Puukuitueristeet puurakennuksessa

1 Yleistä

Puukuitueriste on yleiskäsite puupohjaisille lämmöneristeille. Tuotetasolla puukuitueristeitä on monenlaisia ja niitä valmistetaan erilaisista raaka-aineyhdistelmistä. Tyypillisimmät raaka-aineet ovat puuteollisuuden sivuvirtojen materiaalit (puukuitu) sekä kierrätyspaperi (selluvilla).

Puukuitueristeiden raaka-aineista ja valmistusmenetelmistä johtuen myös tuotteiden ominaisuudet, käyttökohteet ja asennustavat vaihtelevat. Puukuitueristeet voidaan jakaa taulukossa 1 esitettyihin tyyppeihin. Periaatteessa erilaisille puukuitueristeille on yhteistä vain niiden kosteustekninen toiminta eli puukuitueriste pystyy vastaanottamaan ja luovuttamaan kosteutta sitä ympäröivän ilmankosteuden vaihtelun mukaisesti. Muut ominaisuudet ovat hyvin pitkälle valmistajakohtaisia. Tämän takia puukuitueristeitä käytettäessä suositellaan olemaan yhteydessä tuotteen valmistajaan.

Paloteknisesti puukuitueristeet luokitellaan palaviin lämmöneristeisiin. Tyypillisesti puukuitueristeet kuuluvat paloteknisesti luokkaan E, mutta myös luokkaan B kuuluvia puukuitueristeitä on saatavilla joillakin valmistajilla. Puukuitueristevalmistajilla on tarjolla myös erilaisia rakenneratkaisuja sekä polttokokeisiin perustuvia suunnitteluohjeita paloteknistä suunnittelua varten. Tässä teknisessä tiedotteessa käsitellään puukuitueristeitä palotekniikan näkökulmasta P2- ja P3-paloluokan puurunkoisissa rakennuksissa. Tuotetasolla käsitellään taulukossa 1 esitettyjä tyyppejä 1…3.

2 Luokkavaatimusten täyttymisen osoittaminen

Rakennusten ja rakennusosien palotekninen suunnittelu tehdään yleensä ensisijaisesti palomääräysten luokkiin ja lukuarvoihin perustuvalla taulukkomitoituksella sekä eurokoodin palomitoitusmenetelmillä. Näillä ns. ”keittokirjamitoituksilla”, voidaan ratkaista valtaosa tapauksista. Luokkiin ja lukuarvoihin perustuvalla taulukkomitoituksella puukuitueristeitä voidaan käyttää rakennuksissa taulukossa 2 esitetyissä tapauksissa.

Eurokoodi 5:n palomitoitusmenetelmillä (R-mitoitus, EI-mitoitus) ei voida tällä hetkellä mitoittaa puukuitueristeitä sisältäviä rakennusosia, koska puukuitueristeille ei ole olemassa eurokoodin laskentakaavojen edellyttämiä parametreja. Puukuitueristeitä voidaan silti käyttää, kun palomääräyksissä esitettyjen rakennusosien luokkavaatimusten täyttyminen osoitetaan jollakin seuraavalla tavalla:

• laskennallisesti (esim. standardipalokäyrään perustuvat eurokoodin palomitoitusmenetelmät) 
• kokeellisesti (esim. standardipalokäyrään perustuva rakennusosan polttokoe)
• yhdistämällä koe- ja laskentatulokset
• hyväksyttävällä taulukkomitoituksella (esim. standardirakenteelle em. menetelmillä määritetty taulukko)

Viranomaisilla voidaan hyväksyttää standardisoituja ja testattuja suunnitteluratkaisuja, jolloin niitä voidaan testaus-olosuhteiden rajoissa toistaa kohteesta toiseen. Puukuitueristeitä käytettäessä palomääräysten taulukkomitoituksesta voidaan myös poiketa tapauskohtaisesti toiminnallisen palomitoituksen avulla. Tämä edellyttää erikoissuunnittelua ja on aina tapauskohtainen.

3 Rakennuksen kerrosmäärä

Enintään 2-kerroksisissa P2-paloluokan rakennuksissa lämmöneristeiden palotekniset vaatimukset esitetään pinta- ja tarvikeluokkiin sekä suojaverhouksiin liittyvien määräysten yhteydessä. Yli 2-kerroksisissa P2-paloluokan rakennuksissa lämmöneristeiden ja muiden täytteiden tulee olla nykyisten määräysten mukaan vähintään A2-s1, d0 luokkaa. Edellä mainitun vaatimuksen taustalla on mm. palavien lämmöneristeiden ja ontelon täytteiden kytöpalovaara ja palon leviämisen vaara onteloissa. Muilla täytteillä tarkoitetaan tässä esimerkiksi ääniteknisiä onteloiden täytteitä.

P3-paloluokan rakennuksissa lämmöneristeille ja muille täytteille ei ole asetettu paloteknisiä vaatimuksia. Puukuitueristeiden käyttö osastoivissa rakennusosissa kuitenkin edellyttää R- ja EI-vaatimusten täyttymisen osoittamisen esimerkiksi polttokoetuloksella.

4 Suojaverhous P2-paloluokan rakennuksessa

Suojaverhousvaatimukset ja lämmöneristeiden palotekniset vaatimukset liittyvät toisiinsa P2-paloluokan 1…2-kerroksisessa rakennuksessa. Mikäli tällaisessa rakennuksessa on K₂ 10, B-s1, d0-luokan suojaverhous sisäpuolisissa seinä- ja kattopinnoissa, ei lämmöneristeillä ole paloteknisiä vaatimuksia suojaverhouksen näkökulmasta. Mikäli seinä- ja kattopintojen suojaverhousta ei ole, tulee lämmöneristeiden olla eristävältä osaltaan vähintään B-s1, d0-luokkaa, paitsi asunnossa lämmöneristeet saavat olla D-s2, d2-luokkaa.

