|
|
|
Hankekoodi: A77623
Hankkeen nimi: Palosuojauksen pitkäaikaiskestävyys
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 4.1. Tutkimus-, osaamis- ja innovaatiokeskittymien kehittäminen alueellisten vahvuuksien pohjalta
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.5.2021 ja päättyy 30.4.2023
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
Puhelinnumero: +358 40 655 0555
Postinumero: 50100
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: 044 571 5861
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
Palosuojauksen pitkäaikaiskestävyys-hankkeessa selvitetään ja tutkitaan palosuojatun puumateriaalin pitkäaikaiskestoa, testausmenetelmiä ja tuotetaan tietoa puu- ja rakennusalan yrityksille, rakennustuotteiden valmistajille, suunnittelijoille ja käyttäjille.
Palosuojauksen pitkäaikaiskestävyyden kehittäminen on tärkeää, koska lisääntyvä puun käyttö kaupunkiympäristöissä, kerrostaloissa ja julkisessa rakentamisessa asettaa suuria vaatimuksia materiaaleille ja rakenteiden turvallisuudelle. Erityisesti säälle alttiiden rakenneosien palosuojauksen kestävyys pitkällä aikavälillä on tärkeää tuntea hyvin, jotta voidaan varmistaa rakenteiden turvallisuus myös käytännössä. Hanke pyrkii vastaamaan tähän kehitystarpeeseen käytännönläheisin toimenpitein. Hankkeessa tuotetaan julkista ja avointa tietoa varmennusmenetelmistä. Tietoa voidaan jatkossa hyödyntää menetelmien, standardien ja tuotteiden kehityksessä. Pitkäaikaiskeston ja varmennusmenetelmien yhdistäminen vaatii aiheen tutkimista monesta näkökulmasta.
Hankkeessa käynnistetään kenttä- sekä sääkaappikokeet, joilla voidaan tutkia luonnollisten sekälaboratoriosäärasitusmenetelmien eroja. Tällä hetkellä säärasitusmenetelmien eroavaisuudet asettavat suuria
haasteita oikeiden testausmenetelmien valitsemiselle sekä tulosten tulkitsemiselle. Myös palonsuoja-aineiden varmennusmenetelmät eivät ole vielä standardisoituja, joten menetelmien kehitys vaatii tutkimusta. Yhtenä hankkeen tavoitteena on myös kehittää ja ottaa tutkittuja menetelmiä käyttöön Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun tutkimuslaboratoriossa. Tämän pohjalta voidaan kehittää puurakentamiseen suunnattujen palosuojattujen tuotteiden käytettävyyttä puurakentamisessa ja tuetaan Etelä-Savon alueen ja yleisemmin puutuotealan yritysten tutkimusta ja tuotekehitystoimintaa.
Hankkeen varsinaiset kohderyhmät ovat suomalaiset palosuoja-aineiden valmistajat ja rakennusosien ja –tuotteiden valmistajat, esimerkiksi sahatavaran ja jatkojalosteiden valmistajat, CLT-, LVL- ja vaneriteollisuus, hirsituote- rakennuselementti ja taloteollisuus.
Hankkeen välilliset kohderyhmät ovat arkkitehdit, suunnittelijat, julkinen rakennusvalvonta, kaavoittajat, rakennusyritykset.
