Rakennus palaa. Entäs ihmiset?

15.09.2011

Tulipalo + Suuri rakennus + Paljon ihmisiä = Kaikki turvallisesti ulos. Tätä yhtälöä selvittää palotutkija Timo Korhonen mallintaessaan ihmisten poistumista palavista rakennuksista.  
Kun seuraavaksi menet julkiseen tilaan, katso mistä muualta kuin pääovesta pääset ulos. Kansainvälisesti arvostetun ja palkitun palotutkija Timo Korhosen mukaan paloturvallisuuden tutkimista rahoitetaan Suomessa liian vähän ja nykyiset rakennusmääräykset mahdollistavat huonojakin ratkaisuja.

"Joskus näkee terveellä järjellä, ettei poistumisjärjestely toimi", Korhonen toteaa. Tulipalossa ihminen esimerkiksi hakeutuu mielellään tutulle reitille, kenties ainoalle tuntemalleen eli pääovelle. "Rakennusluvissa yleensä vaaditaan, että ovien yhteenlaskettu leveys on riittävä, mutta ei puututa ovien käyttöasteeseen. Käytännössä väki usein ruuhkautuu pääovelle. Tiedämme, että ihmiset suosivat tuttuja reittejä, mutta sitä ei tarvitse ottaa huomioon."

Poistumislaskentaohjelmalla simuloidaan ihmisten poistumista tilasta, kuvan esimerkkinä metro.

"Entäs ihmiset?" Juuri tähän kysymykseen Korhonen perehtyi akatemiatutkijana vuodet 2006-2011. Tehokkaita ihmisten poistumisen laskentaohjelmia ei ollut olemassa, joten tiimi laati poistumislaskentamoduulin palonsimulointiohjelmaan (Fire Dynamics Simulator), jonka suomalaiset ja yhdysvaltalaiset tekivät 2000-luvun alussa ja joka on kansainvälisesti alansa käytetyin.

Tulen äärelle leivän perässä

Tulitutkijaksi fyysikko Korhonen arvelee päätyneensä "lentäjän poika -efektin" kautta. Hänen isänsä oli Teknillisen korkeakoulun fysiikan professori, ja sinne veti lähipiiri, veljet ja Martinlaakson lukion kaverit. Päätöstä helpotti koulussa jopa liian helpoilta tuntuneet matematiikka ja fysiikka. Korhonen lähettääkin terveisiä opintosuunnittelijoille: vaativampia kursseja niitä kaipaaville, kenties tuleville tutkijoille.

Kouluaineen helppous on edellytys korkeakouluopinnoille, mutta yliopistossa opiskellaan eri tavalla kuin koulussa. "On oikeasti tehtävä töitä oppimisen eteen. Tarvitaan mielenkiintoa ja pitkäjänteisyyttä" Korhosen oppimista edisti fysiikan "laskariassarin" rooli eli laskuharjoituksia pitävän assistentin tehtävä jo opintojen alkuvaiheessa. "Kun opettaa muita, oppii itsekin. Ja säästyin opintolainalta, koska tunneista sai palkkaa."

Väitöskirjan ja muutaman fysiikan laboratoriovuoden jälkeen Korhonen haki nykyiseen työpaikkaansa, erikoistutkijaksi VTT:n paloturvallisuustutkimuksen tiimiin. "Määräaikaisen tutkijan pätkätyöt eivät houkuttaneet, joten lähdin vähän varmemman leivän perään."

Kuvassa Korhonen harjoittelee sammuttamista Pelastusopistolla ennen tulikonttiin menoa. Akatemia rahoitti hanketta "Paloturvallisuusanalyysin uudet simulointimenetelmät suurissa rakennuskohteissa" (2006-2011). Mallinnettavaa dataa kerättiin mm. evakuointiharjoituksista. (Kuva: Taneli Rasmus.)

Datasta tikku-ukoiksi

Akatemian hankkeessa kerättiin tietoa ihmisten käyttäytymisestä ja poistumisesta palavasta rakennuksesta. Tieto mallinnettiin rakennusten suunnittelijoille työkaluksi riskien arvioimiseen. Pitkän tähtäimen tavoitteena on vaikuttaa Suomen rakentamismääräyksiin, joissa poistumisturvallisuudesta on vain vähän tekstiä.

