|
|
|
Hankekoodi: A73423
Hankkeen nimi: Palosuojauksella uutta liiketoimintaa lämpöpuuklusterille
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 5.1. Yritysten innovaatiotoiminnan vahvistaminen
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.8.2017 ja päättyy 31.12.2019
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Etelä-Savon maakuntaliitto
Hakijan virallinen nimi: Kaakkois-Suomen Ammattikorkeakoulu Oy
Organisaatiotyyppi: Ammattikorkeakoulu
Y-tunnus: 2472908-2
Jakeluosoite: Patteristonkatu 3 D, PL 68
Puhelinnumero: +358406550555
Postinumero: 50101
Postitoimipaikka: Mikkeli
WWW-osoite: http://www.xamk.fi
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Lasse Pulkkinen
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Tutkimusjohtaja
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: lasse.pulkkinen(at)xamk.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: 044 5715861
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
Tämän hankkeen tavoitteena on kehittää lämpöpuun palosuojausta. Lämpöpuulla on kaksi iso etua normaaliin puutavaraan verrattuna: keveytensä vuoksi lämpöpuutuotteiden palokuorman tiheys, eli palokuorma pinta-alayksikköä kohden, on pienempi kuin muilla puutuotteilla. Toinen etu on, että lämpöpuu on kyllästettävissä palosuoja-aineilla huomattavasti helpommin kuin normaalit puutuotteet. Tähän saakka lämpöpuun palokäyttäytymistä sellaisenaan tai palosuoja-aineilla suojattuna on tutkittu vain vähän.
Tutkimuksen vähäisyys jarruttaa lämpöpuun käyttöä. Suomessa rakennusten palokuormaa eli tilassa olevan aineen palaessa vapautuvaa kokonaislämpömäärää on säännöksillä rajoitettu lähes kaikissa rakennuksissa lukuun ottamatta omakotitaloja ja muita pienrakennuksia. Palokuorma on merkittävä puun käyttöä rajoittava tekijä julkisissa rakennuksissa sekä työpaikka- että teollisuusrakennuksissa etenkin sisätiloissa.
Hankkeessa tutkitaan palosuojattujen tuotteiden valmistusteknologioita; eli millaisilla prosesseilla ja laitteilla palosuojattuja lämpöpuutuotteita olisi kannattavaa valmistaa. Lisäksi testataan erilaisten lämpöpuutuotteiden palo-ominaisuuksia.
Hankkeessa kartoitetaan myös vaatimukset, hyväksynnät, määräykset ja asiakastarpeet, jotka liittyvät palosuojattuihin puutuotteisiin ja järjestelmäkokonaisuuksiin.
Hankkeen avulla saadaan selvitettyä erilaisten lämpöpuutuotteiden palo-ominaisuudet ja uutta tietoa palosuojattujen tuotteiden teollisista valmistusmenetelmistä. Tulosten avulla voidaan arvioida, onko mahdollista luoda lämpöpuun palosuojauksella uutta, kannattavaa liiketoimintaa lämpöpuuteollisuudelle ja puurakentamiseen. Suurin osa Suomessa tuotetusta lämpöpuusta viedään ulkomaille, jossa sitä käytetään rakennusten ulko- ja sisäverhouksissa. Hankkeessa selvitetään, onko lämpöpuun pienemmästä palokuormasta etua rakentamisessa Suomen lisäksi tärkeimmillä vientimarkkinoilla.
Tutkimus luo pohjaa lämpöpuun- ja palosuojakemikaalien valmistajille, jotka voivat hyödyntää tuloksia markkinoinnissaan sekä tuoda mahdollisesti uusia lämpöpuupohjaisia ratkaisuja markkinoille. Mikäli palosuojatuille lämpöpuutuotteille löytyy kannattavia käyttökohteita, tutkimuksesta hyötyy koko lämpöpuu- ja puurakentamisklusteri. Puutuotteiden käytön lisääminen edistää myös vähähiilisyyttä. Hankkeessa luodaan edellytyksiä ja avataan kehityspolkuja potentiaaliselle yritystoiminnalle.
Lämpöpuun valmistajat, rakennusteollisuus, laite- ja ainevalmistajat, puurakentajat.
Puurakentajat ja -rakennuttajat.
