MODIFIRE-tutkimushanke etsii ratkaisuja palosuojattujen ja modifioitujen puutuotteiden turvallisuuden parantamiseen. Tutkimuksessa tarkastellaan huoltokäsittelyjen vaikutuksia, CLT-rakenteiden liimasaumojen käyttäytymistä korkeissa lämpötiloissa sekä alueellisen palotestauskapasiteetin kehittämistä. Tavoitteena on tuottaa teollisuudelle tietoa, joka tukee tuotekehitystä, vaatimustenmukaisuutta ja puutuotteiden turvallista käyttöä rakentamisessa.

Puurakentaminen tarvitsee tutkittua tietoa paloturvallisuudesta

Puun käyttöä rakentamisessa halutaan lisätä, mutta samalla rakennustuotteiden paloturvallisuus on pystyttävä osoittamaan entistä tarkemmin. Suomessa vaatimuksia määrittävät ympäristöministeriön rakennusten paloturvallisuutta koskevat säädökset sekä kantavien puurakenteiden suunnittelua ohjaava Eurokoodi 5. Tuotteiden varsinaiset paloluokitukset perustuvat standardoituihin palokokeisiin.

Esimerkiksi SBI-kokeella arvioidaan, miten rakennustuote vaikuttaa palon kehittymiseen. Kartiokalorimetrikokeella puolestaan mitataan materiaalin lämmön- ja savuntuottoa pienessä mittakaavassa. MODIFIRE-hankkeessa näitä menetelmiä käytetään materiaalien palo-ominaisuuksien arviointiin sekä aiempaa nopeampien ja kustannustehokkaampien tutkimustapojen kehittämiseen.

Palosuojauksen on säilyttävä toimivana vuosien ajan

Teollisesti palosuojattujen puutuotteiden ominaisuudet voivat muuttua ikääntymisen, sääolosuhteiden ja huoltokäsittelyjen vaikutuksesta. Siksi ei riitä, että tuote täyttää vaatimukset uutena. Lisäksi on selvitettävä, miten hyvin suojaus säilyy käytön aikana ja millaisilla huoltotoimilla tuotteen paloturvallisuus voidaan varmistaa.

Hankkeen ensimmäisessä tutkimuskokonaisuudessa tarkastellaan materiaalien palo-ominaisuuksia ja pintakäsittelyjen vaikutusta puutuotteiden palokäyttäytymiseen. Kokeissa selvitetään muun muassa maalin levitysmäärän ja muodostuvan kalvon paksuuden merkitystä. Näin voidaan arvioida, miten mahdolliset huoltokäsittelyt vaikuttavat tuotteen palo-ominaisuuksiin. Arvioinnissa käytetään standardien EN 11925-2, EN 13823 ja EN ISO 5660-1 mukaisia palotestausmenetelmiä.

Lisäksi hankkeessa arvioidaan röntgenfluoresenssiin perustuvan XRF-menetelmän soveltuvuutta palosuojakemikaalien tunnistamiseen ja niiden pitoisuuksien määrittämiseen. Käyttökelpoiseksi osoittautuessaan menetelmä voisi tarjota uuden keinon palosuojauksen kunnon seurantaan.

CLT-rakenteiden liimasaumat korkeissa lämpötiloissa

Liimasaumoilla on keskeinen merkitys ristiinliimatusta massiivipuusta eli CLT:stä valmistettujen kantavien rakenteiden turvallisuudelle. Korkea lämpötila voi heikentää saumojen ominaisuuksia ja vaikuttaa rakenteen hiiltymiseen, puukerrosten pysymiseen yhdessä ja siten koko rakenteen palonkestävyyteen.

Hankkeen toisessa tutkimuskokonaisuudessa selvitetään liimasaumojen käyttäytymistä korkeissa lämpötiloissa. Tarkastelun kohteina ovat CLT-materiaalien liimasaumat ja sormijatkokset. Kokeissa sovelletaan myös ABES-testilaitteistoa ja -menetelmää. Eri kokeiden tuloksia verrataan keskenään ja arvioidaan, voidaanko pienillä koekappaleilla tehtyjä havaintoja hyödyntää Eurokoodin mukaisissa tarkasteluissa. Testaus ja tulosten arviointi toteutetaan Xamkin, Tampereen yliopiston (TUNI) ja Tallinnan teknillisen yliopiston (TalTech) yhteistyönä.

