Sprinklerilaitteistot Tampereen teknillisen yliopiston syynissä

Tampereen teknillinen yliopisto on tutkinut sprinklerilaitteistojen luotettavuutta.

Tampereen teknillisen yliopiston rakennustekniikan laboratoriossa on tutkittu sprinklerilaitteistojen luotettavuutta. Tutkimuksessa havaittu korkea luotettavuustaso voi antaa mahdollisuuden mitoituspalokuorman pienentämiseen, mikä taas vaikuttaa edullisesti palonsuojaustarpeeseen sekä rakentamisen kustannuksiin.

Automaattiset sprinklerilaitteistot ovat yksi tehokkaimmista aktiivisen palosuojauksen keinoista ja siten tärkeä osa rakennusten paloturvallisuussuunnittelun kokonaisuutta. Niiden avulla voidaan vähentää sekä palokuolemia että tulipaloista aiheutuvia aineellisia vahinkoja.

Sprinklerilaitteiston toimintavarmuustaso voi vaikuttaa merkittävästi rakennushankkeen kustannuksiin silloin, kun palosuunnittelu tehdään oletettuun palonkehitykseen perustuvalla mitoituksella. Sprinklerilaitteiston toimintaa tarkastellaan tällöin yhtenä osana tapahtumaketjua, jonka avulla määritetään mahdollisen palovahingon todennäköisyyttä. Tapauksesta riippuen muutaman prosenttiyksikön ero sprinklerilaitteiston luotettavuudessa voi vaikuttaa suunniteltavan rakenteen kustannuksiin kymmeniä prosentteja.

Luotettavuudella tarkoitetaan arviota todennäköisyydestä, jolla järjestelmä tai komponentti toimii odotetulla tavalla. Laitteiston kokonaisluotettavuus kuvaa todennäköisyyttä, jolla laitteisto on käytettävissä, komponentit ovat toimintakunnossa ja laitteisto pystyy tehokkaasti sammuttamaan tai rajoittamaan tulipalon.

Sprinklerilaitteistojen luotettavuutta tutkitaan tyypillisesti kahdella eri tavalla: systeemipohjaisesti tapahtumatilastojen avulla tai komponenttipohjaisesti vikapuiden avulla. Systeemipohjaisessa lähestymisessä koko laitteiston toimintavarmuusarvio saadaan suoraan sprinklerilaitteistojen toiminnasta aiemmissa palotilanteissa koottujen tilastojen perusteella. Komponenttipohjaisessa ratkaisumallissa laitteiston toimintavarmuusarvio muodostetaan laitteiston osana toimivien yksittäisten komponenttien luotettavuusdatan perusteella.

Epävarmuus sprinklerilaitteistojen tehokkuudessa on ollut rajoittava tekijä oletettuun palonkehitykseen perustuvan suunnittelun kehityksessä. Tampereen teknillisen yliopiston Rakennustekniikan laboratoriossa on tehty diplomityötutkimus, jonka tavoitteena oli selvittää tyypillisten rakennuskohteiden sprinklerilaitteistojen luotettavuustasoja käytännön paloturvallisuussuunnittelun ja viranomaistoiminnan tueksi. Laitteistojen luotettavuutta arvioitiin käyttäen sekä systeemi- että komponenttipohjaisia menetelmiä.

Systeemipohjaisessa tutkimuksessa sprinklerilaitteistojen toimintavarmuustasoa arvioitiin pelastustoimen resurssi- ja onnettomuustilasto PRONTO:sta koottujen tilastojen perusteella. Komponenttipohjaisessa ratkaisumallissa laitteiston toimintavarmuusarvio tehtiin sprinklerilaitteistojen kytkentäkaavioiden perusteella muodostettujen vikapuiden sekä laitteiston osana toimivien yksittäisten komponenttien luotettavuusdatan perusteella.

Työssä komponenttipohjaista mallia sovellettiin kahteen case-kohteeseen, puukerrostaloon ja teräsrakenteiseen ostoskeskukseen. Tutkimuksen yhteydessä kerättiin tietoa aiemmin tehdyistä kansainvälisistä systeemipohjaisista tutkimuksista, joiden luotettavuusarviot vaihtelevat merkittävästi.

Erot tuloksissa johtuvat erityisesti tutkimusaineistojen laadusta sekä siitä, millä perusteilla sammutus on tulkittu onnistuneeksi. PRONTO-aineiston pohjalta tehdyssä systeemipohjaisessa tutkimuksessa sprinklerilaitteistojen luotettavuusarvioksi saatiin 98,1 prosenttia.

Komponenttipohjaisessa tutkimuksessa käytetyt lähtöarvot, laitteiston komponenttien vikaantumistodennäköisyydet, vaihtelevat paljon. Tästä huolimatta lopputulokseksi saatu sprinklerilaitteistojen komponenttipohjaisen luotettavuusprosentin vaihteluväli jää varsin pieneksi, ollen 99,0 prosenttia– 99,7 prosenttia.

Nyt havaittu korkea luotettavuustaso antaa usein mahdollisuuden mitoituspalokuorman pienentämiseen, mikä taas vaikuttaa edullisesti palonsuojaustarpeeseen sekä rakentamisen kustannuksiin. Tutkimuksessa ovat olleet mukana Palotekninen Insinööritoimisto Markku Kauriala Oy, Puutuoteteollisuus ry, Promist Oy Kai Laakso, Ramboll Finland Oy sekä Teräsrakenneyhdistys TRY.