Kingspan ullakkoratkaisut P1-paloluokan asuinkerrostalon yläpohjassa

1 Yleistä

Tässä teknisessä tiedotteessa käsitellään Kingspan Oy:n Kooltherm®-tuotteilla tehtäviä asuinkerrostalon puurunkoisia ullakkoratkaisuja. Ratkaisu soveltuu alle 28 m korkeisiin kerrostaloihin, joiden paloluokka on P1 ja palokuormaryhmä 600 MJ/m2 [4]. Esitetyt tekniset ominaisuudet koskevat vain Kingspan Oy:n Kooltherm®-tuotteilla toteutettuja ratkaisuja, eikä tätä ohjetta voi käyttää muihin samankaltaisiin tuotteisiin.

Tässä ohjeessa on esitetty Kooltherm®-lämmöneristysratkaisut ullakkorakenteiden yläpohjille kahdelle eri lämmöneristystasolle ja ulkoseinissä kolmelle eri lämmöneristystasolle. U-arvot on laskettu EN ISO 6946:2017 ja Ympäristöministeriön asetuksen uuden rakennuksen energiatehokkuudesta 1010/2017 mukaan.

Rakenneratkaisut on suunniteltu käyttäen Kooltherm® K12, Kooltherm® K15 C ja Kooltherm® K15 N -eristeitä.

2 Kooltherm®-eristeet

Kooltherm® K12 ja Kooltherm® K15 C ovat tehokkaita eristelevyjä, joissa on kuituvapaa ydin ja molemmin puolin alumiinipohjainen laminaatti. Kooltherm® K15 N -levyssä on mineraalilaminaatti ja toisella puolella tumma palosuojalaminaatti. Kooltherm® K15 N -eriste tulee asentaa niin, että palosuojalaminaatilla pinnoitettu puoli on suunnattu tuuletusväliin päin.

Kooltherm®-eristelevyjen eristävän osan paloluokka on C-s1, d0. Kooltherm® K12 -levyn pintapaloluokka on C-s1, d0.

Kooltherm® K15 C -levyn luokka on C-s2, d0 ja Kooltherm® K15 N -levyn pintapaloluokka on B-s1, d0.
Kooltherm®-eristeet palavat hiiltymällä.

3 Kooltherm® -eristeet P1-paloluokan rakennuksen yläpohjassa

Enintään 28 m korkean P1-paloluokan asuinkerrostalossa ylin kerros voi olla puurakenteinen (D-s2, d2).  Tällöin sisäpinnoissa tulee olla vähintään K₂ 30, A2-s1, d0-luokan suojaverhous. Runkomateriaalista riippumatta kyseisessä rakennuksessa ylimmän kerroksen lämmöneristeiden ja muiden täytteiden tulee olla eristävältä osaltaan vähintään D-s2, d2-luokkaa.

P1-paloluokan rakennuksessa yläpohjan ontelon pinnat voivat olla D-s2, d2-luokkaa, kun ontelo on osastoitu alapuolisesta tilasta EI 60-luokan rakennusosalla. Mikäli yläpohjan onteloa ei ole osastoitu alapuolisesta tilasta, tulee ontelon pinnat olla pääasiallisesti B-s1, d0-luokkaa (20 % pinnoista voi olla D-s2, d2-luokkaa). Vähäisten osien, kuten esimerkiksi aluskatteen ei tarvitse täyttää edellä mainittuja vaatimuksia.

Ulkoseinärakenteessa voidaan käyttää eristettä, joka ei täytä eristävältä osaltaan B-s1, d0 -luokan vaatimuksia, kun lämmön-eriste on suojattu ja sijoitettu niin, että palon leviäminen eristeeseen on rajoitettu ajan, joka on rakennuksen sisäpuolelta ja aukkojen pielien osalta vähintään puolet osastoitavan tilan osastoivien rakennusosien vaaditusta palonkestävyysajasta.

