Liikekeskusten suunnittelussa käytetään liian korkeita henkilömääriä

KK-Palokonsultti Oy on teettänyt opinnäytetyön, jossa on verrattu suomalaisista kauppakeskuksista mitattuja todellisia henkilömääriä ympäristöministeriön paloturvallisuusasetuksen perustelumuistion henkilötiheysarvoihin. 

Timo Rantamäen 7.6.2022 julkaistu Lundin yliopistoon tehty IMFSE-koulutusohjelman opinnäytetyö selvitti henkilötiheyksien määritystä Suomessa ja muissa maissa sekä kansainvälisissä standardeissa, ja analysoi henkilötiheyden vaikutusta poistumisturvallisuuteen myös simuloinneilla. Tämän lisäksi tutkimuksessa huomioitiin covid-19-pandemian vaikutus. Opinnäytetyön tärkein löydös oli, että Suomessa liikekeskusten paloturvallisuussuunnittelussa käytetään tällä hetkellä liian korkeita henkilömääriä.

Rakennuksen henkilömäärä on yksi poistumisturvallisuuden suunnittelun tärkeimmistä parametreista. Ympäristöministeriön asetuksen rakennusten paloturvallisuudesta mukaan suunnittelussa on käytettävä henkilömääränä suurinta poistumisalueelle suunniteltua henkilömäärää. Jos todellinen henkilömäärä ei ole tiedossa, se määritellään asetuksen perustelumuistion pohjalta tilan käyttötarkoituksen perusteella.

Liian korkeiksi arvioidut henkilömäärät koituvat kalliiksi

Ulkomaisissa tutkimuksissa on jo aiemmin havaittu, että suunnittelussa käytettävät arviot henkilömääristä ja -tiheyksistä ovat usein liian korkeita ja huonosti perusteltuja. Liian korkeat henkilömäärät aiheuttavat haasteita poistumisturvallisuuden suunnitteluun ja lisäävät siten suunnittelukustannuksia, ja ylimitoitetut poistumistiet voivat aiheuttaa tuntuvia lisäkustannuksia.

KK-Palokonsultti Oy:n paloteknisen suunnittelijan Timo Rantamäen International Master of Science in Fire Safety Engineering (IMFSE) -koulutusohjelman opinnäytetyössä Prescriptive and actual occupant load of business premises in Finland before and during covid19 tutkittiin, miten suomalaisista kauppakeskuksista mitatut todelliset henkilömäärät vertautuvat ympäristöministeriön perustelumuistiossa annettuihin arvoihin.

Rantamäen opinnäytetyö toteutettiin yhteistyössä toiminnalliseen palomitoitukseen erikoistuneen KK-Palokonsultti Oy:n kanssa. Tutkimukselle oli kysyntää, koska KK-Palokonsultti Oy:n asiantuntijoiden käytännön kokemusten perusteella perustelumuistion määrittelemät henkilömäärät vaikuttavat etenkin liikekeskuksille tarpeettoman korkeilta, ja asiaa ei ole Suomessa aiemmin tutkittu.

Ajankohtaista - Liikekeskusten suunnittelussa käytetään liian korkeita henkilömääriä
Kotimaisten kauppakeskusten todellisiin henkilömääriin verraten ministeriön perustelumuistio yliarvioi liiketilojen henkilömääriä roimasti (Kauppakeskus Iso Omena, Espoo).

Todelliset henkilömäärät suomalaisissa liikerakennuksissa

Rantamäen tutkimus suoritettiin vertaamalla ympäristöministeriön perustelumuistion määrittelemiä henkilömääriä todellisiin määriin suomalaisissa liikerakennuksissa. Lisäksi tutkittiin, miten perustelumuistion henkilömäärät vertautuvat kansainvälisiin standardeihin ja muiden maiden kansallisiin rakennusmääräyksiin.

Tiedot liikerakennusten henkilömääristä pyydettiin suomalaisilta kauppakeskusrakennuksilta. Yleinen havainto oli, että perustelumuistio yliarvioi henkilömäärää roimasti verraten tutkimukseen osallistuneiden kauppakeskusten toimittamiin todellisiin lukuihin. Perustelumuistion määrittelemän henkilömäärän arvioitiin tutkimuksessa olevan yli kolme kertaa suurempi kuin ruuhkahuipun henkilömäärän vilkkaimmassa tutkimukseen osallistuneessa kauppakeskuksessa.

