja-autojen erittäin merkittävä. Kahdessa palossa alkus- tai kuumeneminen rajoittui pelkästään jar- määrään suhteutettuna palojen määrä oli pieammutuksella ei ollut vaikutusta palon ke- ruihin. nimmillään 10 vuoteen. Palojen syttymissyyt hittymiseen. Sähkövika ohjaamossa aiheutti kuusi ja Vuonna 2010 linja-autojen keski-ikä, 12 Linja-autoissa on nykyisin hyvin alkusam- moottoritilassa neljä tulipaloa. Neljässä ta- vuotta, oli neljä vuotta suurempi kuin vuoYksi vuoden 2010 linja-autopaloista oli arvioitu ihmisen tahallaan sytyttämäksi pa muttimia ja niitä käytetään. 37 palossa linja- pauksessa ohjaamon sähkökeskuksessa tai su- den 2001 linja-autopaloissa. Tosin aivan uuLinja-autopaloista 12oikosulku. syttyi jarrujen ylikuumenemisen johdosta. Yhdessä tapauksessa ja auton sammutinta käytettiin. Näistä viidessä laketilassa sattui Kerran tuulilasin sissa linja-autoissa ei paloja aiheutunut. kuumentuminen sytytti myös renkaan palamaan. Kahdessa tapauksessa jarruihin käytettiin lisäksi ohikulkijan alkusammutti- lämmittimen moottori ja kerran ohjaamon Kaupunkiliikenteessä liikennöivien palojen valunu mia. Vain yhdessä palossa käytettiin vain ul- palamaan, sähkötoiminen lämmitin palamaan. osuusrajoittui on lisääntynyt vuoteen 2001 verrattusyttyi muissa palosyttyi tai kuumeneminen pelkästään jarruihin. kopuolista alkusammutinta. Neljässä palossa Linja-autopaloista kahdeksan syttyi laitevi- na ja linja- ja kaukoliikenteessä liikennöivien sammuttimen alkuperä ei ollut tiedossa. Yh- asta lisälämmitintilassa. Kolmessa tapauksespalojen osuus vastaavasti pienentynyt. Sähkövika ohjaamossa aiheutti kuusi ja moottoritilassa neljä tulipaloa. Neljässä tapau dessä palossa linja-auton sammutin ei toimi- sa tutkinnassa oli saatu selville, että tulipalo Matkustamon ja ohjaamon puolelta alkaohjaamon sähkökeskuksessa tai sulaketilassa sattui oikosulku. Kerran tuulilasin lämmi nut. Yhdessä palossa kuljettaja rikkoi alkus- aiheutui liiallisesta polttoaineesta. neiden palojen osuus on pienentynyt vuomoottori jaLinja-autopaloista kerran ohjaamon sähkötoiminen syttyi palamaan. ammuttimen ennen käyttöä. seitsemän syttyi laake- lämmitin teen 2001 verrattuna. Varsinaisen matkustaLinja-autojen alkusammuttimet ovat On- rien ylikuumenemisen johdosta. Kolmessa mon puolelta ei syttynyt yhtään paloa vuonnettomuustutkintakeskuksen suosituksen [3] tapauksessa laakerien kuumeneminen sytyt- na 2010. Matkustamon ulkopuolelta syttymukaan viimeisen kymmenen vuoden aikana ti renkaan palamaan. Muissa tapauksissa pa- neistä 5 paloista vain yksi levisi matkustamon vapaaehtoisesti suurentuneet. Kuuden kilon lo tai kuumeneminen rajoittui laakereihin. puolelle. sammuttimia oli 23 tapauksessa, näistä yhRenkaiden paloja vuoden 2010 linja-auYhdessäkään vuoden 2010 linja-autopa72

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011


loissa ei ollut välitöntä vaaraa kuljettajalle eikä matkustajille. Vakavimman vaaran matkustajille aiheutti ulkomaalaistaustainen kuljettaja, joka ei suostunut tyhjentämään linja-autoa matkustajista palokunnan tultua paikalle. Kuljettaja ja linja-autoon noussut huoltomies eivät ymmärtäneet tilanteen vakavuutta. Kuljettaja jatkoi ajoa huoltomiehen noustua ajoneuvoon ja pysähtyi vasta poliisipartion käskystä. Alkusammutuksen tärkeys on ymmärretty vuoden 2002 suositusten jälkeen. Pienten sammuttimien määrä linja-autoissa on vähentynyt. Kuljettaja osaa ja uskaltaa aloittaa alkusammutuksen. Palokunnan tehtäväksi jää useimmiten vain sammutuksen varmistaminen.

YHTEENVETO Vuoden 2010 57 linja-autopalossa palon suuruusluokka vaihteli savunmuodostuksesta auton täydelliseen tuhoutumiseen. Linja-autoista puolet oli Scanioita ja lähes puolet Volvoja. Paloista 5 alkoi ohjaamosta. Varsinaisesta matkustamosta tai matkustamon WC:stä ei alkanut yhtään paloa. Matkustamon ulkopuolelta syttyneistä 51 palosta 19 syttyi moottoritilassa, 21 renkaassa ja jarruissa sekä 8 lisälämmitintilassa. Matkustamon ulko-

puolelta syttyneistä paloista yksi levisi matkustamon puolelle. Palon syyt voidaan jakaa neljään osaan: jarruista ja laakereista aiheutuneet palot, sähkölaiteviat, lisälämmittimen vikaantuminen ja öljyvuodot. Jarrujen ja laakerien ylikuumenemisesta aiheutui yhteensä 19 paloa. Sähkölaitevika aiheutti yhteensä 10 tulipaloa. Näistä 4 alkoi ohjaamon sähkökeskuksesta tai sulaketaulusta. Lisälämmitintilassa syttyi 8 linja-autopaloa, näistä 3 paloa johtui liiallisesti vuotaneesta polttoaineesta. Yhtään polttoainevuotoa moottoritilaan ei raportoitu. Sen sijaan öljyvuodot aiheuttivat 4 paloa. Kolmessa palossa neljästä käytettiin alkusammutinta, useimmiten linja-auton sammutinta. Linja-autoissa on jo paljon 6 kilon sammuttimia, mutta edelleen on tapauksia joissa sammuttimen koko oli pienempi. Kun alkusammuttimia käytettiin, kahta vaille kaikissa alkusammutus rajoitti tai sammutti palon. Kaikissa niissä tapauksissa, joissa alkusammuttimia ei käytetty, ei ollut edes tarvetta alkusammutukselle. Henkilövahingoilta säästyttiin vuoden 2010 linja-autopaloissa. Puolessa paloista oli matkustajia. Matkustajien evakuoinnissa ei ollut ongelmia. Ajoneuvojen vauriot olivat myös varsin maltilliset. Ainoastaan yksi linjaauto tuhoutui täysin. Yksi palo levisi moot-

Tilaa nyt! Tilaa vanhoja lehtiä itsellesi tai kollegallesi! Hinta 3 € / lehti (sis. alv:n) + postimaksu.

KIITOKSET Hanke sai rahoitusta Palosuojelurahastolta. Hankkeen projektiryhmään kuuluivat Juhani Intosalmi Liikenteen turvallisuusvirastosta, Olavi Keränen Liikennevakuutuskeskuksesta, Tapani Vainio Pohjola Vakuutus Oy:stä, Kai Valonen Onnettomuustutkintakeskuksesta, Tom Rönnberg Volvo Finland AB:sta, Heikki Harri Kanta-Hämeen pelastuslaitoksesta ja Esa Kokki Pelastusopistosta. Kiitos kaikille henkilöille ja pelastuslaitoksille, jotka osallistuivat hankkeen toteutukseen.

LÄHDELUETTELO 1. Sisäasiainministeriö. Turvallinen elämä jokaiselle – Sisäisen turvallisuuden ohjelma. Sisäasiainministeriön julkaisuja, 16/2008. 2. Tilastokeskus. Suomen tilastollinen vuosikirja 2010. 3. Onnettomuustutkintakeskus. Linja-autojen palot Suomessa vuonna 2001. Tutkintaselostus D 1/2001 Y.

n i a t o j ö Jäik ? a t t a m e luk

Merkitse tilauskuponkiin haluamasi lehtien numerot. Tee tilaus postitse, puhelimitse tai sähköpostilla. Pelastustieto Pasilankatu 8, 00240 HELSINKI Puh. 044 728 0401 • s-posti: tilaukset@pelastustieto.fi Tilaan seuraavat lehdet hintaan 3 € / lehti (+ postikulut): Nimi

toritilasta matkustamoon. Muissa tapauksissa palo rajoittui syttymistilaan. Tapauksista yli 60 prosenttia oli palon alkuja tai sitä pienempiä.

Osoite Puh.

Sähköposti


Peter Grönberg, Tuomo Rinne, Ville Heikura, VTT, PL 1000, 02044 VTT Timo Loponen, Pelastusopisto, PL 1122, 70821 KUOPIO

Huoneistopalon sammuttaminen vaihtoehtoisilla menetelmillä Tiivistelmä Tutkimuksessa tarkasteltiin huoneistopalon sammuttamista käyttämällä operatiivisen palontorjunnan perinteistä ja vaihtoehtoisia sammutusmenetelmiä. Sammutusmenetelminä käytettiin suihkuputkea, Cobra-sammutinleikkuria ja DSPA-heittosammutinta. Kokeita tehtiin kuusi, joista viidessä huonetila oli yleissyttynyt. Huonetilasta mitattiin lämpötilaa ja lämpösäteilyä sekä kaasupitoisuuksia. Lisäksi sammutusvesilinjastossa olleiden paine- ja virtaamamittareiden avulla seurattiin veden käyttöä. Sammutuksen onnistuminen ja käytetyn veden määrä riippuivat vahvasti siitä, oliko huonetila suljettu vai avoin. Suihkuputkella ja Cobra-sammutinleikkurilla huonetila, 12,6 m2, kyettiin sammuttamaan varsinaisessa sammutusvaiheessa noin 50 litralla vettä. DSPA-heittosammutin ei kyennyt sammuttamaan palon kehittymisvaiheessa olevaa eikä yleissyttynyttä avonaista huonetilaa. Henkilöturvallisuuden kannalta huonetilassa vallitsi kokeen aikana lamaannuttavat olosuhteet noin 2–3 min kohdalla sytytyksestä.

JOHDANTO

Tavoite Suoritetuissa kenttäkokeissa tarkasteltiin kolmen erilaisen sammutustavan eroja lieskahtaneen huonetilan sammutuksessa. Pelastusopistolla on aiemmin tehty tutkimus [1], jossa käytettiin kerrostaloasunnon keittiötilaa. Nyt tehdyssä tutkimuksessa oli tarkastelussa samat sammutusmenetelmät kuin mainitussa Pelastusopiston tutkimuksessa, mutta huonetila ja palokuorman määrä olivat erilaiset. Koeasetelmassa huonetila oli tarkoituksella valittu kuvaamaan tyypillistä pientalon huonetilaa, koska pientalo edustaa Suomessa yleisintä asumismuotoa ja määrällisesti merkittävää tulipalojen syttymispaikkaa.

SAMMUTUSMENETELMÄT

Taustaa

Yleistä

Operatiiviseen palontorjuntaan on tullut viime vuosina vaihtoehtoisia ja uusia sammutusmenetelmiä perinteisten menetelmien­rinnalle huoneistopalojen sammutukseen. Tietoa eri sammutustapojen sammutustehokkuudesta ja 74

soveltuvuudesta tarvitaan, kun arvioidaan operatiivisen palontorjunnan resursseja. Erilaisten sammutustapojen ja tekniikoiden erityispiirteet vaikuttavat myös varsinaiseen sammutustoiminan taktiikkaan ja saattavat siten mahdollistaa tilannekohtaisesti tehokkaamman ja turvallisemman toiminnan palopaikalla.

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

Sammuttaminen on palamisen edellytysten poistamista [2]. Yleisellä tasolla sammuttamisella pyritään vaikuttamaan palon hapen saantiin, palokuormaan, palon tuottamaan

lämpöön, palon ketjureaktioon; yhteen tai useampaan näistä palon edellytyksistä. Yllä olevaa jaottelua noudattaen perussammutusmenetelmät ovat tukahdutus (hapen poistaminen), sammutusraivaus (palavan aineen poistaminen), jäähdytys (lämmön poistaminen) ja inhibitio (palamisen ketjureaktion katkaiseminen).

Perinteinen sammutusmenetelmä Perinteisellä sammutusmenetelmällä tarkoitetaan tässä sammutusparin suorittamaa sammutushyökkäystä suihkuputkea käyttäen. Tässä sammutusvesivirtaan, -paineeseen, pisarakokoon, suihkun leviämiskulmaan, suihkun paikkaan ja liikkeeseen vaikuttaen sammutuspari jäähdyttää, suojaa, kastelee (sammuttaa) ja tuulettaa palotilaa tehostaen sammutusta raivaamalla palopesäkkeitä ja palotilaa [3]. Tehokkaimmin tämä tapahtuu useimmiten savusukelluksena palotilaan.

DSPA DSPA on lyhenne englanninkielisistä sanoista Dry Sprinkler Powder Aerosol. DSPA on tarkoitettu käytettäväksi luokan A ja B tulipalojen ja sähköpalojen sammuttamisessa, muun muassa teollisuusrakennuksissa, rautatie- ja ajoneuvokuljetuksissa. Sammuttimia käytetään ensisijaisena sammutusvälineenä suljetuissa tiloissa olevien tulipalojen sammuttamiseen.


Tällä varotoimenpiteellä estettiin mm. kuumien savukaasujen ja palon leviäminen rakennuksen sisäpuolella kokeiden aikana.

Sammuttimen toiminta perustuu hienojakoisten alkali- ja alkalimetallihiukkasten muodostumiseen aerosolin muodostavan aineen palamisen yhteydessä. Aerosoli sisältää 70 % kaasua ja 30 % kiinteitä kaliumhiukkasia. Reaktiossa muodostuva kaasu ei sammuta paloa tukahduttamalla tai jäähdyttämällä, vaan aerosolin sammutusvaikutus (inhibitio) perustuu siihen, että kaliumhiukkaset sitovat palamisen ketjureaktiota ylläpitäviä hydroksyyliryhmiä eli ns. vapaita radikaaleja. Yhden kokonaismassaltaan 5,4 kg lait- Kuva 1. Palokokeiden huonetila. teen täydellinen purkautuminen kestää noin 25 s ja sammutusvaikutus kattaa 40–60 m3:n tilan. Aktiivinen aine vaikuttaa noin 30 mi- Palokuormana huoneessa oli sohva, kirjoituspöytä, sänky, ”yöpöytä” sekä kirjahylly, jossa sijaitsi syttymislähde (televisio). Lisäksi kirjahyllyssä oli kaksi paperilla täytettyä nuutin ajan [4]. arkistokansiota syttymisen varmistamiseksi. Hyllyyn aseteltiin lisäksi muutama kappale Kuumien palokaasujen poistamiseksi teh- sammutuspari suihkuputkea käyttäen jäähsanomalehtiä, mikä myös auttoi palon leviämistä ja kehittymistä. Huonetilan palo sytytettiin tiin noin 1 x 1 m:n kokoinen savunpoisto- dyttää savukaasuja, kastelee pintoja ja tuuletCobra aukko rakennuksen katon läpi kunkin huo- taa tilaa sekä raivaa palopesäkkeitä. Tämä koe neiston oviaukon yläpuolelle käytävälle. Ve- 3 toimi eräänlaisena referenssinä. Tässä kokeesLaite muodostaa korkeapainepumpun avul- sikattorakenteen ja savunpoistoaukon reu- sa palon kehittyessä huoneiston ovi oli auki, la hienojakoisen vesisumun, jolla on hyvä nojen väliin jäävä tila levytettiin kipsilevyllä. mutta katkonaisella vesisumulla oviaukosta lämmönsitomiskyky. Erona muihin mark- Tällä varotoimenpiteellä estettiin mm. kuu- jäähdyttäessään sammuttajat tehostivat vesikinoilla oleviin korkeapainejärjestelmiin on, mien savukaasujen ja palon leviäminen ra- sumun vaikutusta sulkemalla oven aina hetettä Cobra on samalla myös vesileikkauslai- kennuksen sisäpuolella kokeiden aikana. keksi. Kun sammuttajat siirtyivät sisälle pate. Sammuttaja voi leikata tai porata reitin Palokuormana huoneessa oli sohva, kir- lohuoneeseen, jätettiin oviaukko avoimeksi. sammutettavaan tilaan sitä rajaavien raken- joituspöytä, sänky, ”yöpöytä” sekä kirjahylly, DSPA-heittosammutinta kokeiltiin pienusosien läpi. jossa sijaitsi syttymislähde (televisio). Lisäksi nehköön avoimeen tilaan eli 12,6 m2 paloYhtenäisen vesisuihkun kantama on noin kirjahyllyssä oli kaksi paperilla täytettyä arkis- huoneeseen, jossa tilan oviaukko oli auki. 5–6 metriä, jolloin vesisuihku voi vielä ol- tokansiota syttymisen varmistamiseksi. Hyl- Kokeita tehtiin kaksi, joista ensimmäisessä la sisätiloissa vaarallinen. Vesisumun kanta- lyyn aseteltiin lisäksi muutama kappale sano- tilan annettiin lieskahtaa ennen sammutusma noin 14–16 metriä, virtaus noin 50–60 malehtiä, mikä myös auttoi palon leviämis- yritystä ja toisessa sammutus aloitettiin enl/min ja lähtönopeus noin 200 m/s. Pumpun tä ja kehittymistä. Huonetilan palo sytytet- nen lieskahdusta, kun lämpötilat huoneestuottamalla noin 300 baarin vesipaineella voi tiin LIAV-polttonesteeseen kastetulla sano- sa olivat noin 400 oC ja palo siten vielä keläpäistä kevyitä materiaaleja muutamassa se- malehtipaperilla, joka asetettiin television si- hitysvaiheessa. kunnissa. Pienistä metallioksidikuulista koos- sään tätä varten tehdystä aukosta. Cobra-sammutuksessa kokeiltiin kahta eri tuvaa leikkuuainetta (abrasiivi) veden joukHuoneiden kokonaispalokuorma oli noin pituista sammutusta avoimeen huonetilaan. koon lisäämällä materiaalien läpäisy nopeu- 3500 MJ vastaten palokuormantiheyttä 280 Näistä pidempi (3 minuuttia) sammutus vastuu. Laitteella on mahdollista läpäistä esi- MJ/m2. Olettamalla, että kaikki tässä huone- tasi pituudeltaan aikaa, jonka oletettiin olemerkiksi 10 millimetriä terästä noin 40 se- tilassa oleva happi kuluu palamiseen, voidaan van sammutukseen riittävä. Lyhyempi aika (1 kunnissa [4]. maksimipalotehoa kokeissa arvioida aukko- minuutti) taas vastasi oletusta siitä, että patekijän 1,5 ˟ A ˟ h1/2 avulla, missä A [m2] on lo ei olisi täysin sammunut. Tämä lyhyemaukkojen (esim. ovet ja ikkunat) pinta-ala ja pi sammutus toistettiin siten, että sammuKOEJÄRJESTELYT h [m] aukkojen korkeus [5]. Kokeissa käy- tusta tehostettiin sulkemalla ovi sammutuktetyn huonegeometrian tapauksessa arvioitu sen ajaksi, jotta nähtäisiin, riittäisikö tämä lymaksimipaloteho oli luokkaa 4 MW. hyempi aika tällöin palon sammuttamiseen. Koegeometria, palokuorma ja Polttokokeiden paloteknisiä mittauksia Perinteinen sammutusmenetelmä oli siten mittaukset varten huoneiden sisälle asennettiin lämpö- eräänlainen refrenssikoe, jossa haluttiin selvitKokeet toteutettiin käytöstä poistetussa lei- tila- ja lämpösäteilyantureita. Tämän lisäksi tää tässä tarvittavan vesimäärän suuruus kyrikeskuksessa, missä oli mahdollista rakentaa huonetilasta otettiin kokeiden aikana kaasu- seissä palossa. DSPA:n tapauksessa tarkastelkuusi samanlaista huonetilaa (kuva 1) palo- näytteitä, joista voitiin analysoida häkä-, hii- tiin heittosammuttimen riittävyyttä ja tehoa kokeita varten. lidioksidi-, happi- sekä syaanivetypitoisuudet pienehköön mutta avoimeen tilaan. Cobran Huoneiden syvyys ja leveys olivat 2,8 m x palotilassa. Sammutusmenetelmäkohtaises- tapauksessa haluttiin selvittää tarvittava sam4,5 m ja huonekorkeus ikkunanpuoleisella ti mitattiin sammutusveden määrää, virtaa- mutusaika avoimeen tilaan sekä tilan sulkeseinällä 2,3 m ja ovenpuoleisella seinällä 2,9 maa ja painetta. Tulosten pohjalta arvioitiin misen tehostusvaikutus. m. Huoneiden sisäpinnat olivat kipsilevyä myös sammutuksen onnistumista eri sammu(KN 13) ja kipsilevyn takana seinissä oli 50 tusmenetelmillä. TULOKSET mm:n vuorivillaeristys. Kahden rinnakkaisen huonetilan välinen seinä eristettiin 100 mm:n vuorivillalla. Tällä järjestelyllä estet- Koeasetelmat: sammutus Kokeiden toistettavuus tiin palon leviäminen polttokoetilasta toiseen liian aikaisin. Katto levytettiin kaksinkertai- Ensimäinen koe tehtiin käyttäen sammutuk- Kaikkien kuuden polttokokeen huonetilan sella kipsilevyllä. Huoneiden lattia oli puuta. sessa perinteistä sammutushyökkäystä, jossa palokuorma oli samansuuruinen. Samoin syPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

75


Kokeissa lämpötila ei alussa kuitenkaan nouse yhtä rajusti kuin lämpötilarasituskäyrä ISO 834.

76

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

Lämpötila T pl (°C)

ISO 834 Pelkästään perinteisellä sammutusmenetelmällä eli suihkuputkella sammutettiin ensimmäisessä 600 kokeessa. Muissa kokeissa suihkuputkea käytettiin myös varsinaisen primäärisammutustavan jälkeen joko sammutettaessa näkyviä liekkejä tai jälkisammutuksessa. Huonegeometrian ja -koon pysyessä vakiona myös sammutusvesimäärät varsinaisen 500 sammutusvaiheen osalta pysyivät suhteellisen muuttumattomina. Lattiapinta-alaltaan 12,6 m2 (2,8 x 400 4,5 m) kokoisen huoneen sammutukseen käytettiin vettä riippuen noin 50– koe kokeesta 4 60 litraa. Huomattakoon, että kutakin sammutusparia ei ollut erikseen käsketty esimerkiksi 300vettä säästeliäästi, vaan pari toimi tilanteessa niin kuin parhaaksi näki. käyttämään koe 5 koe 1 200 kokeessa, missä suihkuputki oli ensisijainen sammutusmenetelmä, tilanne Ensimmäisessä huoneistossa saatiin hallintaan 24 litralla vettä. Tällöin isoimmat liekit oli saatu taltutettua. 100 koe 3 koe 6 Kun tilanne huoneiston sisällä oli vakiintunut, oven raosta sammutettiin pienpisarasammutuksella kolmella eri kerralla. Yhteensä 28 litraa vettä kului näihin 0 sammutuskertoihin. Näin ollen varsinaiseen sammutukseen käytettiin 52 litraa vettä. Jälkisammutukseen 0 (kastelua, mukaan lukien 5 tapahtuneen letkurikon 10 vedenkulutus) käytettiin 15 51 litraa vettä. Kokeessa 1 kului siten vettä yhteensä 103 litraa, letkurikkoineen.

700

Aika (min)

Kuvassa käyrätthermometer on sovitettu siten, että vertailun jäljempänä kuvissa) Kuva 2. 3Plate -anturilla mitatut helpottamiseksi lämpötilat eri (myös kokeissa. Vertailuna koemesammutuksen alkaminen sijoitettu ajanhetkelle min. Rinnakkain on esitetty netelmästandardin SFS-ENon 1363-1 (ISO 834) mukainen1lämpötilarasituskäyrä. sammutusveden käyttöä ja sen vaikutusta huonetilassa vallinneeseen lämpötilaan.

kumulatiivinen vesimäärä

100

150

75

100

50

50

25

Lämpötila, h=1.6m (°C)

virtaus

200

Vesimäärä (litraa)

Virtaama (litraa/min)

Palon kehittymisestä ja leviämisestä tehdyt ajalliset havainnot kertovat myös kokeiden toistettavuuden olleen varsin hyvä; esimerkiksi sohvan syttymisajat sijoittuvat kaikissa kokeissa noin 30 sekunnin aikaikkunaan (pl. koe 5). Tilat lieskahtivat noin 3 minuuttin 1200 300 150 kuluttua sytytyksestä ja palotilan ikkunan rikkoutuminen tapahtui noin 4-6 minuuttia 1000 sytytyksestä (pl. koe 5). hetkellinen 250 125 5

800 600 400 200

0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Aika (min)

0 (lisää 0happea huonetilaan). Lisäksi sammuttimen lähellä lattiatasolla havaittiin voimakas 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 eksoterminen reaktio, jossa sammute purkautui kipinöiden saattelemana kuoren sisältä.Tila Aika (min) jouduttiin sammuttamaan suihkuputkella (ajanhetkestä 1 min 37 s alkaen) ovelta käsin. Palava tila saatiin hallintaan ja pääosin sammutettua 60 litralla sammutusvettä. Jälkisammutukseen Kuva 3. Sammutusveden virtaama ja määrä sekä sen vaikutus huonetilan lämpötiloihin. ja pintojen kasteluun tilan sisällä kului 6 litraa sammutusvettä.

