Teräspalkkirunkoiset välipohjat 1900-luvun alussa ­— Paloturvallisuus ja -mitoitus korjausrakentamisessa

07.06.2022

Teräspalkkirunkoisia välipohjia tulee usein vastaan 1900-luvun alun korjausrakennuskohteissa. Varsinkin käyttötarkoituksen muuttuessa paloturvallisuus ja palonkesto nousevat keskeiseen rooliin rakennesuunnittelussa.

1900-luvun alun välipohjarakenteista mieleen saattaa ensimmäisenä tulla järeillä hirsipalkeilla kannateltu puuvälipohja. Puu olikin tällöin vielä käytetty materiaali välipohjissa (Neuvonen 2006, 22). 1900-luvun alussa rakenneteollisuus oli kuitenkin kehittymässä, ja monissa rakenteissa aloitettiin erilaisten ratkaisujen kokeileminen, myös välipohjissa. 1900-1930-luvuilla välipohjissa alettiin enemmän käyttämään betonia ja terästä. Yhteistä välipohjarakenteilla 1900-luvun alussa oli palkistomainen rakenne. (Neuvonen 2006, 17, 23) Kantavista teräspalkeista ja ratakiskoista huolimatta niiden päälle rakennettiin vielä usein puinen lattiarakenne (Neuvonen ym. 2002, 92).

Tyypillinen I-teräsvälipohja 1900-luvun alussa (Neuvonen 2006, 20).

Vanhojen teräspalkkirunkoisten välipohjien rakentaminen Suomessa sijoittuu pääosin 1900-1915-luvuille, vaikka vielä 1930-luvun alussa muutamia rakennettiin. Välipohjissa käytettävät kantavat teräsprofiilit ovat olleet pääosin Saksassa vuonna 1879 standardisoituja I-teräksiä. (Neuvonen ym. 2002, 92) I-terästen lisäksi välipohjissa on käytetty myös ratakiskoja, jotka on tuotu Suomeen pääosin Saksasta tai Venäjältä. Ratakiskot olivat tyypillisiä esimerkiksi kappaholveissa, joissa ratakiskojen väliin on muurattu laakea tiiliholvi. (Neuvonen ym. 2002, 89) Teräksen käyttö mahdollisti pidempien jännevälien toteuttamisen. Lisäksi teräspalkkien käytön perusteena oli paremman kantavuuden lisäksi paloturvallisuus. Melko pian kuitenkin huomattiin, että teräs menettää lujuutensa nopeasti palotilanteessa. (Neuvonen ym. 2002, 92)

Paloturvallisuus

Vanhan välipohjan kantavat rakenteet pyritään säilyttää kokonaan tai osittain, jolloin myös korjauskustannukset ovat alhaisemmat. Rakennusten käyttötarkoituksen muutoksen myötä rakenteiden palonkestovaatimukset kuitenkin nousevat esimerkiksi silloin, kun teollisuusrakennus muutetaan asuinrakennukseksi. Tällöin yksi tärkeimmistä asioista on rakennuksen paloturvallisuus ja kantavien rakenteiden palonkestoaika. Suomessa rakennusten paloturvallisuuteen alettiin kiinnittää huomiota, kun vuonna 1936 aiheesta julkaistiin paloluokituspäätös (Ympäristöopas 39, 2003, 12).

Korjausrakentamisessa paloturvallisuuteen liittyviä määräyksiä joudutaan usein soveltamaan. Soveltamisen aste on yleensä riippuvainen paloriskin suuruudesta – mitä riskialttiimmaksi rakennuksen käyttötarkoitus muuttuu, sitä tarkemmin nykymääräyksiä on noudatettava. (RIL 195-3, 1994) Mikäli ensisijaisena tavoitteena on säilyttää korjattava rakennus ulkonäöllisesti ja toiminallisesti alkuperäisenä, voidaan paloturvallisuutta pyrkiä parantamaan rakenteita muuttamatta tiettyyn pisteeseen asti, esimerkiksi kohteen sammutusvalmiuksia tehostamalla (RIL 174-4, 1988, 161).

Lähtötietojen kerääminen

Oikeiden päätelmien ja hyvien johtopäätöksien edellytyksenä on, että ensiksi on hankittu riittävä määrä pätevää tietoa rakennuksesta ja sen rakenteista (RIL K170, 1995, 272). Korjausrakentamisessa rakenteiden palomitoitusprosessi ei ole usein yhtä suoraviivaista ja selkeää, kuten uudisrakentamisessa.

Korjausrakentamisessa laskentaan sisältyy lähes aina erilaisia selvitys- ja tutkimustöitä, joilla kerätään tarvittavat lähtötiedot laskentaa varten. Esimerkiksi teräksen lujuus on tärkeä tekijä palonkestoajan määrittämisessä. Huomioitavaa on, että vanhat teräkset eivät välttämättä ole kovin tasalaatuisia, vaan niiden hajonta voi olla hyvinkin suuri (RIL 174-4, 1988, 42). Tämän vuoksi lähtötietojen riittävän tarkka selvittäminen on olennaista. Lähtötietoja hankitaan esimerkiksi vanhoista suunnitelmista, rakenteita silmämääräisesti tarkastelemalla, rakenneavauksilla ja kuntotutkimuksilla.

Palomitoitus

Rakenteen palonkestoaika voidaan määrittää joko kokeellisesti tai laskennallisesti. Palomitoituksella tarkistetaan, onko rakenteen kestävyys palotilanteessa vaaditun palonkestoajan kuluessa vähintään siihen kohdistuvan rasituksen suuruinen. Palomitoitusta varten tulee selvittää rakenteen staattinen malli ja rakennetyyppi. Lisäksi mahdolliset olemassa olevat palosuojaukset on tunnistettava.

Jos rakenteen kuormitus ei lisäänny eikä käyttötarkoitus muutu, voidaan palomitoitus tehdä soveltaen rakennusaikaisia säädöksiä. Käyttötarkoituksen muuttuessa paloturvallisuuden kannalta vaarallisemmaksi, on palomitoitus tehtävä eurokoodien mukaisesti. Mikäli välipohjan palonkestoaika ei täytä sille asetettua palonkestovaatimusta, tulee välipohjalle suunnitella asianmukainen palosuojaus.

Lähteet

Neuvonen, Petri 2006. Kerrostalot 1880–2000. Helsinki: Rakennustieto.

Neuvonen, Petri – Mäkiö, Erkki – Malinen, Maarit 2002. Kerrostalot 1880–1940. Helsinki: Rakennustieto.

Ympäristöopas 39. 2003. Rakennusten paloturvallisuus & Paloturvallisuus korjausrakentamisessa.

RIL 174-4. 1988. Korjausrakentaminen IV. Runkorakenteet. Helsinki: Suomen Rakennusinsinöörien Liitto.

RIL 195-3. 1994. Rakenteellinen paloturvallisuus III, Korjausrakentaminen. Helsinki: Suomen Rakennusinsinöörien Liitto RIL.

RIL K170-1995. Korjausrakentaminen IV. Kattorakenteiden korjaus. Runkorakenteiden korjaus ja vahvistaminen. Helsinki: Suomen Rakennusinsinöörien Liitto RIL.

Huuskonen, R. 2022. Vanhojen teräspalkkirunkoisten välipohjien kantavuuden ja palonkestoajan selvittäminen. Opinnäytetyö, Turun AMK. Theseus: https://www.theseus.fi/handle/10024/751712