Tulekahjukatse julgustab CLT-lahendusi

Puithoonete tulepüsivuse arendamiseks korraldatud katseks ehitati kahekorruseline ristkihtpuidust hoone pôhiplaaniga 3,5 korda 4,5 meetrit, milles süüdati tulekahju, seejärel môôdeti ning jälgiti selle arengut.

Hoonele ehitati kahele küljele fassaadid osaliselt puidust ning osaliselt tsementplaatidest. Fassaadikatte tagune soojustus tehti vôrdluseks ühel küljel kivivillaga ning teisel küljel PIR-soojustusega. Teise korruse aknad valiti tulekindlad.

Katsehoone puhul võeti kasutusele mitmeid tehnilisi lahendusi, et uurida, kuidas vältida tulekahju jätkumist või piirata tule ja suitsu levikut läbi seina või vahelae, aga samuti läbi CLT-paneelide vaheliste liidete, läbiviikude kaudu seintes ja vahelaes, fassaadi tuulutuspilu või fassaadi pinna kaudu.

Katsemajas oli kokku sada mõõtepunkti

Katsemajas olid 43% ruumi pindadest katmata puitpinnad (kaks seina ja uks). Seina- ja vahelagede liited lahendati paisuva tulekindla vuugilindiga. Puidust fassaadilaudis paigaldati ilma tulevastase immutuse või värvita ning fassaadi isolatsiooniks kasutati tulekindlat kivivilla ühes ja mittepõlevat PIR-isolatsiooni teises fassaadis. Ristkihtpuidust seina- ja laeelemendid toodeti Peetri Puidu poolt, seejärel ehitati ristkihtpuidust karp kahe päevaga valmis. Voodri, akende ja uste paigalduseks kulus veel kolm päeva. Tootmise käigus paigutati ristkihtpuitpaneelidesse temperatuuriandurid, mis vôimaldasid tulekahjukatse ajal jälgida temperatuuri tôusu puitlamellide vahel, samuti paigaldati andureid kipsplaatide vahele, fassaadimaterjalide eri kihtidesse, akendele ja ustele.

Kokku oli katsemajas umbes 100 môôtepunkti ja selleks kasutati kokku ca 2 km traati. Ka hoone alla jäeti ehitamise ajal koormusandurid, mis mõõtsid hoone kaalu ning eraldi esimese korruse põrandale môjuva koormuse muutumist tulekahju ajal.

Selline moodus oli taoliste tulekatsete juures kasutusel esmakordselt maailmas. Lisaks temperatuuride ja kaalu muutumisele tulekahjukatse ajal mõõdeti hoones ka hapnikusisalduse, rõhu ja soojuskiirguse muutumist.

Hoonet kandvad ristkihtpuidust paneelid projekteeriti vastavalt eeldusele, et massiivpuidu iseeneslik kustumine on võimalik pärast sisustuse vm eripõlemiskoormuse ärapõlemist. Ristkihtpuidust paneelid valmistati spetsiaalselt 40 mm paksuse tulepoolse lamelliga: see tavapärasest suurem paksus tagab pikema aja enne lamelli pôlemisest tekkiva söekihi eemaldumist.

Hoones oli eri tüüpi liiteid, nii tüüpiliselt madalamates hoonetes kasutatavad liited, kus vahelaepaneel toetub otse seinapaneeli peale, kui kõrghoonete liited, kus vahelaepaneel toetub seinapaneeli kôrvale vastavate terasest nurgikutega. CLT-paneelide liitekohad tihendati spetsiaalse paisuva vuugilindiga, et vältida tule levikut läbi liidete nii korruste vahel kui ka läbi vertikaalsete ühenduskohtade (nii seinapaneeli jätkukohtades kui ka nurkades).

Süüdati vana kontorimööbel ja materjalid kaaluti

Põleva kütuse kogus määrati vastavalt Eestis kehtivatele nõuetele. Selleks kasutati vana kontorimööblit, mille materjalid osade kaupa üle kaaluti. Mööbli ja sisustusega saavutati eripõlemiskoormus 600 MJ/m². Lisaks nimetatud eripõlemiskoormusele oli avatud puitpindu suhteliselt palju ning osa fassaadi oli kaetud värvitud puitlaudisega, mida ei olnud tulekindlust tõstvate vahenditega eriliselt töödeldud.