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 186 164
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 174 884
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 209 434
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 196 760
Maakunnat: Etelä-Savo
Seutukunnat: Mikkelin
Kunnat: Mikkeli
Jakeluosoite: Teollisuuskatu 3-5
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 | 2 | 4 |
| Kestävän puun käytön lisääminen. | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 2 | 4 |
| Puumateriaalin käytön lisääminen sitoo hiiltä. Pidennetään puutuotteiden käyttöikää kehittämällä palonkestävien pintojen säänkestoa | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 0 | 0 |
| Ei vaikutusta. | ||
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 1 | 8 |
| Rakenteissa oleva puu toimii pitkäaikaisena hiilinieluna. Käyttöiän/elinkaaren pidentäminen pienentää päästöjä | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| Ei vaikutusta. | ||
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 3 | 3 |
| Materiaalitehokkuus ja käyttöiän pidentäminen | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 1 | 1 |
| Puutuotteet valmistetaan yleensä sivuvirroista saatavalla energialla. | ||
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 5 | 5 |
| Puurakentamisen kasvu vaikuttaa alueellisesti metsänhoidosta rakennusteollisuuteen. | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 2 | 4 |
| Hankkeen vaikutuksesta palveluiden tarjoamismahdollisuudet kasvavat. | ||
| Liikkuminen ja logistiikka | 0 | 0 |
| Ei vaikutusta. | ||
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 1 | 2 |
| Hankkeella mahdollisuus liiketoimintojen edistämiseen alueellisesti. | ||
| Tasa-arvon edistäminen | 0 | 0 |
| Ei vaikutusta | ||
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 0 | 0 |
| Ei vaikutusta | ||
| Kulttuuriympäristö | 1 | 5 |
| Uusien tuotteiden ja sertifiointien mahdollistamat monipuoliset arkkitehtoniset ratkaisut | ||
| Ympäristöosaaminen | 0 | 2 |
| Puun käytön edistäminen | ||
Palosuojauksen pitkäaikaiskesto-hankkeessa on pääasiassa kyse palosuojauksen pitkäaikaiskeston tutkimisessa, siihen soveltuvan tutkimusympäristön kehittämisestä ja uusien tutkimusmenetelmien käyttöönotosta Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoululla (Xamk). Hankkeessa keskityttiin tutkimaan palosuojauksen pitkäaikaiskestävyyden näkökulmasta INT2- ja EXT-käyttöluokkaa. Nämä käyttöluokat ovat palosuojauksen pitkäaikaiskestolle haasteellisimpia, sillä INT2-luokassa palosuojattu materiaali altistuu kosteudelle, ja EXT-luokassa taas materiaalit joutuvat kestämään kosteuden lisäksi auringon UV-säteilyä sekä sadetta. Tarkemmat kuvaukset luokittelusta ja vaatimuksista on esitettynä EN 16755 standardissa. EN 16755 standardi antaa suunnan ja vaatimukset myös tutkimusympäristön kehittämiselle, sillä standardissa on kuvattu palosuojattujen tuotteiden pitkäaikaiskeston testaamiseen tarvittavia laitteistoja ja testausmenetelmiä. Tutkimusympäristön kehittämiseksi tärkeimpänä yksittäisenä laitteena nousi esiin palotestauslaitteisto sekä standardinvaatimuksiin soveltuva sääkaappi. Tutkimuksen perustarpeet kattavat laitteistot mahdollistavat standardin vaatimusten mukaiset testit. Tutkimushankkeen rinnalla oli niin sanottu rinnakkaishanke, joka mahdollisti palotestauslaitteen (kartiokalorimetri) investoinnin ja samalla myös standardienmukaisen palotestauksen käynnistämisen Xamkilla. Hankkeen tutkimuksiin saatiin hankkeeseen osallistuvien palonsuoja-aineita kehittävien yritysten palonsuoja-aineita. Näillä palonsuoja-aineilla pystyttiin tutkimaan palosuojauksen pitkäaikaiskestävyyttä sekä samalla kehittämään tutkimusosaamista hankkeen mahdollistamassa uudessa tutkimusympäristössä ja viemään välittömästi menetelmistä tietoa yrityksille.
Hankkeen tutkimus eteni vaiheittain. Hankkeen alkuvaiheessa selvitettiin palosuojauksen pitkäaikaiskeston näkökulmasta kiinnostavimpia materiaaleja ja kartoitettiin niiden tutkimiseen vaadittavia standardeja sekä käytössä olevia tutkimusmenetelmiä. Tämä loi pohjaa hankkeen tutkimuksille ja lisäsi tietoisuutta palosuojauksen pitkäaikaiskeston tutkimisen nykytilanteesta. Hankkeeseen osallistuville yrityksille luotiin kysely, jossa kartoitettiin yrityksiä kiinnostavista materiaaleista, käyttökohteista sekä palosuojausmenetelmistä ja palosuojauksen tasosta. Tämän kyselyn pohjalta rajattiin testattavat materiaalit hankkeen tutkimuksille. Kyselyn pohjalta aloitettiin selvitys kiinnostavien puumateriaalien saatavuudesta ja hankinnasta hankkeen tutkimuksiin. Samalla aloitettiin keskustelut sertifioinnin näkökulmasta; mitä vaatimuksia liittyy tuotesertifiointiin ja kuinka ne tulisi ottaa huomioon testattavien materiaalien hankinnassa ja valmistuksesta aina testaukseen asti. Tätä keskustelua käytiin hankkeen ulkopuolisen yrityksen kanssa, joka valvoo ja myöntää sertifikaatteja palosuojatuille tuotteille. Näiden kartoitusten ja selvitysten pohjalta pystytään jatkossa monistamaan testaus ja tutkimus kattavasti eri materiaaleille, kun koko testausketju on huomioitu raaka-ainesta aina testaamiseen ja raportointiin asti. Palo-ominaisuuksien määrityksessä on välttämätöntä, että tarvittavat tiedot raportoidaan jo materiaalin valinnassa ennen testaamista.