Pintavaatimukset ulkoseinärakenteelle YMa 848/2017 taulukon 8 mukaan ovat ulkoseinän ja tuuletusvälin ulkopinnalle B-s2, d2 ja tuuletusvälin sisäpinnalle B-s1, d0. Kyseisessä taulukossa annetaan kuitenkin ehto kyseisten luokkien käytölle: Jos lämmöneriste ei eristävältä osaltaan täytä B-s1, d0 -vaatimusta, ulkopinnan pintarakenteiden on suojattava eristeitä palolta niin, että suojaus vastaa EI15 rakennusosaa tai tuuletusvälin sisäpinta on varustettava K210, A2-s1, d0 -suojaverhouksella.

3.1 Yläpohjan ontelo osastoitu alapuolisesta tilasta

1. Huopa-, pelti- tai tiilikate alusrakenteineen
2. Aluskate
3. Tuuletusväli kattokaltevuuden mukaan, kuitenkin aina vähintään 50 mm
4. Kantava puurunko rakennesuunnitelmien mukaan
5. Kooltherm® K12 80 mm
   • Saumat tiivistetään paloluokitellulla saumavaahdolla
   • Kooltherm® K12 -eriste C-s1, d0
6. Kooltherm® K12 120 mm rungon välissä
7. Kooltherm® K12 40 mm yhtenäisenä kerroksena
8. Höyrynsulku tarvittaessa
9. Asennustilakoolaus sekä mineraalivilla ääneneristykseen tarvittaessa
10. Sisäverhous 2 x 15 mm palokipsilevy

Tarkastelluissa yläpohjarakenteissa alapinnan suojaverhous (2 x 15 mm palokipsilevy), on YMa 848/2017-vaatimusten mukaista tasoa parempi. Palokipsilevyjä käytettäessä myös palkkien R60 vaatimus täyttyy.

YP 1.0 täyttää osastointivaatimuksen (EI60) sekä ala- että yläpuolista paloa vastaan. Ontelon pintaluokkavaatimus (D-s2, d2) näin ollen täyttyy.

Yläpohjan rakentamisessa on huomioitava, että mahdolliset läpiviennit ja muut asennukset tulee toteuttaa niin, ettei lämmöneristeiden suojaus niiltä osin olennaisesti heikkene.

3.2 Yläpohjan ontelo ei ole osastoitu alapuolisesta tilasta

Jos yläpohjan osastointi ei toteudu esim. kattoikkunan takia, tulee ontelon alapinnan eli yläpohjan yläpinnan olla vähintään B-s1, d0 -luokan tarvikkeista. Lisäksi myös ontelon muiden pintojen tulee täyttää tämä vaatimus. Vähäisessä määrin (korkeintaan 20 % pinnoista) voidaan kuitenkin käyttää myös D-s2, d2 -luokan tarvikkeita. Käytännössä siis suojaamatonta puupintaa ontelossa voi olla max. 20 % pinnoista.

1. Huopa-, pelti- tai tiilikate alusrakenteineen
2. Aluskate
3. Tuuletusväli kattokaltevuuden mukaan, kuitenkin aina vähintään 50 mm
4. Kantava puurunko rakennesuunnitelmien mukaan (huom! pintaluokat)
5. Kooltherm® K15 N 80 mm
   • Saumat tiivistetään paloluokitellulla saumavaahdolla
   • Kooltherm® K15 N -eriste ytimeltään C-s1, d0 ja pinnaltaan B-s1, d0
6. Kooltherm® K12 120 mm Rungon välissä
   • Kooltherm® K12 -eriste C-s1, d0
   • Saumat tiivistetään paloluokitellulla saumavaahdolla
7. Kooltherm® K12 40 mm yhtenäisenä kerroksena
   • Kooltherm® K12 -eriste C-s1, d0
8. Höyrynsulku tarvittaessa
9. Asennustilakoolaus sekä mineraalivilla ääneneristykseen tarvittaessa
10. Sisäverhous 2 x 15 mm palokipsilevy

Esitetyt rakenteet täyttävät YMa 848/2017 Taulukon 3 mukaisen palonkestävyysvaatimuksen R60 sekä alapuolista että yläpuolista paloa vastaan, sillä alapuolisessa palotilanteessa levytys suojaa rakennetta vaaditun ajan, kun taas yläpuolisen palon tapauksessa Kooltherm®-eristeet sekä luokiteltu palovaahto suojaavat puurakenteita sivuilta, edellyttäen että hiiltymämitoitus on tehty tässä esitetyn mukaisesti.

