Näkyviin jäävien puurakentamisen tuotteiden palotestaus

Puurakentamisen suosion kasvu kaupallisessa ja julkisessa rakentamisessa lisää palosuojattujen puutuotteiden kysyntää. Vaikka rakennusten pintamateriaaleilta vaaditut paloluokat ovat yleensä suunnittelijoiden tiedossa, palotestaukseen ja paloluokitukseen liittyy monia kysymyksiä. Asiantuntijan näkemyksiä aiheeseen antaa Aalto-yliopiston Rakennustekniikan laitoksen professori Simo Hostikka.

Rakennusmateriaalien palokäyttäytymistä tutkitaan kokeellisesti kahta erilaista tarkoitusta varten. Tuotteiden standardienmukainen testaus rakennusmääräysten mukaisen paloluokituksen määrittelemiseksi palvelee ensisijaisesti suunnittelijoita, rakentajia ja rakennusvalvontaviranomaisia. Rakennustuotteiden valmistajat puolestaan tutkivat ja testaavat tuotteiden palokäyttäytymistä jo siinä vaiheessa, kun tuotteita kehitetään. Erilaiset tavoitteet edellyttävät myös erilaisten koemenetelmien käyttöä.

PALOTESTAUS RAKENNUSMÄÄRÄYSTEN MUKAISTEN PALOLUOKKIEN MUKAAN

Suomessa rakennusmateriaalien paloluokitus tehdään luokitusstandardin SFS-EN 13501-1 + A1 mukaan. Euroopanlaajuinen standardi perustuu kolmeen palokoemenetelmään, joiden avulla tuotteet luokitellaan ns. Euroluokkiin. Seitsemän pääluokan (A1-F) lisäksi luokitusta täydentävät lisäluokat, jotka kuvaavat tuotteiden savunmuodostuksen (luokat s1, s2 ja s3) sekä palavien pisaroiden muodostumisen (luokat d1, d2 ja d3).

EUROLUOKITUKSEN PALOLUOKKIEN OMINAISUUDET

Tuotteista testataan yleensä niiden taipumus levittää paloa (SBI, EN 13823) sekä palamattomuus (EN ISO 1182), lämpöarvo (EN ISO 1716) tai syttyvyys (EN ISO 11925-2).

Pienen liekin testi, syttyvyys (EN ISO 11925-2)

Käsittelemätön puu kuuluu luokkaan D. Eri tavoin käsitellyt puutuotteet voivat täyttää pääsääntöisesti korkeintaan Euroluokan B-s1, d0 vaatimukset. Tämä tarkoittaa, että tuotteet vaikuttavat palon etenemiseen hyvin vähäisessä määrin, niiden savun tuotanto on erittäin vähäistä eivätkä ne aiheuta palavia pisaroita.

Suomessa rakennusmateriaaleilta vaadittavat paloluokat erilaisissa loppukäyttökohteissa löytyvät Ympäristöministeriön asetuksessa rakennusten paloturvallisuudesta 848/2017.

SBI-PALOTESTIN TARKOITUS JA TESTAUSMENETELMÄ

Yksittäisen poltettavan tuotteen testi SBI sopii erityisesti rakennusten pintakerroksissa käytettävien tuotteiden testaamiseen paloluokan määritystä varten. Koska rakennuksissa sijaitsevan irtaimiston palokäyttäytymistä ei voida tarkkaan säädellä, erityisesti sisäverhousten kyvyllä rajoittaa palon kehittymistä ja savun muodostumista on iso merkitys käyttäjien turvallisuudelle. Tämä koskee esimerkiksi kohteita, joissa on paljon ihmisiä: kouluja, hoitolaitoksia, hotelleja ja isoja liiketiloja.

SBI-testissä on tarkoitus testata tuotteet, esimerkiksi puusta valmistetut paneelit tai CLT-levyt, juuri sellaisessa rakenteessa missä tuotetta tullaan todellisuudessa käyttämään. Testi mallintaa todennäköistä tilannetta, jossa sisätilassa on tapahtunut pienehkö ns. vakiintunut syttymä, esimerkiksi palamaan syttynyt roskakori.

Tuotteesta rakennetaan palamattomalle levylle nurkan muodostava kappale, jonka sivut ovat 1 m ja 0,5 m sekä korkeus 1,5 m. Näin voidaan testata myös saumojen ja kiinnityksen vaikutus palotilanteeseen kuten todellisessa rakenteessa. Testissä rakennetta vasten asetetaan palava kaasupoltin, ja palon mahdollinen leviäminen, savunmuodostus sekä palavien pisaroiden muodostus dokumentoidaan.