Kokeessa 2 käytettiin ensisijaisena sammutusmenetelmänä heittosammuttinta. Kuvassa 4 heittosammutin on aktivoitu ja heitetty palotilaan ajanhetkellä 1 min, kun tila oli jo 300 150 yleissyttynyt. Huonetilan ovi oli auki koko kokeen1200 keston ajan. Heittosammuttimen vaikutus nähdään hetkellisesti kaikkien lämpötila-antureiden kohdalla lämpötiloja nostavana 250 125 1000 hetkellinen virtaus selittynee sammutteen purkautuessaan synnyttämästä ilmavirtauksesta tapahtumana. Tämä 800 200

100

150

kumulatiivinen vesimäärä

75

100

50

50

25

0

0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10

6

Lämpötila, h=1.6m (°C)

Pelkästään perinteisellä sammutusmenetelmällä eli suihkuputkella sammutettiin ensimmäisessä kokeessa. Muissa kokeissa suihkuputkea käytettiin myös varsinaisen pri-määrisammutustavan jälkeen joko sammutettaessa näkyviä liekkejä tai jälkisammutuksessa. Huonegeometrian ja -koon pysyessä vakiona myös sammutusvesimäärät varsinaisen sammutusvaiheen osalta pysyivät suhteellisen muuttumattomina. Lattiapinta-alaltaan 12,6 m2 (2,8 x 4,5 m) kokoisen huoneen sammutukseen käytettiin vettä kokeesta riippuen noin 50–60 litraa. Huomattakoon, että kutakin sammutusparia ei ollut erikseen käsketty esimerkiksi käyttämään vettä sääs-

800

Perinteinen sammutusmenetelmä

Vesimäärä (litraa)

Perinteinen sammutusmenetelmä

1000 olosuhteita pystyttiin kuvailemaan silmämääräisesti hyvin rajuiksi varsinkin Huonetilan 3 minuutin jakson aikana, jolloin huonetila oli täyden palamisen vaiheessa. Ainoastaan hapen 900 saanti rajoitti paloa, jossa käytännössä kaikki pinnat, puulattia mukaan luettuna, paloivat.

Virtaama (litraa/min)

tytystapa ja syttymislähde (televisio) oli riittävällä tarkkuudella samanlainen. Koko huonetilan palon kannalta kasvuvaiheeseen vaikutti oleellisesti se, kuinka hyvin palava televisio levitti paloa kirjahyllyyn ja sitä kautta koko huonetilaan. Kokeiden välillä syntyi luonnollisesti pieniä eroja. Kokeiden kasvuvaiheen samankaltaisuutta voidaan arvioida esimerkiksi plate thermometer-anturin näyttämän perusteella, joka ei ole herkkä hetkellisille lämpötilamuutoksille suuremman massansa vuoksi. Kuvassa 2 esitetään käytetyn anturin lämpötilat kokeittain. Havaitaan, että ensimmäisen 5 minuutin aikana lämpötilan kasvu on ollut hyvin samanlaista kokeissa 1–4 ja 6. Kokeessa 5 kirjahyllyn syttyminen kesti kauemmin eikä ko. kokeessa huonetilaa tarkoituksellisesti saatettu lieskahdusvaiheeseen. Noin 5 minuutin kohdalla voidaan karkeasti sanoa, että kaikki (pl. koe 5) lämpötilat leikkaavat n. 700 oC:n rajan. Vertailun vuoksi tämä lämpötila ko. ajanhetkellä on suurempi kuin esimerkiksi koemene-telmästandardin SFS-EN 1363-1:1999 (ISO 834) [6] mukainen lämpötilarasituskäyrä. Kokeissa lämpötila ei alussa kuitenkaan nouse yhtä rajusti kuin lämpötilarasituskäyrä ISO 834. Palon kehittymisestä ja leviämisestä tehdyt ajalliset havainnot kertovat myös kokeiden toistettavuuden olleen varsin hyvä; esimerkiksi sohvan syttymisajat sijoittuvat kaikissa kokeissa noin 30 sekunnin aikaikkunaan (pl. koe 5). Tilat lieskahtivat noin 3 minuuttin kuluttua sytytyksestä ja palotilan ikkunan rikkoutuminen tapahtui noin 4–6 minuuttia sytytyksestä (pl. koe 5). Huonetilan olosuhteita pystyttiin kuvailemaan silmämääräisesti hyvin rajuiksi varsinkin 3 minuutin jakson aikana, jolloin huonetila oli täyden palamisen vaiheessa. Ainoastaan hapen saanti rajoitti paloa, jossa käytännössä kaikki pinnat, puulattia mukaan luettuna, paloivat.

600 400 200 0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Aika (min)

Aika (min)

Kuva 4. Sammutusveden virtaama ja määrä sekä sen vaikutus huonetilan lämpötiloihin. Kokeessa 5 käytettiin DSPA-heittosammutinta. Tässä kokeessa sammutin heitettiin palotilan lattialle keskivaiheille ennen yleissyttymistä vaiheessa, jossa palotilan lämpötila oli saavuttanut 400pari °Ctoimi (ajanhetki 1 niin min kuin kuvassa Kokeessa oli oliauki. teliäästi, vaan tilanteessa ralla5).vettä. Tällöinhuoneen isoimmatovi liekit saaSammuttimen toimittua jäätiin seuraamaan olosuhteiden kehittymistä palotilassa. parhaaksi näki. tu taltutettua. Kun tilanne huoneistonPalon sisälkiihtyessä (sohva syttyi ja palotilan ikkuna rikkoutui) palo sammutettiin suihkuputkella Ensimmäisessä kokeessa, missä suihkuputlä oli vakiintunut, oven raosta sammutettiin (ajanhetkestä 3 min 3 s eteenpäin, kuva 5). Tällöin tila oli yleissyttynyt. Palava tila eri saatiin ki oli ensisijainen sammutusmenetelmä, ti- pienpisarasammutuksella kolmella kerhallintaan 34 litralla vettä, jolloin oviaukolta ei ollut nähtävissä liekkejä. Sammutuspari lanne huoneistossa saatiin hallintaan 24 lit- ralla. Yhteensä 28 litraa vettä kului näihin viimeisteli sammutusta tilan ulkopuolelta käyttämällä 15 l vettä. Jälkisammutukseen ja pintojen kasteluun kului 41 l sammutusvettä. Kokonaisuudessaan kokeessa 5 käytettiin 90 l sammutusvettä.


pintojen kasteluun kului 41 l sammutusvettä. Kokonaisuudessaan kokeessa 5 käytettiin 90 l sammutusvettä. DSPA heittosammutin

150

50 40 30 20 50 Cobra-kokeissa 3 minuutin sammutusajanjakso 10 (kuva0 6, sammutus alkaa ajanhetkella 01 min ja

Cobra 100

Lämpötila, h=1.6m (°C)

Vesimäärä (litraa)

Virtaama (litraa/min)

Heittosammuttimen osalta havaittiin selvästi, ettei kokeissa 2 ja 5 käytetty sammutin sovellu 1200 300 100 ja voimakas palokaasujen ulosvirtaus on läsnä eli koeasetelmaan, jossa huoneen ovi on auki kumulatiivinen 1000 90 vesimäärä palo250on täyden palamisen vaiheessa (kuva 4). Sammutin kykenee hidastamaan esimerkiksi hetkellinen 80 800 lämpötilojen virtaus nousua sen ajan kuin sammutteen purkaus kestää, jos palo on alkuvaiheessa 70 200 600 (kuva 5). 60 400 200 0

Lämpötila, h=1.6m (°C)

kykeni0 sammuttamaan 1 2 3 4 5avoimen 6 7 huonetilan 8 9 10 päättyy hetkellä 4 min). Oven ollessa auki Aika (min) vesihöyryn suuri ja ulottui kokonaan kokeenpuoleisen rakennuksen 0 1 määrä 2 3 oli 4 5silminnähden 6 7 8 9 10 siipeen. Tämä voi myös muiden pelastushenkilöiden työskentelyä alentuneen Aikahaitata (min) näkyvyyden ja vesihöyryn sitoman lämmön takia. Kuva 5. Sammutusveden virtaama ja määrä sekä sen vaikutus huonetilan lämpötiloihin.

1200

7

1000

taan sammutusvettä vähintään 0,12 l/s lattianeliömetriä kohti (lähtökohtana pieni palokuorma). Kokeissa mittaamalla saadut keskiarvoistettu sumusuihkun virtaukset olivat keskimäärin tämän suuruiset.

800 600 400

DSPA heittosammutin Heittosammuttimen osalta havaittiin selvästi, ettei kokeissa 2 ja 5 käytetty sammutin sovellu koeasetelmaan, jossa huoneen ovi on auki ja voimakas palokaasujen ulosvirtaus on läsnä eli palo on täyden palamisen vaiheessa (kuva 4). Sammutin kykenee hidastamaan esimerkiksi lämpötilojen nousua sen ajan kuin sammutteen purkaus kestää, jos palo on alkuvaiheessa (kuva 5).

200

Cobra

0 0

1

2

3

4 5 6 Aika (min)

7

8

9

10

Kuva 6. Cobra-sammutuksen (3 minuuttia) vaikutus huonetilassa vallinneeseen lämpötilaan.

sammutuskertoihin. Näin ollen varsinaiseen sammutukseen käytettiin 52 litraa vettä. Jälkisammutukseen (kastelua, mukaan lukien tapahtuneen letkurikon vedenkulutus) käytettiin 51 litraa vettä. Kokeessa 1 kului siten vettä yhteensä 103 litraa, letkurikkoineen. Kuvassa 3 käyrät on sovitettu siten, että vertailun helpottamiseksi (myös jäljempänä kuvissa) sammutuksen alkaminen on sijoitettu ajanhetkelle 1 min. Rinnakkain on esitetty sammutusveden käyttöä ja sen vaikutusta huonetilassa vallinneeseen lämpötilaan. Kokeessa 2 käytettiin ensisijaisena sammutusmenetelmänä heittosammuttinta. Kuvassa 4 heittosammutin on aktivoitu ja heitetty palotilaan ajanhetkellä 1 min, kun tila oli jo yleissyttynyt. Huonetilan ovi oli auki koko kokeen keston ajan. Heittosammuttimen vaikutus nähdään hetkellisesti kaikkien lämpötila-antureiden kohdalla lämpötiloja nostavana tapahtumana. Tämä selittynee sammutteen purkautuessaan synnyttämästä ilmavirtauksesta (lisää happea huonetilaan). Lisäksi sammuttimen lähellä lattiatasolla havaittiin voimakas eksoterminen reaktio, jossa sammute purkautui kipinöiden saattelemana kuoren sisältä.Tila jouduttiin sammuttamaan suihkuputkella (ajanhetkestä 1 min 37 s alkaen) ovelta käsin. Palava tila saatiin hallintaan ja pääosin sammutettua 60 litralla sammutusvettä. Jälkisammutukseen ja pintojen kasteluun tilan sisällä kului 6 litraa sammutusvettä. Kokeessa 5 käytettiin DSPA-heittosammutinta. Tässä kokeessa sammutin heitettiin palotilan lattialle keskivaiheille ennen yleissyttymistä vaiheessa, jossa palotilan lämpötila oli saavuttanut 400 °C (ajanhetki 1 min kuvassa 5). Kokeessa huoneen ovi oli auki.

Sammuttimen toimittua jäätiin seuraamaan olosuhteiden kehittymistä palotilassa. Palon kiihtyessä (sohva syttyi ja palotilan ikkuna 8 rikkoutui) palo sammutettiin suihkuputkella (ajanhetkestä 3 min 3 s eteenpäin, kuva 5). Tällöin tila oli yleissyttynyt. Palava tila saatiin hallintaan 34 litralla vettä, jolloin oviaukolta ei ollut nähtävissä liekkejä. Sammutuspari viimeisteli sammutusta tilan ulkopuolelta käyttämällä 15 l vettä. Jälkisammutukseen ja pintojen kasteluun kului 41 l sammutusvettä. Kokonaisuudessaan kokeessa 5 käytettiin 90 l sammutusvettä. Sammutusmenetelmänä suihkuputki toimi oletettavan tehokkaasti jo siksi, että huonetila ja palokuorma ei ollut erityisen suuri. Suihkuputkella voitiin myös varmistaa ja tukea tehokkaasti DSPA-heittosammutteen toimintaa. Suihkuputken hetkelliset virtaaman maksimiarvot katkonaista sumusuihkua käytettäessä olivat luokkaa 3,3–4,2 l/s (200–250 l/ min). Keskiarvoistetut virtaukset katkonaiselle sumusuihkulle liikkuivat välillä 1,3–1,7 l/s. Nämä edustivat virtauksia, jolla arviolta 4 MW:n palo 12,6 m2:n huoneessa saatiin havaittavasti hallintaan ja lopulta sammumaan. Tämä vastaa 0,11–0,14 l/s virtausta palavan tilan lattianeliömetriä kohti. Suihkuputkella sammuttaminen katkonaista sumusuihkua käyttäen perustuu palokohteen lämpömäärän sitomiseen. Paloon suihkutetun sammutusveden höyrystymislämmön tulee olla aikayksikössä riittävän suuri, jotta palon lämpötila saadaan laskemaan niin alas, että palo sammuu. Palokohteen lämpösisältö ja palossa kehittyvä lämpöteho vaikuttavat siihen, mikä on ”riittävä” vesivirta. Viite [2, s. 94] mainitsee ”nyrkkisäännön”, jonka mukaan rakennuspalossa tarvi-

Cobra-kokeissa 3 minuutin sammutusajanjakso kykeni sammuttamaan avoimen huonetilan (kuva 6, sammutus alkaa ajanhetkella 1 min ja päättyy hetkellä 4 min). Oven ollessa auki vesihöyryn määrä oli silminnähden suuri ja ulottui kokonaan kokeenpuoleisen rakennuksen siipeen. Tämä voi haitata myös muiden pelastushenkilöiden työskentelyä alentuneen näkyvyyden ja vesihöyryn sitoman lämmön takia. Lyhentämällä sammutusaikaa 1 minuuttiin kokeessa 4 (aikaväli 1 min–2 min kuvassa 7a) havaittiin, että palo olisi kehittynyt uudestaan ja johtanut tilan lieskahtamiseen, jolloin sammutus aloitettiin suihkuputkella (ajanhetki 5 min 14 s kuvassa 7a). Kokeessa 6 suljettiin huonetilan ovi Cobran käytön alkaessa, jolloin saavutettiin 1 minuutin sammutusajalla haluttu lopputulos eli tilan sammuminen, joka ei johtunut hapenpuutteesta. Tilaa kasteltiin suihkuputkella ajanhetkellä 6 min 11 s, kuva 7b, mutta tässä vaiheessa palo oli jo hiipunut. Cobran vesimäärät olivat luokkaa 50 litraa minuuttissa, joten palon sammumisen kannalta vesimäärät olivat kutakuinkin samaa tasoa kuin perinteisellä sammutustavalla. Mikäli sammutetaan kokeiden mukaista huonetilaa oven ollessa suljettu, palo saadaan haltuun noin 50 litralla sammutusvettä, mutta oven ollessa auki vettä kuluu 2–3 kertaa enemmän.

YHTEENVETO Kokeet olivat hyvin toistettavissa ja kaikissa kokeissa tila saatiin lieskahtamaan noin 3 minuutin kuluessa sytytyksestä. Yhdessä kokeessa sammutus aloitettiin ennen yleissyttymistä. Kaasupitoisuuksista lasketut FEDarvot osoittivat, että olosuhteet palotilassa PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

77


78

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

Lämpötila, Lämpötila, h=1.6m h=1.6m (°C) (°C) Lämpötila, Lämpötila, Lämpötila, h=1.6m h=1.6m h=1.6m (°C)(°C) (°C)

1000 1200 1200 1200 800 1000 1000 1200 1000 600 800 800 1000 800 400 600 600 800 600 200 400 400 600 400 0 200 200 400 2000 0 0 200 00 0 0 0

1

2

3

1 1 1

2 2 2

3 3 3

0

1

2

3

b bb b b 1200 Lämpötila, Lämpötila, h=1.6m h=1.6m (°C) (°C) Lämpötila, Lämpötila, Lämpötila, h=1.6m h=1.6m h=1.6m (°C)(°C) (°C)

olivat lamaannuttavat (myrkylliset kaasut ja lämpötila) 2–3 minuuttia sytytyksen jälkeen. Sammutuskokeiden perusteella näyttää siltä, että koetilan mukaisen palon sammuttamiseen tarvittava vesimäärä suihkuputkella ja Cobra-sammutinleikkurilla on alaraja-arviona noin 50 litraa (käytetylle lattiapinta-alalle noin 4 mm). Cobran sammutustavassa oletetaan huoneen oven olevan kiinni. DSPAheittosammuttimella kokeiltiin ainoastaan tilanteita, joissa huonetilan ovi oli auki. Näissä kokeissa DSPA-sammuttimella ei kyetty sammuttamaan paloa. Ovi auki -tilanteessa myös Cobralla sammuttamiseen tarvitaan 2–3 kertainen vesimäärä. Huonetilan palokuorma oli noin 280 MJ/m2 ja laskennallinen maksimipaloteho aukkotekijät huomioon ottaen suuruusluokkaa 4 MW. Cobran ja perinteisen sammutustavan välillä koetulosten valossa ei suurta eroa havaittu. Cobran kannalta keskeistä on mahdolliset aukot, joista vesisumu karkaa ja sammutusvaikutus heikkenee. Työturvallisuuteen vaikuttavat oleellisesti vesihöyryn aiheuttama näkyvyyden heikkeneminen hyvin suuressa osassa rakennusta ja suojaetäisyydet rakenteita läpäisevän vesisuihkun edessä ja sivuilla. Perinteisessä sammutustavassa sammutuksen ensivaikute näkyvien liekkien ja pintojen kastelun osalta oli veden kulutuksen kannalta samaa suuruusluokkaa kuin Cobrassa. Jälkisammutuksessa voidaan kuluttaa nopeastikin samainen vesimäärä kuin varsinaisessa sammutusvaiheessa.

jojohiipunut. hiipunut. hiipunut. ajo Tilaa kasteltiin suihkuputkella ajanhetkellä 6 min 11 s, kuva 7b, mutta tässä vaiheessa palo oli hiipunut. ajo a a a 1200

4 5 6 Aika (min) 4 5 6 4 5 6 4 (min) 5 6 Aika Aika (min) Aika 5(min) 4 6

7

8

9

7 7 7

8 8 8

9 10 9 10 9 10

7

8

Aika (min)

9

10

Loppuraportin tekijät haluavat esittää kiitokset VTT:n tutkija Kati Tillanderille, joka osallistui merkittävällä panoksella kokeiden suunnitteluvaiheeseen. Koegeometrian rakentamisen osalta osoitamme kiitokset Pelastusopiston harjoitusalueen palveluhenkiselle henkilökunnalle ja kokeiden operatiivisen puolen toteutuksesta Pelastusopiston opettajalle Raimo Savolalle.

10

LÄHDELUETTELO

1. Jäntti, J., Loponen, T. & Miettinen, P. Selvitys vaihtoehtoisten sammutusmenetelmien COBRA ja DSPA soveltuvuudesta huoneistopalon sammuttamiseen. Sammutuskokeiden tulokset Pelastusopiston testausympäristössä 2009. Pelastusopiston julkaisu, B-sarja: Tutkimus9 10 raportit 4/2009. 2. Alho, R. Sammutustekniikka. Viides, uu9 10 9 10 10 (a) ovi9 auki ovi kiinni (b). Palontorjuntaliiton julsittujapainos. Suomen 9 auki 10 (a) Kuva 7. Cobra-sammutus (1 minuutti) ovi ja ovi kiinni Kuva 7. Cobra-sammutus (1 minuutti) ovi auki kaisu. (a) ja 1988. ovi kiinni(b). (b). Aika (min) Kuva 7. Cobra-sammutus (1 minuutti) ovi auki (a)3.jaAla-Kokko, ovi kiinni (b). V. Savusukellusopas. PelasCobran olivat luokkaa 50 litraa minuuttissa, joten palon sammumisen kannalta Kuva 7.vesimäärät Cobra-sammutus (1 minuutti) ovi auki (a) ja ovi kiinni (b). tusopiston julkaisu, A-sarja: Oppimateriaavesimäärät olivat kutakuinkin samaa tasoa kuin perinteisellä sammutustavalla. Mikäli Cobran lit 2/2008. joten Cobran vesimäärät vesimäärät olivat olivat luokkaa luokkaa 50 50 litraa litraa minuuttissa, minuuttissa, joten palon palon sammumisen sammumisen kannalta kannalta Cobran vesimäärät olivat luokkaa 50 litraa minuuttissa, joten palon sammumisen kannalta sammutetaan kokeiden mukaista huonetilaa oven ollessa suljettu, palo saadaan haltuun noin vesimäärät olivat kutakuinkin samaa tasoa kuin perinteisellä sammutustavalla. Mikäli vesimäärät olivat kutakuinkin samaa tasoa kuin perinteisellä sammutustavalla. Mikäli 4. Rinne, T.,2–3 Grönberg, P., Heikura, V. & vesimäärät olivat kutakuinkin samaa tasoa kuin perinteisellä sammutustavalla. Mikäli 50 litralla sammutusvettä, mutta oven ollessa auki vettä kuluu kertaa enemmän. Cobran vesimäärät olivat luokkaa 50 litraa minuuttissa, joten palon sammumisen kannalta sammutetaan kokeiden mukaista huonetilaa oven ollessa suljettu, palo saadaan haltuun noin KIITOKSET kokeiden mukaista huonetilaa oven sammutetaan ollessaT.suljettu, palo saadaan haltuun noin Loponen, Huoneistopalon sammutus vaihsammutetaan kokeiden mukaista huonetilaa oven ollessa suljettu, palo saadaan haltuun noin vesimäärät olivat kutakuinkin samaa tasoa kuin perinteisellä sammutustavalla. Mikäli 50 litralla sammutusvettä, mutta oven ollessa auki vettä kuluu 2–3 kertaa enemmän. 50 litralla sammutusvettä, mutta oven ollessa auki vettä kuluu 2–3 kertaa enemmän. Tämä julkaisu perustuu hankkeen ”Huoneistoehtoisilla menetelmillä. VTT Tiedotteita 50 litralla sammutusvettä, mutta oven ollessa oven auki vettä kuluu 2–3 kertaa enemmän. sammutetaan kokeiden mukaista huonetilaa ollessa suljettu, palo saadaan haltuun noin topalon vaihtoehtoisilla sammu2570. 2010. 50 litrallasammutus sammutusvettä, mutta oven ollessa auki vettä kuluu 2–3 kertaa enemmän. YHTEENVETO tusmenetelmillä” loppuraporttiin [4]. Hanke 5. Karlsson, B. & Quintiere, J. Enclosure YHTEENVETO YHTEENVETO YHTEENVETO Kokeet olivat vuonna hyvin 2010 toistettavissa kaikissa saatiin on toteutettu VTT:n jajaPelasFirekokeissa Dynamics.tila CRC Press lieskahtamaan LLC. 2000. noin 3Kokeet minuutin kuluessa sytytyksestä. Yhdessä kokeessa sammutus aloitettiin ennen YHTEENVETO tusopiston yhteistyönä. Hanketta ovat ra6. SFS-ENtila 1363-1:1999. PalonkestävyysKokeet olivat olivat hyvin hyvin toistettavissa toistettavissa jaja kaikissa kaikissa kokeissa kokeissa tila saatiin saatiin lieskahtamaan lieskahtamaan noin noin Kokeet olivat hyvin toistettavissa ja kaikissa kokeissa tila saatiin lieskahtamaan noin yleissyttymistä. Kaasupitoisuuksista lasketut FED-arvot osoittivat, että olosuhteet palotilassa Pelastusopistestit.kokeessa Osa 1: Yleiset vaatimukset. 33hoittaneet minuutin kuluessa Yhdessä sammutus aloitettiin minuutin Palosuojelurahasto, kuluessa sytytyksestä. sytytyksestä. Yhdessä kokeessa sammutus aloitettiin ennen ennen 3Kokeet minuutin kuluessa sytytyksestä. Yhdessä kokeessa sammutus aloitettiin ennen olivat lamaannuttavat (myrkylliset kaasut ja lämpötila) 2–3 minuuttia sytytyksen jälkeen. olivat hyvin toistettavissa ja kaikissa kokeissa tila saatiin lieskahtamaan noin yleissyttymistä. Kaasupitoisuuksista lasketut FED-arvot osoittivat, että olosuhteet palotilassa to ja VTT. yleissyttymistä. Kaasupitoisuuksista lasketut FED-arvot osoittivat, että olosuhteet palotilassa 1000 1200 1200 1200 800 1000 1000 1200 1000 600 800 800 1000 800 400 600 600 800 600 200 400 400 600 400 0 200 200 4000 200 1 2 3 4 5 6 7 8 0 0 Aika (min) 200 00 1 2 3 4 5 6 7 8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 1 2 3 Aika 4 (min) 5 minuutti) 6 7 8 Kuva 7.0 Cobra-sammutus (1 Aika (min) Aika (min) 0 1 2 3 4 5 6 7 8

yleissyttymistä. Kaasupitoisuuksista FED-arvot osoittivat, että olosuhteet palotilassa 3 minuutin kuluessa sytytyksestä.lasketut Yhdessä kokeessa sammutus aloitettiin ennen olivat olivatlamaannuttavat lamaannuttavat(myrkylliset (myrkyllisetkaasut kaasutjajalämpötila) lämpötila)2–3 2–3minuuttia minuuttiasytytyksen sytytyksenjälkeen. jälkeen. olivat lamaannuttavat (myrkylliset kaasut ja lämpötila) minuuttiaettä sytytyksen jälkeen. yleissyttymistä. Kaasupitoisuuksista lasketut FED-arvot2–3 osoittivat, olosuhteet palotilassa 9 olivat lamaannuttavat (myrkylliset kaasut ja lämpötila) 2–3 minuuttia sytytyksen jälkeen. 99 9 9


Markku Rantama ja Kari Junttila, Pelastusopisto, PL 1122, 70820 Kuopio

Pelastustoimen langattoman tiedonsiirron tulevaisuus Tiivistelmä Tutkimushankkeen tavoitteena oli selvittää pelastustoimen langattoman tiedonsiirron tarpeet ja niiden toteutusmahdollisuudet tulevaisuudessa. Hankkeessa lähdettiin liikkeelle tiedonsiirron nykytilanteesta ja siihen liittyvistä ongelmista. Tämän jälkeen selvitettiin, miten pelastustoimen langattoman tiedonsiirron tarpeet tulevat muuttumaan lähivuosina ja mitkä voisivat olla ne teknologiset ratkaisut, joilla nämä tarpeet voidaan tyydyttää. Selvitetyt teknologiat ovat VIRVEn lisäksi kaupalliset matkapuhelintekniikat (2G/3G/4G), WiMAX, @450, GSM-R, lähiverkkotekniikka WLAN ja satelliittilaajakaistatekniikat. Lopuksi on analysoitu VIRVEn ja muiden teknologioiden roolia tulevaisuudessa ja mietitty erilaisia skenaarioita tulevaisuuden kehityksestä. Yhteenvetona todetaan, että VIRVElle ei ole näköpiirissä kilpailijaa kriittisen kommunikaation osalta ja VIRVEn puhepalvelut ovat ylivoimaisia muihin teknologioihin nähden. Datasiirtopalveluissa joudutaan sen sijaan turvautumaan myös muihin verkkoihin, ainakin ei-kriittisen tiedonsiirron osalta. Avainasioina ovat monikanavaisuus, mobiilitietoisuus ja sovellusälykkyys, joiden avulla tulevaisuuden ratkaisut on haettava.