4 Hiiltymämitoitus

Puurakenteet tulee mitoittaa yläpuoliselle palolle Paloteknisen Insinööritoimisto Markku Kauriala Oy:n tekemän lausunnon [1] mukaisesti joko käyttäen siinä esitettyä hiiltymämitoitusta tai käyttäen lausunnossa määritettyjä minimikokoisia kertopuuprofiileja, joille palotilanne R60 ei voi käytännössä tulla mitoittavaksi, jos niiden käytölle asetetut ehdot täyttyvät.

Kattopalkin hiiltymäsyvyyden laskenta eristeen yläpinnasta alaspäin:

dchar,y = dchar x (1,54 – (bp – 45) x 0,0154)

missä:

• dchar on standardin SFS-EN 1995-1-2 mukainen yksiulotteinen hiiltymissyvyys suojaamattomalle puupalkille [mm];
• bp on puupalkin leveys [mm] (min 45 mm, max 57 mm, yli 57 mm paksuille palkeille voidaan käyttää 57 mm arvoa).

Tehollisen poikkileikkauksen laskennassa jäännöspoikkileikkauksen korkeudesta tulee vielä vähentää SFS-EN 1995-1-2:n edellyttämä 7 mm.

Palomitoituksessa käytettävä hiiltymissyvyys sekä jäännöspoikkileikkauksen ja tehollisen poikkileikkauksen määritys on esitetty lausunnossa [1].

5 Ulkoseinän rakenneratkaisut

1. Ulkoverhous (Väh. B-s2, d0)
   • Esimerkiksi tiilimuuraus tai -laatta, sementtilevy, tuulettuva levyrappaus, peltikasetti, matala teräspoimulevy, ACM- tai puupaneeli
2. Tuuletusväli
   • Koolaus ulkoverhousjärjestelmän mukaan
   • Esimerkiksi teräsorsijärjestelmät, puukoolaus tai muuraussiteet
3. Kooltherm® K15 C 150 mm rungon välissä
   • Saumat tiivistetään saumavaahdolla
   • Kooltherm® K15 C -eriste: eriste ytimeltään C-s1, d0 ja pinnaltaan C-s2, d0
4. Puurunko rakennesuunnitelmien mukaan (kantava tai ei-kantava)
5. Höyrynsulku tarvittaessa
6. Sisäverhouslevyt
   • Kantava seinä: 2 x palokipsilevy esim. 2 x Kauf KPS 15
   • Ei-kantava seinä: esim. 2 x Knauf KN 15 tai 1 Knauf KPS 13

Detaljin rakennusmateriaalit täyttävät YMa 848/2017 taulukon 3 huomautuksen ”+” mukaiset vaatimukset.
Kantavaa puurunkoa käytettäessä esitetty levytys suojaa puurunkoa vaaditun ajan sisäpuolisessa palossa. Ei-kantavan seinän tapauksessa sisäpuolisen suojauksen yhdessä ilmaraon kanssa arvioidaan rajoittavan palon leviämistä eristeeseen vaaditun 30 minuutin ajan. Aukkojen pielien suojaus tulee toteuttaa niin, että sama 30 minuutin vaatimus täyttyy myös niiden osalta.

Kooltherm® K15 C -eristettä käytettäessä rakenteen toimivuus palotilanteessa on osoitettu käyttäen SP Fire 105 -polttokoetta. SP Fire 105 -polttokokeen käyttömahdollisuus on mainittu Ympäristöministeriön asetuksen YMa 848/2017 -perustelumuistiossa [6].