Koska aidot tilanteet ovat poistumis- ja paloasioissa harvassa, mallintaminen on äärimmäisen tärkeää mutta haastavaa. Käytännössä työ eteni näin: Ensin suunniteltiin matemaattisesti se, mitä haluttiin laskea. Sitten ohjelmoitiin se Fortran-kielellä tietokoneelle testattavaksi, etsittiin ja korjattiin virheitä. Verifioidun ja validoidun ohjelman käyttäjän opasta päivitetään muutosten myötä.

Valmiissa ohjelmassa ihmiset eivät ole avatareja, vaan ellipsejä eli ihmisen poikkileikkauksia tai tikku-ukkomaisia. Ruudulla näkyy 3D-kuvaa savusta ja tulesta sekä kuvaajia ja tasopintoja esimerkiksi kaasujen pitoisuuksia. "Onneksi malli on malli, sitä voi kehittää. Mallin totuudenmukaisuus onkin palkitsevaa sitten, kun ohjelma ennustaa asioita oikein."

Työ tekijäänsä opettaa

Tässä tapauksessa työ palkitsee tekijäänsä ja opettaa lisää. "Simulointi antaa monia ahaa-elämyksiä. Vasta tietyn asiaan tehtyään tajuaa, miten se olisi pitänyt tehdä."

"Ohjelman kirjoitus ja testaus tapahtuu itsenäisesti, ideointi- ja kehitysvaiheissa toimitaan ryhmässä etenkin verkossa." Kenttätutkimukset tuovat lisänsä sosiaaliseen ulottuvuuteen. Kaikki aika pois tutkimuksesta harmittaa, mutta byrokratialta, rahoitusanomuksilta ja konferensseihin liittyvältä reissaamiselta ei nykytutkija juuri välty.

Tulipaloihin ja evakuointeihin liittyy aina ihmisen psykologia. Korhonen seuraa sosiaalipsykologiaa kirjallisuudesta ja ihmisten yleisestä toiminnasta eli reitinvalinnasta. Tulipalopuolella hän seuraa palon kemian ja fysiikan sekä rakenteiden lämpenemiseen liittyvää uutta tutkimustietoa.

Pingismaila matkalle mukaan!

Vapaa-ajallaan Korhonen valittelee hieman laiskistuneensa, koska ei ole viime vuosina ehtinyt entiseen tapaan käydä juoksemassa, punttisalilla ja aamu-uinneilla. Uskoisiko tuota? Miehen voi nimittäin bongata Lapista hiihtoladuilta purkkivoidekeleillä, Jukolan viestistä, pesäpallon aluesarjasta Vihdon pallon riveistä, curlingin SM-mestaruussarjasta ja pöytätennispeleistä.

Lapin Kiilopään huiputtaja perinteisellä menetelmällä. Urheilullinen Korhonen on pienestä pitäen osunut palloon kuin palloon ja löytänyt rastit metsästä. (Kuva: Leena Korhonen.)

"Pingismaila se taisi minut pitää nuorena pois pahanteosta perjaintai-iltaisin, koska harkkojen jälkeen porukat olivat jo pahateossa enkä saanut heitä enää kiinni, koska kännyköitä ei ollut." Pingismaila on kulkenut mukana ulkomaillakin, ja post-doc-vaiheessa Saksassa peliharrastus tutustutti Korhosen paikallisiin. "Jos olisi sosiaalisesti mahdoton, ulkomailla olisi aika yksinäistä."

Korhosen uniin eivät tunkeudu painajaiset paloista ja evakuoinneista. Palot ovat harvinaisia, niitä sattuu eniten asuinrakennuksissa ja talot ovat yleensä varsin turvallisia. Ennen muuta paloja voi tehokkaasti torjua omilla toimillaan. "Alkusammuttimet ja palohälyttimet kuntoon, tupakoijat ulos, ja tumpit turvalliseen astiaan eikä mihinkään kukkamultaan", tulen tutkija muistuttaa lopuksi.

Teksti: Nina Mäki-Kihniä
Kuvat: Taneli Rasmus sekä Timo ja Leena Korhonen