ESIPUHE Tämä esitys perustuu Pelastusopiston langattoman tiedonsiirron tutkimushankkeessa kertyneisiin tietoihin ja kokemuksiin ja niiden analysointiin. Esitys pyrkii yhteen-

vetomaisesti kuvaamaan hankkeen tärkeimmät tulokset ja johtopäätökset. Lukijan, joka haluaa perehtyä perusteellisemmin tähän aihepiiriin, kannattaa tutustua hankkeen loppuraporttiin [1], jossa asioita on käsitelty yksityiskohtaisemmin.

NYKYTILA JA ONGELMAT Pelastustoimen operatiivinen toiminta (eli hätäkeskukseen saapuvasta hätäilmoituksesta käynnistyvä toiminta) tukeutuu nykyään vahvasti viranomaisverkko VIRVEn käyttöön. Hätäkeskus lähettää hälytyksen ja siihen liittyvät tehtävätiedot pelastustoimen resursseille VIRVEn status- ja tekstiviesteinä. Tarvittaessa apuna voidaan käyttää myös kaupallisten matkapuhelinverkkojen (2G/3G) tekstiviestejä. Hälytetyt resurssit kuittaavat saamansa tiedot ja lähettävät omat tilatietonsa samaten VIRVEn statusviesteillä. Tärkein tiedonvälityskanava on kuitenkin VIRVEn ryhmäpuhelu, minkä avulla saadaan tehtävään liittyvää lisätietoa hätäkeskuksesta ja kommunikoidaan muiden samalle tehtävälle hälytettyjen resurssien kanssa, sekä oman toimialan sisäisesti että laajemman tehtävän kyseessä ollessa myös viranomaisrajojen yli. Myös hätäkeskustietojärjestelmä (ELS) ja kenttäjohtamisjärjestelmät (Merlot, PEKE) turvautuvat liikkuvien yksiköiden välisessä tiedonsiirrossa VIRVEn datapalveluihin. VIRVEn datapalveluiden pahin pullonkaula on vaatimaton tiedonsiirtonopeus: käytännön nopeudet ovat luokkaa 2–4 kbit/s, kun

käytetään yhtä aikaväliä. Se riittää juuri lyhyiden tila- ja paikannusviestien välitykseen, mutta on liian hidas isompien tiedostojen, kuvien, videon ja multimedian siirtoon. VIRVEn datasiirron rajoittuneisuuden takia monissa pelastuslaitoksissa on tehty kokeiluja ja otettu käyttöönkin kaupallisten verkkojen (esim. 2G/3G ja @450) palveluja, joilla voidaan hoitaa kuvansiirtoa, videon siirtoa ja internet-yhteydet. Näiden datapalveluiden suurin ongelma on se, että niitä ei ole suunniteltu kriittisen kommunikaation kriteerit mielessä: kun tarve on suurin (esim. katastrofitilanteessa) nämä palvelut eivät ole todennäköisesti käytettävissä, koska verkkoja ei ole varmistettu ja ne tukkeutuvat muutenkin kansalaisten (yli)suuren kommunikointitarpeen takia.

TULEVAISUUDEN TARPEET Muutostekijät Tulevaisuuden tiedonsiirtotarpeisiin vaikuttavat muutostekijät ovat: hätäkeskusuudistus, teknologinen kehitys ja eritoten kriittisen kommunikaation kehitys, johon liittyy omana asianaan myös viranomaisviestinnän kehittyminen tulevaisuudessa tehtävillä taajuuspäätöksillä, joista riippuu viranomaiskäyttöön sopivan langattoman laajakaistaratkaisun kohtalo. Hätäkeskusuudistus vuosina 2010–2015 jakaa maan 6 toiminta-alueeseen, joilla kulPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

79


avulla. Tiedonsiirron tarpeet voidaan luokitella tarvittavan siirtonopeuden perusteella luokkiin kapeakaistainen, leveäkaistainen ja laajakaistainen seuraavasti:

lakin on oma hätäkeskus. Nykyisin näitä alueita on 15. Tavoitteena on mm. verkottunut ja yhdenmukainen toiminta, integroidut ja yhtenäiset tietojärjestelmät ja ylikuormitustilanteiden parempi hoito. Uudistus aiheuttaa toimenpiteinä mm. VIRVEn puheryhmien uudelleenmäärittelyt ja kenttäyksiköiden tunnistusjärjestelmän uusimisen. Nämä ovat jo käynnistyneet. Teknologian kehitys on ollut viime vuosina nopeaa ja se on tuonut mukanaan uusia mahdollisuuksia langattomaan tiedonsiirtoon. Kaupalliset matkapuhelinverkot on kehittyneet 2G:n (GSM/GPRS/EDGE) ja 3G:n (WCDMA/HSPA/HSPA+) kautta neljännen sukupolven verkkoihin (LTE/LTE-A), joita ollaan juuri ottamassa käyttöön. Samalla verkkojen datasiirtonopeudet ovat kehittyneet kapeakaistaisista muutaman kbit/s-nopeuksista laajakaistaisia multimediapalveluja tarjoaviin palveluihin, joiden nopeudet ovat parhaimmillaan satoja Mbit/s. Näiden kaupallisten verkkojen suurin ongelma on niiden käytettävyys massiivisissa onnettomuustilanteissa: verkkoja ei ole suunniteltu kriittisen kommunikaation periaatteiden mukaisesti. Kriittisen kommunikaation kehitys on ollut hieman hitaampaa: alkuperäinen TETRA-ilmarajapintastandardi julkaistiin vuonna 1996 ja sitä täydennettiin muiden rajapintojen määrittelyillä vuosina 1996–2001. Tästä vaiheesta käytetään nimitystä Release 1. Tärkeimmät palvelut olivat ryhmäpuhelu, yksilöpuhelu, suorakanavapuhelu, statusviestit, tekstiviestit ja kapeakaistainen datasiirto. Seuraava kehitysvaihe (Release 2) julkaistiin vuonna 2005 ja sitä on täydennetty näihin päiviin asti. Sen tärkein ominaisuus on leveäkaistainen datasiirto (TEDS), joka tarjoaa tiedonsiirrolle nopeuksia välillä 10–500 kbit/s riippuen käytetyistä kanavaleveyksistä, aikavälien määrästä ja modulaatioista. VIRVE on runkoverkon puolesta valmis tähän päivitykseen vuoden 2012 aikana, mutta päätöksiä päivityksistä ei ole olemassa. VIRVEn mahdollinen laajakaistatuki on ainakin 5–10 vuoden päässä, koska siitä vastaavassa ETSIn työryhmässä on asiasta vasta käynnistynyt keskustelu. Standardoinnin käynnistyminen ja tehtävät teknologiavalinnat ovat riippuvaisia tulevista taajuuspäätöksistä, joilla luotaisiin viranomaiskäyttöön eurooppalainen, harmonisoitu taajuusalue. Jos sitä ei onnistuta tekemään, niin laajakaistaiselle datasiirrolle TETRA-verkoissa voidaan jättää hyvästit. Sen myötä koko TETRA-tekniikka voi käydä tarpeettomaksi ja verkot ajetaan alas. Taajuuspäätökset ovat ratkaisevassa asemassa, kun suunnitellaan kriittisen kommunikaation tulevaisuutta. ETSIn tekninen komitea on esittänyt, että nykyisen 2x5 MHz kaistan lisäksi tarvittaisiin 2x3 MHz kapea80

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

Taulukko: tiedonsiirron luokittelu luokka tietosisältö (esim.) palvelu kapeakaistainen hälytystiedot, tilatieto, statusviesti, SDS paikannustieto leveäkaistainen still-kuva, kysely, kuvansiirto, tiedote, pieniresol. video tiedostonsiirto, sähköposti,… laajakaistainen suuriresol. video multimedia

nopeustarve < 100 kbit/s 100–1000 kbit/s >1 Mbit/s

Nykytila on sellainen, että VIRVE suoriutuu kunnialla puhepalveluista ja kapeakaistaisesta datasiirrosta, mutta leveäkaistaiset ja laajakaistaiset palvelut pitää hoitaa jollain muulla verkolla. Mahdollisesti tuleva TEDS-päivitys korjaa tilanteen leveäkaistaisen datasiirron osalta, mutta ratkaise2x3 laajakaistatarvetta. kaistaista dataaeivarten, MHz leveäkais- laitteen kautta. Käytettävät palvelut: nopeat

taista (TEDS) ja 2x10 MHz laajakaistais- pakettidatapalvelut (esim. kuvansiirto, video, Kuva 1 havainnollistaa rajapintoja A-G, joissa näitä em. palveluja käytetään: ta datasiirtoa varten. Lisäkaistaa tarvittaisiin tiedostonsiirto, sähköposti, internet-selailu) siis yhteensä 2x16 MHz. Suomen tilanne on Rajapinta E: Satelliittiyhteys. Käyttö voi sellainen, että kapea- ja leveäkaistaista data- tulla kyseeseen lähinnä silloin, kun D-rajasiirtoa varten on mahdollista saada käyttöön pintaa ei ole ja tarvitaan nopeaa datasiirtoa. 3 2x5 MHz aivan nykyisen taajuusalueen vie- Käytettävät palvelut: nopeat pakettidatapalrestä. Laajakaistatuen vaatimaa aluetta ei ole velut (esim. kuvansiirto, video, tiedostonsiirtällä hetkellä näköpiirissä. Joka tapauksessa to, sähköposti, internet-selailu) on selvää, että viranomaiskäyttöön tarvitaan Rajapinta F: Pelastusyksikön ja paloaseman tulevaisuudessa dedikoitu taajuuskaista laaja- välinen WLAN-rajapinta, jota käytetään tiekaistapalveluita varten, riippumatta siitä mi- tojen ja tietokantojen replikointiin ajoneukä käytetty teknologia on. von ollessa tallissa. Käytettävät palvelut: tiedostonsiirto molempiin suuntiin, tietokantojen synkronointi. Samanlainen WLAN-rajaTiedonsiirtotarpeet pinta voisi toimia myös operatiivisessa käytössä kohteessa tai sen lähettyvillä, jos sielKäyttäjätarpeet ovat aina lähtökohtana, kun lä on käytettävissä avoin WLAN-tukiasema suunnitellaan toimintojen ja sitä tukevien (”WLAN Paloposti”), johon viranomainen prosessien ja tietojärjestelmien uudistuksia. pääsee kirjautumaan. Silloin tämä rajapinta Pelastustoimen tulevaisuuden tiedonsiirtotar- olisi osa monikanavaisuutta. peita on selvitelty haastattelujen, kyselyjen ja Rajapinta G: Pelastusyksikön ja ympärillä työpajojen avulla. Tarpeita on dokumentoi- olevien yksiköiden välinen WLAN-rajapinta, tu viranomaisten yhteisen kenttäjärjestelmän jota käytetään tiedonsiirtoon tapahtumapaimäärittelyhankkeessa (KEJO) käyttötapaus- kalla, jolloin kaikki yksiköt voivat kommuten avulla. Tiedonsiirron tarpeet voidaan luo- nikoida samaa (laajakaista)yhteyttä käyttäen. kitella tarvittavan siirtonopeuden perusteella luokkiin kapeakaistainen, leveäkaistainen ja laajakaistainen seuraavasti: Nykytila on sellainen, että VIRVE suoriu- Erityisvaatimuksia tuu kunnialla puhepalveluista ja kapeakaistaisesta datasiirrosta, mutta leveäkaistaiset ja laa- Monikanavaisuus tiedonsiirrossa tarkoitjakaistaiset palvelut pitää hoitaa jollain muul- taa sitä, että päätelaite tai kenttäjärjestelmäla verkolla. Mahdollisesti tuleva TEDS-päivi- sovellus osaa valita kulloisenkin operatiivisen tys korjaa tilanteen leveäkaistaisen datasiirron toimintatilanteen, välitettävän tietosisällön osalta, mutta ei ratkaise laajakaistatarvetta. koon ja sen kriittisyyden ja tiedonsiirtoverkKuva 1 havainnollistaa rajapintoja A–G, kojen kanavatilanteen mukaan sopivimman joissa näitä em. palveluja käytetään: verkkopalvelun. Tämän pitää tapahtua ilman Rajapinta A: VIRVEn ilmarajapinta käsi- käyttäjän toimenpiteitä. Käytännössä moniradiopuhelimeen. Käytettävät palvelut: pu- kanavaisuus toteutetaan monikanavareitittihepalvelut, statusviesti ja tekstiviesti SDS. mellä, joka tukee kaikkia haluttuja verkkoRajapinta B: VIRVEn ilmarajapinta ajo- palveluja. neuvoradioon/modeemiin. Käytettävät palMobiilitietoisuus on kenttäjärjestelmävelut: puhepalvelut, statusviesti, tekstivies- sovelluksen kyky havainnoida vallitseva tieti SDS ja kapeakaistaiset pakettidatapalvelut. donsiirtokanavien tila ja sopeuttaa toiminRajapinta C: VIRVEn ilmarajapinta ase- tansa ja tiedonsiirtonsa sen mukaiseksi. Tämaradioon/modeemiin. Käytettävät palvelut: mä voi ääritilanteessa merkitä sitä, että toipuhepalvelut, statusviesti, tekstiviesti SDS ja minta ei saa halvaantua, vaikkei yhteyksiä kapeakaistaiset pakettidatapalvelut. ole ollenkaan. Sanomaliikenteen puskuroinRajapinta D: Ilmarajapinta kaupallisiin ti ja priorisointi ovat keinoja selviytyä poik3G/4G/WiMAX-verkkoihin, joko monika- keustilanteista. navareitittimen tai integroidun radiopäätePriorisointi tulee kyseeseen silloin, kun tie-


donsiirron välityskapasiteetti alittaa tarpeen. Näin voi käydä ruuhkatilanteessa, kun kanavakapasiteettia on esim. vikatilanteen tai liian suuren käyttäjämäärän takia niukasti. Sanomat ja niiden tietoelementit olisi siksi luokiteltava etukäteen, jotta päätelaitteet, kenttäjärjestelmät ja tiedonsiirtoverkot pystyisivät priorisoinnin tekemään tämän luokituksen perusteella. Luokituksen pitää olla dynaaminen eli se voi vaihdella saman tiedon osaltakin riippuen esim. operatiivisesta tilanteesta.

TULEVAISUUDEN TEKNOLOGISET MAHDOLLISUUDET Tietojärjestelmät Tietojärjestelmät ja niiden yhteistoiminnallisuus ovat perusedellytys pelastustoimen tulevaisuuden menestykselliselle kehittymiselle. Viranomaisten yhteistoiminnan ja tietotekniikan kehityshankkeen (TOTI) tuloksena on syntynyt määrittelydokumentit uudelle hätäkeskusten tietojärjestelmälle ja samoin eri viranomaisten kenttäyksiköiden käyttöön tulevalle toiminnanohjausjärjestelmälle (KEJO). Yhteisellä hankkeella on varmistettu se, että eri tietojärjestelmät pelaavat hyvin yhteen ja yhteistyö viranomaisten kesken on sujuvaa. Uudet tietojärjestelmät on tarkoitus ottaa käyttöön vaiheittain hätäkeskusuudistuksen edetessä eli viimeistään vuonna 2015.

VIRVEn rooli VIRVEn rooli tulevaisuudessa on vahva ainakin puhepalveluissa: näköpiirissä ei ole kil-

pailevaa tekniikkaa, jolla ryhmäpuhelut ja suorakanavapuhelut voitaisiin hoitaa paremmin. Myös kapeakaistainen datasiirto toimii ja sopii hyvin tila-, paikka- ja hälytystietojen välitykseen. Leveäkaistaisen TEDSin käyttöönotosta ei ole vielä tietoa, mutta se toisi kaivattua lisäkapasiteettia lyhytsanomien (=statusviestit ja tekstiviestit) välitykseen ja turvaisi samalla puhepalveluiden laadun ylikuormitustilanteissa. Kuten jo edellä todettiin, VIRVEn laajakaistapalvelut ovat kaukana tulevaisuudessa ja varmuutta niiden toteutumisesta ei ole sittenkään. Tämän vuoksi nopeaa datasiirtoa tarvitsevissa palveluissa joudutaan turvautumaan kaupallisiin verkkoihin, vaikka ne eivät täytäkään kriittisen kommunikoinnin vaatimuksia.

Muut teknologiat Jo pitkään käytössä olleet kaupalliset matkapuhelinverkot (3G/HSPA) ja juuri ensimmäisten verkkojen osalta käyttöönottovaiheeseen tulleet neljännen sukupolven verkot (4G/LTE/WiMAX) tarjoavat sellaisia tiedonsiirtonopeuksia, että myös multimediapalvelut voidaan rakentaa niiden varaan. 3Gverkot alkavat olla kaikilla operaattoreilla maanlaajuisia, mutta 4G-verkoissa menee vielä vuosia saman kattavuuden saavuttamiseen. Viranomaiskäytössä jo nykyisinkin olevan @450-verkon tulevaisuus on vielä arvailujen varassa, koska verkon operaattori on vaihtunut ja käytetty teknologia (Flash-OFDM) on

G

Kuva 1. Tiedonsiirron rajapinnat. Erityisvaatimuksia Monikanavaisuus tiedonsiirrossa tarkoittaa sitä, että päätelaite tai kenttäjärjestelmäsovellus osaa valita kulloisenkin operatiivisen toimintatilanteen, välitettävän tietosisällön koon ja sen

tullut tiensä päähän. Verkon käyttämä taajuusalue on kuitenkin kiinnostava, koska sillä saadaan kohtuukustannuksin kattava kuuluvuus. Verkon käyttökelpoisuus tulevaisuuden viranomaisviestinnässä riippuu ratkaisevasti uuden operaattorin suunnitelmista, joihin kuuluu myös uuden teknologian valinta. Langattomalla lähiverkkotekniikalla (WLAN) on oma roolinsa pelastusajoneuvojen sisäisenä väylänä ja tiedonsiirrossa ajoneuvon ja paloaseman tietojärjestelmien välillä. Tulevaisuuden kenttäjärjestelmät voivat mahdollistaa myös paikalliset WLAN-verkot tapahtumapaikalla. Sen avulla yksiköt ja eri viranomaiset voisivat kommunikoida toistensa kanssa suoraan kuormittamatta VIRVEn ilmarajapintaa. Myös satelliittitekniikat tarjoavat laajakaistaisia tiedonsiirtomahdollisuuksia, silloin kun muita verkkopalveluja ei ole saatavilla. Erityisesti ne sopivat paikallaan olevan yksikön käyttöön esim. erämaassa, merellä tai myrskytuhotilanteessa, jossa muut yhteydet eivät toimi. Liikkuvan käytön esteenä on jatkuva tarve kohdistaa peiliantenni satelliittiin. Valtion turvallisuusviranomaisten käyttöön suunniteltu TUVE-verkko tulee toimimaan kriittisen kommunikaation ytimessä ja sen kautta saataviin palveluihin tulee myös pelastustoimelle taata pääsy. Hyvä ensialku siihen suuntaan ovat jo käyttöönottovaiheessa olevat pelastuslaitosten PeIP-liitynnät.

Kehitysskenaariot Tulevaisuuden kehityspolkumahdollisuuksia on hahmoteltu erilaisten skenaarioiden avulla. Näiksi on valittu seuraavat kolme: - skenaario 1: kaikki palvelut VIRVEn avulla - skenaario 2: puhe ja lyhytsanomat VIRVEn avulla, nopeat datapalvelut muilla verkoilla - skenaario 3: VIRVE korvataan 2020-luvulla jollain muulla verkolla Kuvassa 2 on yhteenveto näiden skenaarioiden toteutumisaikatauluista. Skenaario 1 ei ole toivottava, koska laajakaistatuki siinä on noin 10 vuoden päässä. Skenaariot 2 ja 3 ovat lähivuosina samanlaisia ja ne tarjoavat laajakaistapalvelut kaupallisten verkkojen avulla. Näiden ongelmana on niiden puuttuva kriittisen kommunikaation tuki: palvelut eivät ole välttämättä käytössä silloin, kun tarve on suurin. Skenaario 2 olettaa, että VIRVEn laajakaistatuki on käytössä 2020-luvulla. Skenaario 3 olettaa, että kriittisen kommunikaation laajakaistatuki hoidetaan jollain muulla (vielä tiedossa olemattomalla) teknologialla. Olipa toteutunut skenaario mikä tahansa, niin kriittinen laajakaistatuki on joka tapauk­sessa vähintään 10 vuoden päässä. Siihen asti on selvittävä muilla ratkaisuilla. PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

81


kapeakaistainen kriittinen

YHTEENVETO Seuraavassa on yhteenvetomaisesti ja numeroidusti esitetty faktat (F), suositukset (S) ja lisäselvitystä (L) vaativat asiat.

Skenaario 1

leveäkaistainen kriittinen

laajakaistainen ei-kriittinen

laajakaistainen kriittinen

A

A B C

A B

Skenaario 2

A

A E

A E D? C/F?

E D

F

D

Faktat Skenaario 3

F1: VIRVE on viranomaistoimintaan sopiva tiedonsiirtoverkko, jolle ei ole tällä hetkellä puhepalveluiden osalta nähtävissä kilpailijaa. F2: VIRVEn datasiirto-ominaisuudet ovat sen verran rajoitetut, että ne eivät täytä kaikkia tulevaisuuden tiedonsiirtotarpeita. Kapeakaistainen datasiirto toimii, leveäkaistainen datasiirto (=TEDS) on mahdollista ottaa käyttöön, mutta sekään ei ole ratkaisu kaikkiin tarpeisiin. Laajakaistainen datasiirto on VIRVEssä ainakin 5–10 vuoden päässä, eikä senkään toteutumisesta ole vielä muuta kuin arvailuja. F3: TETRA-tekniikan lisäksi tarvitaan muita teknologioita tiedonsiirtotarpeiden tyydyttämiseksi. Näitä vaihtoehtoja ovat 2G/ EDGE, 3G/HSPA, 4G/LTE, WLAN ja satelliittitekniikat. Mukaan on laskettava myös nykyisen @450-verkon (tai sen evoluution) tuki, riippumatta sen tulevaisuuden ratkaisuista. F4: Pelastustoimen (ja myös muiden viranomaisten) operatiivinen toimintatapa pitää sovittaa luotettavien, aina saatavilla olevien tiedonsiirtopalveluiden varaan. Toiminta ei voi pohjautua ajallisesti tai paikallisesti rajoitettuihin tai muuten epäluotettaviin palveluihin. F5: Laajakaistaisten langattomien tiedonsiirtopalveluiden tarve tulee kasvamaan. Paras tae niiden hyödyntämiseen olisi yksinomaan viranomaiskäyttöön allokoitu, riittävän leveä kaista sopivalta (ja eurooppalaisittain harmonisoidulta) taajuusalueelta, jolloin maanlaajuisen kuuluvuuden rakentaminen olisi kustannustehokasta.