Hindamaks leekide ja suitsu levikut, korraldati katses küllaltki raske tulekahju. Sisekaitseakadeemia Väike-Maarja harjutusväljakul oli välisõhu temperatuur katse päeval 0°C ja ilm tuulevaikne. Katset oli jälgima tulnud ligi 150 inimest. Katse turvamise ja vôimaliku kustutamise eest vastutas Sisekaitseakadeemia Päästekool.

Tulekahju süüdati alumise korruse diivanil. Hoone uksed ja aknad olid kinni. Esimese 20 minuti jooksul ei toimunud tulekahju arengus midagi, mida väljast oleks olnud võimalik näha, küll käivitus môned sekundid peale süütamist suitsuandur.

Temperatuurid ruumis tõusid 200°C-ni ja tulekatse stsenaarium nägi ette, et peale 20 minutit aknad purustatakse. Seda tehtigi, kuid esialgu vôis peale seda näha vaid vähest suitsu akendest väljumas.

Lahvatus toimus ruumis alles 47. minutil, mil kogu sisustus ning avatud puitpinnad lahvatasid suure vôimsusega põlema. Seejärel, pärast 65. minutit, hakkas tuli vaibuma. Esiteks oli kogu sisustus pôlenud ning teiseks oli puidu pinnale tekkinud söekiht, mis puitu suurema pôlemise eest isoleeris.

Tule sumbudes tulekahju kustutati

1 tund ja 50 minutit peale tulekahju algust oli tuli praktiliselt kustunud, kuid siis ristkihtpuitu kattev söekiht lagunes. Esimene lamell oli täielikult läbi põlenud ja liim ei hoidnud söekihti kôrgetel temperatuuridel kinni. Peale söekihi eemaldumist süttis teine lamellikiht ning sellega seoses toimus teine, oluliselt väiksem lahvatus. Peale uue söekihi tekkimist puidu pinnale hakkas tulekahju uuesti sumbuma. Peale tulekahju sumbumist see kustutati. Aega oli tulekahjukatse algusest kulunud 2 tundi ja 15 minutit.

Katse eestvedajateks olid OÜ Peetri Puit, kes tootis ristkihtpuidust seina- ja laeelemendid, samuti Tallinna Tehnikaülikool, Sisekaitseakadeemia ning RISE, Research Institutes of Sweden. Partnereid, kes panustasid oma toodete ja tööga, oli ligi 20. Katset rahastasid RKAS, Swedish Wood ja RISE.

Hea teada

Katse tulemused

• Katsemaja projekteerimisel ja ehitamisel kasutatud tulepüsivust suurendavad lahendused olid tôhusad.
• Ülemise korruse tulepüsivate akende sisemised klaasid jäid kogu tulekahju vältel terveks. Samuti kaitsesid tule leviku eest tihendid ristkihtpuidust vahelae ja seinte vahel. Tuli ei pääsenud teisele korrusele kogu katse jooksul. Seda vôib lugeda kôige olulisemaks tulemuseks sellel katsel.
• Tule levik fassaadil ning läbi liidete oli tôhusalt takistatud tänu fassaadist eenduvatele tuletôkkelaudadele, tuletôketele fassaadikatte taga ning tänu pôlevast ja mittepôlevast materjalidest välisvoodri liigendamisele.
• Kivivillaga soojustatud fassaadil ristkihtpuidust kandesein väljast ei süttinud. PIR-isolatsiooniga seinal toimus ristkihtpuidu söestumine ka väljastpoolt. Samas kiiret tule levikut PIR-isolatsiooniga välisvoodril ei toimunud.
• Ristkihtpuidust seinapaneelide katmata osadel pôlesid konstruktsioonid 6 cm sügavuseni. Kaetud pindade puhul piisas kahest kihist kipsplaatidest, et puitkonstruktsioonide söestumist kahe tunni jooksul vältida.
• Tulekahjukatse näitas, et teadliku projekteerimise korral on ristkihtpuidust hoonete tulepüsivus kontrolli all.