5 Näkyvä puupinta P2-paloluokan rakennuksessa

Suojaverhousvaatimukset, lämmöneristeiden palotekniset vaatimukset ja näkyvä puupinta rakennuksen sisällä liittyvät toisiinsa P2-paloluokan 1…2-kerroksisessa rakennuksessa. Suojaverhotuissa rakennusosissa pintaluokkavaatimus määräytyy suojaverhouksen tarvikeluokkavaatimuksen mukaan. Suojaverhouksen päälle ei saa asentaa D-s2, d2-luokan puupintaa. P2-paloluokan 1…2-kerroksisessa rakennuksessa suojaverhousvaatimus sisäpuolisissa seinä- ja kattopinnoissa on K₂ 10, B-s1, d0, joten D-s2, d2-luokan puupinta voitaisiin asentaa seinä- ja kattopintoihin vain siten, että suojaverhous jätetään pois. Suojaverhouksen poisjättäminen kyseisessä rakennuksessa puolestaan määrittelee lämmöneristeille B-s1, d0-luokan vaatimuksen (asunnossa D-s2,d2-luokan vaatimuksen).

6 Rakennusosien kantavuus palotilanteessa (R-mitoitus)

Kantavien, jäykistävien ja osastoivien rakennusosien tulee täyttää niille asetetut palotilanteen R-luokkavaatimukset. Tyypillisesti luokkavaatimusten täyttyminen osoitetaan eurokoodi 5:n palomitoitusmenetelmillä, mutta puukuitueristeiden tapauksessa kyseisiä menetelmiä ei voida käyttää. Tämä johtuu siitä, että puukuitueristeille ei ole nykyisessä eurokoodi 5:ssä palomitoitusmenetelmien edellyttämiä testituloksiin perustuvia laskentaparametreja. Kuvassa 6 on esitetty menetelmiä, joilla rakennusosan R-luokkavaatimuksen täyttyminen voidaan osoittaa.

R-luokkavaatimuksen täyttyminen voidaan osoittaa myös standardien mukaisella polttokokeella. Käytännössä tämä tarkoittaa, että suunnitellulle rakennusosalle teetetään täyden mittakaavan polttokoe, jossa rakenne on kuormitettu. Tällä tavalla saadaan rakennusosan kuormankantokyky palotilanteessa halutulla ajan hetkellä. Polttokokeen tulos ei suoraan ole osoitus rakennusosan R-luokkavaatimuksen täyttymisestä testitilanteen mukaisessa kuormituksessa. Rakennesuunnittelijan tehtävänä on osoittaa, että testitilanteen mukainen kuormitus ei ylity kohteessa. Vasta rakennesuunnittelijan tekemien tarkastelujen jälkeen polttokoetulosta voidaan pitää osoituksena rakennusosan vaatimustenmukaisuudesta.

7 Rakennusosien osastoivuus palotilanteessa (EI-mitoitus)

Osastoivien rakennusosien tulee täyttää niille asetetut palotilanteen EI-luokkavaatimukset. Eurokoodi 5:n laskentamenetelmällä voidaan tarkastella tietynlaisia seinärakenteita, joissa mahdollisesti käytetään mineraalivillaeristeitä. Puukuitueristeitä sisältäviä rakennusosia kyseisellä laskentamenetelmällä ei voida tarkastella, koska puukuitueristeille ei ole nykyisessä eurokoodi 5:ssä palomitoitusmenetelmien edellyttämiä testituloksiin perustuvia laskentaparametreja. Eurokoodi 5:n mukaista osastoivuuden laskentamenetelmää voidaan kuitenkin käyttää, jos rakennusosan osastoivuus tarkastellaan ilman lämmöneristeen vaikutusta (tyhjä ontelo). Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää standardin mukaisella polttokokeella saatuja tuloksia. Kuvassa 7 on esitetty menetelmiä, joilla rakennusosan EI-luokkavaatimuksen täyttyminen voidaan osoittaa.

8 Ekovilla Oy:n testatut rakennusosat

Ekovilla Oy on teettänyt standardin mukaisia polttokokeita selluvillatäytteisille rakennusosille. Polttokokeen tuloksena kyseisille rakennusosille on saatu R-luokka ja EI-luokka sekä enimmäiskuormitus palotilanteessa. Käytettäessä kyseisiä rakennusosia suunnittelussa, tulee huomioida seuraavat:

• Rakennusosan pinta- ja tarvikeluokat täyttävät rakennuskohteelle asetetut vaatimukset
• Rakennusosan palotilanteen kuormitus ei ylitä rakennusosalle ilmoitettua enimmäiskuormaa
• Rakennusosan stabiliteetti säilyy koko palonkestoajan
• Rakennusosan jäykkyys on riittävä
• Rakennusosan dimensiot ovat polttokokeessa olleen rakennusosan mukaiset
• Rakennusosan rakennekerrosten tuotteet ja dimensiot ovat polttokokeessa olleen rakennusosan mukaiset
• Rakennusosassa käytettävät liittimet ovat polttokokeessa olleen rakennusosan mukaiset

Lisätietoja rakennusosista, puukuitueristeistä ja niiden testauksesta antaa Ekovilla Oy.