Suositukset S1: Selvitetään, onko VIRVEn TEDS-ominaisuuden päivitys järkevää tehdä ja jos näin on, niin mikä on sen sisältö, vaiheistus ja vaikutus loppukäyttäjille. Myös kokonaistaloudellisuus (OPEX + CAPEX) on otettava huomioon. Erillisverkot vastaa tästä selvityksestä ja sen perusteella tehtävästä päätöksestä. S2: Selvitetään monikanavareitittimien markkinatilanne ja toimittajat Suomessa ja ulkomailla. Evaluoidaan potentiaaliset vaihtoehdot ja valitaan toimittaja (tai toimitta82

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

A D

Teknologiat: Tetra TEDS Tetra Rel3 3G 4G

vuosi

? HSPA

HSPA+ LTE

2011

2012

LTE-A

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

Kuva 2. Skenaariot ja niiden aikataulu.

jat). Pyritään vaikuttamaan reitittimien omi- ruuhkatilanteessa. YHTEENVETO naisuuksiin siten, että ne paremmin vastaavat Lisäksi on selvitettävä, mitä mahdollisuuktulevaisuuden tarpeita. Tärkeänä kriteerinä sia VIRVEn uudet järjestelmätasot tuovat saSeuraavassa on yhteenvetomaisesti ja numeroidusti esitetty faktat (F), suositukset (S) ja on tuki halutuille verkoille. Erityishuomio- nomapriorisointiin. lisäselvitystä (L) vaativat asiat. ta on kiinnitettävä myös turvallisuusominaiL2: Seurataan 450 MHz:n taajuusalueen suuksiin, Faktat kanavanvaihdon sujuvuuteen sekä verkkoratkaisun kehittymistä ja erityisesti sen saman verkon tukiasemien välillä että verk- uutta teknologiaratkaisua. Kun se on selvillä, F1: välillä, VIRVE on viranomaistoimintaan sopiva tiedonsiirtoverkko, ei ole tällä hetkellä kojen poikkeustilanteiden hallintaan, analysoidaan uudenjolle teknologian ja koko verpuhepalveluiden osalta nähtävissä kilpailijaa. laitteen hallintaan sekä paikallisesti että etä- kon tuomat mahdollisuudet viranomaisvieskäyttöisesti ja liitäntärajapintaan kenttäjärjes- tintään. Siihen asti pidättäydytään uusinvesF2: VIRVEn datasiirto-ominaisuudet ovat sen verran rajoitetut, että ne eivät täytä kaikkia telmääntulevaisuuden päin. Monikanavaratkaisu on tuottoinneista tämän verkon palvelujen suhteen, tiedonsiirtotarpeita. Kapeakaistainen datasiirto toimii, leveäkaistainen teistettava siten, että pelastuslaitokset voivatottaa ainakin jos operaattori ei korvaa datasiirto (=TEDS) on mahdollista käyttöön, mutta sekään ei oleteknologiaratkaisu ottaa käyttöönsä varman jaLaajakaistainen käytännössä ko-datasiirto vaihdosta aiheutuvia kustannuksia. kaikkiin tarpeisiin. on VIRVEssä ainakin 5-10 vuoden eikä senkään toteutumisesta ole vieläL3: muuta kuin arvailuja. keillun päässä, ”pakettiratkaisun”. Selvitetään TeliaSoneran kesällä 2011 S3: Varmistetaan, että uuden kenttäjärjes- aloittaman laajakaistaisen satelliittipalvelun F3: TETRA-tekniikan lisäksi tarvitaan muita teknologioita tiedonsiirtotarpeiden telmän (KEJO) ja uuden hätäkeskustietojär- sopivuus pelastustoimen käyttöön. Selvityktyydyttämiseksi. Näitä vaihtoehtoja ovat 2G/EDGE, 3G/HSPA, 4G/LTE, WLAN ja jestelmän (TOTI) vaatimukset noudattavat seenmyös voisi nykyisen kuulua myös käytännön kokeilu satelliittitekniikat. Mukaan on laskettava @450-verkon (tai senja valtion evoluution) IT-strategian linjauksia, joihin kuu- kokemusten jalostaminen toimintaohjeiksi. tuki, riippumatta sen tulevaisuuden ratkaisuista. luu mm.: - yhteentoimivuus: arkkitehtuuri ja palveKIITOKSET lurajapinnat - toimintavarmuus Tutkimushankkeessa ovat olleet mukana Pe- turvallisuus: tietoturvallisuus ja käyttöoi- 8 lastusopiston lisäksi pelastuslaitosten, Erilliskeudet verkkojen, Cassidianin ja Logican asiantunPalvelurajapintojen ja erityisesti ilmarajapin- tijat. Myös muiden viranomaishankkeiden tojen määrittely on tehtävä niin, että se tu- asiantuntijatuki on ollut korvaamaton. Kiikee: tokset kaikille hyvästä yhteistyöstä ja työpa- toimittajariippumattomuutta, tavoitteena noksesta hankkeen tavoitteiden saavuttamimonitoimittajaympäristö sen hyväksi! - sanomaliikenteen luokittelua ja sen mahPalosuojelurahasto on tukenut hanketta tadollistamaa priorisointia loudellisesti ja ilman sitä hanke ei olisi voinut toteutua. Kiitos siitä Palosuojelurahastolle!

Lisäselvitystarpeet L1: Kenttäjärjestelmän sanomaliikenteen luokittelu radiorajapinnassa: KEJO-määrittelyä on täydennettävä toiminnoittain (käyttötapauksittain) sanomakohtaisilla ja infoelementtikohtaisilla luokitteluilla, mikä antaa mahdollisuuden tiedonsiirron priorisointiin

LÄHDELUETTELO 1. Rantama M., Junttila K. Pelastustoimen langattoman tiedonsiirron tarpeet ja toteutusmahdollisuudet tulevaisuudessa. Pelastusopiston julkaisu, B-sarja, Tutkimusraportit 2/2011.


Pauliina Palttala ja Marita Vos, Viestintätieteiden laitos, Jyväskylän yliopisto, PL 35 (A), 40014 Jyväskylän yliopisto Hannu Rantanen, Pelastusopisto, PL 1122, 70821 Kuopio

Työkalu ja ohjeita strategiseen kriisiviestintään Tiivistelmä Viranomaisten onnettomuus- ja kriisiviestintään kohdistuu paljon odotuksia. Monimediaisuus, paine nopeaan tiedotukseen sekä sidosryhmien kuunteleminen asettavat haasteensa viestinnälle. Tehokas yhteistyö viranomaisten ja muiden kriisinhallinnan toimijoiden kesken edellyttää sujuvaa tiedonkulkua ja viestinnän koordinointia. Uusien haasteiden myötä viestinnän arvioinnin merkitys on korostunut ja tarvitaan työkaluja viestinnän ongelmakohtien analysointiin. Tämä tutkimus esittelee strukturoidun mallin viestinnän arvioimiseen ja strategiseen kehittämiseen. Tutkimuksessa kuvataan mallin pohjalta rakennettu tuloskortti, avataan sen teoreettiset perusteet ja esitetään laatukriteerit kriisiviestinnälle. Tuloskortti on tarkoitettu viranomaisten käyttöön ja sitä voi hyödyntää viestintävalmiuden auditoinnissa, kriisiviestintäharjoituksessa tai oppimisen tukena todellisen kriisitilanteen jälkeen.

KRIISIVIESTINNÄN ARVIOINNIN PERUSTEET Viranomaisten viestintä häiriö- ja poikkeustilanteissa on noussut puheenaiheeksi viime vuosina. Varsinkin negatiivinen kritiikki on kiinnittänyt huomiota eri viranomaistoimijoiden viestintävalmiuteen ja vauhdittanut varautumissuunnitelmien kehittämistä. Julkisuudessa viranomaisten kriisiviestintää on moitittu hitaaksi ja heikosti koordinoiduksi [1] ja viranomaisen uskottavuus luotettavana tietolähteenä on kokenut kolhuja etenkin sosiaalisessa mediassa [2]. Käytännön esimerkit ovat osoittaneet, että häiriö-

ja poikkeustilanteiden viestintäsuunnitelmat eivät yksin riitä, jos suunnitelman mukaista toimintaa ei ole harjoiteltu, tai jos suunnitelma ei ole keskeisten henkilöiden ulottuvilla. Näin kävi esimerkiksi Nokian vesikriisin alkuvaiheessa [3, 4].

Prosessimalli ja sidostyhmien merkitys Kriisiviestintä kuvataan pitkäjänteisenä vuorovaikutteisena prosessina, joka jakaantuu vaiheisiin [5, 6] ja vaihekohtaisesti määriteltyihin tehtäviin [7]. Kriisiviestintä kattaa varautumiseen ja ennaltaehkäisevän viestinnän ennen kriisiä, tiedottamisen kriisin aikana sekä kriisin jälkeisen kommunikaation. Kaikissa kriisin vaiheissa viestinnän tarkoitus on vähentää epätietoisuutta ja epävarmuutta. Viestinnän avulla selvitetään kriisin syitä, kerrotaan kriisihallinnan toimenpiteistä sekä informoidaan kriisin seurausten vakavuudesta ja kestosta [8]. Informatiivisen tiedon lisäksi kriisistä selviäminen ja toipuminen edellyttää myös emotionaalista tukea ja empatian osoittamista asianosaisille. Perusperiaatteiden mukaisesti viestinnän tulee olla luotettavaa, nopeaa ja vuorovaikutteista ja sen on kyettävä vastaamaan mahdollisimman avoimesti median ja kansalaisten lisääntyneeseen tiedontarpeeseen sekä pitämään heidät ajan tasalla tilanteen kehittymisestä [9, s. 9]. Viranomaisorganisaatioidenkin ympäristöt ovat muuttuneet moniulotteisiksi ja nopeasti muuttuviksi. Toimintaympäristöä ovat muuttaneet myös selvien toiminta-aluerajo-

jen poistuminen. Onnettomuusprofiili on muuttunut siten, että kun aikaisemmin tilanteet olivat yhden tai kahden toimijan vastuulla, niin nykyään jo päivittäisonnettomuudetkin vaativat usean toimijan panosta. Eri sidosryhmien välinen yhteistyö on muodostunut oleelliseksi menestyksellisen toiminnan ehdoksi niin yksityisellä kuin julkisellakin sektorilla [10]. Sidosryhmien korostunut merkitys ja yksisuuntaisesta kriisitiedotuksesta kaksisuuntaiseen vuorovaikutteiseen viestintään siirtyminen on lisännyt viestinnän strategista merkitystä [5]. Kriisiviestinnässä ei ole olemassa yhtä oikeaa tapaa viestiä vaan viestinnän sisällöt ja keinot määritellään kulloinkin vallitsevan tilanteen ja sidosryhmien tiedontarpeiden mukaan. Hyvät suhteet sidosryhmiin ovat kriisiviestinnän kivijalka sillä ne pitävät yllä organisatorisia rakenteita [6]. Organisaation legitimiteetin kannalta sidosryhmien kokema luottamus ja syntyvät mielikuvat ovat erityisen tärkeitä sillä sidosryhmät joko hyväksyvät tai eivät hyväksy organisaation toimintaa. Kriisitilanteessa organisaatioita arvioidaan sen mukaan, miten yhdenmukaisen ja ehyen kuvan ne pystyvät tuottamaan julkisuuteen kriisistä ja sen ratkaisusta. Tätä varten toimijoiden viestinnän pitää olla yhdenmukaista [6].

Arviointi oppimisen tukena Monimutkaiset ja vaikutuksiltaan laajat kriisitilanteet ovat viestinnän näkökulmasta erityisen haastavia [11]. Kompleksit kriisit PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

83


on lineaarisen ja yksisuuntaisen tiedottamisen sijaan epäsymmetristä, vuorovaikutteista ja monimediaista.

edellyttävät laajan toimijaverkoston sujuvaa yhteistyötä ja viestinnän koordinointia. Kuitenkin oppiminen verkostoissa on hankalaa [12] eikä aikaisemmista kriiseistä tai harjoituksista saatu kokemus aina päivity valmiussuunnitelmiin asti. Kriisin jälkeen tärkeät kysymykset kriisin syistä, seurauksista ja päätöksistä voivat jäädä vailla vastausta, jos niitä ei dokumentoida ja arvioida [13]. Oppimisen näkökulmasta on kuitenkin tärkeää, että kaikki kriisiä koskeva kirjallinen ja suullinen materiaali hyödynnetään ja jaetaan kumppaneille. Viranomaiset saattavat myös epäonnistua tiedotusvälineiden ja kansalaisryhmien tiedontarpeiden ja käsitysten luotaamisessa ja niiden viestintäodotusten täyttämisessä. Tosiasiassa viestinnän resurssit ovat monesti riittämättömät useiden sidosryhmien tavoittamiseen monissa eri medioissa samanaikaisesti. Järjestelmällisen analyysin avulla viestinnän heikkoudet voidaan paljastaa ja niihin voidaan puuttua, oli sitten kyseessä riittämätön sidosryhmien odotusten luotaus, huonot mediasuhteet, ongelmat organisaation omissa sisäisissä prosesseissa tai solmut viranomaisyhteistyössä.

VIESTINTÄ OSANA KRIISINHALLINTAA Viestintä tukee onnettomuus- ja kriisitilanteen hallintaa ollen kiinteä osa tilanteen johtamista. Näin ollen myös kriisiviestinnän tavoitteet määritellään linjassa kriisinhallinnan tavoitteiden kanssa [14]. Kuvassa 1 on esitetty strategiakartta, joka kuvaa viestinnän ja kriisinhallinnan välistä kytköstä. Strategiakartassa viestinnän keskeiset tavoitteet toteutuvat viestinnän prosesseissa, joita arvioidaan ja toimintaa korjataan tarvittaessa. Siinä missä operatiivisen riskienhallinnan keinoin pyritään ennakoimaan kriisitilanteet ja minimoimaan niistä syntyvät vahingot, viestinnällä vaikutetaan ihmisten riskikäyttäytymiseen ja voimaannutetaan yksilöitä, lisätään yleistä ymmärrystä kriisien syistä ja seurauksista sekä luodaan pohja sujuvalle yhteistyölle. Nämä kaikki yhdessä tukevat yksilöiden ja organisaatioiden selviytymistä kriisistä. Ennaltaehkäisevän viestinnän työkaluja ovat erilaiset kampanjat ja tietoiskut sekä aktiivinen sidosryhmien kanssa käytävä vuoropuhelu uhista sekä ihmisten mielikuvien ja tietojen luotaaminen. Tämä lisäksi yhteiskunnallista tietoutta kriiseistä voidaan lisätä julkiseen keskusteluun osallistumalla. Keskeinen osa kriisiviestintää on ohjeistaminen. Säännöllinen ja riittävän tarkka informointi on oleellinen osa ihmisten voimaannuttamista. Ohjeistaminen konkretisoituu etenkin onnettomuustilanteen akuutissa vaiheessa, jossa kansalaiset, tiedotusvälineet, vi84

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

KRIISINHALLINTA Kriisien ennaltaehkäiseminen ja vahinkojen minimoiminen

VIESTINNÄN TAVOITTEET Voimaannuttaminen ja oman toiminnan tukeminen

Yhteiskunnallisen risktietouden ja ymmärryksen lisääminen

Sidosryhmien tiedontarpeiden luotaaminen

Viestintä kansalaisten ja median kanssa

Toimijaverkoston, kasalaisten ja median yhteistyön parantaminen

VIESTINNÄN PROSESSIT Tiedonvälitys ja koordinointi toimijaverkostossa

SEURANTA (ORGANISAATION OPPIMINEN) Jatkuva arviointi

Harjoittelu ja valmiussuunnitelmien päivittäminen

Parhaiden käytäntöjen jakaminen

Kuva 1. Kriisiviestinnän strategiakartta.

ranomaiset ja muut toimijat tarvitsevat ajantasaista informaatiota suojautumisesta, pelastautumisesta ja tilanteen kehittymisestä. Riittävät tiedot ja taidot omaava yksilö pystyy kriisissä toimimaan itsensä ja lähipiirinsä auttamiseksi ja kokee hallitsevansa tilanteen paremmin. Välittämisen ja läsnäolon ilmaiseminen viestinnässä taas tukee emotionaalista selviytymistä. Viestinnän periaatteiden ja käytänteiden avoimuus parantaa myös yhteistyötä. Kriisiviestintää on tarkoituksenmukaista tarkastella kriisitilanteen hallintaan osallistuvien toimijoiden (viranomaiset ja muut julkiset toimijat), kansalaisten ja tiedotusvälineiden yhteisenä tuotoksena, jossa viestintä on lineaarisen ja yksisuuntaisen tiedottamisen sijaan epäsymmetristä, vuorovaikutteista ja monimediaista.

KRIISIVIESTINNÄN TULOSKORTTI Kriisiviestinnän tuloskortti on viranomaisille ja muille julkisille organisaatioille suunnattu väline kriisiviestinnän arviointiin ja kehittämiseen. Sen on myös tarkoitus tukea organisaation oppimista. Tuloskortti muodostuu kolmesta erillisestä osiosta, joiden avulla on mahdollista • osoittaa ne kriittiset tekijät, joiden laiminlyönnistä viestinnän ongelmat useimmiten johtuvat • näyttää, miten viestintä sujuu kriisin eri vaiheissa ja eri sidosryhmien kanssa • käydä aktiivista keskustelua kokemuksista ja opituista asioista kriisitilanteessa tai valmiusharjoituksessa muiden kriisinhallintaan osallistuvien toimijoiden kanssa • edelleen kehittää kriisiviestinnän strategioita ja suunnitelmia. Tuloskorttia voi hyödyntää viestintävalmiu-

3

den auditoinnissa, kriisiviestintäharjoituksissa tai arvioinnin ja oppimisen tukena todellisen onnettomuus- tai kriisitilanteen jälkeen. Vaikka kirjallisuudesta löytyy lukuisia esimerkkejä tuloskorttien käytöstä ja viestinnän ladullisesta arvioinnista [15–24] vastaavaa mallia ei ole aikaisemmin kehitetty räätälöidysti kriisiviestinnän tarpeisiin. Tasapainotettua tuloskorttimallia on kuitenkin sovellettu muun muassa katastrofien hallinnan arvioinnissa [25]. Tasapainotettu tuloskortti on eritoten tarkoitettu strategian jalkauttamiseen organisaatiossa [26].

Tutkimusmetodit ja kriisiviestinnän tuloskortin rakentaminen Tuloskortin kehittämiseen johtanut tutkimus on toteutettu monitieteisenä ja -metodisena. Se yhdistää kirjallisuuskatsauksen, käsiteanalyysin, puolistrukturoidun kyselyn sekä yksilö- ja focusryhmähaastatteluiden menetelmiä. Ensin kirjallisuuden ja empiirisen aineiston perusteella luotiin tuloskortille teoreettinen viitekehys ja muotoiltiin runko olemassa olevia tuloskortteja mallintaen. Sen jälkeen selvitettiin kriisiviestinnän kriittiset menestystekijät, joista muotoiltiin sidosryhmäkohtaiset viestinnän tehtävät. Tehtävät pilkottiin edelleen asteikolla arvotettaviksi väittämiksi eli indikaattoreiksi [27]. Valmiista mallista pyydettiin mielipiteet ja kehitysehdotuksia kansallisilta ja kansainvälisiltä kriisiviestinnän ja kriisinhallinnan asiantuntijoilta (18 kpl), mikä lisäksi tuloskorttia käytettiin Nokia vesikriisin reflektoinnissa ja Kuopion kaupungin kriisiviestintävalmiuden ja kriisiviestintäharjoituksen auditoinnissa. Jokaisen testin jälkeen tuloskorttiin tehtiin parannuksia. Väittämien kieliasua esimerkiksi muokattiin ja kuhunkin väittämään lisät-


tiin kuvaavat esimerkit ymmärtämisen helpottamiseksi [14]. Kriisiviestinnän tuloskortti hyödyntää olemassa olevaa teoriaa kriisiviestinnän parhaista käytänteistä [28]. Se myös täydentää mallia kriisiviestinnän tehtävistä [7] integroimalla tehtävät sidosryhmien mukaisiin kategorioihin. Tuloskortissa kriisi on jaettu viiteen vaiheeseen: varautuminen, varoittaminen, kriisivaihe, kriisin jälkeiset toimenpiteet ja arviointi. Sidosryhmät on koottu kolmeksi pääryhmäksi, jotka muodostuvat kansalaisista, tiedostusvälineistä sekä organisaatiosta itsestään ja kriisinhallintaan osallistuvien toimijoiden (viranomaisten ja muiden julkisten organisaatioiden) verkostosta. Tuloskortin mukaiset sidosryhmäkohtaiset viestinnän tehtävät on esitetty kuvassa 2.

JOHTOPÄÄTÖKSET Viranomaisten kriisiviestintään kohdistuva kritiikki on herättänyt tarpeen viestinnän systemaattiseen arviointiin ja strategiseen kehittämiseen. Lukuisat kriisiviestintää käsittelevät tapaustutkimukset ovat jalostuneet kriisiviestinnän ohjeiksi ja parhaiksi käytännöiksi. Kriisiviestinnän tutkimusta on kuitenkin myös kritisoitu siitä, että se keskittyy yleisen mallintamisen sijasta keräämään esimerkkejä yksittäisistä kriiseistä. Tässä tutkimuksessa on esitetty tuloskorttimalli kriisiviestinnän laadun arviointiin. Malli pyrkii yhtenäistämään aikaisemmassa tutkimuksessa esitettyjä parhaita käytänteitä ja se integroi kriisin vaiheiden mukaiset viestinnän tehtävät sidosryhmittäin määriteltyihin luokkiin. Tuloskortissa viestinnän tehtävät on edelleen pilkottu asteikolla arvotettaviksi väittämiksi. Indikaattoreita läpileikkaavat teemat ilmentävät kriisiviestinnän laatukriteereitä, jotka summaavat yhteen viestinnän onnistumisen kannalta kriittiset elementit. Kuvassa 3 kuvattu kolmiportainen laatukriteeristö mukailee aikaisemmin tässä tutkimuksessa esitettyä kriisiviestinnän prosessimallia, vuorovaikutukseen perustuvaa sidosryhmänäkemystä sekä viestinnän strategista merkitystä.

VAIHE 1. VARAUTUMINEN (ENNAKOINTI,VALMIUS- JA LIEVENNYS-TOIMENPITEET) SIDOSRYHMÄ KANSALAISET

VIESTINNÄN TEHTÄVÄT Kansalaisryhmien ja heidän viestintätapojensa tunteminen Kansalaisryhmien käsitysten ja riskitietämyksen luotaaminen Yleisen valmiuden lisääminen

Luotauksen laadulla tarkoitetaan sitä, että sidosryhmien tarpeet ovat selvillä ja että viestinnän sisällöt määritellään niiden mukaan. Kansalaisten tietoja, käsityksiä, pelkoja, toimintaa ja tiedontarpeita kriisistä luodataan jatkuvasti esimerkiksi sosiaalista mediaa ja perinteisiä tiedostusvälineitä seuraamalla sekä hyödyntämällä palvelupuhelimeen tulleita kysymyksiä. Luotauksen laatukriteereihin lukeutuu myös kansalaissegmenttien tunteminen; tiedetään mitä eri lähteitä käytetään tiedonetsintään ja miten niihin luotetaan. Toimijaverkoston laaduksi käsitetään viestinnän tehokas koordinointi ja viestinnän yhteisten linjojen sopiminen yhteistyössä kaikkien kriisinhallintaan osallistuvien organisaatioiden kesken. Jotta yhteistyö sujuisi, viestinnän vastuut, tehtävät on määriteltävä etukäteen. Toteutukseen on varattava riittävät resurssit. Viestintään voidaan hoitaa myös yhteisillä resursseilla, jos organisaation omat voimavarat eivät riitä. Tässä yhteydessä varmistetaan myös, että kanavavalikoima on riittävän monipuolinen suuren ihmismassa tavoittamiseksi (tiedotusvälineet, verkkosivut, tekstiviestit, jaettavat tiedotteet, puhelinpalvelu, sireenit jne.). Yhtenäisen sanoman luomiseksi viestinnän yleiset tavoitteet määritellään yhdessä verkostossa ja viestintäsuunnitelmia erilaisten skenaarioiden varalle kehitetään. Usein tarve korottaa viestintä ylemmälle koordinoinnin tasolle (up-scaling) kasvaa nopeammin kuin operatiivisessa johtamisessa. Lisäksi kriisiviestintää harjoitellaan säännöllisesti, jotta varmistetaan osaaminen tositilanteessa. Viestintästrategian laatukriteereillä tarkoitetaan niitä valintoja, joita tehdään viestinnän toteutukseen liittyen kulloisessakin kriisitilanteessa ja tilanteen erityispiirteet huomioiden. Sanomat ovat paikkansapitäviä ja luotettavista lähteistä. Sen lisäksi viestintä on vastaanottajan kannalta oikea-aikaista ja uutta tietoa

TIEDOTUSVÄLINEET

Yhteistyön vakiinnuttaminen tiedotusvälineiden kanssa

ORGANISAATIO JA TOIMIJAVERKOSTO

Organisaation sisäisen ja muiden verkoston toimijoiden valmiustilan kohottaminen Tilat, välineet ja henkilöstö Tiedonkulun parantaminen sekä viestinnän tehtävien harjoitteleminen organisaatiossa ja toimijaverkostossa

KUVAUS Viestintää varten laaditaan kattavat suunnitelmat. Kansalaisryhmät, heidän tapansa hankkia tietoa sekä tiedontarpeensa määritellään. Viestinnän keinoin lisätään yleistä ymmärrystä riskeistä osallistumalla muun muassa julkiseen ja ihmisten riskikäyttäytymiseen pyritään vaikuttamaan esimerkiksi erilaisten viestintäkampanjoiden ja tietoiskujen avulla. Paikallisten ja kansainvälisten tiedotusvälineiden edustajien kanssa pyritään luomaan hyvät suhteet ja sopimaan kriisiviestinnän pelisäännöistä etukäteen. Organisaatiossa ja toimijaverkostossa sovitaan yhteistyön käytännöistä. Viestinnän yleisistä tavoitteista keskustellaan ja pyritään luomaan yhteiset linjat. Henkilöstöä valmistellaan viestinnän eri tehtäviin koulutuksissa ja taitoja harjoitellaan eri skenaarioiden varalle.

VAIHE 2. VAROITTAMINEN KANSALAISET

Kansalaisryhmien varoittaminen Ohjeiden antaminen ja reaktioiden luotaaminen

TIEDOTUSVÄLINEET

Tiedostusvälineiden informoiminen

ORGANISAATIO JA TOIMIJAVERKOSTO

Tiedonkulku ja viestinnän koordinointi organisaatiossa ja toimijaverkostossa

Varoitus kaikille kansalaisryhmille toimitetaan nopeasti ja niitä kanavia pitkin, joita ihmiset tiettävästi seuraavat. Kanavista hyödynnetään perinteisiä tiedotusvälineiden lisäksi organisaation omia suoria kanavia ja muita mahdollisia välineitä, kuten sosiaalista mediaa. Varoituksen perille menemistä pyritään seuraamaan. Varoitus toimitetaan eri tiedotusvälineille nopeasti ja tasapuolisesti. Median kysymyksiin ollaan valmiina vastaamaan heti. Kriisin puhkeaminen synnyttää monia kysymyksiä, mutta tiedon puutteesta huolimatta tilannekuva pyritään antamaan medialle mahdollisimman todenmukaisena. Kriisiviestintä aloitetaan välittömästi. Valmiussuunnitelman mukaisen toiminnan käynnistäminen saattaa kestää tilanteesta riippuen tunteja, mutta viestintä kriisin heikoista signaaleista, asian selvittämisestä ja alustavista päätöksistä on aloitettava heti. Tiedonsaanti organisaation sisällä ja organisaatioiden välillä on aktivoitava kriisiviestintäsuunnitelman mukaisesti.

VAIHE 3. KRIISIVAIHE (HÄTÄTILANNE) KANSALAISET

Ohjeet lisävahinkojen estämiseksi (ohjeistava viestintä) Tilanteen selventäminen psykologisen toipumisen tukemiseksi

Kansalaisten tiedontarpeisiin vastataan ja viestinnässä huomioidaan myös ihmisten emotionaalinen tukeminen. Kriisinhallinnan toimenpiteistä sekä kriisin syistä ja seurauksista kerrotaan avoimesti.