Lisäksi todettiin, että ympäristöministeriön perustelumuistiossa annetut henkilötiheyden kertoimet henkilömäärien arvioimiseksi huoneistoalan perusteella on monissa muissa maissa määritelty tarkemmin rakennusten erilaisten käyttötarkoitusten mukaan. Suomessa perustelumuistio esimerkiksi kattaa vain kahdella henkilötiheyden arvolla kaikki kokoontumis- ja liiketilat, olipa kyseessä sitten kauppakeskus, koulu, museo, kirjasto tai yökerho.

Ajankohtaista - Liikekeskusten suunnittelussa käytetään liian korkeita henkilömääriä
Suomalaisen kirjaston henkilötiheys on perustelumuistion pohjalta sama kuin suomalaisen yökerhon - yksi henkilö neliömetrillä (Iso Omenan kirjasto, Espoo).

Tämä johtaa jopa huvittaviin henkilötiheyksiin. Esimerkiksi voidaan nostaa vaikkapa taidegalleria, jonka henkilötiheydeksi suomalainen perustelumuistio määrittelee yhden henkilön jokaista neliömetriä kohden, kun ruotsalaisten määräysten mukaan taidegallerian henkilötiheys on 0,25 henkilöä neliömetrillä. Ruotsalaisessa baarissa taas seisoo kolme asiakasta neliömetrillä, mutta suomalaisessa yökerhossa vain yksi. Tutkimuksen perusteella ei voi siis sanoa, että suomalaiset henkilömäärät vastaisivat muiden maiden kansallisia rakennusmääräyksiä tai kansainvälisiä standardeja.

Pandemian vaikutus henkilömääriin ja poistumisturvallisuuteen

Koska opinnäytetyö tehtiin covid-19-pandemian aikana, siinä tutkittiin myös pandemian vaikutusta suomalaisten liikerakennusten henkilömääriin ja poistumisturvallisuuden suunnitteluun. Kahden eri vuoden henkilömäärätietoja vertailemalla havaittiin, että vaikka rakennusten henkilömäärät putosivat rajoitusten vuoksi alussa jyrkästi, ne palautuivat muutamassa kuukaudessa lähelle pandemiaa edeltävää tasoa.

Kun poistumista tutkittiin tietokonesimulaatioilla, havaittiin että pandemian vuoksi suositeltujen turvaetäisyyksien pitäminen poistumisen aikana lisää poistumisajan pituutta, erityisesti jos poistuvat henkilöt juuttuvat ruuhkiin poistumisteiden eteen. Kuitenkin, jos henkilömäärä on pieni ja jonoja ei muodostu, rakennuksesta poistuvien fyysisellä etäisyydellä ei ole vaikutusta poistumisaikaan.

Poistumissimulointi korjaa osan ongelmasta

Perinteisen taulukkomitoituksen vaihtoehtona voidaan käyttää poistumissimulointia, jolla turvallinen poistuminen varmistetaan kohdekohtaisesti. Poistumissimuloinnissa rakennuksen geometriseen malliin lisätään sen käyttötapaa vastaava määrä simuloituja ihmisiä, joiden poistumisen nopeutta ja sujuvuutta analysoidaan.

Rakennuksesta poistuvien mallinnuksessa huomioidaan nopeudesta, koosta ja sijainnista aiheutuva vaihtelu, sekä liikkumisvaihetta edeltävät tekijät, kuten palon havaitsemiseen, siihen reagointiin ja poistumispäätöksen tekoon kuluva aika. Simuloitujen ihmisten käyttäytymistä seuraamalla voidaan havaita poistumisteille syntyvät ruuhkat ja muut poistumisen esteet.

Kun kokonaispoistumisaikaa verrataan palosimuloinnin tuloksiin palon eri vaiheissa vallitsevista olosuhteista, voidaan arvioida, ehtisivätkö ihmiset poistua palavasta rakennuksesta olosuhteiden ollessa vielä turvalliset. Näin poistumisreittien mitoitus saadaan realistisemmaksi taulukkomitoitukseen verraten. Ongelma ei silti kokonaan poistu, jos perustelumuistion määrittelemää henkilömäärää joudutaan todellisen tiedon puuttuessa käyttämään simuloinnissa parametrinä.