Hankkeessa tukittiin myös palosuojauksen pitkäaikaiskeston parantamista muilla käsittelymenetelmillä. Hankkeessa mukana olevien yritysten kesken selvästi kiinnostavimmaksi menetelmäksi nousi esiin palosuojatun puun maalaus. Sopivan käsittely-yhdistelmän löytäminen ja tutkiminen osoittautuikin haastavaksi, mutta samalla osoitti tutkimuksen tarpeellisuutta käsittely-yhdistelmien testaamisessa. Suurimpana seikkana palosuojatun puun maalauksessa voi tulla esiin kemikaalien reagointi keskenään ja reaktion seurauksena maalin pysyvyys ei ole palosuojaamattoman puun tasolla. Palotestausstandardeissa mainitaan myös mahdollisuudesta pintakäsittelyyn, mutta pintakäsittely ei saisi vaikuttaa paloluokkaan heikentävästi, joten pelkästään palotestauksen näkökulmasta on tärkeä testata yhdistelmän toimivuus.
Hankkeen yhtenä merkittävänä tavoitteena oli kehittää tutkimusympäristöä soveltumaan palotestaukseen ja palosuojauksen pitkäaikaiskeston tutkimiseen, joten alussa kartoitettiin myös testausympäristön kehittämiseksi vaadittavia asioita. Ensimmäiseksi selvitettiin tarvittavien laitteistojen saatavuutta ja soveltuvuutta. Laitteistojen kriteerit asetettiin sellaiseksi, että vähintään palosuojauksen pitkäaikaiskestävyyden tutkiminen mahdollistuu. Suurimmaksi osaksi selvitystyö keskittyi rinnakkaishankkeessa investoitavaan palotestauslaitteiston sekä tutkimushankkeessa säärasituslaitteistoon. Palotestauslaitteiston kilpailutus ja hankinta kohdistui kartiokalorimetrilaitteistoon, joka on palo-ominaisuuksien tutkimuksen avainlaite. Säärasituslaitteiston vaatimukset koottiin EN 16755 standardista ja merkittävin rajoittava seikka oli riittävä koekappaleen pituus, joka saadaan mahtumaan sääkaappiin. Pitkäaikaiskeston kehittämisen näkökulmasta pinnoitteiden testaaminen on myös merkittävässä osassa, joten pintakäsittelyaineiden kiinnittymisen tutkiminen nostettiin myös yhdeksi kiinnostavaksi menetelmäksi. Näiden vaatimusten ja kriteerien kartoitusten pohjalta pystyttiin kilpailuttamaan ja hankkimaan hankkeen tutkimuksiin soveltuvat uudet laitteistot. Samalla läpikäytiin Xamkin puulaboratorion nykyisten laitteistojen hyödynnettävyyttä ja mahdollista modifiointia palosuojauksen pitkäaikaiskestävyyden tutkimiseen. Tarkastelun kohteena olivat lähinnä sääkaapit, sillä puulaboratorion käsittelylaitteistoja pystyttiin hyödyntämään hankkeen tutkimuksissa ja koekäsittelyissä.