Kansalaisten tiedontarpeiden ja mielikuvien jatkuva luotaaminen

TIEDOTUSVÄLINEET

Suorien viestintäkanavien käyttö (esim. verkkoviestintä, sosiaalinen media Mediasuhteisiin nimetyt yhteyshenkilö

ORGANISAATIO JA TOIMIJAVERKOSTO

Yhteistyön parantaminen organisaatiossa ja toimijaverkostossa

Tiedotusvälineiden yhteydenottoihin on varauduttu vastaamaan tarvittaessa ympäri vuorokauden. Lehdistötilaisuuksien lisäksi organisaatiossa on nimetyt henkilöt, joilta media voi pyytää haastatteluita. Sisäinen tiedonkulku on varmistettu organisaation sisällä ja toimijaverkostossa ennalta sovitun kaavan mukaisesti. Mahdollisiin ongelmiin reagoidaan välittömästi. Viestintävastuu todennäköisesti siirtyy kriisin edetessä toimijalta toiselle. Tiedonkulku turvataan myös työvuorojen välillä. Ulkoisen viestinnän sanomat pyritään pitämään linjassa toimijoiden kesken, jottei medialle ja kansalaisille muodostu epäselvää kuvaa tilanteesta.

VAIHE 4. KRIISIN JÄLKEISET TOIMENPITEET (TILANTEESTA PALAUTUMINEN) KANSALAISET

Ohjeet kriisin jälkeisiin korjaustoimenpiteisiin Tilanteen selventäminen ja riskitietämyksen lisääminen

TIEDOTUSVÄLINEET

Kansalaisten tiedontarpeiden ja mielikuvien luotaaminen Jatkuvat mediasuhteet

ORGANISAATIO JA TOIMIJAVERKOSTO

Yhteistyön edistäminen organisaatiossa ja toimijaverkostossa

KANSALAISET

Tilanteen päättäminen, tiedon ja mielikuvien ohjaaminen

TIEDOTUSVÄLINEET

Mediajulkisuuden arvioiminen

ORGANISAATIO JA TOIMIJAVERKOSTO

Arviointi ja oppimisen tukeminen organisaatiossa ja toimijaverkostossa

Viestinnällä tuetaan kriisin jälkeisiä toimenpiteitä. Kriisistä, sen syistä ja seurauksista tuotetaan aktiivisesti tietoa ja kansalaisten mielikuvia tapahtuneesta luodataan.

Kriisinhallinnan tehtävistä ja korjaustoimenpiteistä keskustellaan julkisesti. Viestintä korjaavista toimenpiteistä on koordinoitua.

VAIHE 5. ARVIOINTI Arviointivaiheessa analysoidaan viestinnän onnistumista ja epäonnistumista kriisin aikaisemmissa vaiheissa. Kansalaisten positiivisia reaktioita vahvistetaan. On luonnollista, että useimmat haluavat kriisin jälkeen jättää tapahtuman nopeasti taakseen ja jatkaa normaalia elämää, mutta kriisin käsittely syineen ja seurauksineen lisää yleistä valmiutta kohdata samanlainen tilanne tulevaisuudessa. Keskusteluista saatu palaute saattaa tarjoaa arvokasta tietoa kriisiviestintäsuunnitelman päivittämiseksi. Mediasuhteiden arviointi kriisin jälkeen kertoo ovatko viranomaiset onnistuneet palvelemaan tiedotusvälineitä kriisin aikana kattavasti ja tasapuolisesti. Analyysiä tehdään paitsi median tuottamista uutisista, myös omista tiedotteista. Niissä pitäisi olla ohjeistavaa ja tukevaa viestintää sopivassa tasapainossa. Kriisin jälkikäsittely julkisessa keskustelussa lisää yleistä valmiutta tulevaisuuden varalle. Kriisin jälkeen suoritetaan perusteellinen analyysi viestinnästä kriisin aikana ja muokataan valmiussuunnitelmia tarpeen mukaan. Organisaation oppimisen näkökulmasta on tärkeää, että kaikki kriisiä koskeva tieto dokumentoidaan ja jaetaan kumppaneille.

Kuva 2. Viestinnän tehtävät kriisin vaiheiden ja sidosryhmien mukaan määriteltynä.

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

85


Luotauksen laatukriteereihin lukeutuu myös kansalaissegmenttien tunteminen; tiedetään mitä eri lähteitä käytetään tiedonetsintään ja miten niihin luotetaan.

jaetaan viipymättä. Viestintä on tarkasti kohdennettua ja kanavat on valittu sidosryhmien mukaan. Yhteyshenkilöitä käytetään tarvittaessa. Tieto on esteettä kaikkien saatavilla esimerkiksi verkossa tai muulla tavalla toimitettuna. Myös tiedotusvälineitä palvellaan tarvittaessa ympäri vuorokauden. Viestinnän sisältö on voimaannutavaa eli se tarjoaa sekä tarpeeksi ohjeita että tukea kriisissä selviytymiseen. Tiedotusvälineiden kanssa korostetaan yhteistyön merkitystä kansalaisten edun nimissä.

SAATESANAT Kriisiviestinnän tuloskortti on kehitetty osana kansainvälistä tutkimushanketta1. Projektia koordinoi Jyväskylän yliopisto (Viestintätieteiden laitos). Kumppaneita ovat olleet Tarton yliopisto Virossa, Ben Gurion University of the Negev Israelissa, the Norwegian University of Science and Technology Trondheimissa sekä Pelastusopisto. Tutkimusvastuut jakaantuivat siten, että kumppanit tuottivat sisältöä tuloskorttia varten ja Jyväskylän yliopisto vastasi työkalun koostamisesta ja validoinnista. Kriisiviestinnän tuloskortti oheismateriaaleineen on avoinna verkossa www. crisiscommunication.fi.

LÄHTEET 1. Huhtala, H. ja Hakala, S. 2009. Kriisi ja viestintä. Yhteiskunnallisten kriisien johtaminen julkisuudessa. 2. painos. Helsinki: Gaudeamus. 2. Tirkkonen, P. ja Luoma-aho,V. 2011. Online Authority Communication during an epidemic: A Finnish Example. Public Relations Review, Vol. 37, Nro. 2, s. 172–174. 3. Seeck, H., Lavento, H. ja Hakala, S. Kriisijohtaminen ja viestintä: Tapaus Nokian vesikriisi. 2008. Helsinki: Acta/Suomen Kuntaliitto. 4. Aho, P., Rantanen, H., Wiikinkoski, T. 2009. Puhdistetun jäteveden joutuminen talousvesiverkostoon Nokialla 28.–30.11.2007. Tutkintaselostus B2/2007Y Onnettomuustutkintakeskus. 5. Coombs, W.T. 2007. Ongoing crisis communication: Planning, Managing, and Responding. CA: Thousand Oaks, Sage Publications. 6. Ulmer, R., Sellnow, T. ja Seeger, M. 2007. Effective crisis communication. Moving from crisis to opportunity. CA: Thousand Oaks, Sage Publications. 7. Reynolds, B. ja Seeger, M. 2005. Crisis and emergency risk communication as an integrative model. Journal of health communication, Vol. 10, s. 43–55. 8. Stephens, K. K., Malone, P. C. ja Bailey, C.M. 2005. Communicating with stakehol86

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

Luotauksen laatukriteerit

Toimijaverkoston laatukriteerit

Viestintästrategian laatukriteerit

•Sidosryhmien tarpeiden ja mielikuvien tunteminen •Kuunteleminen ja vuorovaikutus

•Viestinnän koordinointi •Yhdenmukainen viestintä

•Skenaariokohtaiset viestinnän sisällöt keinot ja kanavat

2000. Marketing balanced scorecard Deventer: Samsom. ders during crisis. Journal of Business Com18. Becker, B., Huselid, M. ja Ulrich, D. munication, Vol. 42, s. 390–419. 2001. The HR-scorecard; linking people, Toimijaverkoston laaduksi käsitetään viestinnän tehokas koordinointi ja viestinnän yhteisten 9. Valtionhallinnon viestintä kriisitilanstrategy and performance. Boston: Harvard linjojen sopiminen yhteistyössä kaikkien kriisinhallintaan osallistuvien organisaatioiden kesken. teissayhteistyö ja poikkeusoloissa – työryhmän mie- Business Schooletukäteen. Press. Toteutukseen on Jotta sujuisi, viestinnän vastuut, tehtävät on määriteltävä varattava riittävät resurssit. Viestintään voidaan hoitaa myösJ. yhteisillä resursseilla, the jos IT tintö.Valtioneuvoston kanslian julkaisusar19. Keyes, 2005. Implementing organisaation omat voimavarat eivät riitä. Tässä yhteydessä varmistetaan myös, että ja 11/2007. balanced scorecard. Auerbach: Boca Raton. kanavavalikoima on riittävän monipuolinen suuren ihmismassa tavoittamiseksi (tiedotusvälineet, 10. Rantanen, H. 2007. Informaatiovir20. Vos, M. jajne.). Schoemaker, 2004. Acverkkosivut, tekstiviestit, jaettavat tiedotteet, puhelinpalvelu, sireenit YhtenäisenH.sanoman rat viranomaisyhteistyössä. Teoksessa Viran- yhdessä countability of communication manageluomiseksi viestinnän yleiset tavoitteet määritellään verkostossa ja viestintäsuunnitelmia erilaisten skenaarioiden kehitetään. korottaa scorecard viestintä for ylemmälle omaisyhteistyö – hyvätvaralle käytännöt. Toim. Usein ment:tarve A balanced communikoordinoinnin tasolle (up-scaling) kasvaa V. nopeammin kuin operatiivisessa johtamisessa. Lisäksi Taitto, P., Heusala, A-L. ja Valtonen, Pe- cation quality. Amsterdam: Boom Onderkriisiviestintää harjoitellaan säännöllisesti, jotta varmistetaan osaaminen tositilanteessa. lastusopiston julkaisu D1/2007. wijs/ Lemma. 11. Palttala, P. jalaatukriteereillä Vos, M. 2011. tarkoitetaan The Cri- niitä 21. valintoja, Fleisher, C.joita ja Burton, Taking Viestintästrategian tehdäänS. 1995. viestinnän toteutukseen liittyen kulloisessakin kriisitilanteessa tilanteen erityispiirteet huomioiden. practices: sis Communication Scorecard: Suppor- jastock of corporate benchmarking Sanomat ovat paikkansapitäviä ja luotettavista Sen or lisäksi viestintä on vastaanottajan ting Emergency Management by Authori-lähteistä. panacea Pandora’s box? Public Relations kannalta oikea-aikaista ja uutta tietoa jaetaan viipymättä. Viestintä on tarkasti kohdennettua ja ties. Teoksessa: Vos, M., Lund, R., Reich, Review, Vol. 2, Nro. 1, s. 1–20. kanavat on valittu sidosryhmien mukaan. Yhteyshenkilöitä käytetään tarvittaessa. Tieto on Z. and kaikkien Harro-Loit, H. (toim.) Developing Hering,tavalla R., Schuppener, ja Somesteettä saatavilla esimerkiksi verkossa 22. tai muulla toimitettuna.B. Myös tiedotusvälineitä palvellaan Scorecard. tarvittaessa Outympärimerhalder, vuorokauden. Viestinnän sisältö on a Crisis Communication M. 2004. Die Communication voimaannutavaa eli se tarjoaa sekä tarpeeksi että tukea kriisissä selviytymiseen. comes of an International Research Project ohjeita Scorecard; eine neue methode des KommuTiedotusvälineiden kanssa korostetaan yhteistyön merkitystä kansalaisten edun nimissä. 2008−2011 (Ref.). Jyväskylä Studies in Hu- nikationsmanagements, Bern: Haupt. manities 152. Jyväskylä: Jyväskylän yliopis23. Rolke, L. ja Koss, F. 2005. Value Cor8 topaino, s. 12–47. porate Communications; wie sich Unterneh12. Moynihan, D. 2009, From Intercri- menskommunikation wertorientierd manasis to Intracrisis Learning. Journal of Con- gen last. Norderstedt:BoD. tingencies and Crisis Management, Vol. 17, 24. Ahaus, C. ja Diepman, F. (Toim.) Nro. 3, s. 189−198. 2002. Balanced scorecard & Model Neder13. Boin, A., and Lagadec, P. 2000. Pre- landse kwaliteit. Deventer: Kluwer. paring for the future: Critical challenges in 25. Moe, T., Gehbauer, F., Senitz, S. ja crisis management. Journal of Contingen- Mueller, M. 2007. Balanced scorecard for nacies and Crisis management, Vol. 8, Nro.4, tural disaster management projects. Disaster s. 185–191. prevention and management, Vol. 16, Nro 14. Palttala, P. ja Vos, M. Testing a met- 5, s. 85–806. hodology to improve organizational lear26. Buytendijk, F. ja Brinkhuis-Slaghuis, ning about crisis communication. Journal of J. 2000. Balanced scorecard; van meten naar Communication Management. (Hyväksytty managen. Deventer: Samsom. julkaistavaksi) 27. Palttala, P. ja Vos, M. Quality Indica15. Kaplan, R. ja Norton, D. 1996. The tors for Crisis Communication to Support balanced scorecard. Translating strategy into Emergency Management by Public Authoaction. Boston, Massachusetts: Harvard Bu- rities. Journal of Journal of Contingencies siness School Press. and Crisis Management. (Hyväskytty jul16. Ritter, M. 2003. The use of a balanced kaistavaksi) scorecard in the strategic management of cor28. Seeger, M. 2006. 'Best practices in criporate communications. Corporate commu- sis communication: An expert panel process', nications, Vol. 8, Nro. 1, s. 44–59. Journal of Applied Communication Rese17. Peelen, E., P. Waalewijn ja S. Wijnia. arch, Vol. 34, Nro.3, s. 232–244. Kuva 3. Kriisiviestinnän laatukriteerit.

1 Tutkimus Developing a Crisis Communication Scorecard on saanut rahoitusta EU:n seitsemännestä puiteohjelmasta (FP7/2007−2013) apurahasopimuksen n° 217889 mukaisesti.


Tuomo Rinne ja Peter Grönberg, VTT, PL 1000, 02044 VTT Kati Tillander, Sisäasiainministeriö, Pelastusosasto, PL 26, 00023 Valtioneuvosto

Poistumistilanteiden analysointi Suomessa Tiivistelmä Tutkimushankkeessa ”Koeaineiston kerääminen ja analysointi poistumistilanteista EVACDATA” kerättiin runsaan kahden vuoden ajalta poistumistilannetietoja tavanomaisista poistumisharjoituksista, oikeista poistumistilanteista ja ruuhkaisista tilanteista. Aineisto kerättiin pääosin videokamera- ja valvontakameratallenteista. Yksittäisten poistumistapausten analysoimisen jälkeen tuloksista koostettiin osuudet, joissa esitettiin eri poistumistilanteista havaitut ja keskenään samankaltaiset piirteet esimerkiksi henkilöiden liikkumisen ja käyttäytymisen osalta. Tässä artikkelissa kuvataan lyhyesti koko tutkimushankkeen toteutus sekä keskeisimmät tulokset ja johtopäätökset.

JOHDANTO Monimuotoisten ja -käyttöisten rakennusten paloturvallinen suunnittelu toteutetaan pitkälti laskennallisin menetelmin kehittyneitä tulipalon simulointi- ja poistumislaskentaohjelmia hyödyntäen. Suunnitteluprosessissa jätetään myös sijaa laskentamenetelmiä käyttävän henkilön ammattitaidolle, mutta myös laskentaohjelmien kelpoisuudelle. Poistumistilannetta ajatellen, itse tapahtuma on luonteeltaan hyvin monitahoinen ja vaatii aiheeseen paneutumista, jotta eri ilmiöt tulevat huomioon otetuiksi. Tapahtumassa näkyvimpinä ovat eri osatekijöihin liittyvät aikaviiveet, jotka voivat johtua teknisten ratkaisuista tai ihmisten käytöksestä ja ominaisuuksista.

Aikaviiveiden jälkeen astuvat esiin mitoitukselliset seikat, kuten oviaukkojen leveydet ja lukumäärät. Tuntemalla pääasialliset poistumistapahtumaan liittyvät osavaiheet ja niihin liittyvät aikaviiveet, ollaan lähtökohtaisesti tilanteessa, josta voidaan siirtyä laskennallisiin tarkasteluihin esim. kuinka henkilöt liikkuvat rakennuksessa ja rakennuksesta ulos. Tätä liikkumisvaiheen mallinnusta hyödynnetään käytännössä eniten poistumislaskentaohjelmilla, joiden sisäänrakennetuilla algoritmeilla pyritään ennustamaan esim. henkilöiden reittien valinnat ja ruuhkautumiset. Jotta tiedettäisiin käytettyjen lähtötietojen ja laskentamenetelmien kelpoisuus, on tuloksia ja algoritmeja verrattava käytännössä kokeellisesta tutkimuksesta saatuihin tuloksiin. Kokeellinen poistumistilanteiden monitorointi ja analysointi asettaa omat haasteet koejärjestelyjen ja resurssien käytön suhteen ja useassa tilanteessa on tyydyttävä tekemään kompromisseja. Systemaattinen poistumistilanteiden analysointi kuitenkin tuo esille toistuvasti ilmiöitä, joita ei välttämättä huomioida kylliksi paloturvallisuussuunnittelussa, eikä käsitellä esimerkiksi mitoittavina ilmiöinä. Suunnittelussa voitaisiin lähtökohtaisesti miettiä enemmän myös henkilöiden liikkumista ja rakennuksen käytettävyyttä normaalitilanteessa, sillä useat ilmiöt ja ”pullonkaulat”, joita havaitaan normaalikäytön aikana, näkyvät ja korostuvat myös poistumistilanteessa. EVACDATA-hankkeen [1] tuloksissa, kvantitatiivisen aineiston rinnalla, pyrittiin

tuomaan esille myös ihmisten omalla käytöksellään aiheuttamia ilmiöitä, jotka voivat vaikuttaa oleellisesti kohteen poistumisjärjestelyihin.

AINEISTO JA MENETELMÄT Tutkimushankkeen kesto pyrittiin pitämään jo suunnitteluvaiheessa suhteellisen pitkänä, sillä hanketta ajatellen edustavia oikeita poistumistilanteita Suomessa arvioitiin tapahtuvan vähemmän kuin joka kuukausi. Tiedonkeräämistä varten laadittiin lyhyt hankkeen sisällöstä kertova esittelykirje, jota jaettiin ohjausryhmän jäsenien kautta eri pelastuslaitoksille ja muiden verkostojen kautta suoraan kohteisiin. Lähtökohtaisesti hankkeessa oltiin kiinnostuttu niin poistumisharjoituksista kuin oikeistakin poistumistilanteista. Potentiaalisia poistumisharjoituskohteita kartoitettiin pääasiallisesti pelastusviranomaisten kontaktien kautta, jota myöten keskustelut poistumisharjoitusten monitoroinnista kohteiden edustajien kanssa voitiin aloittaa. Esittelykirje toimi tässä yhteydessä hyvin ja muutenkin oli positiivista huomata, miten käytännössä kaikki kohteet suostuivat omaa kohdettaan koskevan poistumisharjoituksen monitorointiin. Tieto oikeista poistumistilanteista kantautui myös pelastusviranomaisten kautta, mutta myös median kautta (sanomalehdet). Oikeiden poistumistilanteiden osalta esiintyi muutamia tilanteita, joissa aineisPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

87


ei luovutettu vedoten erinäköisiin syihin tai muuten yhteydenottoihin ei vastattu. Kaksivuotisenaineistoa hankkeen aikana poistumistilannetietoja kerättiin yhteensä 18 kiinte Kuvassa 1 esitetään pääpiirteittäin tiedonhankkimisprosessi EVACDATA-hankkeessa [1]. Näistä 12 tapausta oli normaaleja poistumisharjoituksia, 4 oikeata poistumistilannet ruuhkaista tilannetta (ei poistumisharjoitus eikä oikea tilanne). Taulukossa 1 es Kohteen edustaja poistumistapausten taustatietoja. Poistumistilanteet poikkesivat toisistaan pää Pelastusviranomainen/ geometrian sekä henkilömäärän suhteen. Aineistossa oliHarjoitus hyvin vähän / Harjoitus/oikea tilanne media videotallenne rinnakkaismittauksia, jota kautta olisi voitu arvioida eri muuttujien vaikutusta lopputulo Samankaltaisuuksia löytyi rakennusja henkilötyypeissäVTTsekä hälytystavassa. 2. tiedottaminen 4. aineisto 1. tapahtuma 3. sopimukset /

toa ei luovutettu vedoten erinäköisiin syihin suunnitteluovat arvioita [1]. Taulukko 1. Poistumistapausten taustatiedot. Henkilömäärät tai muuten yhteydenottoihin ei vastattu. Kuvassa 1 esitetään pääpiirteittäin tiedonhankKuva 1. Poistumistapausten kartoittamiseen liittyvä EVACDATA-hankkeessa. No. menettely of kimisprosessi EVACDATA-hankkeessa [1 ]. No. Case City Date people Building Type Poistumisharjoitusten osalta monitorointi A Helsinki 10/2007 800 college 1 drill suoritettiin käytännössä havaitsijoiden ja viB Helsinki 10/2007 200 college 2 drill osalta monitorointi suoritettiin käytännössä havaitsijoiden ja deokameroiden avulla. Videokamera-asen- Poistumisharjoitusten C Espoo 8/2008 150 3 supermarket real videokameroiden avulla. Videokamera-asennukset tehtiin oletettujen kulkureittien varrelle nukset tehtiin oletettujen kulkureittien varD Espoo 9/2008 30 4 korkealle supermarket real väkijoukosta. Tyypillisesti videokameroita asennettiin viisi kohteeseen. relle riittävän korkealle väkijoukosta. Tyypilli- riittävän E Espoo 10/2008 100 shopping centre 5 drill RFID-antureita ei näissä harjoituksissa käytetty, koska videokamerakuvista pystyy jälkikäteen sesti videokameroita asennettiin viisi kohteeF Ylöjärvi 10/2008 500 compreh. school 6 real (manuaalisesti) laskemaan henkilömäärät ja lisäksi RFID-laskennalla havaittiin aiemmassa G Helsinki 11/2008 6 hospital seen. RFID-antureita ei näissä harjoituksissa kokeilussa 7 drill [2] tiettyjä rajoitteita instrumentoinnin osalta. H Valkeakoski 12/2008 80 factory 8 drill käytetty, koska videokamerakuvista pystyy drill 9 I Helsinki 10/2008 300 three offices jälkikäteen (manuaalisesti) laskemaan henki- Oikeiden poistumistilanteiden aineistona käytettiin kiinteistöstä tallennettua valvontakameraJ Mynämäki 11/2008 650 compreh. school 10 drill lömäärät ja lisäksi RFID-laskennalla havait- aineistoa sekä henkilökunnan haastatteluja. Valvontakamerajärjestelmän puuttuminen N Vaasa 4/2009 200 church 11 drill tiin aiemmassa kokeilussa [2] tiettyjä rajoit- kiinteistöissä rajasi Kerava samalla oikeiden poistumistapausten lukumäärää hankkeessa. O 5/2009 200 factory 12 drill teita instrumentoinnin osalta. Q 13 Tampere 10/2009 100 spec. school drill Oikeiden poistumistilanteiden aineistona Kohteet R Helsinki 14 11/2009 hundreds bus terminal real käytettiin kiinteistöstä tallennettua valvonS Espoo 15 1/2010 thousands stadium normal takamera-aineistoa sekä henkilökunnan haas2 T Helsinki 16 2/2010 thousands stadium normal tatteluja. Valvontakamerajärjestelmän puutU Helsinki 17 4/2010 200 cinema drill V Espoo 18 3/2010 100 door selection test drill tuminen kiinteistöissä rajasi samalla oikeiden poistumistapausten lukumäärää hankkeessa.

Kohteet

KVANTITATIIVISET HAVAINNOT POISTUMISTILANTEISTA

dt evac Kaksivuotisen hankkeen aikana poistumisYleistä tilannetietoja kerättiin yhteensä 18 kiinEvacuation time teistöstä. Näistä 12 tapausta oli normaaleja dt pre poistumisharjoituksia, 4 oikeata poistumistidt mov Poistumistilannetta voidaan kuvata tapahtumasarjana eri osatekijöistä. Kuhunkin osate lannetta ja 2 ruuhkaista tilannetta (ei poistuPremovement time Movement liittyy todennäköisesti jokin aikaviive. Tiettyjä osavaiheitatime on mahdollista pilkkoa misharjoitus eikä oikea tilanne). Taulukossa Recognition time 1 esitetään poistumistapausten taustatietoja. tekijöihin, varsinkin jos kohdekohtainen suunnittelu sitä edellyttää pienempiin dt a Poistumistilanteet poikkesivat toisistaan päätoimintaympäristön vuoksi. Yleisemmin poistumistapahtuma on jaoteltu kolmeen eri Alarm time asiassa geometrian sekä henkilömäärän suhResponse time hälytys-, reagointija liikkumisvaiheeseen. Kuvassa 2 esitetään hieman yksityiskohta teen. Aineistossa oli hyvin vähän ns. rinnakdt det jaottelu poistumistilanteelle [3]. kaismittauksia, jota kautta olisi voitu arvioida Detection time eri muuttujien vaikutusta lopputulokseen. Samankaltaisuuksia löytyi rakennus- ja hen- Ignition Detection Evacuation Tenability Alarm complete limit kilötyypeissä sekä hälytystavassa.

Kuva 2. Poistumistapahtuman jaottelu useaan osavaiheeseen [3].