Sisäverhouspaneelien SBI-testaus

Testissä on tärkeää huomioida testattavan rakenteen tuleva todellinen käyttötarkoitus. Tällöin testauksessa voidaan rakentaa koolauksen sekä kiinnityksen osalta mahdollisimman todenmukainen rakenne, jonka palo-ominaisuudet vastaavat puutuotteen käyttötarkoitusta.

Puutuotteen pintakäsittely, esimerkiksi palosuojaus, yleensä lisää savunmuodostusta. Myrkyttömällä NT DECOlla palosuojatut puutuotteet täyttävät kuitenkin testatusti paloluokan B-s1, d0 vaatimukset, mitä edellytetään isomman riskin rakennustyypeissä kuten hoitolaitoksissa.

PALOTESTAUSTEN LUOTETTAVUUS

Rakennustuotteiden palotestauksia sekä tuotekehitys- että luokitustarkoituksiin tekevät akreditoidut kaupalliset testilaboratoriot. Paloluokan testatusti täyttävä CE-merkitty puutuote toimii käytännössä testituloksia vastaavasti kuitenkin vain silloin, kun se on asennettu ja pintakäsitelty täysin samalla tavalla kuin testitilanteessa.

Esimerkiksi palosuojatun tuotteen uudelleenmaalaus tai sääaltistus voivat heikentää tuotteen palonkestävyyttä ja nopeuttaa palon kehittymistä. Varmuutta loppukäyttöön ja olosuhteisiin liittyvistä epävarmuuksista ei ole, ellei tuotetta ole testattu myös päällemaalattuna tai sääaltistuksen jälkeen. Paloturvallisuuden ja kustannustehokkuuden kannalta järkevin ratkaisu onkin käyttää pintarakenteissa asennusvalmiiksi palosuojattuja B-s1, d0 -luokan tuotteita (esimerkiksi läpikuultavalla NT DECOlla teollisesti käsitellyt ulko- ja sisäverhouspaneelit), jolloin tuote varmasti täyttää kohteessa vaaditut ominaisuudet.

Suomessa myös ulkoverhouksia koskevissa määräyksissä sovelletaan samaa SBI-palotestiä, koska erillistä julkisivujen standardia ei ole kansallisesti eikä eurooppalaisittain määritelty. Myöskään ikääntyneen tuotteen palotestausta ei edellytetä. Tämä on ongelma, koska merkittävin julkisivujen paloskenaario on lieskahtaneen huonepalon aiheuttama voimakas liekkialtistus – varsin kaukana palavasta roskiksesta siis. Yhteisen Euroopanlaajuisen julkisivujen palonkestävyyttä koskevan säätelyn tarve on ilmeinen, ja prosessi tavoitteeseen pääsemiseksi on aloitettu vuonna 2018.

PALOKOKEET RAKENNUSMATERIAALIEN TUOTEKEHITYKSESSÄ

Rakentamisessa käytettyjen pintamateriaalien palokäyttäytymistä tutkitaan myös jo markkinoilla olevia tai täysin uusia tuotteita kehitettäessä. Tällöin käytetään sekä luokitustarkoitukseen kehitettyjä, yllä mainittuja testimenetelmiä että materiaalien palokäyttäytymistä kuvaavia pienen mittakaavan analyysejä.

Tärkein puutuotteiden tuotekehityksessä käytetty koemenetelmä on kartiokalorimetrikoe (ISO 5660-1). Siinä 10 cm x 10 cm kokoinen koekappale altistetaan voimakkaalle lämpösäteilylle ja mitataan syttymisaikaa, palotehoa sekä massanmuutosta. Kartiokalorimetritulosten avulla on monissa tapauksissa mahdollista ennustaa SBI-kokeen tulos vähintään suuntaa antavasti. Näin voidaan vähentää eri tuotevaihtoehdoille tehtävien SBI-kokeiden määrää.

Synteettisten materiaalien palosuojausta tutkittaessa on varsin tavallista tehdä myös milligrammaluokan kokeita, kuten termogravimetrinen analyysi (TGA) ja differentiaalinen pyyhkäisykalorimetria. Niissä pientä materiaalinäytettä lämmitetään uunissa vakionopeudella ja mitataan sen massassa tai lämpöenergiassa tapahtuvat muutokset. Näiden menetelmien käyttö puutuotteiden palosuojauksen kehityksessä ei ole vielä kovin yleistä, eikä niitä pysty soveltamaan pintakäsittelyjen tutkimukseen.