Hankkeessa kehitetään myös CLT-materiaalien pienen mittakaavan palotestausta ja arvioidaan nopeampien tutkimusmenetelmien soveltuvuutta esimerkiksi sormijatketulle sahatavaralle. Teollisuuden kannalta tavoitteena on nopeuttaa tuotekehitystä ja vähentää kalliiden täyden mittakaavan kokeiden tarvetta silloin, kun tuotteen toimivuutta voidaan arvioida luotettavasti pienemmässä mittakaavassa.

Etelä-Savoon uutta palotestausosaamista

Modifioitujen puutuotteiden luotettava arviointi edellyttää monipuolisia testausmahdollisuuksia. Hankkeen kolmannessa tutkimuskokonaisuudessa alueellista palotestauskapasiteettia laajennetaan SBI- ja pienen liekin kokeisiin. Uudet menetelmät täydentävät nykyistä osaamista ja mahdollistavat entistä kattavammat tutkimus- ja tuotekehityspalvelut puutuotealan yrityksille. Menetelmien soveltuvuutta kokeillaan myös komposiittituotteiden arvioinnissa.

Kehitystyössä luodaan yhteistyömallia Xamk Mikpolis-tutkimus ja testauslaboratorion, Savonlinnan teollisen puurakentamisen laboratorion ja Tampereen yliopiston rakennustekniikan yksikön välille. Toimijoiden laitteistot ja asiantuntemus muodostavat toisiaan täydentävän kokonaisuuden, joka tukee yksittäisten testien lisäksi pitkäjänteistä tutkimusta, osaamisen vaihtoa ja teknologian siirtoa.

MODIFIRE-investointihanke tuo tutkimuslaitteet käytännön työhön

Tutkimushanketta täydentävä MODIFIRE-investointihanke luo konkreettiset edellytykset uuden palotestaus- ja analyysikapasiteetin käyttöönotolle. Työ on edennyt laboratoriotilojen vaatimusten määrittelystä laitteiden hankintaan, kilpailutukseen ja käyttöönottoon. Hankkeessa investoitiin SBI-laitteistoon (Single Burning Item), pienen liekin testauslaitteistoon ja XRF-analysaattoriin (X-ray Fluorescence).

Laboratoriotilojen määriteltyjen vaatimusten pohjalta rakennettiin uusi palolaboratorio. Sen suunnittelussa ja toteutuksessa lähtökohtana olivat SBI-palotestauksen vaatimukset. Investointien ansiosta materiaalien palokäyttäytymistä ja palosuojakemikaaleja voidaan tutkia entistä monipuolisemmin. Samalla puutuotealan yritykset saavat käyttöönsä lähellä sijaitsevan testausympäristön, joka tukee tuotekehitystä, laadunvarmistusta ja vaatimustenmukaisuuden osoittamista.

Tutkimuksesta käytännön hyötyä yrityksille ja rakentamiselle

MODIFIRE yhdistää materiaalitutkimuksen, rakenteiden palonkestävyyden ja testausympäristön kehittämisen. Kokonaisuus vastaa sekä sääntelyn ja standardien asettamiin vaatimuksiin että yritysten tarpeeseen kehittää turvallisia tuotteita kustannustehokkaasti.

Hankkeen tulokset voivat auttaa kehittämään palosuojattujen tuotteiden turvallisuutta ja varmentamista, arvioimaan CLT-rakenteiden liimasaumojen toimintaa sekä valitsemaan tuotekehityksen eri vaiheisiin tarkoituksenmukaiset testausmenetelmät. Samalla Etelä-Savoon rakentuu vahvempi osaamiskeskittymä, joka palvelee alueen yrityksiä ja vahvistaa suomalaisen puurakentamisen kilpailukykyä myös kansainvälisesti.

Lisätietoja:

• www.xamk.fi/hanke/modifire/
• www.tuni.fi/fi/tau/tutkimus/modifire

Teksti: Juho Peura, projektipäällikkö, Mikpolis tutkimus- ja testauslaboratorio (Xamk)

Hankkeet lukuina

Hankkeet ovat Euroopan unionin osarahoittamia ja tuen siihen on myöntänyt Etelä-Savon maakuntaliitto. Hanketta rahoittavat myös Exel composites, Kiilto, Lunawood, Nordtreat, Palonot, Stora Enso, Teknos ja TMW Raahe.