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 140 224
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 118 720
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 209 706
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 177 614
Maakunnat: Etelä-Savo
Seutukunnat: Mikkelin
Kunnat: Mikkeli
Jakeluosoite: Patteristonkatu 3
Postinumero: 50100
Postitoimipaikka: Mikkeli
Suunniteltu: 0, joihin työllistyvät naiset 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joihin työllistyvät naiset 0.00
Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joista naisten perustamia 0.00
| Välitön | Välillinen | |
| Ekologinen kestävyys | ||
| Luonnonvarojen käytön kestävyys | 6 | 5 |
| Puun käytön lisääminen, uudet käyttökohteet mahdollistuvat puun kestävyyden parantamisella. | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 3 | 3 |
| Puutuotteiden käytön lisääminen. Puun hiilineutraalius | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 5 | 6 |
| Lämpökäsitellyt puutuotteet korvaavat haitallisilla biosideilla käsiteltyjä puutuotteita. | ||
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 7 | 8 |
| Lämpökäsitelty puu on luonnontuote. Puu on uusiutuva luonnonvara, jonka käyttöä lisäämällä vähennetään kasvihuonekaasuja. | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 5 | 5 |
| Puumateriaali on kierrätettävissä sellaisenaan. | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 0 | 0 |
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 8 | 8 |
| Alueen lämpöpuunvalmistajien tuotteita voidaan tarjota uusiin käyttökohteisiin ja edistää näin niiden liiketoimintaa. | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 0 | 0 |
| Liikkuminen ja logistiikka | 0 | 0 |
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 0 | 0 |
| Tasa-arvon edistäminen | 0 | 0 |
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 0 | 0 |
| Kulttuuriympäristö | 0 | 0 |
| Ympäristöosaaminen | 6 | 6 |
| Ympäristöystävällisen puutuotteen uudet käyttökohteet | ||
Palosuojauksella uutta liiketoimintaa lämpöpuuklusterille-hankkeessa on pääasiassa kyse lämpökäsitellyn puun palo-ominaisuuksien tutkimisessa sekä niiden parantamisessa erilaisilla palonsuoja-aineilla. Hankkeessa keskityttiin Thermo-D mäntyyn ja kuuseen, joiden käyttö sekä rakennustuotteena että palosuojauksen kannalta oli kiinnostavinta. Puumateriaalien lisäksi hankkeessa tutkittiin myös palonsuoja-aineiden käyttäytymistä modifiointiprosesseissa. Palonsuoja-aineina käytettiin jo markkinoille kehitettyjä tai kehitteillä olevia ympäristöystävällisiä kemikaaleja. Hankkeen aikana tuli myös selvittää ja huomioida eri standardinmukaiset testausmenettelyt sekä rakennusmääräysten asettamat vaatimukset tutkittaville materiaaleille. Nämä menettelyt ja vaatimukset on osattava ottaa huomioon tuotekehityksen jokaisessa vaiheessa, jos tavoitteena on hyödyntää laajemmin saatuja tuloksia tuotteiden markkinoinnissa.
Hankeen tutkimus eteni vaiheittain. Alussa selvitettiin mahdollisia palotestauslaboratorioita sekä testausmenetelmiä maailmalla, jotta saatiin kokonaiskuvaa palotestausmenetelmistä. Ensimmäisessä vaiheessa kartoitettiin ja rajattiin myös koemateriaalit sekä kiinnostavimmat markkina-alueet. Kartoitus ja rajaus toteutettiin lämpöpuuyhdistyksen jäsenyrityksille laaditun markkinakyselyn perusteella. Kyselyn perusteella päätettiin tutkittavat dimensiot ja profiilit sekä markkina-alueeksi valittiin Euroopan markkinat. Samalla laadittiin kysely myös hankkeessa mukana oleville palonsuoja-ainetta valmistaville yrityksille. Tällä kyselyllä kartoitettiin kemikaalien ominaisuuksia ja niiden mahdollisia vaatimuksia koemateriaalille tai käsittelymenetelmille. Näiden kartoitusten pohjalta alettiin selvittää palo- sekä rakennusmääräyksiä ajatellen valittuja tuotteita. Lämpöpuuyhdistyksen jäsenyritysten kanssa perustettiin materiaalityöryhmä, jossa sovittiin koemateriaalien toimittamisesta hankkeen tutkimuksiin puulaboratoriolle. Ensin sovittiin koemateriaalit alustaviin pienen mittakaavan koekäsittelyihin ja myöhemmässä vaiheessa koemateriaalien toimittamisesta isomman mittakaavan koekäsittelyihin. Koemateriaalit vastasivat teollista lämpöpuutuotantoa, joten tulosten hyödynnettävyys säilyy koko lämpöpuuklusterissa.