Tarvetta kehityshankkeelle

On tietenkin paloturvallisuuden kannalta hyvä, että suunnittelussa edetään pahimman mahdollisen skenaarion mukaan, mutta ylimitoitettujen ratkaisujen kertautuvat kustannusvaikutukset sekä rakennus- että käyttövaiheessa voivat olla mittavat. Rakennukseen saatetaan esimerkiksi rakentaa tarpeettoman leveitä porrashuoneita, rakennuksen savunpoistoa voidaan joutua tehostamaan tai automatisoimaan turhaan, ja kauppakeskuksissa liian leveiksi suunnitellut käytävät vaikeuttavat myytävien tuotteiden hyllysijoittelua.

Suunnittelussa käytettäviä henkilömääriä olisikin syytä verrata muissa maissa käytettyihin henkilömääriin. Rantamäen tutkimus voisikin avata portteja kehityshankkeelle, jossa tarkastellaan ja tarkennetaan paloturvallisuusasetuksen perustelumuistion henkilömääriä realistisemmalle tasolle.

Master of Science in Fire Safety Engineering (IMFSE) -koulutusohjelman logo

Prescriptive and actual occupant load of business premises in Finland before and during covid19

Timo Rantamäen 7.6.2022 julkaistu International Master of Science in Fire Safety Engineering (IMFSE) koulutusohjelman opinnäytetyö Prescriptive and actual occupant load of business premises in Finland before and during covid19 (liiketilojen ohjeellinen ja todellinen käyttökuorma Suomessa ennen covid-19-pandemiaa ja sen aikana) toteutettiin yhteistyössä KK-Palokonsultti Oy:n kanssa. Työn ohjaajana toimi Enrico Ronchi Lundin yliopistolta. Opinnäytetyö löytyy Lundin yliopiston sivuilta.

Rantamäki on kautta aikain ensimmäinen koulutusohjelmasta valmistunut suomalainen. Kouvolassa työskentelevän Rantamäen tehtäviin KK-Palokonsultti Oy:llä kuuluvat palosimuloinnit ja paloteknisten suunnitelmien laatiminen.

International Master of Science in Fire Safety Engineering

International Master of Science in Fire Safety Engineering (IMFSE) -koulutusohjelma kuuluu Euroopan Unionin Erasmus+-ohjelmaan. Erasmus+-ohjelman tavoitteena on tarjota opiskelijoille mahdollisuuksia kansainvälistymiseen ja kouluttautumiseen ulkomailla. IMFSE-tutkintoa hallinnoiva yliopisto on Gentin yliopisto Belgiassa. Muita tutkintoon osallistuvia yliopistoja ovat tällä hetkellä Edinburghin yliopisto Isossa-Britanniassa ja Lundin yliopisto Ruotsissa.

Tutkinnon alussa opiskelijat valitsevat aloituspaikan Gentin ja Edinburghin yliopistojen väliltä. Ensimmäisellä lukukaudella keskitytään paloturvallisuustekniikan ja palodynamiikan perusteisiin. Toisella lukukaudella kaikki opiskelijat kokoontuvat Lundiin, jossa perehdytään tarkemmin rajatun tilan palojen dynamiikkaan, riskianalyysin laatimiseen ja väkijoukon käytökseen tulipalotilanteessa. Kolmannella lukukaudella opiskelijoilla on jälleen mahdollisuus valita Gentin ja Edinburghin yliopiston väliltä. Kurssien tavoitteena on syventää aikaisemmilla lukukausilla hankittua osaamista.

Viimeisellä lukukaudella opiskelijat hajaantuvat tekemään opinnäytetyötä eri yliopistoihin. Opinnäytetyön osalta valinnanvaraa yliopistojen osalta on enemmän, sillä opinnäytetyötä voi hakeutua tekemään tutkintoyliopistojen lisäksi myös yhteistyöyliopistoihin, joita ovat muun muassa Queenslandin yliopisto Australiassa, Zurichin yliopisto Sveitsissä ja Marylandin yliopisto USA:ssa.