Vajaahappimenetelmä vaihtoehdoksi palonsuojaukseen
”Ei savua ilman tulta” on tunnettu sanonta, joka voidaan vajaahapella suojatuissa kohteissa kyseenalaistaa. Perinteiset automaattiset sammutusjärjestelmät aktivoituvat vasta palon sytyttyä savun tai kuumuuden laukaistessa saamutusjärjestelmän. Vajaahappimenetelmä on sen sijaan aktiivinen palonsuojaus, joka perustuu tulta ruokkivan hapen määrän rajoittamiseen.
Ei tulta ilman happea -periaatteeseen perustuva suojausjärjestelmä on järkevin vaihtoehto kun perinteiset sammutusjärjestelmät ovat vaikeasti toteutettavissa, suojattava kohde on rahalla korvaamaton tai sisältää erityisen herkkiä suojauskohteita. Esimerkiksi arkistot, museot tai palvelintilat sisältävät aineistoja joiden vaurioiden korvaaminen on liki mahdotonta. Muita tyypillisiä vajaahappimenetelmällä toteutettuja kohteita ovat miehittämättömät automaattivarastot. On myös huomioitava, että sprinklerijärjestelmän vesi on likaista, mikä lisää vahinkojen korjaamisen haastetta.
Mitä vajaahappimenetelmä tarkoittaa?
Palamisreaktio tarvitsee happea, lämpöä ja polttoainetta. Näistä hapen ja lämmön suhde määrittelevät polttoaineen syttymispisteen, ja vähentämällä toista voidaan syttymispisteeseen vaikuttaa.
Vajaahappimenetelmässä vähennetään tilan happipitoisuutta typen avulla. Normaalissa ilmassa typpeä on noin 78 % ja happea 21 %. Normaalisti happitaso vajaahappijärjestelmällä suojatuissa kohteissa on lähellä 15 %:a, ja tilassa on tällöin sallittua oleskella lyhyitä ajanjaksoja. Vastaava happipitoisuus on 2500 m:n korkeudessa merenpinnasta. Alle 10 %:n happipitoisuudessa oleminen on jo vakava terveysriski, ja aiheuttaa toimintakyvyn alentumisen.
Helpoimmin syttyvä aine määrittelee koko suojattavan tilan happipitoisuuden. Pääsääntöisesti esimerkiksi 15 %:n happipitoisuudella ei voida täysin estää mahdollisuutta paloon, sillä eri materiaaleilla on eri raja-arvot syttymiselle. Tämän vuoksi oikean happipitoisuuden määrittelyyn kiinnitetään erityistä huomiota: vaikka syttymistä ei voi tapahtua, kytemistä voi – ja sitä kautta saattaa muodostua savua ja nokea.
Soveltuvuus suunniteltava yhteistyössä viranomaisen kanssa
Vajaahappimenetelmällä ei voida korvata automaattista sammutuslaitteistoa, mikäli sellainen on rakennusluvassa määritelty. Viranomaisen kanssa on käytävä keskusteluja palonsuojaustoimenpiteistä ennen rakennuslupavaihetta, ja mietittävä yhdessä perusteet valinnalle.
Käyttökustannukset ovat merkittävä osa vajaahappilaitteiston elinkaarikustannuksia. Kustannuksiin voidaan vaikuttaa suunnittelu- ja rakennusvaiheessa tekemällä oikeita ratkaisuja tilojen ilmanvaihtuvuuden suhteen, esimerkiksi tekemällä kulkureiteille kunnolliset ilmalukot tai sulkutilat.
Varaston suunnittelussa on hyvä aluksi miettiä, soveltuvatko varastotuotteet vajaahappimenetelmään, ja tarvitaanko soveltuvuuden ja lähtötietojen varmistamiseksi erillinen palokoe varastoitavalle tuotteelle.
Laitteistotoimittajien ratkaisut eroavat toisistaan merkittävästi elinkaari- ja hankintakustannuksiltaan. Kustannuslaskelmissa tulee vertailla myös elinkaaren pituuden vaikutusta laskelmaan, varsinkin jos verrataan vajaahappilaitteistoa automaattisiin sammutuslaitteistoihin. Suunniteluun, toteutukseen ja ylläpitoon löytyy suomeksi vuonna 2019 päivitetty standardi SFS-EN 16750:2017.
Kehittyvä menetelmä
Suomessa on käytetty vajaahappilaitteistoja vain vähäisessä määrin. Viimeisen 10 vuoden aikana on tietämykseni mukaan toteutettu kaksi vajaahappimenetelmällä suojattua varastoa Suomessa. Tämä johtunee kohtalaisen tuoreesta teknologiasta. Kaikkea ei vajaahappimenetelemästä ole vielä tiedossa, mutta uutta informaatiota on saatavissa muualla Euroopassa käytetyistä vajaahappikohteista. Muutamat tutkijat ovat esittäneet huolensa siitä, että nykyiset standardeissa esitetyt happipitoisuuden raja-arvot ovat liian suuret ja niitä olisi syytä tarkentaa. Niitä ei pitäisi käyttää yleispätevinä, vaan vain täsmälleen niille tuotteille ja olosuhteille, joissa niitä on testattu.
Muualla maailmassa vajaahappimenetelmää kutsutaan lyhenteellä ORS, joka tarkoittaa Oxygen Reduction Systems. Vajaahappimenetelmä on monissa Euroopan maissa laajemmassa käytössä kuin Suomessa. Muualla Euroopassa menetelmää tutkitaan ja testataan paljon.
Jani Grundström, Insinööri (ylempi AMK), on valmistunut Metropolia Ammattikorkeakoulun talotekniikan tutkinto-ohjelmasta 2019, jossa hän teki opinnäytetyön vajaahappimenetelmän suunnittelusta elintarviketeollisuuden varastorakennuksiin RE-Suunnittelu Oy:n toimeksiannosta.