Mitoittavat tilanteet tulipalon aikaisessa poistumisessa: Kokeellinen tutkimus

Tässä julkaisussa esitetään kokeelliseen tutkimukseen perustuen tuloksia ja havaintoja neljästä erilaisesta koeasetelmasta, jotka liittyivät mm. pelastushenkilöstön ja poistuvien ihmisten vastavirtaustilanteisiin ja ihmisten liikkumiseen poistumisturvallisuuden kannalta mitoittavimmissa rakennuksen kohdissa, kuten portaikoissa ja oviaukoissa. Lisäksi hankkeessa tarkasteltiin kulkureittien ja ovien valintaan liittyviä tilanteita ja ihmisten liikkumista näkyvyyden ollessa rajoitettua. Kokeet toteutettiin erillisinä ja valvottuina harjoituksina, joihin osallistui vapaaehtoisia koehenkilöitä (opiskelijoita ja varusmiehiä). Fyysisesti raskaimmissa kokeissa koehenkilöiden kuntotaso oli yleisesti ottaen hyvä ja BMI normaali. Ovikokeissa toteutettiin yhden päivän aikana kuusi erilaista koetta, jotka pitivät sisällään useita toistoja. Kiinnostavina asioina haluttiin selvittää mm. ovilehden muuttuvien ominaisuuksien vaikutusta ovivirtaukseen, jononmuodostusta, ruuhkan ja tungoksen tuntemusta ja erilaisten lukkomekanismien käyttöä. Esimerkiksi jonossa kulkemisessa ja sen muodostumisessa oli havaittavissa, että keulan rooli on merkittävä (reitin valinta, kävelynopeus, reagointi, vastavirtaustilanteet) ja muu takana tuleva jono seuraa keulaa hyvinkin vahvasti. Pelastajien kohtaaminen oviaukossa vastavirtaustilanteessa ei eronnut tavallisten ihmisten kohtaamisesta, sillä oviaukkovirtausarvot ja ihmisten vastausten perusteella tulkittu käyttäytyminen olivat jokseenkin samoja riippumatta siitä, oliko vastassa pelastaja vai tavallinen ihminen. Vihreän kuvun rikkomiseen liittyvät kokeet yllättivät, sillä tulosten valossa vain 44 % henkilöistä pääsi ovesta läpi rikkomalla kuvun. Vähäisen onnistumisprosentin taustalla on paljon opittua ja omaksuttua tietoa sekä käyttäytymiseen ja päätöksentekoon liittyviä tekijöitä, joita kaikkia ei tässä koesarjassa pystytty määrittämään. Poistumisharjoituksissa pitäisi painottaa eri turvallisuusratkaisuihin tutustumista siten, että vähintään kiinteistön henkilökunnan tulisi olla tietoisia, tässä tapauksessa, erityyppisten ovimekanismien toimintaperiaatteista poikkeustilanteessa. Portaisiin liittyvissä kokeissa havaintoja voitiin tehdä mm. pitkissä portaissa tapahtuvasta etenemisnopeuden hidastumisesta nousun aikana. Kierreportaiden tapauksessa etenemisnopeutta suositellaan kuvaamaan pystysuoralla nopeuskomponentilla, koska muut esitystavat (vaakasuora tai kalteva nopeus) eivät ole kierreportaiden tapauksessa yksikäsitteisiä. Tutkimuksen keskeisiä havaintoja oli, että pystysuora etenemisnopeus kierreportaissa riippuu suuresti portaiden geometriasta sekä ylös- (0,22-0,39 m/s) että alaspäin (0,33-0,48 m/s) mentäessä. Suoritetuissa kokeissa pystysuorat etenemisnopeudet olivat suurempia jyrkissä kuin loivissa portaissa. Etenemisnopeus hidastui ylöspäin mentäessä pitkissä portaissa 15-39 % portaiden pituudesta ja kaltevuudesta riippuen; laskeutumisnopeuksissa vastaavaa trendiä ei voitu havaita. Vastavirtaus hidasti portaita ylöspäin tehtävää letkuselvitystä n. 24 %. Myötävirtaus hidasti portaita alaspäin tehtävää pelastamista n. 41 %. Alaspäin poistuvien henkilöiden eteneminen hidastui vastaavissa tilanteissa n. 32 % (letkuselvitys vastavirtaan) ja n. 22 % (pelastaminen myötävirtaan). Hankkeessa tehtiin myös Aalto-yliopiston opiskelijoilla vastavirtakokeita 2,7 m leveässä käytävässä, jossa suurehkoa pääjoukkoa vastaan käveli alle kymmenen hengen kokoisia vastavirtaryhmiä niin, että joukot kohtasivat toisensa käytävän mutkassa, jolloin ne eivät voineet reagoida toisiinsa ennakolta. Vain vastavirtaryhmän koolla nähtiin olevan pientä vaikutusta pääjoukon etenemiseen. Kaiken kaikkiaan pääjoukon eteneminen oli varsin sujuvaa, ja selkeää kaistoittumista oli havaittavissa, eli samaan suuntaan menevät ihmiset pyrkivät seuraamaan toisiaan. Lopputulemana kokeista voidaan sanoa, että pienehkön vastavirtaan kulkevan ryhmän vaikutus pääjoukon liikkeeseen on hyvin vähäistä, eli esimerkiksi henkilökunnan (laivat) tehtävistä johtuva vastavirtaus ei juurikaan vaikuta poistuviin henkilöihin vaakasuorissa käytävissä. Portaikoissa tilanne voi olla toinen johtuen porrasaskelmien vaikutuksesta ihmisten mahdollisuuteen väistää toisiaan tehokkaasti. Näkyvyyden heikkenemiseen liittyvät kokeet tarjosivat geometrian, jossa kukaan koehenkilöistä ei ollut käynyt aiemmin. Kirjallisuuden perusteella vastaavia näkyvyyden heikkenemiseen liittyviä kokeita oli suoritettu aiemmin vain kaksi, jotka nekin poikkesivat toisistaan. Tutkimusilmiöinä haluttiin tarkastella yksikertaisessa geometriassa (käytävä) asteittain heikentyvän näkyvyyden vaikutusta kävelynopeuteen ja samalla tutkia reitin oppimista. Kokeet suoritettiin yksilötasolla. Vertailuryhmän (ryhmä 1) suoritusta tarkasteltaessa havaittiin, että absoluuttiset kävelynopeudet pysyivät kokeiden 1-3 välillä jokseenkin samoina, mutta pääsääntöisesti suurempina kuin muilla ryhmillä vastaavissa kokeissa. Samoin kyselyn tuloksista oli pääteltävissä samainen trendi. Tämä selittyy osaksi juuri geometrian oppimisella ja koetilanteeseen tottumisella. Asteittain heikentyneen näkyvyyden havaittiin laskevan kävelynopeuksia yleisesti ottaen. Muutos kokeiden ääritilanteiden välillä tilan kävelynopeuksissa oli kaikki tulokset huomioiden n. 1,4-1,5 m/s:stä 0,4-0,5 m/s:iin. Lukuarvot ovat aavistuksen suurempia kuin vastaavat alan kirjallisuudessa esitetyt arvot ovat. Tämän tutkimuksen tulokset tarjoavat määrällisen ja laadullisen tietopaketin ennen kaikkea geometrian ja ympäristön vaikutuksesta poistumistilanteeseen. Tietoja voidaan hyödyntää ja käyttää yleisesti poistumisturvallisuuden kehitystyössä ja arvioinnissa, eräänä sovellusesimerkkeinä esim. korkeiden rakennusten ja maanalaisten tilojen suunnittelu.