Uuringu käigus selgitati ehitise ventilatsiooni ja tiheduse mõjusid põlemisrõhu reguleerimisele, suitsu levikule ja ruumides viibijate turvalisusele. 

Uuringu käigus avastati, et põlemisrõhk on seda kõrgem, mida tihedam on ehitis. Sel juhul ei pääse suits ehitisest välja, vaid levib selle sees, mis raskendab evakueerimist. Lõppraportis tehakse ettepanek, et suure ülerõhu riski võiks vähendada jättes väljuva õhu kanali avatuks ja hoides heitgaaside ventilaatori töös.

- Üks võimalus suure ülerõhu riski vähendamiseks on õhukanalite kasutamine, kuid nende piisavate mõõtude üle peaksid otsustama ventilatsiooni spetsialistid. Mõõtude asjas üritame Aalto ülikoolis saada lisaandmeid kevade jooksul. Tiheda katte või kambrite ja suitsusiibrite kombinatsioon võib toimida põlengu ajal üllataval viisil. Suitsu kontrolli alla saamise lahendustes peab arvestama ka rõhu küsimusega. Lisaks tuleks ehitise automaatika projekteerimisel lähtuda sellest, et väljuva õhu ventilaatorid hoitakse töös ka põlengu ajal, selgitab tuleohutustehnika professor Simo Hostikka Aalto ülikoolist.

Kohandatav haiglatele

Uuringus keskenduti eelkõige elamute tihedusele ja suitsu levikule korteripõlengute ajal. Tulemused on siiski kohandatavad ka näiteks haiglatele, hooldekodudele, vanglahoonetele ja hotellidele.

- Haiglas peavad põetajad evakueerima patsiente, kellest osa võivad olla halvas seisundis. Mida vähem on koridoris suitsu, seda kergemini läheb evakueerimine. Seda tuleb tervikuna arvesse võtta, kui ventilatsiooni projekteeritakse, ütleb Stravent Oy müügijuht Peter Biström.

Põlemisrõhu risk on kõige suurem kaasaegsetes energiatõhusates ehitistes. Biström räägib, et probleemi süvendab traditsiooniline suletav ventilatsioon. Süsteem sulgeb kohe siseneva ja väljuva õhu kanalid, kui avastatakse suits. Nii muutub ehitis tavalisest tihedamaks ja rõhk selle sees tõuseb endisega võrreldes.

Lahenduseks on suitsugaaside piiraja

Aalto ülikooli uuringu lõppraportis nenditakse samuti, et põlengust tekkivat ülerõhku soovitatakse võtta arvesse ehitusnõuetes. Stravent pakub lahendusena põlemisrõhu kontrolli alla hoidmiseks Basic suitsugaaside piirajat.

- Basic süsteemiga vähendatakse põlemisrõhku põlengu algfaasis ehitise normaalse ventilatsioonisüsteemi abil seni, kuni tuletõrje kohale jõuab. Lahendus sulgeb siseneva õhu kanali, kuid hoiab väljuva õhu kanali lahti ja alandab põlemisrõhku, mistõttu suits levib ehitise sees oluliselt vähem, selgitab Biström.

Stravent on tarninud suitsugaaside piirajaid muuhulgas paljudesse hotellidesse, Seinäjoe haigla uude ossa ja Porvoo haiglale. Lahendus on aluseks ka Turu T3 haigla ja Kajaani uue haigla projekteerimisel. Muudest objektidest mainib Biström Pajulahti spordikeskuse hotelliosa. 

* Põlemisrõhu reguleerimine korteripõlengute ajal (PAHAHUPA) uuring kestis maist 2015 kuni detsembrini 2016. Uuringu teostamist juhtis Aalto ülikool ja töörühmas osalesid muuhulgas Vanglate amet  ja keskkonnaministeerium. Füüsilised mõõtmised teostas VTT. Lisainfot uuringu kohta saab Aalto ülikooli Tutkimus lehelt ja Straventi kodulehelt.

Kokkuvõte

Autor: Simo Hostikka, Rahul Kallada Janardhan

Väljaande pealkiri: Rõhu reguleerimine korteripõlengute ajal

Avaldaja Inseneriteaduste kõrgkool: Osakond Ehitustehnika õppetool

Sari: Aalto University publication series SCIENCE + TECNOLOGUY 1/2017

Uuritav valdkond: Tuleohutustehnika 

Kokkuvõte

Põlengust tulenevat ülerõhku ei ole peetud ohuks konstruktsioonide terviklikkusele ega inimeste turvalisusele normaalsete korteripõlengute korral. Olukord on siiski muutumas, kuna ehitiste soojustus ehitatakse järjest tihedamaks rangemaks muutuvate energianormide ja kõrgehitiste tõttu. Rõhu reguleerimist korteripõlengute korral (PAHAHUPA) projekti raames uuriti põlengu arenemiskiiruse mõju põleva korteri rõhul ning ehitise tiheduse, ventilatsiooni korraldamise ja sundventilatsiooni süsteemi kaudu toimuvale suitsu levikule. 

Algul tegime põlengukatseid tegelikes korrusmaja korterites nähtuste ära tundmiseks ja andmete hankimiseks simulatsioonide jaoks. Katsete tulemused näitasid, et põlengust tulenev ülerõhk võib takistada korteri siseukse avamist põlengu algfaasis, mis toob kaasa viivituse korteris olevate inimeste lahkumisel. Lisaks tekkis väga kiiresti areneva põlengu korral korteris üle 1600 Pa ülerõhk, mille juures kahjustus korteri kergkonstruktsiooniga välissein ja rõduaken lendas koos raamidega seinast välja. 

Erinevaid tulekahju arenemise kiirusi ja ehitisi tüüpe kontrolliti Fire Dynamics Simulator programmi abil tehtud simulatsioonidega. Ehitise soojustuse lekete ja ventilatsioonisüsteemi mudel loodi esiteks katsete tulemuste põhjal. Seejärel simuleeriti põlenguid kahes erinevat tüüpi ehitises. Esimene objekt oli kinnise vangla kong, mille eriomaduseks on ruumi väikesed mõõtmed. Teine objekt oli moodne sundventilatsiooniga varustatud korrusmaja korter. Simulatsiooni tulemuste alusel võidi järeldada, et kiiresti arenev põleng tekitab konstruktsioonide terviklikkuse seisukohalt ohtlikult kõrge rõhu, kui ehitise soojustus vastab kaasaegse peaaegu nullenergia maja nõuetele ja kui põleva korteri siseneva ja väljuva õhu kanalid suletakse suitsu- või tulesiibritega. Rõhud püsisid konstruktsioonide jaoks ohutul tasemel, kui väljuva õhu kanal jäeti avatuks. Suitsu levikut teistesse korteritesse saadi samaaegselt vältida, kui ventilaatorid põlengu ajal töötasid. Sissepoole avanevast uksest tulenevat riski ei suudetud moodsates ehitistes vältida.  

Uuringu tulemuse põhjal soovitame, et Soome ehitusnõuetes tuleks jätkuvalt nõuda põlengu ajal tekkiva ülerõhu arvestamist ehitise projekteerimisel. Põlengu aegse väljumise tagamiseks tuleks sissepoole avanevatest vaheustest loobuda.

 Võtmesõnad põleng, rõhk, FDS, tihedus, tulekatse, simuleerimine