Tuulettuva julkisivuelementti ja paloturvallisuus

Abstract

Tässä opinnäytetyössä tutkitaan tietyn tyyppistä julkisivuelementin rakennetta ja erityisesti sen paloturvallisuutta. Työssä arvioidaan, miten rakenteen eri osat, betoni, lämmöneriste, alumiinikoolaus sekä julkisivumateriaali, käyttäytyvät palotilanteessa ja millaisia riskejä tuulettuva rakenne voi aiheuttaa palon leviämiselle. Lisäksi työssä tarkastellaan asennusvaiheen vaikutusta lopulliseen paloturvallisuuteen.

Tuulettuvat julkisivurakenteet parantavat kosteusteknistä toimivuutta ja energiatehokkuutta, mutta voivat palotilanteessa muodostaa hormivaikutuksen, jossa liekit ja kuumat savukaasut leviävät nopeasti ylöspäin. Tämän vuoksi palokatkojen oikea sijoittelu ja toteutus ovat keskeisessä roolissa rakenteen turvallisuuden varmistamiseksi. Työssä käsitellään palokatkojen toimintaa ja asennusohjeita sekä korostetaan laadunvalvonnan merkitystä työmaalla.

Materiaalien palokäyttäytymistä tarkastellaan sekä teorian että laskennallisten analyysien avulla. Esimerkiksi betonin massiivisuus ja lämmönjohtavuus, alumiinin nopea kuumeneminen, eristemateriaalien paloluokitukset sekä julkisivumateriaalien vaikutukset otetaan huomioon. Laskemissa tarkastellaan, kuinka palo vaikuttaa rakenteeseen sisäpuolisessa palossa ja kuinka materiaalit menettävät jäykkyytensä eri lämpötiloissa. Ulkopuolisen palon vaikutusta on arvioitu julkisivumateriaalien perusteella, huomioiden ikkunat ja paloluokitus rakenteelle.

Työn tuloksena esitetään suosituksia materiaalivalintoihin ja asennustapaan, nämä parantavat rakenteen paloturvallisuutta erityisesti P1-paloluokan rakennuksissa. Työ toimii tukena suunnittelijoille, työmaahenkilöstölle ja rakennuttajille, mitkä vastaavat julkisivujen turvallisesta toteutuksesta. Jatkokehityksenä aihetta voidaan syventää kokeellisilla palotesteillä, eri eriste- ja julkisivumateriaalien käytännön vertailulla sekä digitaalisilla laadunvarmistusmenetelmillä.

This thesis examined the structure and fire safety of the ventilated facade element. The study focuses on the fire performance of different components, concrete, thermal insulation, aluminums substructure and materials as well as the risks associated with fire spreading in ventilated cavities. The impact of installation practices on overall fire safety was also analyzed. The aim of this study was to evaluate the fire safety of ventilated facade systems by analysing the impact of material choices, structural detailing, and installation quality.

Ventilated facades improve moisture control and energy efficiency but may create a chimney effect during a fire, allowing flames and hot gases to spread rapidly. Therefore, the correct planning and placement of fire barriers are critical. The function and installation of firestops, as well as the importance of construction site quality control, were discussed in the theory section of this thesis.

Material behaviors in fire are assessed through literature and thermal calculations, using the ISO 834 standard fire curve. Special attention is given to the thermal mass of concrete, the heat sensitivity of aluminum, and insulation and facade material fire classifications.

The thesis provides recommendations for material choices and installation techniques that improve fire safety, particularly in buildings classified under fire class P1. The results show us that fire safety depends on the combined performance of all facade layers, proper fire barrier design, and high-quality installation. The results support designers, contractors, and developers in achieving compliant and safe facade solutions. Future development could include experimental fire testing, practical material comparisons, and the use of digital quality assurance tools.