Rakennusten automaattisten sprinklerilaitteistojen luotettavuus
Nieminen, Mikko (2018)
2018
Rakennustekniikka
Talouden ja rakentamisen tiedekunta - Faculty of Business and Built Environment
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2018-03-07
Julkaisun pysyvä osoite on
http://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201802201283
http://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201802201283
Tiivistelmä
Sprinklerilaitteistojen luotettavuudella on tärkeä merkitys osana rakennusten paloturval-lisuussuunnittelua. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää sprinklerilaitteiston luotetta-vuustasoja tyypillisissä rakennuskohteissa ja havainnollistaa sprinklerilaitteiston luotetta-vuuden merkitystä paloturvallisuussuunnittelussa. Tässä työssä tutkitaan sprinklerilait-teistojen luotettavuutta systeemipohjaisella menetelmällä tapahtumatilastojen avulla sekä komponenttipohjaisella menetelmällä perustuen komponenttien vikaantumistodennäköi-syyksiin ja vikapuumalleihin.
Työn kirjallisuustutkimusosan aluksi tarkastellaan sprinklausta osana palosuojausta läh-tien erilaisten sprinklerilaitteistojen ja laitteiston komponenttien esittelystä. Tarkastelu jatkuu käymällä läpi sprinklauksen vaikutuksia paloturvallisuuteen ja hyödyntämistä pa-loturvallisuussuunnittelussa sekä laitteiston luotettavuuteen vaikuttavia tekijöitä. Kirjalli-suustutkimuksen toisessa osassa esitellään sprinklerilaitteistojen luotettavuuden arvioin-nin menetelmät ja käydään läpi eri menetelmillä aiemmin tehtyjä tutkimuksia. Systeemi-pohjaisten tutkimusten tulokset vaihtelivat paljon johtuen erilaisista lähtöaineistoista ja onnistuneen sammutuksen tulkinnoista. Komponenttipohjaisissa tutkimuksissa vikapuut vaihtelivat hieman, mutta perustuivat pääsääntöisesti laitteistojen kytkentäkaavioihin.
Työn systeemipohjainen tutkimus toteutettiin tutkimalla sprinklerilaitteistojen luotetta-vuutta tulipaloissa, jotka sattuivat Suomessa vuosina 1996-2016 automaattisella sprinkle-rilaitteistolla yleissuojatuissa rakennuksissa. Tutkimus tehtiin perustuen pelastuslaitoksen ylläpitämään PRONTO-tietokantaan. Epäselvissä tapauksissa kysyttiin lisätietoja myös rakennusten käyttäjiltä. Sprinklerilaitteistojen luotettavuudeksi arvioitiin 98,1 %.
Komponenttipohjaisessa tutkimuksessa muodostettiin vikapuumalli sprinklerilaitteistojen tyypillisistä komponenteista. Komponenttien vikaantumistodennäköisyydet kerättiin kir-jallisuudesta. Vikaantumistodennäköisyyden arvot poikkesivat paljon toisistaan, joten vikapuulaskennassa hyödynnettiin Monte Carlo –simulointia.
Työn lopuksi sovellettiin komponenttipohjaista tutkimusta puukerrostalo- ja kauppakes-kuskohteisiin. Näihin kohteisiin vikapuumallit muodostettiin kohteiden sprinklerilaitteis-tojen kytkentäkaavioiden pohjalta. Puukerrostalon laitteiston luotettavuudeksi saatiin 99,1 – 99,7 % ja kauppakeskuksen laitteistolle 98,0 – 99,3 %. Saatujen sprinklerilaitteis-ton luotettavuuden arvojen avulla osoitettiin, millainen merkitys sprinklerilaitteiston luo-tettavuudella on rakenteiden suunnitteluratkaisuihin
Työn kirjallisuustutkimusosan aluksi tarkastellaan sprinklausta osana palosuojausta läh-tien erilaisten sprinklerilaitteistojen ja laitteiston komponenttien esittelystä. Tarkastelu jatkuu käymällä läpi sprinklauksen vaikutuksia paloturvallisuuteen ja hyödyntämistä pa-loturvallisuussuunnittelussa sekä laitteiston luotettavuuteen vaikuttavia tekijöitä. Kirjalli-suustutkimuksen toisessa osassa esitellään sprinklerilaitteistojen luotettavuuden arvioin-nin menetelmät ja käydään läpi eri menetelmillä aiemmin tehtyjä tutkimuksia. Systeemi-pohjaisten tutkimusten tulokset vaihtelivat paljon johtuen erilaisista lähtöaineistoista ja onnistuneen sammutuksen tulkinnoista. Komponenttipohjaisissa tutkimuksissa vikapuut vaihtelivat hieman, mutta perustuivat pääsääntöisesti laitteistojen kytkentäkaavioihin.
Työn systeemipohjainen tutkimus toteutettiin tutkimalla sprinklerilaitteistojen luotetta-vuutta tulipaloissa, jotka sattuivat Suomessa vuosina 1996-2016 automaattisella sprinkle-rilaitteistolla yleissuojatuissa rakennuksissa. Tutkimus tehtiin perustuen pelastuslaitoksen ylläpitämään PRONTO-tietokantaan. Epäselvissä tapauksissa kysyttiin lisätietoja myös rakennusten käyttäjiltä. Sprinklerilaitteistojen luotettavuudeksi arvioitiin 98,1 %.
Komponenttipohjaisessa tutkimuksessa muodostettiin vikapuumalli sprinklerilaitteistojen tyypillisistä komponenteista. Komponenttien vikaantumistodennäköisyydet kerättiin kir-jallisuudesta. Vikaantumistodennäköisyyden arvot poikkesivat paljon toisistaan, joten vikapuulaskennassa hyödynnettiin Monte Carlo –simulointia.
Työn lopuksi sovellettiin komponenttipohjaista tutkimusta puukerrostalo- ja kauppakes-kuskohteisiin. Näihin kohteisiin vikapuumallit muodostettiin kohteiden sprinklerilaitteis-tojen kytkentäkaavioiden pohjalta. Puukerrostalon laitteiston luotettavuudeksi saatiin 99,1 – 99,7 % ja kauppakeskuksen laitteistolle 98,0 – 99,3 %. Saatujen sprinklerilaitteis-ton luotettavuuden arvojen avulla osoitettiin, millainen merkitys sprinklerilaitteiston luo-tettavuudella on rakenteiden suunnitteluratkaisuihin