KVANTITATIIVISET HAVAINNOT POISTUMISTILANTEISTA Yleistä

misvaiheeseen. Kuvassa 2 esitetään hieman

seisomaan nouseminen ja liikkeellelähtö, ta-

yksityiskohtaisempi jaottelu poistumistilan- varoiden kerääminen, muiden ihmisten esiReagointivaihe

teelle [3]. merkkien seuraaminen, ulkovaatteiden pukeminen jne. Poistumistilannetta voidaan kuvata tapahtuTässä yhteydessä reagointivaihe käsittää aikavälin ”premovement time” (ks. kuva Kuvassa 3a on esimerkki elokuvateatterin masarjana eri osatekijöistä. Kuhunkin osatemukaisesti hälytyksen tunnistamisen sekä siihen liittyvän vasteen. Tyypillisiä vast sisältä, jossa alakoululaiset reagoivat hyvin kijään liittyy todennäköisesti jokin aikaviive. Reagointivaihe hälytyksille olivat liikkumissuunnan vaihtaminen, seisomaan ja liikkeellelä nopeasti yksi toisensanouseminen jälkeen valkokankaalle Tiettyjä osavaiheita on mahdollista pilkkoa tavaroiden kerääminen, muiden ihmisten esimerkkien seuraaminen, ulkovaattei entistä pienempiin tekijöihin, varsinkin jos Tässä yhteydessä reagointivaihe käsittää aika- heijastettuun poistumisopastevideoon. Reakohdekohtainen suunnittelu sitä pukeminen edellyttää välin jne.”premovement time” (ks. kuva 2) mu- goiminen tapahtui nousemalla seisomaan, joesim. toimintaympäristön vuoksi. Yleisem- kaisesti hälytyksen tunnistamisen sekä siihen hon myös tarkasteluaika on rajoitettu. Käy3 tännössä kaikki elokuvateatterin sisällä olliittyvänViitteen vasteen. Tyypillisiä vasteita min poistumistapahtuma on jaoteltu kol- Virhe. Kuvassa lähdettä ei hälytyklöytynyt.a on esimerkki elokuvateatterin sisältä, jo meen eri osaan: hälytys-, reagointi- ja liikku- sille olivat liikkumissuunnan vaihtaminen, leet oppilaat nousivat seisomaan 10 s sisällä 88

alakoululaiset reagoivat hyvin nopeasti yksi toisensa jälkeen valkokankaalle heijastett poistumisopastevideoon. Reagoiminen tapahtui nousemalla seisomaan, johon m PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011 tarkasteluaika on rajoitettu. Käytännössä kaikki elokuvateatterin sisällä olleet oppi nousivat seisomaan 10 s sisällä poistumisopastevideon näyttämisestä. Kuva Virhe. Viitt


avainsanat, kuten ”…poistukaa rakennuksesta…” laukaisevat tilanteen, vaikka kuulutus onkin vielä kesken ja sisältää vielä informaatiota esim. palon sijainnista. Tilanteen lauettua, yhden noustessa seisomaan, nousevat myös muutkin ja lähtevät liikkeelle poistuen luokasta.

sten hälytykseen reagoiminen a) elokuvateatterissa ja b) luokkahuoneessa a)

b) 0.5

0.8

0.4

1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

0.2 CDF PDF

CDF

PDF

CDF

sten osalta 0.7tyypillinen käytös poistumistilanteessa saattaa olla se, että ssa poistutaan oman toimiston tai työpisteen kautta noutamaan esim. 0.6 0.3 0.5 suljetaan tietokoneet tmv. Tämäntyyppinen käytös ja ylimääräinen matka case U 0.4 0.2 case Q lisesti myös kokonaispoistumisaikaa ja on syytä huomioida esim. 0.3 0.2 massa. Kuvassa Virhe. Viitteen lähdettä 0.1 ei löytynyt. esitetään eri aikoja, 0.1 henkilöt ovat viettäneet pelkästään toimiston sisällä hälytyksen jälkeen 0 0 0 10 20 umistapauksessa. 0 2 4 6 8 10 Pre-movement time (s)

0.16 0.12

PDF

1 0.9

0.08 0.04 0 30

Pre-movement time (s)

Toimistorakennusten osalta tyypillinen käytös poistumistilanteessa saattaa olla se, 1000 että hälytyksen tullessa poistutaan oman 4 Q 800 J toimiston tai työpisteen kautta noutamaan CDF A PDF esim. ulkovaatteita tai suljetaan tietokoneet J 600 F F F tmv. Tämäntyyppinen käytös ja ylimääräinen 400 Q N matka lisäävät luonnollisesti myös kokonais200 poistumisaikaa ja on syytä huomioida esim. pelastussuunnitelmassa. Kuvassa 4 esitetään 0 0 5 10 15 eri aikoja, jotka yksittäiset henkilöt ovat viet1 2 00 20 0.5 40 60 801.5 100 Total evacuation time from alarm (min) täneet pelkästään toimiston sisällä hälytyksen Evacuation (min) Time spent at the time office (s) jälkeen kahdessa eri poistumistapauksessa. Kuva 5. Kokonaispoistumisajat rakennuksen sisältä ulos hälytyksen jälkeen a) yhden tilan ja oimistorakennuksen poistumisharjoituksesta määritetyt a) b) b) koko rakennuksen osalta. Analysoinnin tuloksena laskettu henkilömäärä pystyakselilla. at” hälytyksen 30 jälkeen [1]. 1000 Kirjaimet kuvassa a) viittaavat kohteisiin (taulukko 1). Kokonaispoistumisajat 25

J

20

Number of persons (-)

b)

Number of persons (-)

CDF

Persons

0.1 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0

PDF

a)

1 30 0.9 0.8 25 0.7 20 0.6 0.5 15 0.4 10 0.3 0.2 5 0.1 00

Q

A

800 600

PDF

400

PDF

CDF

F

CDF

CDF

CDF

F

PDF

J

F 15 Kävelynopeudet

PDF

Persons

Kokonaispoistumisaikoja tarkasteltaessa yhden tilan (esim. luokkahuone) ja koko raQ N 10 kennuksen osalta on huomioitava, etteivät 200 isaikoja Videokuvista tarkasteltaessa (esim. luokkahuone) ja koko voitiinyhden laskea tilan myös henkilöiden kävelynopeuksia, kun tarkastelun kohteena 5 tilat ole samanlaisia (etäisyydet ym.). Myösta on huomioitava, etteivät tilat ole samanlaisia (etäisyydet ym.). Myöskään ollut 0geometria tunnettiin. Eräässä koetilanteessa voitiin 0 tarkastella kahta eri lähtöasetelmaa, kään hälytystavat ja niihin liittyvät viiveet ei0 5 10 15 iihin liittyvät eivät ole Tulokset kuitenkin antavat joissa viiveet oli1 yhteismitallisia. tarkoituksena 0molemmissa 0.5 1.5 2 kävellä käytävää pitkin luokkahuoneeseen ensin vät ole yhteismitallisia. Tulokset kuitenkin Total evacuation time from alarm (min) itä kuinka nopeasti määräysten rakennukset tyhjenevät normaalisti ja tämän jälkeen niin,mukaiset että koko ryhmä tai ryhmän yksilöt olivat mahdollisimman Evacuation time (min) antavat suuntaviivoja siitä kuinka nopeasti ssa. Kuvassa Virhe. Viitteen lähdettä ei löytynyt.a esitetään yhden tilan ja nopeasti luokassa. Tämäntyyppisellä yksinkertaisella asetelmalla saavutettiin mm. olennaisia määräysten mukaiset rakennukset tyhjene5. henkilöiden Kokonaispoistumisajat rakennuksen sisältäkokonaispoistumisajat ulos hälytyksen a) yhden tilan ja eroja kävelynopeuksissa. Kuvassa Virhe. Viitteenjälkeen lähdettä ei löytynyt.a ViitteenKuva lähdettä ei löytynyt.b rakennuksen osalta vät poistumistilanteessa. Kuvassa 5a esitetään b)esitetään koko rakennuksen Analysoinnin tuloksena laskettu henkilömäärä pystyakselilla. normaalitapaukseen ja kuvassalähdettä Virhe. Viitteen lähdettä ei löytynyt.b ripeämpään en. Yksi datapiste (kuvassaosalta. Virhe. Viitteen ei löytynyt.b), jossa yhden tilan ja kuvassa 5b rakennuksen osalkuvassa a) viittaavat kohteisiin (taulukko 1).tämä tulos liikehdintään liittyvät kävelynopeudet. Yleisemmin kertoo paljon motivoituneiden ttää 10 Kirjaimet min, on tilanteesta, jossa tehtaan poistumisharjoituksessa simuloitiin ta kokonaispoistumisajat hälytyksestä alkahenkilöiden kyvystä liikkua, esim. kun joku uhka on läsnä,varastoalueen verrattuna normaalitilanteeseen. o. Kyseisessä harjoituksessa poistuminen toimistosiivestä en. Yksi datapiste (kuvassa 5b), jossa poistualle suoritettiin sisätiloissa. misaika ylittää 10 min, on tilanteesta, jossa Kävelynopeudet a) b) tehtaan poistumisharjoituksessa simuloitiin 1 2 1 3 ammoniakkivuoto. Kyseisessä harjoituksessa 0.9 1.8 0.9 2.7 Videokuvista voitiin laskea myös henkilöiden kävelynopeuksia, kun tarkastelun kohteena CDF CDF poistuminen toimistosiivestä varastoalueen 0.8 1.6 0.8 2.4 ollut geometria tunnettiin. Eräässä koetilanteessa voitiin tarkastella PDF PDF kahta eri lähtöasetelmaa, 0.7 1.4 0.7 2.1 kokoontumispaikalle suoritettiin sisätiloissa. joissa 0.6molemmissa oli tarkoituksena1.8 kävellä käytävää pitkin luokkahuoneeseen 1.2ensin 0.6 0.5 1 0.5 1.5 normaalisti ja tämän jälkeen niin, että koko ryhmä tai ryhmän yksilöt olivat mahdollisimman N=89 N=24 0.4 0.8 0.4 1.2 nopeasti luokassa. Tämäntyyppisellä yksinkertaisella asetelmalla saavutettiin mm. olennaisia 0.3 0.6 0.3 0.9 Kävelynopeudet eroja 0.2 henkilöiden kävelynopeuksissa.0.6 Kuvassa Virhe. Viitteen lähdettä ei löytynyt.a 0.2 0.4 0.1 0.2 0.1 normaalitapaukseen ja kuvassa 0.3 Virhe. Viitteen esitetään lähdettä ei löytynyt.b ripeämpään 0 0 0 Videokuvista voitiin laskea myös henkilöiden liikehdintään liittyvät kävelynopeudet. 0Yleisemmin tämä tulos kertoo paljon2 motivoituneiden 0 1 3 0 0.5 1 1.5 2 kävelynopeuksia, kun tarkastelun kohteena henkilöiden kyvystä liikkua, esim. normaalitilanteeseen. Horizontal walking speed (m/s) Horizontal walking speed (m/s) kun joku uhka on läsnä, verrattuna 5 ollut geometria tunnettiin. Eräässä koetilanteessa voitiin tarkastella kahta eri lähtöasetelKuva 6. Aikuisten kävelynopeudet tasaisella alustalla a) normaalitilanteessa ja b) tilanteessa, a) b) maa, joissa molemmissa oli tarkoituksena käjossa1 tehtävän suoritus on edellyttänyt ripeätä kävelyä. 1 2 3 vellä käytävää pitkin luokkahuoneeseen ensin 0.9 1.8 0.9 2.7 CDF CDF 0.8 1.6 0.8 2.4 normaalisti ja tämän jälkeen niin, että koko PDF PDF 0.7 1.4 0.7 2.1 ryhmä tai ryhmän yksilöt olivat mahdolli0.6 1.2 0.6 1.8 Oviaukkovirtaukset poistumisopastevideon näyttämisestä. avainsanat, kuten ”…poistukaa rakennuksimman nopeasti luokassa. Tämäntyyppisellä 0.5 1 0.5 1.5 Kuva N=89 N=24 0.4 0.8 1.2 3b0.4esittää vastaavantyyppistä tilannetta eri- 6sesta…” laukaisevat tilanteen, vaikka kuuluyksinkertaisella asetelmalla saavutettiin mm. 0.3 0.6 0.3 0.9 tyiskoulun luokkahuoneen sisältä. Ajanhettus onkin vielä kesken ja sisältää vielä inforolennaisia eroja henkilöiden kävelynopeuk0.2 0.4 0.2 0.6 0.1 0.2 0.1 nolla alkaa rehtorin kuulutus,0.3 kellä jolloin maatiota esim. palon sijainnista. Tilanteen sissa. Kuvassa 6a esitetään normaalitapauk0 0 0 0 musiikkitunti keskeytyy ja oppilaat keskitlauettua, yhden noustessa seisomaan, nouseseen ja kuvassa 6b ripeämpään liikehdintään 0 1 2 3 0 0.5 1 1.5 2 Horizontalja walking speedliikkeelle (m/s) Horizontal walking speed (m/s) Videotallentyvät kuuntelemaan ilmoitusta. vat myös muutkin lähtevät pois- liittyvät kävelynopeudet. Yleisemmin tämä teista voidaan nähdä, kuinka tietyntyyppiset tuen luokasta. tulos kertoo paljon motivoituneiden henkiKuva 6. Aikuisten kävelynopeudet tasaisella alustalla a) normaalitilanteessa ja b) tilanteessa, jossa tehtävän suoritus on edellyttänyt ripeätä kävelyä. PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011 89

umisajat


yhdellä henkilöllä per sekunti.

löiden kyvystä liikkua, esim. kun joku uhka on läsnä, verrattuna normaalitilanteeseen.

5

Human flow (pers./s)

4.5

Oviaukkovirtaukset

4 3.5

adult students prim. schoolchildren adults & children adults upper level compr. schoolch.

corridor

3

Poistuvien henkilöiden lkm (-)

2.5 Oviaukkovirtaus on tärkeä parametri pois2 tumistilanteessa. Sen avulla voidaan arvioida 1.5 käsinlaskentamenetelmin yksinkertaisesti ja 1 nopeasti oviaukkojen, käytävien tai muiden pullonkaulojen virtausvastusta eli sitä aikaa 0.5 kuinka kauan tietynkokoisen henkilömää0 rän kestää kulkea ovien tmv läpi. Olettamalla 0 1 2 3 4 5 6 ominaishenkilövirraksi 1 hlö·s-1·m-1, voidaan Door clear width (m) suurten henkilömäärien (> 500) tapauksessa laskea [1], että minkä tahansa kohteen ovien­ Kuva 7. Henkilövirtaus tehollisen oviaukkoleveyden funktiona eri henkilötyypeit 2000 tmv. läpi kestää kulkea vähintään noin 2,5 1800 teoreettinen min, kun henkilömäärä ja ovileveys –suhjääkiekko-ottelu 1600 konsertti de noudattaa määräysten (Suomen RakMK Vaikka 1400 oviaukkovirtaukset tunnettaisiin, on ovia myös käytettävä tehokka 1200 E1) mukaista ovileveysmitoitusta (jokaista Virhe. Viitteen lähdettä ei löytynyt. esitetään esimerkkinä erään m 1000 60 henkilöä kohden ovileveys kasvaa 0,4 m). pääsisäänkäynnin kahdeksanlehtisen oven kautta kulkevien ihmisten lukumäärä 800 Koko poistumistapahtumaa ajatellen, tuo600tarkastelujakson aikana. Teoreettinen läpivirtaus kaikkien ovilehtien lä 5 min hon 2,5 min on lisättävä luonnollisesti häly400 n. 1 hlö·s-1·m-1. Toteutuneissa henkilömäärissä havaitaan selkeä ero tys- ja reagointivaiheet sekä liikkumisvaihees- arvolla 200 Toteutuneiden käyrien välillä on myös keskenään eroa, joka se ta se osuus, kun saavutaan ovelle (tai jonon käyrään. 0 päähän). Kuvassa 7 esitetään esimerkki hen- henkilöryhmän 0 1 ominaisuuksista 2 3 4 tavasta 5 ja toimia tilaisuuden jälkeen. Aika (min) kilövirrasta tehollisen ovileveyden (karmien leveys vähennetty) funktiona eri henkilötyypeittäin. KutenKuva havaitaan, tuplaamalla ovile- pääoven käyttöaste ihmisten kulkiessa ovista ulos eri tilanteissa. 8. Erään kohteen veys, lisääntyy henkilövirta noin yhdellä hen- oleellinen asia välittyy. Teollisuuden kohteissa ointikehoituksesta. Kauppakeskusympäristö kilöllä per sekunti. oli käytössä tekstiviestipohjainen hälytysjär- on sikäli haasteellinen, että välttämättä kakVaikka oviaukkovirtaukset tunnettaisiin, jestelmä, jolla voitiin kohdistaa ensimmäinen sikaan signaalia palosta ei riitä laukaisemaan on ovia myös käytettävä tehokkaasti. Kuvassa viesti esim. suojeluorganisaatiolle. Poistumis- poistumista, vaan esim. turvallisuushenkilösKVALITATIIVISET HAVAINNOT POISTUMISTILANTEISTA 8 esitetään esimerkkinä erään monitoimihal- harjoituksissa havaittiin kuitenkin suuria vii- tön on mentävä paikalle ja käskettävä henlin pääsisäänkäynnin kahdeksanlehtisen oven veitä tekstiviestipohjaisissa järjestelmissä, sil- kilöt pois käytettävien resurssien puitteissa. Hälytystavat kautta kulkevien ihmisten lukumäärä eri ti- lä muulle henkilöstölle evakuointikehoite tuli Tietyissä tilanteissa, kun uhkaa ei välittömäslanteissa 5 min tarkastelujakson aikana. Teo- liian myöhään. Toisessa tilanteessa suojeluor- ti ole, sallitaan poistuminen kassojen kautta. Yleisin hälytystapa poistumisharjoituksissa oli kuulutuksen ja palokellojen yhdistelmä. reettinen läpivirtaus kaikkien ovilehtien läpi ganisaation henkilöä ei tavoitettu ensimmäi- Tällöin on varauduttava kassojen edustojen -1 -1 on laskettu arvolla noin 1 hlö·s ·m . Toteusen vaiheen tekstiviestillä. Elokuvateatterissa poikkeuksellisen suureen ruuhkautumiseen. Tietyissä kohteissa hälytys alkoi n. 1 min kestävällä palokellojen pirinällä vaihtuen tämän tuneissa henkilömäärissä havaitaan selkeä ero kokeiltiin uutta näiden valkokankaalla näytettävää Tilanteessa, jossa onvoisi monta ihmistä samasjälkeen kuulutusjaksoon. Vaihtamalla järjestystä, poistuvia henkilöitä informoida 7 teoreettiseen käyrään. Toteutuneiden käyrien poistumisopastevideota, jolla voitaisiin ohjata sa tilassa istumassa (luokat, elokuvateatteri, paremmin aloittamalla hälytyksen ensin kuulutuksella. Kohteissa kuulutusjärjestelmät välillä on myös keskenään eroa, joka selittyy henkilöitä tiettyyn suuntaan salissa. Opastus- salit) reagoiminen hälytykseen tapahtuu hyvaihtelivat manuaalisista kuulutuksista nauhoitteisiin. Manuaalisten pitkälti henkilöryhmän ominaisuuksista ja ta- video oli harjoituksissaopastaviin vasta kokeiluasteella. vin nopeasti heti sen jälkeen, viestien kun joku tesanomajälkeen. tulisi olla lyhyt ja ytimekäs, jotta oleellinen asia välittyy. Teollisuuden kohteissa oli vasta toimia tilaisuuden kee aloitteen. Ennen tätä vaihetta voidaan käytössä tekstiviestipohjainen hälytysjärjestelmä, jolla voitiinopastuksella kohdistaavaikuttaa ensimmäinen viesti hyvin paljon loppuReagointivaihe tulokseen, esim. siihen miten javiiveitä mihin suunesim. suojeluorganisaatiolle. Poistumisharjoituksissa havaittiin kuitenkin suuria taan evakuointikehoite henkilöiden halutaan liikkuvan kohteestekstiviestipohjaisissa järjestelmissä, sillä muulle henkilöstölle tuli liian KVALITATIIVISET HAVAINNOT Henkilöiden reaktiot eri hälytystapoihin ta ulos. Suuren massan liikkuessa yksittäisten myöhään. Toisessa tilanteessa suojeluorganisaation henkilöä ei tavoitettu ensimmäisen POISTUMISTILANTEISTA vaihtelivat suuresti, osaksi riippuen myös ym- henkilöiden opastus ei ole kovinkaan tehovaiheen tekstiviestillä. päristöstä Elokuvateatterissa kokeiltiin uuttakasta. valkokankaalla näytettävääkävi ja rakennustyypistä. Koulujen osalKahdessa poistumistapauksessa ohjata tapausten henkilöitäniin,tiettyyn suuntaan salissa. että ensisijainen hälytystapa ei toimitilanne voitaisiin on hyvä monitoroitujen Hälytystavatpoistumisopastevideota, tajolla Opastusvideo oli harjoituksissa vasta kokeiluasteella. osalta. Tähän lienee syynsä ympäristöllä, sil- nutkaan ja tieto hälytyksestä oli viestitettävä Yleisin hälytystapa poistumisharjoituksissa oli lä päivittäin annetut erisisältöiset viestit kuu- henkilöltä toiselle. kuulutuksen jaReagointivaihe palokellojen yhdistelmä. Tie- lutusjärjestelmien kautta ovat kouluissa rutiityissä kohteissa hälytys alkoi n. 1 min kestä- ninomaisia. Luokkahuoneesta poistumisen vällä palokellojen pirinällä vaihtuen tämän jälkeen, kouluissa voi kuitenkin esiintyä il- Henkilökunnan rooli Henkilöiden reaktiot hälytystapoihin vaihtelivat jälkeen kuulutusjaksoon. Vaihtamalla näiden eri miötä, joissa päätetään odottaa kaveria en-suuresti, osaksi riippuen myös ympäristöstä rakennustyypistä. Koulujen osalta tilanne hyvä monitoroitujen tapausten järjestystä, poistuvia henkilöitä ja voisi infor- nen kuin mennään rooli suojeluorganisaatioulos tai muuten jäädäänon Henkilökunnan osalta. Tähän lienee syynsä ympäristöllä, sillä päivittäin annetut erisisältöiset viestit moida paremmin aloittamalla hälytyksen en- jännityksellä odottamaan koulun sisätiloi- na on tärkeää, koska riittävällä opastamiselsin kuulutuksella. Kohteissa kuulutusjärjes-kautta luodaan hyvät edellytykset onnistuneelle ja hin. Kauppakeskuksissa kuu- laLuokkahuoneesta kuulutusjärjestelmien ovat kouluissakaksivaiheiset rutiininomaisia. poistumisen telmät vaihtelivat manuaalisista kuulutuksista turvalliselle poistumiselle. lutukset voivat luodailmiötä, vaikutelman vaarattojälkeen, kouluissa voi kuitenkin esiintyä joissa päätetään odottaa kaveria Opastaminen ennen kuintuliopastaviin nauhoitteisiin. Manuaalisten vies- masta ympäristöstä ja riskinä on myös erottaa si kattaa koko poistumisreitin, myös (ulkona) mennään ulos tai muuten jäädään jännityksellä odottamaan koulun sisätiloihin. tien sanoma tulisi olla lyhyt ja ytimekäs, jotta tiedusteluvaiheen viestit varsinaisesta evaku- kokoontumispaikalle. Näin vältetään ruuh-

90

Kauppakeskuksissa kaksivaiheiset kuulutukset voivat luoda vaikutelman vaarattomasta ympäristöstä PÄIVÄT ja 2011 riskinä on myös erottaa tiedusteluvaiheen viestit varsinaisesta PALOTUTKIMUKSEN evakuointikehoituksesta. Kauppakeskusympäristö on sikäli haasteellinen, että välttämättä kaksikaan signaalia palosta ei riitä laukaisemaan poistumista, vaan esim.


katilanteet ovien edustoilla, jotka haittaavat rakennuksesta vielä poistuvia henkilöitä ja mahdollisesti myös pelastushenkilöstön toimintaa. Tietyissä tapauksissa vilkas liikenne rakennuksen vierellä voi aiheuttaa vaaratilanteita rakennuksesta poistuville, jolloin suojeluorganisaation henkilöiden toiminta korostuu entisestään.

Liikkumisvaihe Liikkumisvaihe käynnistyy kun henkilöt ovat tiedostaneet hälytyksen ja tehneet päätöksen poistua rakennuksesta. Karkeasti ottaen liikkumisvaiheeseen vaikuttavat kaksi tekijää: poistumismatka ja kävelynopeus. Poistumismatkaan vaikuttavat reittien ja ovien valinnat, jotka taas puolestaan riippuvat siitä miten tuttu rakennus on, näkyvätkö ovet tai opasteet, enemmistö–vähemmistö -vuorovaikutukset (muiden seuraaminen, opastus) tulipalon uhka jne. Kävelynopeuteen merkittävimpänä tekijänä vaikuttavat ihmistiheys ja kaltevat tasot.

kohtaa suojeluorganisaatiolla voisi olla opastamisen paikka.

Erot poistumisharjoitusten ja oikeiden tilanteiden välillä Henkilöiden käyttäytymisen osalta tarkasteltiin eroja poistumisharjoitusten ja oikeiden poistumistapausten välillä. Merkillepantavaa on se, että poistumisen aktivoitumiseen riittää vähäisempi informaatio harjoitustilanteessa kuin oikeassa tilanteessa. Ts. rohkeus ja päätöksenteko ovat esillä paremmin poistumisharjoitusympäristössä. Käytännössä kaikki poistumisharjoitukset, joita monitoroitiin EVACDATA-hankkeessa, olivat osallistujille tiedossa eikä harjoitus tullut näin ollen heille yllätyksenä. Tämä yhtäältä johtuu pitkistä tauoista, joita poistumisharjoitusten välillä on ollut (käytännössä useita vuosia) ja toisaalta myös henkilökunnan vaihtuvuudesta, jonka vuoksi poistumisturvallisuuskoulutus on useimmiten aloitettava perusasioista.