Lisätietoja Kooltherm®-eristeiden palomitoituksesta P1 paloluokan rakennusten julkisivuille on saatavilla Kooltherm®-palosuunnitteluoppaasta [7].

6 Yhteenveto

Edellisten perusteella voidaan todeta, että tarkastellut rakenneratkaisut (US2.0, YP1.0 ja YP2.0) täyttävät YMa 848/2017 ja YMa 927/2020 vaatimukset ja niitä voidaan käyttää enintään 28 m korkean P1-paloluokan asuinkerrostalon puurakenteisessa ullakkokerroksessa.

Lisätietoja Kooltherm®-ullakkoratkaisusta ja -eristeiden teknisistä ominaisuuksista löytyy osoitteesta www.kingspaneristeet.fi ja techline.fi@kingspan.com.

Palotekninen Insinööritoimisto Markku Kauriala Oy on lausunut Kooltherm®-eristeiden käytöstä ullakkorakenteissa [1]. Lausunto ja tämä tekninen ohje perustuu Ympäristöministeriön asetuksiin (YMa) 848/2017 ja 927/2020 [4,5] sekä yläpohjan puupalkkien hiiltymämitoitukseen yläpuolisen palon tapauksessa [2,3]. YMa 848/2017 12 §:ssa sanotaan, että luokkavaatimuksen täyttyminen on osoitettava kokeellisesti, laskennallisesti, yhdistämällä koe- ja laskennalliset tulokset tai käyttämällä hyväksyttävää taulukkomitoitusta. Hiiltymisnopeudet perustuvat palotestaukseen ja ne on laskennassa otettu konservatiivisesti huomioon. Laskelmat tehtiin SAFIR-ohjelmistoa [8] käyttäen.

Lähteet

1. Lausunto Kootherm®- ja Therma™-eristeiden käytöstä puurunkoisten P1-paloluokan rakennusten ullakoissa, Palotekninen Insinööritoimisto Markku Kauriala Oy, laadittu 31.5.2022
2. Kootherm®- ja Therma™-eristeiden käyttö puurunkoisten P1-paloluokan rakennusten ullakoissa –laskelmat, Palotekninen Insinööritoimisto Markku Kauriala Oy, laadittu 31.5.2022
3. Liite edelliseen lausuntoon: Liite 1: Kertopuupalkkien R60 minimidimensioiden määritys
4. Ympäristöministeriön asetus rakennusten paloturvallisuudesta 848/2017, https://finlex.fi/fi/laki/ajantasa/2017/20170848
5. Ympäristöministeriön asetus rakennusten paloturvallisuudesta annetun ympäristöministeriön asetuksen muuttamisesta 927/2020, https://finlex.fi/fi/laki/alkup/2020/20200927
6. Asetus rakennusten paloturvallisuudesta perustelumuistio-20112017, https://ym.fi/documents/1410903/38439968/Asetus-rakennusten-paloturvallisuudesta-perustelumuistio-20112017-68F439B3_9D6E_44C4_8618_34FE9387FCE8-132701.pdf/89f9aa72-522c-c62b-5433-6f886e934f41/Asetus-rakennusten-paloturvallisuudesta-perustelumuistio-20112017-68F439B3_9D6E_44C4_8618_34FE9387FCE8-132701.pdf?t=1603260640763
7. Kooltherm®-palosuunnitteluohje, https://www.kingspan.com/fi/fi-fi/tuotteet/eristeet/aineistot/suunnittelu-ja-tyoohjeet/kooltherm-palosuunnitteluohje-p1-v1-3
8. Gernay, T., Franssen, J.M. 2017. “Modeling structures in fire with SAFIR®: Theoretical background and capabilities”. Journal of Structural Fire Engineering, Vol. 8, issue 3, pp. 300-323. https://doi.org/10.1108/JSFE-07-2016-0010