Varsinaiset koekäsittelyt aloitettiin ns. pienen mittakaavan koekäsittelyillä, jotka pystyttiin aloittamaan pienemmillä koekappaleilla sekä pienemmällä määrällä palonsuoja-aineita. Käsittelymenetelminä käytettiin pintakäsittelyä ja kyllästysmodifiointia. Pienen mittakaavan koekäsittelyillä tutkittiin pääasiassa palosuoja-aineen käyttäytymistä erilaisissa prosesseissa. Prosessiparametreja muuntelemalla pyrittiin myös haarukoimaan optimaalista ainemäärää ajatellen lopullista paloluokkaa. Haarukoinnin yhteydessä koekappaleita lähetettiin palokokeisiin. Palosuojauskäsittelyiden optimoinnin sekä tämän yhteydessä tehtyjen pienen mittakaavan palokokeiden perusteella toteutettiin koemateriaalien ison mittakaavan koekäsittelyt. Ison mittakaavan koekäsittelyillä tuotettiin koemateriaalia paloluokituskokeisiin. Käsittelymenetelmien tutkimisessa hyödynnettiin Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun tutkimusympäristöä sekä puulaboratorion monipuolisia koekäsittelylaitteistoja.
Pienen mittakaavan palokokeena käytettiin kartiokalorimetrikokeita, joka on yleisesti käytetty menetelmä tuotekehityksessä. Kartiokalorimetrikokeilla saatiin pääasiassa testattua tuotteesta vapautuvaa lämpöä (heat release rate ja total heat release), kun tuotetta altistetaan lämpösäteilylle. Kartiokalorimetrikokeen tulosten perusteella on kuitenkin vaikea ennustaa lopullista paloluokkaa, koska koekappaleet ovat pieniä ja testausmenetelmä poikkeaa varsinaisista liekillä tehtävistä paloluokituskokeista. Tästä syntyi hyvä mahdollisuus kehittää tulosten vertailua ja viedä niistä kokemuksia yrityksiin. Näillä palokokeilla saatiin myös vertailutulokset palosuojauksen pitkäaikaiskeston tutkimiselle. Hankkeen aikana testattiin myös uusien palotestausmenetelmien soveltuvuutta. Näissä tuotteiden hajoamislämpötiloja, massahäviöitä ja lämmönvapautumista tukittiin TGA ja DCS menetelmillä. Paloluokituskokeena toimivat standardienmukaiset SBI- sekä pienen liekin polttokokeet. Kokeissa mitataan mm. testattavasta tuotteesta vapautuvaa lämpöä, liekin etenemistä, savun muodostumista ja mahdollisia palavien pisaroiden esiintymistä palotilanteessa. Näillä palokokeilla saatiin myös lopullinen varmistus palosuoja-aineen sekä koemateriaalin käyttäytymisestä palotilanteessa. Palonsuoja-aineilla saatiin nostettua lämpöpuun paloluokka D/E-luokasta B paloluokkaan. Varsinaiset standardienmukaiset palotestaukset suoritettiin akkreditoidussa palolaboratoriossa.
Tulosten hyödynnettävyyden kannalta on tärkeää osata koko ketju alkaen testattavan tuotteen valmistusmenetelmistä sekä koekappaleiden valinnasta aina lopulliseen testaamiseen asti. Testauksen osalta on myös osattava valita tuotteelle oikeat testit ja kirjata kaikki alkutiedot myös raporttiin, jotta tulokset ovat päteviä. Hankeen merkittävänä tuloksena voidaan pitää myös ajantasaisen tiedon saattamista yritysten tietoisuuteen, sillä hankkeen aikana päivittyi testauksenohjeistus markkinoille tuotavasta tuotteesta (Position paper:11/2018) sekä palosuojauksen pitkäaikaiskestoon liittyvä standardi. Myös ympäristöministeriö päivitti paloturvallisuusohjeita koskien asuin ja toimitilarakentamista. Markkinatutkimusten mukaan palosuojattujen tuotteiden markkinat tulevat kasvamaa lähivuosina. Ison mittakaavan koekäsittelyistä sekä SBI-palokokeista saatiin yrityksille konkreettisia tuloksia hyödynnettäväksi tuotteiden markkinointiin.