YHTEENVETO Oven- ja reitinvalinta Ovien käytön tehokkuus määrää lopulta, missä ajassa ihmismassa voi rakennuksesta tulla ulos. Ovien käytössä havaittiin tuttuja piirteitä aiemmin havaittuihin asioihin: henkilöt kulkevat mielellään samaa reittiä takaisin kuin tulivat sisään. Poistumisharjoituksissa ei liiemmälti kiinnitetty huomiota muiden uloskäyntien käyttöön – yhtään (vihreää) muovikupua ei monitoroiduissa harjoituksissa rikottu tai avattu. Samoin pikasalvallisten ovilehtien käyttö puuttui täysin. Tässä

EVACDATA-hankkeen aikana analysoiduista poistumistilanteista saatiin muodostettua useita jakaumia poistumistilanteen alkuvaiheista sen päättymiseen. Näitä olivat mm. reagointiajat, kokonaispoistumisajat, kävelynopeudet eri tasoilla. Ruuhkatilanteita tarkasteltiin kävelynopeuden, ominaishenkilövirtauksen ja henkilötiheyden suhteen muodostamalla korrelaatioita em. suureiden välille. Oviaukkovirtausten osalta ovilehden vaikutusta ominaishenkilövirtaan tarkasteltiin. Samoin ovien käyttöasteen merkitystä tutkittiin koko rakennuksen poistumi-

sen kannalta. Kvantifioituja arvoja voidaan käyttää erityisesti suunnittelun lähtötietoina, mutta ne palvelevat hyvin myös pelastushenkilöstöä ja kohteiden suojeluorganisaatioita riskinarvioinnin välineinä. Kvalitatiivisten tulosten osalta tarkasteltiin eri hälytystapoja ja näiden vaikutusta henkilöiden reagoimiseen. Myös liikkumisvaiheen tuloksia voitiin käsitellä reitin- ja ovenvalinnan sekä henkilökunnan toiminnan näkökulmista. Lopuksi eroja poistumisharjoitusten ja oikeiden tilanteiden osalta selvitettiin.

KIITOKSET Tekijät haluavat kiittää hankkeen rahoittajia; Palosuojelurahasto, Työsuojelurahasto, sisäasiainministeriö, ympäristöministeriö ja VTT, sekä hankkeen aikana toiminutta ohjausryhmää aktiivisesta otteesta. Kiitokset esitämme myös niille pelastusviranomaisille, kohteiden turvallisuuspäälliköille ja suojeluorganisaation edustajille, jotka mahdollistivat koeaineiston keräämisen ja käytännön toteutuksen.

LÄHDELUETTELO 1. Rinne, T., Tillander, K. & Grönberg, P. 2010. Data collection and analysis of evacuation situations. Espoo, VTT. 46 p. + app. 92 p. VTT Tiedotteita – Research Notes; 2562. 2. Hostikka, S., Paloposki, T., Rinne, T., Saari, J., Korhonen, T. & Heliövaara, S. 2007. Evacuation experiments in offices and public buildings. Espoo, VTT. 52 p. VTT Working Papers; 85. 3. Proulx, G. 2008. Evacuation time. SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, 2008 Edition. Pp. 3-355–3-372.

Henkilöiden reaktiot eri hälytystapoihin vaihtelivat suuresti, osaksi riippuen myös ympäristöstä ja rakennustyypistä. PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

91


Kari Haikonen ja Pirjo Lillsunde, Terveyden ja hyvinvoinnin laitos, PL 30, 00271 Helsinki Philippe Lunetta, Helsingin yliopisto, Mannerheimintie 164 a, 00300 Helsinki

Tulipalojen terveyskustannukset

Tiivistelmä

TAUSTA

Liekkivammojen tiedetään usein vaativan kalliita hoitoja sekä niillä voi olla usein pitkäaikaisia seuraamuksia potilaan terveyteen ja toimintakykyyn. Liekkivammoista aiheutuvia kustannuksia Suomessa ei ole kuitenkaan tutkittu kattavasti sairaalahoidon, töistä poissaolojen, kuntoutuksen, eläköitymisten ja kuolemien osalta. Tutkimuksen tarkoitus on laskea näitä kustannuksia käyttämällä jo olemassa olevia viranomaisrekisteritietoja useista lähteistä ja tuottaa ilmiöstä myös epidemiologista tietoa. Kustannukset määritetään vuosina 2001– 2005 loukkaantuneille tai kuolleille. Pitkäaikaisseuraamuksia voidaan takautuvasti seurata rekisteritiedoista myöhäisimpään mahdolliseen tilastovuoteen. Tutkimus on rekisteritutkimus ja tutkimusaineisto koostetaan useista viranomaisrekistereistä poimituista tiedoista. Hoitoilmoitusrekisteristä poimitaan tiedot liekkivammoja saaneista potilaista. Lisäksi aineistona käytetään Töölön palovammakeskuksen potilasasiakirjoista saatavia tietoja, sairauspäiväraha-, eläke- ja kuntoutustietoja Kansaneläkelaitoksen ja Eläketurvakeskuksen rekisteritiedoista. Palokuolemien osalta aineistoa saadaan Tilastokeskuksesta ja oikeuslääketieteellisten asiakirjojen rekisterinpitäjiltä. Kyseessä on uusi tutkimus ja tuloksia saadaan ajan myötä tutkimuksen edetessä. 92

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

Tulipalot aiheuttavat vuosittain mittavia aineellisia vahinkoja ja kustannuksia. Vuosien 2007 ja 2008 aikana pelastuslaitosten tehtävistä 28800 oli tulipaloihin liittyviä [1]. Vuonna 2008 maksettiin vakuutuskorvauksia yli 7000:een palovahinkoon yli 150 miljoonaa euroa [2]. Tulipaloissa Suomessa kuolee vuosittain keskimäärin 90 henkilöä palokuolleiden asukaslukuun suhteutetun osuuden ollessa suurempi kuin muissa Länsi-Euroopan maissa, noin 18 kuollutta miljoonaa asukasta kohti. Palokuolleiden osuus on vuosittain pysynyt lähes muuttumattomana samalla kun Iso-Britanniassa ja Ruotsissa osuus on laskenut 6-9 kuolleeseen miljoonaa asukasta kohti, vaikka 1980-luvun alussa ne olivat Suomen kanssa samoissa lukemissa [1]. Sisäisen turvallisuuden ohjelmassa on asetettu tavoitteeksi palokuolemien vähentyminen 50:een vuodelle 2015. Sairaalahoitoa vaatineiden palovammojen epidemiologiaa on tutkittu Suomessa kohtuullisen vähän. Alustavassa kirjallisuuden haussa löytyi ainoastaan yksi tieteellinen artikkeli koko maan kattavasta aineistosta tehdystä tutkimuksesta [3] ja useampi artikkeli paikallisista aineistoista tehdyistä tutkimuksista [4-7]. Tanttula ym. [7] tutkivat palovammapotilaiden töihin paluuta ja terveydentilaa palovammasta toipumisen jälkeen

Töölön palovammaosastolla hoidetuilla potilailla. Zeitlin ym. [9, 10] tutkivat pitkän ajan psykososiaalisia ja toiminnallisia seurauksia lapsena palovammoja saaneilla ja Tampereen yliopistollisessa keskussairaalassa hoidetuilla potilailla. Silti palovammojen ja varsinkaan tuleen liittyvien palovammojen, aiheuttamista kustannuksista ei löytynyt suomalaisia tutkimuksia. Vaikeiden palovammojen hoito on kallista ja kustannusten laskeminen ei ole yksinkertaista tai helppoa. Vaikeita palovammoja saaneen potilaan sairaalahoidon kustannuksia on tutkittu ja raportoitu tapauskohtaisesti. Sairaalahoidon kustannusten osuudeksi on arvioitu tutkimuksesta riippuen satoja tuhansia euroja tai US-dollareita: noin 208 000 US$ v.1997 [11], n. 142000 US$ [12], noin 121000–761000 EUR [13]. Tapauskohtaisten tutkimusten lisäksi on tehty kokonaisvaltaisempia laskelmia. Espanjalaisessa tutkimuksessa [14] palovammapotilaiden aiheuttamat vuotuiset kustannukset arvioitiin olevan yhteensä 313 miljoonaa US$ vuodessa ja noin 100000 US$ potilasta kohti suorien ja epäsuorien kustannusten osalta. Norjalaisessa tutkimuksessa [15] arvioitiin palovammapotilaiden sairaalahoidon vuotuisten kustannusten Norjassa vuonna 2007 olleen yli 10,5 miljoonaa euroa. Sairaalahoidon kalleuden lisäksi kustan-


nuksia syntyy mm. työajan menetyksistä. Tanttula ym. [8] tutkivat Töölön palovammaosastolla marraskuussa 1988 – joulukuussa 1994 hoidettujen potilaiden työhön palaamista vammautumisen jälkeen ja he havaitsivat, että 1–10 % ihon alueelta palaneista hieman yli puolet palasi töihin kahden kuukauden kuluessa vammautumisesta. Noin kolmasosa potilaista, joilla palanut ihoalue oli yli 30 %, palasivat töihin 1–2 vuoden kuluessa ja noin kolmasosa ei palannut töihin lainkaan. Brych ym. [16] havaitsivat systemaattisessa katsauksessaan, että palaneen ihoalueen osuus oli tärkein ennustaja työstä poissaolon ajalle ja töihin kahden vuoden sisällä vammautumisesta palanneilla työstä poissaolon aika oli ollut keskimäärin 17 viikkoa. Työhön palaamista hankaloittavia tekijöitä ovat mm. kipu, neurologiset ongelmat, huonontunut liikkuvuus ja psyykkiset seikat [17]. Palovammojen aiheuttamia kustannuksia on tutkittu Suomessa vähän. Julkaistujen kansallisten ja kansainvälisten tutkimusten perusteella on kuitenkin selvää, että ne aiheuttavat etenkin tapahtumismääräänsä nähden paljon kustannuksia.

TAVOITTEET Tutkimuksessa on tavoitteena arvioida tulipalojen takia aiheutuneiden vammojen kustannuksia yhteiskunnalle. Tulipaloista ja tulesta seuranneilla vammoilla (usein liekkivammat) tässä tutkimuksessa tarkoitetaan altistumista savulle, tulelle tai liekeille ja sen seurauksena vammautumista. Vammautuminen on tyypillisesti palovamma, mutta se voi olla myös esimerkiksi häkämyrkytys. Tavoitteena on tuottaa tapa laskea näitä kustannuksia ja sitä kautta euromääräisesti arvioida näitä kustannuksia. Tutkimuksessa tuotetaan lisäksi epidemiologista tietoa ilmiöstä ja saadaan tietoa vammojen välittömistä seurauksista, pitkäaikaisemmista seurauksista ja loukkaantuneiden hoitamiseen vaadittavista resursseista. Epidemiologisen tiedon tuottaminen kustannustietojen ohella palvelee erityisesti tapaturmia ehkäiseviä tahoja ja kertoo myös kustannusten kohdentumisesta. Tutkimuksen kohdejoukko on tulen tai liekkien takia vammoja saaneet henkilöt, perustuen suomalaisiin terveydenhuollon rekisteritietoihin. Kustannusten laskenta tehdään viiden vuoden aikana, alustavasti suunniteltuna vuosina 2001–2005 loukkaantuneille henkilöille. Rekisteritietoja tarvitaan alustavasti arvioituna vuosilta 1999–2010, jotta loukkaantumisten seurauksia voidaan seurata mahdollisimman pitkälle ja myös ilmaantuvuuden ajallisia muutoksia voidaan tarkastella.

TUTKIMUSAINEISTOT JA MENETELMÄT Tutkimus perustuu olemassa olevien rekisteritietojen hyödyntämiseen. Lähtökohdan tutkimusaineiston kokoamiselle muodostaa kansallinen hoitoilmoitusrekisteristä poimittu otos henkilöistä, joilla on ollut vähintään yksi merkintä sairaalahoidosta, jossa syyt viittaavat savun, tulen tai liekkien takia saatuihin vammoihin. Poiminta tehdään ICD-10 tautiluokituksen mukaiseen hoitoilmoitusrekisteriin merkittyyn vamman ulkoisen syyn koodiin sekä diagnoositietoon perustuen ja tavoitteena on, että otokseen tulee poimituksi kaikki sellaiset henkilöt ja heidän hoitojaksot, joilla on ollut vähintään yksi tällaiseen vammaan viittaava hoitomerkintä. Hoitoilmoitusrekisterin ohella täydentävänä otoksena käytetään Töölön sairaalan palovammaosastolle vuosina 2001–2005 hoitoon tulleiden potilaiden potilasasiakirjatietoja. Töölön sairaalan palovammaosastolla, joka on Kuopion lisäksi toinen Suomen keskitetyistä palovammayksiköistä, hoidetaan kaikkein hankalimmin vammautuneita palovammapotilaita. Potilasasiakirjatiedoista saadaan lisätietoina rekisteritietoa täydentämään mm. palovamman laajuus, onko hengitystiepalovammaa sekä sosiaalisia taustatietoja, kuten alkoholin käyttöön ja huumausaineiden käyttöön liittyviä tietoja. Lisäksi saadaan tietoa tapahtumapaikasta ja vamman mekanismista. Edellä kuvailtu lisäotos palovammaosaston potilasasiakirjatiedoista auttaa ongelman tarkemmassa tutkimisessa ja se tarjoaa hoitoilmoitusrekisteriä parempaa tietoa syistä ja taustatekijöistä sekä varmistaa sen, että tutkimuksen kannalta oleellisimman tyyppisistä vammautumisista saadaan mahdollisimman kattavasti tietoa. Kansaneläkelaitoksen rekisteritiedoista muihin tietoihin yhdistetään mm. sairauspäiväraha-, eläke- ja vammaisetuus- ja kuntoutusjaksojen tiedot. Kansaneläkelaitoksen tiedot poimitaan vuosilta 1999–2010, jotta tiedot kertovat tilanteesta ennen vammautumista ja mahdollisimman pitkälle sen jälkeen. Edellä mainittujen Kansaneläkelaitoksen rekisteritietojen lisäksi yhdistetään Eläketurvakeskuksen eläkerekisterin tiedot yksityisen ja julkisen sektorin työkyvyttömyyseläkkeistä. Lisäksi Helsingin ja Uudenmaan sairaanhoitopiirin ja Kuopion yliopistollisen sairaalan hoitojaksoista hankitaan potilaskohtaiset kustannustiedot, jolloin sairaalahoidon kustannusten palovammakeskusten potilaiden osalta toivotaan olevan mahdollisimman laadukkaita. Palokuolemat tulevat tutkimusaineistoon mukaan Tilastokeskuksen kuolemansyyaineistosta. Kuolemansyyaineiston palokuolematapauksiin yhdistetään väestörekisterin sosioekonomiset tiedot sekä oikeuslää-

ketieteelliset kuolemansyyn selvitykseen liittyvät oikeuslääketieteelliset asiakirjat, joista saadaan tutkimuksen kannalta tarpeellista taustatietoa myös palokuolemiin. Nämä tiedot poimitaan vuosilta 2000–2009. Ajanjakso siis sisältää samalla kustannusten laskennan kannalta tarpeellisen osan, vuodet 2001– 2005, sekä mahdollistaa ajallisen kehityksen kuvaamisen pidemmältä ajanjaksolta.

TOTEUTUS JA AIKATAULU Tutkimus toteutetaan Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksella (THL) Tapaturmat ja toimintakyky-yksikössä ja projektin vastuullisena johtajana toimii Anne Lounamaa (THL) ja vastuututkijana Kari Haikonen (THL). Tutkimustulokset julkaistaan tieteellisinä artikkeleina ja tutkimuksesta valmistuu lopulta väitöskirjatyö (Kari Haikonen). Toteutus tapahtuu osatutkimuksina, joiden tuloksina artikkelit syntyvät.

Tutkimusryhmä Tutkimusryhmässä on mukana asiantuntijoita useista organisaatioista: • Erikoistutkija Anne Lounamaa, VTM, THL/Tapaturmat ja toimintakyky yksikkö, yksikön päällikkö • Tutkija Kari Haikonen, FM, THL/Tapaturmat ja toimintakyky yksikkö • Philippe Lunetta, dos., LT, HY/Hjelt Instituutti ja THL/Tapaturmat ja toimintakyky yksikkö, oikeuslääkäri • Laboratorionjohtaja Pirjo Lillsunde, dos., FT, THL/Päihdeanalytiikan yksikkö • Tutkimusjohtaja Esa Kokki, FT, Pelastusopisto • Ylitarkastaja Vesa-Pekka Tervo, Sisäasiainministeriö • Tutkija Antti Impinen, FM, THL/Tapaturmat ja toimintakyky yksikkö • Tutkimusjohtaja Jan Klavus, FT, THL/ Terveys- ja sosiaalitalouden yksikkö • Osastonylilääkäri Jyrki Vuola, LT, dos., HYKS/Töölön sairaala/Palovammaosasto Tutkimus käynnistyi vuoden 2011 alussa ja sen on arvioitu kestävän vuoden 2014 loppupuolelle. Tutkimustyö on kaavailtu toteutettavaksi viitenä osatyönä, joista ensimmäisen käsittelee liekkivammoja saaneiden sairaalahoitoa ja toinen hoidon kustannuksia. Kolmannessa ja neljännessä osatyössä käsitellään palokuolemia ja niistä aiheutuvia menetyksiä. Viidennessä osatyössä käsitellään pitkäaikaisseuraamuksia mm. Kelan ja Eläketurvakeskuksen rekisteriaineistojen kautta. Osatöiden kaavailtu järjestys on alustavasti viitteellinen, koska viranomaisrekisterien käyttölupaprosessien läpikäymisten ja aineistojen käyttöön PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

93


saamisten aikataulu vaikuttaa myös osaltaan varsinaisen tutkimustöiden järjestykseen.

TUTKIMUKSEN MERKITYS Tulipalojen tiedetään aiheuttavan paljon aineellisia kustannuksia ja palamisen aiheuttamien vammojen hoito on kallista, mutta vammautumisten aiheuttamia kustannuksia kokonaisvaltaisesti ja pidempiaikaisista seurauksista ei tunneta hyvin. Tutkimuksessa tuotetaan euromääräinen arvio paloissa vammautuneiden ja kuolleiden aiheuttamista kustannuksista. Tutkimus tuottaa myös uutta tietoa paloista tapaturmaisena ilmiönä. Tuloksia voidaan hyödyntää mm. ennaltaehkäisyä koskevassa päätöksenteossa ja tulosten toivotaan mahdollistavan ennaltaehkäisevien toimenpiteiden aikaisempaa paremman kustannus–hyöty -tyyppisen arvioimisen

KIITOKSET Tutkimuksen aloittamisen ja toteuttamisen on mahdollistanut Palosuojelurahaston myöntämä erityisavustus vuosille 2011–2012 sekä Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen rahoitus ns. yhteisrahoitteisena projektina. Töölön palovammaosaston henkilökunnan ja erityisesti osastoylilääkäri, dos. Jyrki Vuolan palovammahoidon tuntemus ja asiantuntijatuki tutkimusprojektille on auttanut monessa alun suunnitteluvaiheen asiassa eteenpäin.

LÄHDELUETTELO 1. Kokki E, Jäntti J. 2009. Vakavia henkilövahinkoja aiheuttaneet tulipalot 2007–2008. Pelastusopiston julkaisu, B-sarja: Tutkimusraportit 2/2009. 2. Finanssialan Keskusliitto. Palovahinkotilastot. Palovahingot Suomessa 1988–2008. Finanssialan Keskusliitto http://www.fkl.fi/ www/page/fk_www_4863 3. Hytonen M, Honkanen R, Askoseljavaara S. Incidence of Burns Requiring Hospitalization in Finland in 1980. Ann.Chir. Gynaecol. 1987;76(4):218–221. 4. Nieminen S, Laaksonen V, Viljanto J, Pakkanen A. Burn Injuries in Finland. Scandinavian Journal of Plastic and Reconstructive Surgery and Hand Surgery 1977;11(1):63–67. 5. Papp A. The first 1000 patients treated in Kuopio University Hospital Burn Unit in Finland. Burns 2009 JUN;35(4):565-571. 6. Papp A, Rytkonen T, KoIjonen V, Vuola J. Paediatric ICU burns in Finland 19942004. Burns 2008 MAY;34(3):339–344. 7. Zeitlin R, Somppi E, Jarnberg J. Pediatric Burns in Central Finland between the 1960s and the 1980s. Burns 1993 OCT;19(5):418–422. 8. Tanttula K, Vuola J, AskoSeljavaara S. Return to employment after burn. Burns 1997 JUN;23(4):341–344. 9. Zeitlin REK. Long-term psychosocial sequelae of paediatric burns. Burns 1997 SEP;23(6):467–472.

10. Zeitlin REK, Jarnberg J, Somppi EJ, Sundell B. Long-term functional sequelae after paediatric burns. Burns 1998 FEB;24(1):3–6. 11. Takayanagi K, Kawai S, Aoki R. The cost of burn care and implications for efficient care. Clin.Perform.Qual.Health Care 1999 Apr-Jun;7(2):70–73. 12. Eldad A, Stern Z, Sover H, Neuman R, Ben Meir P, Wexler MR. The cost of an extensive burn survival. Burns 1993 Jun;19(3):235–238. 13. Hemington-Gorse SJ, Potokar TS, Drew PJ, Dickson WA. Burn care costing: the Welsh experience. Burns 2009 May;35(3):378–382. 14. Sanchez JL, Bastida JL, Martinez MM, Moreno JM, Chamorro JJ. Socio-economic cost and health-related quality of life of burn victims in Spain. Burns 2008 Nov;34(7):975–981. 15. Onarheim H, Jensen SA, Rosenberg BE, Guttormsen AB. The epidemiology of patients with burn injuries admitted to Norwegian hospitals in 2007. Burns 2009 DEC;35(8):1142–1146. 16. Brych SB, Engrav LH, Rivara FP, Ptacek JT, Lezotte DC, Esselman PC, et al. Time off work and return to work rates after burns: systematic review of the literature and a large two-center series. J.Burn Care Rehabil. 2001 Nov–Dec;22(6):401–405. 17. Schneider JC, Bassi S, Ryan CM. Barriers Impacting Employment After Burn Injury. Journal of Burn Care & Research 2009 MAR-APR;30(2):294–300.

Sisäisen turvallisuuden tutkimusseminaari 2011 Järjestyksessään toinen sisäisen turvallisuuden tutkimusseminaari järjestetään 29. syyskuuta 2011 Poliisiammattikorkeakoululla Tampereella. Seminaari kokoaa yhteen turvallisuuden alan tutkijoita, asiantuntijoita, päätöksentekijöitä ja käytännön toimijoita. Ohjelmassa on yleisluentoja ja työryhmäesityksiä. Tänä vuonna seminaarissa keskustellaan erityisesti tieteen vapaudesta turvallisuuden tutkimuksessa. Seminaarin järjestävät sisäasiainministeriön hallinnonalan oppilaitokset Poliisiammattikorkeakoulu, Pelastusopisto ja sen yhteydessä toimiva Kriisinhallintakeskus sekä Raja- ja merivartiokoulu. Seminaarin ilmoittaudutaan verkkolomakkeella.

94

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

Työryhmiä on viisi: 1. Toimintaympäristötutkimus 2. Turvallisuusalan toimijoiden yhteistyö 3. Turvallisuusalan koulutuksen, ammattien ja työn tutkimus 4. Turvallisuuden johtaminen ja hallinto 5. Turvallisuusuhkiin varautuminen ja ennakointi. Lisätietoja Jarmo Houtsonen, p. 071 878 3814 jarmo.houtsonen(at)poliisi.fi Iina Sahramäki, p, 071 878 3808 iina.sahramaki(at)poliisi.fi www.polamk.fi/poliisi/poliisioppilaitos/home. nsf/pages/tutkimusseminaari


Sami Häkkinen, Suomen Palopäällystöliitto, Iso Roobertinkatu 7 A 5, 00120 Helsinki

Pelastustoimen toimintaympäristön ja toiminnan seuraamisen mittarit Tiivistelmä Paloturvallisuuden ja pelastustoimen mittaamiselle on syntynyt pelastuslain uudistamisen, Sisäisen turvallisuuden ohjelmien ja muun ohjelmatyön kautta tarpeita seurata ja ohjata pelastustoimen kehitystä. Tällä vuonna 2008 alkaneella hankkeella tuotetut mittarit antavat tietoa, jonka avulla pelastustoimi voi suunnitella toimintansa suuntaamista ja kehittämistä. Mittarit jakaantuvat 1) aiheutuneiden vahinkojen, 2) sidosryhmien ja yhteiskunnan, 3) turvallisuusviestinnän, 4) paloturvallisuusvalvonnan ja -huollon, 5) tutkimuksen ja kehittämisen, 6) toimintaympäristön kehittymisen ja 7) henkilöstön toimintakyvyn, osaamisen ja hyvinvoinnin mittareihin. Mittaristoon on hahmoteltu 8) resursoinnin, 9) pelastustoiminnan ja 10) toimijoiden välisen yhteistyön mittareita, mutta nämä osakokonaisuudet on jätetty hankkeesta. Pelastuslaitosten kanssa suunnitellaan mittariston hyödyntämistä johtamisen työkaluna ja toteutetaan kehittämishankkeet, joista keskeisimpiä ovat: 1) vahinkomittareiden hyödyntäminen strategisessa suunnittelussa (esim. palvelutasopäätökset), 2) turvallisuusviestinnän palautejärjestelmä, 3) tunnuslukujen valtakunnalliset laskentaperusteet, 4) henkilöstömittareiden valtakunnalliset käytännöt, 5) PRONTO-tietoihin perustuvien mittareiden automatisoiminen ja 6) pelastustoimen valvonnan mittaaminen osana valvontatoiminnan kehittämishankkeita.