Hankkeen palonsuojakäsittelyt aloitettiin tutkittavien materiaalien saavuttua Xamkin puulaboratoriolle. Käsittelymenetelmissä keskityttiin pääasiassa painekyllästys- ja sivelykäsittelyihin. Kyllästyskäsittelyissä käsiteltiin materiaaleja useilla eri ainemäärä- ja tunkeumatavoitteilla. Samalla pystyttiin tutkimaan palonsuoja-aineen käyttäytymistä eri puuraaka-aineissa ja tutkimaan eroja eräkohtaisesti koekappaleiden välillä. Pinta- ja sydänpuuosuuksien vaihtelut tuottivat hajontaa koekappaleiden ainemäärissä, mutta samalla saatiin tutkimuksiin hyviä koekappaleita palosuojauksen tason kartoitukseen. Koekäsittelyistä valittiin materiaalit palosuojauksen lähtötilanteen selvittämiseen, sekä palosuojauksen pitkäaikaiskeston tutkimiseen. Koekäsittelyjen yhteydessä tutkittiin myös palosuojatun puun lopullista markkinahintaa sekä lopullisen tuotteen valmiutta teolliseen valmistukseen sekä kilpailukykyä markkinoille. Koekäsittelyissä otettiin huomioon myös käsittelyjen jälkeen tapahtuvan testauksen asettaman vaatimukset sekä sopivat koekappalemäärät. Palosuojauksen tasona tavoiteltiin koekäsittelyillä B-pintaluokkaa. Sopivan pintaluokan löydyttyä aloitettiin palosuojauksen pitkäaikaiskeston tutkiminen ja sen kehittäminen. Pitkäaikaiskeston parantamiseksi saatiin maalia hankkeen ulkopuoliselta yritykseltä ja tällä maalilla tehtiin koesarjoja säärasitus sekä palokokeisiin. Kokonaisuudessaan rinnakkaisia koekappaleita maalattiin SBI-palo sekä kartiokalorimetripalokokeisiin sekä laboratorio- sekä luonnolliseen säärasitukseen. Näillä kokeilla pystyttiin testaamaan palonsuoja-aineen ja maalin toimivuus keskenään, yhdistelmän toimivuus palokokeissa sekä palosuojauksen pitkäaikaiskestossa.
Hankkeen testausvaihe aloitettiin indikatiivisilla palotesteillä, jotta saatiin selville sopiva kyllästysainemäärä puussa sekä palosuojauksen taso tavoitellen B-luokkaan palosuojattua tuotetta. Indikatiivisten palokokeiden perusteella käsiteltiin koesarjat palosuojauksen pitkäaikaiskeston tutkimiseen sekä samalla näytteet maalauskokeisiin. Palokokeissa hyödynnettiin suurelta osin laitehankkeessa investoitua kartiokalorimetriä, mutta rinnalla teetettiin myös SBI-palokokeita. Kartiokalorimetrikokeilla pystytään nopeasti kartoittamaan eri ainemäärien vaikutukset palo-ominaisuuksiin. Kartiokalorimetrin yksi etu on myös pienempi koekappale, joten samasta laudasta saadaan hyvin vertailunäytteitä säärasitusta ennen ja jälkeen tehtäviin palokokeisiin sekä myös maalauskokeisiin. Tällä voidaan minimoida puumateriaalin aiheuttaman luonnolliset vaihtelut lähtötilanteessa ja pystytään näin kohdistamaan tutkimus halutun ominaisuuden tutkimiseen. Hankkeen tutkimuksissa havaittiin, että maalin vaikutus kartiokalorimetrituloksissa voidaan havaita, mutta epäselväksi jäi vaikuttaako maali lopulliseen pintaluokkaan. Maalattuja tuotteita testataan vielä hankkeen jälkeen SBI-palokokeissa ja tästä saadaan hyvää vertailudataa kartiokalorimetrillä saatuihin tuloksiin. Hankkeessa saatiin hyvin testattua ja tutkittua palosuojauksen, palosuojauksen pitkäaikaiskeston ja sen parantamisen näkökulmasta, mutta palosuojatun puun maalauksessa riittää vielä tutkittavaa myös hankkeen jälkeen. Kartio- sekä SBI-palokokeiden lisäksi hankkeessa toteutettiin myös yksi erä kattomateriaalien kattopalotestiä.
Hankkeen aikana kartiokalorimetripalotestauksilla saatiin tutkittua palo-ominaisuuksia ilman säärasitusta ja säärasituksen jälkeen, sekä tutkittua myös pintakäsittelyn vaikutuksia palo-ominaisuuksiin. Lähtökohtaisesti markkinoille kehitetyillä palonsuoja-aineilla saadaan aikaiseksi B-pintaluokka suhteellisen helposti, mutta palosuojauksen pitkäaikaiskestävyyden kehityksen osalta tarvitaan vielä tuotekehitystä. Hankkeen tutkimuksista saadaan myös vielä lisää tuloksia hankkeen päätyttyä, sillä yhden vuoden kestävät luonnolliset säärasituskokeet ovat vielä käynnissä. Rinnakkaishankkeet kokonaisuutena mahdollistavat palosuojauksen sekä palosuojauksen pitkäaikaiskeston tutkimisen myös jatkossa. Siksi hankkeen yhtenä isoimpana tuloksena luotu uusi testausympäristö mahdollistaa ja tukee yritysten tuotekehitystä tulevaisuudessa. Samalla ymmärrys ja osaaminen palosuojauksen pitkäaikaiskestävyyden tutkimisesta kasvoi merkittävästi.