JOHDANTO Hanke käynnistyi vuonna 2008 diplomityöllä, jossa selvitettiin paloturvallisuuden kannalta olennaisimpia vahinkotilastoja ja sosiodemografisia tekijöitä [1]. Hankkeen toisessa vaiheessa 2/2009–1/2011 tarkasteltiin ennen kaikkea onnettomuuksien ehkäisyn mittareita, joihin diplomityövaiheessa ei ollut otettu kantaa. Työn edetessä on myös arvioitu mittariston toiminnallisia käyttökohteita yhdessä pelastuslaitosten kanssa. Hankkeessa vietiin rinnakkain onnettomuuksien ehkäisyn eri osa-alueiden tutkimusta. Valvontatoiminta rajattiin työn ulkopuolelle, koska valmistelussa ollut uusi pelastuslaki asetti valvontatoiminnalle ennakoimattomia muutostarpeita, jolloin valvonnan mittaamiseen tarkoitetut tunnusluvut olisivat olleet vanhentuneita jo selvityksen valmistuttua. Hankkeen tutkimuksellisiksi päälinjoiksi muodostui yhtäältä turvallisuusviestinnän mitattavuus ja toisaalta pelastustoimen tutkimus- ja kehittämistoiminnan mitattavuus. Viimeksi mainitusta valmistui selvitys syyskuussa 2010 ja ensiksi mainitusta lokakuussa 2010 [2, 3]. Tutkimusongelma molemmissa selvityksissä keskittyy kysymykseen, millä tunnusluvuilla toimintaa olisi tarkoituksenmukaisinta seurata, jotta toiminta tukisi tulipalojen ja muiden onnettomuuksien ehkäisyä mahdollisimman tehokkaalla tavalla. Molemmis-

sa selvityksissä kysymystä tarkasteltiin lähtökohdasta, mitä mittareita nykyisin kerättävien tietojen pohjalle voidaan rakentaa. Selvityksissä otettiin kantaa myös siihen, mitä tietoja pelastustoimen tulisi toiminnastaan kerätä, jotta voidaan luoda onnettomuuksien ehkäisytyötä paremmin tukevat tunnusluvut. Turvallisuusviestinnän mittaamisen tarkastelussa hyödynnettiin pelastustoimen tähänastisia strategisia linjauksia [4, 5], joilla selvitettiin toiminnan tavoitteeksi asetettu tahtotila. Työssä perehdyttiin liiketaloudellisiin konsepteihin, kuten markkinointiin [6] ja laatukustannusajatteluun [7], joista ammennettiin ajatuksia pelastustoimen turvallisuusviestinnän kohdentamiseksi ja kehittämiseksi. Psykologian ja sosiaalipsykologian malleista erityisesti suunnitellun käyttäytymisen teoria otettiin selvityksessä tarkempaan tarkasteluun [8]. Näiden mallien pohjalta on tehty ehdotuksia pelastustoimen turvallisuusviestinnän uudenlaisiksi lähestymis- ja toimintatavoiksi [3]. Tutkimuksen ja kehittämisen strategisena lähtökohtana on käytetty pelastusalalla pelastustoimen tutkimusohjelmaa (PETU), joka laadittiin ensimmäistä kertaa vuonna 2007 [9]. Työssä tutustuttiin myös muihin strategisiin linjauksiin, joita alalla on tehty [10, 11] Mittaamisen malleja etsittiin selvityksessä muiden tieteellistä toimintaa harjoittavien tai rahoittavien tahojen käyttämistä tunnusluvuista [12–14]. Lisäksi selvityksessä arvioitiin yksityisen sektorin käyttämiä tutkiPALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

95


tehokkaimmin muuttamalla aikomusta. Tämä edellyttää tilannekontekstin turvallisuusviestintää nykyisen kohderyhmäviestinnän ohella. [7]

Kuva 1. Suunnitellun käyttäytymisen teoria [7].

mukaista

mus- ja kehittämistoiminnan johtamisen ja perustuvaa jaottelua. voitetaulukot, mikä on toinen esimerkki järsuunnittelun malleja [15–18]. Palautetta kerätään ja annetaan pelastuslai- jestelmällisen tutkimus- ja kehittämistoiminHankkeessa on sivuttu turvallisuusviestin- toksissa vaihtelevasti, minkä vuoksi turvalli- nan kehityksestä. nän sekä tutkimuksen ja kehittämisen ohel- suusviestinnän Tutkimuksen laatu syntyy lähtökohtaisesti onnistumisesta eiesitetään muodosKonkreettisina toimenpiteinä selvityksessä turvallisuusviestinnän la henkilöstöön liittyviä kysymyksiä, seuratneljän eri vaiheen kautta: onnistunut strategitu palautteiden pohjalta kokonaiskuvaa. Pamittaamiskäytäntöjen uudistamisen lisäksi yhteistyötä muun muassa sosiaali- ja terveystoimen tu palotarkastustoimintaan liittyvää uudis- lautteen keräämisen tarpeisiin on luotu tur- nen tavoitteenasetanta, strategian mukainen sekä Alkon kanssa ja viestinnän ravitsemusliikkeisiin ja kunnallisiin vuokra- käytäntamistyötä, arvioitu muun muassa taloudel- kohdentamista hyvän tieteellisen vallisuusviestintää varten palautekyselypoh- tutkimustoiminta, asuntosäätiöihin. listen mittareiden kokoamista ja valmistel- jat, joilla palautetta voidaan ryhtyä kerää- nön mukaisuus ja tutkimustuloksiin perustu syrjäytymisen mittaamisen laskentaperus- mään sähköisesti valtakunnallisesti yhden- tuva kehittämis- ja toimenpideohjelma (kuteita. Työssä esitetyt tunnusluvut on koottu va 2). Vaiheiden toteutumista tulee seurata mukaisella tavalla. Pelastustoimen tutkimus ja kehittäminen liitteeseen 1. Ajzenin suunnitellun käyttäytymisen teo- pelastustoimessa eri tasoilla, koska eri toimirian perusteella käyttäytyminen on seuraus- jat ovat vastuussa eri vaiheista. Tutkimus- ja kehittämistoiminnan strategistaAikomus linjaasyntyy on puolestaan jäsennelty Sisäasiainministeriön pelastustoimessa viime ja Pepelastusosasto ta aikomuksesta. TULOKSET lastusopisto ovatpelastustoimen päävastuussa ensimmäisen normista,laatimalla koetusta tilanteen vuosikymmenen loppupuolella subjektiivisesta muun muassa ensimmäinen strategisestarahoitustaho tavoitteenasetannasta ja asenteesta tutkimuksen kyseistä käyttäy- vaiheen tutkimusohjelma 2007 - 2011.hallitsemisesta Pelastustoimen merkittävin tymistä kohtaan (kuva 1). Henkilöiden vaa- yhteistyössä alan muiden toimijoiden kansTurvallisuusviestintä Palosuojelurahasto on vuodesta 2009 edellyttänyt erityisavustushakemuksiinsa ralliseen käyttäytymiseen vaikutetaan (sosi- sa. Sisäisen turvallisuuden ohjelma määrittevaikuttavuustavoitetaulukot, mikä on toinentutkimuksen esimerkki tutkimusPelastustoimen turvallisuusviestintää eli vatavoitteita.jaMinisteaali)psykologisen mukaanjärjestelmällisen te- lee myös pelastustoimen listusta, neuvontaa ja koulutusta mitataan hokkaimmin muuttamalla aikomusta. Tämä riön pelastusosasto ja Pelastusopisto vastaakehittämistoiminnan kehityksestä. pääasiassa määrällisin tavoittein kuten väes- edellyttää tilannekontekstin mukaista turval- vat myös 2. kohdassa mainitusta strategisestön prosentuaalisella tavoitettavuudella. Tur- lisuusviestintää nykyisen kohderyhmäviestin- ta johdonmukaisuudesta. vallisuusviestintäselosteisiin on tehty vuoden nän ohella. [7] 3 Palosuojelurahasto on autonominen suh2010 alusta merkittäviä muutoksia, jotka Konkreettisina toimenpiteinä selvitykses- teessa pelastusosastoon ja pelastustoimen kuitenkin mahdollistavat monipuolisen toi- sä esitetään turvallisuusviestinnän mittaamis- muihin toimijoihin, ja sen antama rahoitus minnan seuraamisen ja kehittämistarpeiden käytäntöjen uudistamisen lisäksi yhteistyötä on esimerkiksi pelastustoimen tutkimusohhuomioinnin. Vaikka edellytykset toimin- muun muassa sosiaali- ja terveystoimen se- jelman tavoitteista riippumatonta. Selvityknan seuraamiselle onkin luotu, mittaaminen kä Alkon kanssa ja viestinnän kohdentamis- sessä suositellaan kuitenkin Rahaston tavoiton yhä lapsenkengissään. ta ravitsemusliikkeisiin ja kunnallisiin vuok- teiden sitomista muuhun alan strategiseen taMäärällisten tavoitteiden rinnalle noste- ra-asuntosäätiöihin. voitteenasetantaan. Vastuu tutkimuksen oitaan hankkeessa toteutetussa selvityksessä laakeellisuudesta sekä tiedollisesta ja metododullisia tekijöitä, kuten kohderyhmän merlogisesta laadusta kuuluu tutkimusta toteutkittävyys ja koulutuksen luonne. Turvalli- Pelastustoimen tutkimus ja taville tahoille. Pelastuslaitosten tulee puosuusviestinnän pääjakolinjat kulkevat toteut- kehittäminen lestaan huolehtia kehittämistoimenpiteiden tamistavoissa ja aihealueissa, joiden perusteeljalkauttamisesta. Eri vaiheiden välisiin viesla turvallisuusviestintä voidaan jakaa tiedol- Tutkimus- ja kehittämistoiminnan strategis- tinnällisiin rajapintoihin tulee kiinnittää eriliseen ja taidolliseen koulutukseen sekä nä- ta linjaa on jäsennelty pelastustoimessa viime tyistä huomiota. kyvyyden edistämiseen. Lisäksi turvallisuus- vuosikymmenen loppupuolella muun muassa Tutkimuksen ja kehittämisen mittarit on viestinnän kohderyhmien keskinäisessä ar- laatimalla ensimmäinen pelastustoimen tut- listattu liitteessä 1. Strategioiden toteuttamivottamisessa on käytetty riskiperustaisia de- kimusohjelma 2007–2011. Pelastustoimen sen resursointi ja vastuut, tutkimuksen jalmografisia tekijöitä. Kulutustuotteiden mark- tutkimuksen merkittävin rahoitustaho Palo- kauttaminen ja siihen liittyvä viestintä ovat kinoinnin tapaan jaotteluun tulisi kuitenkin suojelurahasto on vuodesta 2009 edellyttänyt pelastustoimen tutkimuksen ja kehittämisen soveltaa käyttäytymiseen ja elämäntapoihin erityisavustushakemuksiinsa vaikuttavuusta- suurimmat tämänhetkiset haasteet. 96

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011


tavoitteenasetanta, strategian mukainen tutkimustoiminta, hyvän tieteellisen käytännön mukaisuus ja tutkimustuloksiin perustuva kehittämis- ja toimenpideohjelma (kuva 2). Vaiheiden toteutumista tulee seurata pelastustoimessa eri tasoilla, koska eri toimijat ovat vastuussa eri vaiheista.

suunnitelmat antavat pelastuslaitoksille mahdollisuuden muuttaa tarkastettavan kohteen tarkastusväliä, jos esimerkiksi kohteen toiminnan luonne, turvallisuuskulttuuri tai turvallisuustekniikka on olennaisesti tavallista heikompi tai parempi [21]. Turvallisuuskulttuurin arvioimiseksi on luotu joitain työkaluja, joilla on tarkoitus huomioida perinteisen rakenteellisen paloturvallisuuden ja turvallisuustekniikan lisäksi muun muassa kohteen johtaminen ja organisaatio, riskienhallintajärjestelmä(t), pelastussuunnitelma ja turvallisuuskoulutus [esim. 22].

YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET Työssä muodostetut tunnusluvut eivät ole kiveen kirjoitettuja, mutta niiden muuttamiseksi tulisi olla painavat perustelut, jotta mittaristo tuottaisi kronologisesti vertailukelpoista tietoa. Erityisesti aiheutuneiden Kuva 2. Tutkimuksen laadun tuottamisen vaiheet [2]. vahinkojen, toimintaympäristön ja onnettomuuksien ehkäisytoiminnan tunnuslukuSisäasiainministeriön pelastusosasto ja Pelastusopisto ovat päävastuussa ensimmäisen vaiheen ja on kehitetty jo Sisäisen pitkään. Työhön myönstrategisesta tavoitteenasetannasta - yhteistyössä alan muiden toimijoiden kanssa. turvallisuuden ohjelma määrittelee myös pelastustoimen Ministeriön nettiintavoitteita. Palosuojelurahastosta jatkorahoitus, pelastusosasto ja Pelastusopisto vastaavat myös 2. kohdassa mainitusta strategisesta jonka avulla työ on tarkoitus saattaa käyjohdonmukaisuudesta. tännön strategisen johtamisen työkalukPalosuojelurahasto on autonominen suhteessa pelastusosastoon ja pelastustoimen muihin si pelastuslaitoksille hankkeen päättymiseen toimijoihin, ja sen antama rahoitus on esimerkiksi pelastustoimen tutkimusohjelman tavoitteista riippumatonta.muutokset Selvityksessä suositellaan kuitenkin Rahaston tavoitteiden Muut mittariston 31.8.2012 mennessä. 4 Syksyllä 2010 alkaneen pilotoinnin yhteyHenkilöstökysymykset ovat olleet alan kes- dessä havaittiin tarpeita kehittämisosahankkustelun keskiössä viime vuosina. Tässä keille, jotka tukevat hankkeen käyttöönothankkeessa on luonnosteltu joitain liittee- toa. Palautepohjaisten tietojen keräämiseksi seen 1 koottuja tunnuslukuja pelastustoimen on rakennettu palautejärjestelmä, laskentahenkilöstön resursoinnin, toimintakyvyn, perusteita ja tulosten tulkintaa varten hankosaamisen ja hyvinvoinnin seuraamisek- keessa laaditaan mittareille manuaali ja käysi. Resursointikysymyksiin liittyen alalla on tön helpottamiseksi mittariston PRONTOhankkeita, joiden kautta mittareille saadaan tietoihin pohjautuvat mittarit ovat poimittanumeerista tietopohjaa (mm. [19]), ja ai- vissa automaattisesti PRONTOn parametrihealuetta käsitellään esimerkiksi pelastuslai- tilastoista Mittarit-välilehdestä. tosten kumppanuusverkoston henkilöstö- ja Paloturvallisuusvalvonnan, resurssien ja taloustyöryhmässä. kustannusten sekä henkilöstön tunnuslukuToimintakyvyn arvioinnin työkaluista Fire- jen osalta alalla on tehty paljon pohjatyötä, Fit on tällä hetkellä se, jonka taakse on saatu jota voidaan hyödyntää mittareiden muodoseniten kriittistä massaa ja jonka käytettävyys tamisessa. Tunnusluvut rakennetaan yhteistoimintakyvyn arviointiin on erittäin hyväk- työssä pelastuslaitosten ja keskeisten kehittäsi havaittu. Hankkeen toinen vaihe valmistui mistahojen kanssa, jolloin ne muodostuvat syksyllä 2010 [20] ja 3. kehittämisvaihe sai elimelliseksi osaksi uudistunutta toimintaa. Palosuojelurahaston rahoituksen, jolla arviPelastustoiminta on resursoinnin määrällä ointityökalua täydennetään edelleen. mitaten merkittävin osa pelastustoimen toiOsaamisen kartoittamiseen on olemassa mintaa. Kokonaisuuden kannalta pelastustyökaluja, joita olisi edellytys laajentaa val- toiminta on sen merkittävän aseman vuoktakunnallisiksi, mutta toistaiseksi osaamisen si pakko sisällyttää mittaristoon. Hankkeesseuraamisen työkalut ovat alueellisia. Myös sa tutkitaan mahdollisuutta teettää pelastustyöyhteisön hyvinvoinnin seuraamiseen on jo toiminnan seurantatyökalut osaksi mittarisolemassa työkaluja (esim. Työterveyslaitoksen toa ulkopuolisena selvitystyönä yhteistyössä ParTy –kysely), mutta niitä ei tule ottaa käyt- pelastustoimen muiden toimijoiden kanssa. töön ilman hyvää suunnitelmallisuutta ja selkeää kehittämistoimenpiteiden toteuttamisKIITOKSET suunnitelmaa. Valvontatoiminta on uudistunut paljon Työn omistajaorganisaatio ja työnantajatuudessa pelastuslainsäädännössä. Valvonta- aho on Suomen Palopäällystöliitto ry. Tut-

kimuksen ohjausryhmän puheenjohtajana toimi dosentti Veli-Pekka Nurmi ja muita ohjausryhmän jäseniä olivat Martti Honkala, Ari Keijonen, Seppo Männikkö, Matti Orrainen, Seppo Pekurinen, Kirsi Rajaniemi, Paavo Tiitta ja Pekka Vänskä. Erityistä tukea ovat tarjonneet myös muun muassa tutkimusjohtaja Esa Kokki, suunnittelija Johannes Ketola, riskienhallintapäällikkö Jari Lepistö, johtava palotarkastaja Seppo Lucenius, riskienhallintapäällikkö Kimmo Markkanen ja pilotointiin osallistuneet pelastuslaitokset. Työhön ja sen jalkauttamiseen liittyvään jatkohankkeeseen on myönnetty Palosuojelurahaston 100-prosenttinen rahoitus.

VIITTEET 1. Häkkinen, S. 2008. Tilastollisen paloturvallisuusseurannan kehittäminen. 2. Häkkinen, S. 2010. Pelastustoimen tutkimuksen ja kehittämisen mitattavuus. 3. Häkkinen, S. 2008. Pelastustoimen turvallisuusviestinnän mitattavuus. 4. Valistus- ja neuvontatyön strategia. 2005. Sisäasiainministeriön pelastusosaston muistio 1.9.2005. 5. Autere, M., Joutsi, L., Peltokangas, M., Rantala, P., Tervo, V-P, & Turunen, O. 2003. Pelastuslaitoksen valistustyön suunnittelu. Tampere, Sisäasiainministeriö, Pelastusopisto ja Suomen Pelastusalan Keskusjärjestö (SPEK). 6. Kotler, P. 2002. Marketing Management. 7. Green, T. J. 2007. Quality Costs in Education. The TQM Magazine. Vol. 19 No. 4, 2007. pp. 308–314. 8. Ajzen, I. 2005. Attitudes, Personality and Behavior. 2nd ed. Open University Press, McGraw-Hill Education. 9. Pelastustoimen tutkimusohjelma (PETU) 2007–2011. 2005. 10. Kaukonen, E. (toim.) 2008. Pelastustoimen tulevaisuuden ennakointi. Pelastustoimen tulevaisuusluotausraadin osaraportti 1. Pelastustoimen tutkimusraportti 2/2008. Kuopio, Pelastusopisto. 11. Kaukonen, E. (toim.) 2008. Pelastustoimen tulevaisuuden ennakointi. Pelastustoimen tulevaisuusluotausraadin osaraportti 2. Pelastustoimen tutkimusraportti 3/2008. Kuopio, Pelastusopisto. 12. The QS World University Rankings. Times Higher Education. 13. Suomen Akatemian strategia. 2006. 14. A More Research-Intensive and Integrated European Research Area – Science, Technology and Competitiveness Key Figures Report 2008/2009. 2008. European Commission, Directorate-General for Research. EUR 23608 EN. 15. Ramírez, Y. W. & Nembhard, D. A. PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011

97


2004. Measuring knowledge worker productivity – a taxonomy. Journal of Intellectual Capital. Vol. 5, No. 4, pp. 602–628. 16. Davenport, T. 2002. Can You Boost Knowledge Work’s Impact on the Bottom Line? Harvard Management Update. Vol. 7, No. 11, pp. 3–4. 17. Nonaka, I. & Takeuchi, H. 1995. The Knowledge-creating Company: How Japanese Companies Create the Dynamics of Innovation. Oxford University Press, New York, NY.

18. Cooper, R. G. 1998. Product Leadership: Creating amd Launching Superior Products. Perseus Books Group, Reading, Massachusetts. 19. Määttälä, J. 2010. Kustannuslaskennan nykytila, erityisesti henkilöstöresurssien kohdentaminen pelastustoimessa -esiselvitys. Turun yliopiston kauppakorkeakoulu, Porin yksikkö, A35/2010. 20. Lusa, S., Wikström, M., Punakallio, A., Lindholm, H. & Luukkonen, R. 2010. FireFit – Pelastajien hyvä fyysisen toiminta-

kyvyn arviointikäytäntö. Kehittämishanke (2. vaihe). Loppuraportti. Työterveyslaitos. 21. Rahikainen, J. 2010. Valvontasuunnitelma – Palotarkastustoiminnan selkäranka. Onnettomuuksien ehkäisyn opintopäivät 10.–11.11.2010. Turku. Keski-Uudenmaan pelastuslaitos. 22. Lucenius, S. 2009. PATA 08. Auditoinnin manuaali. Helsingin kaupunki, pelastuslaitos, riskienhallinnan toimiala.

Liite 1. Paloturvallisuuden mittaristo 1. Aiheutuneet vahingot Palokuolemat Tulipalojen terveyshaitat Syttyneet tulipalot Tahalliset tulipalot Asuinrakennusten palot Suurpalot Taloudelliset vahingot Palot merkittävimmissä rakennustyypeissä 2. Toimintaympäristö Sukupuoli(jakauma) Kaupunkiasuminen Yksinasuminen Työllisyys Yli 55-vuotiaiden osuus (%) Rakennuksen ikä Koulutustasomittain Päihteiden käyttö Pientalovaltaisuus Pienituloisuus Syrjäytyminen

5. Tutkimus ja kehittäminen Tutkimukseen ja kehittämiseen käytetyt henkilö- ja taloudelliset resurssit Henkilöstön koulutus Pelastuslaitosten arvio tutkimus- ja kehittämistoiminnasta Lehtiseuranta ja Pelastusasenteet-tutkimus Julkaisujen ja hankkeiden määrä Strategian 2015 ja PETUn toteutuminen Pelastustoimen tutkimuksen koordinointi Tutkimuksen jalkauttaminen PRONTO-tietojen luotettavuus ja kattavuus 6. Toimintaympäristön kehittyminen Asuntotuotanto Väestön ikääntyminen Sprinklattujen asuntojen ja erityiskohteiden osuus Kaupungistuminen ja pientalovaltaisuus Yritysyhteistyö ja omatoiminen varautuminen

3. Turvallisuusviestintä Pelastustoimen tiedollisen ja taidollisen koulutuksen määrä asukasta kohden (ka 2007-09, min) Turvallisuusviestinnän henkilötyöaika (h) / 1000 as. Näkyvyyden edistämisen osuus viestintään käytetyistä työtunneista Taidollisen koulutuksen osuus viestintään käytetyistä työtunneista Tiedollisen koulutuksen osuus viestintään käytetyistä työtunneista Erityisriskiryhmille tarjotun viestinnän osuus kaikesta viestinnästä Muille erityisen kiinnostaville kohderyhmille tarjotun viestinnän osuus kaikesta viestinnästä Turvallisuusviestinnän kustannustehokkuus Niiden tapahtumien osuus, joista on kerätty palautetta Palautteesta saadut kehittämisehdotukset ja niiden toteuttaminen Palautteesta saatu numeerinen arvosana Kyselytutkimusarvio turvallisuusviestinnästä Internetiin ja sosiaalisiin medioihin käytetyt resurssit Internet-, Facebook- ja muiden sivustojen kävijämäärät Yhteydenottoja ja viestejä Internetin ja sosiaalisten medioiden kautta 4. Paloturvallisuuteen liittyvä valvonta ja huolto Nuohous Valvonnan suuntaamisen tarkoituksenmukaisuus Ennaltaehkäisytyön resursointi Valvonnan toteutuminen (tehdyt tarkastukset suhteessa suunnitelmaan, perusteet poikkeamille, muu ennaltaehkäisy) Valvonnan vaikuttavuus (asiakaspalautteeseen ja itsearviointiin perustuva arvio tarkastusten onnistumisesta) Valvontasuunnitelman perusteet (tarkastusvälien pidentäminen tai lyhentäminen)

7. Henkilöstön toimintakyky, osaaminen ja hyvinvointi Henkilöstön määrä Henkilöstön toimintakyky (FireFit) Savusukelluskelpoisuus (päätoimiset operatiiviset, %) Savusukelluskelpoisuus (sivutoimiset operatiiviset, %) Sairaspoissaolot (pv/htv) Tapaturmat Työyhteisön hyvinvointi ja ilmapiiri (ParTy®) Henkilöstön vaihtuvuus Osaamisen taso ja asetettujen tavoitteiden täyttyminen Koulutus- ja kehittämistavoitteiden täyttyminen Järjestetyn ja osallistutun koulutuksen määrä (ktpv:t) Henkilöstön kehittämisen resursointi 8. Resursointi ja kustannukset 9. Pelastustoiminta ja vahinkojen torjunta 10. Viranomaisyhteistyö ja kunnallinen turvallisuustyö Viranomaisyhteistyön valvontasuunnitelman mukaisuus Moniviranomaisvalvonnan osuus kaikesta valvonnasta Sosiaalisten palveluiden ja tukiasumisen kattavuus erityisriskiryhmistä

www.pelastustieto.fi Pelastustieto on myös Facebookissa 98

PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2011


Pelastusopisto on... sisäasiainministeriön alainen oppilaitos, joka vastaa pelastustoimen ja hätäkeskusten ammatillisesta koulutuksesta, normaaliolojen häiriötilanteisiin ja poikkeusoloihin varautumiseen tähtäävästä koulutuksesta sekä kansainvälisiin pelastustoimen- ja siviilikriisinhallintatehtäviin valmentavasta koulutuksesta. Koulutustehtävän ohella Pelastusopisto koordinoi pelastustoimen tutkimus- ja kehittämistoimintaa. Lisäksi Pelastusopisto vastaa pelastustoimen toimenpiderekisteri PRONTOn ylläpidosta ja ylläpitää pelastustoimen keskuskirjastoa.

www.pelastusopisto.fi


Palotutkimuksen päivät seuraavan kerran elokuussa 2013 Palotutkimuksen päivät järjestää Palotutkimusraati, jonka tehtävänä on koordinoida, täydentää ja edistää Suomessa tehtävää paloalan tutkimusta. Se tapahtuu yhteistyössä teollisuuden, vakuutusalan ja muun elinkeinoelämän, korkeakoulujen, tutkimuslaitosten, valtion ja kuntien viranomaisten sekä alan järjestöjen kanssa. Toimintaa johtaa edellä mainittuja tahoja edustava johtokunta. Vuosi 2011 on Palotutkimusraati ry:n 20. toimintavuosi rekisteröitynä yhdistyksenä.

Profile for Pelastustieto

Palotutkimuksen päivät 2011  

Palotutkimuksen päivät 2011  

Advertisement