Rakennusten suurten avoimien tilojen toteuttaminen pitkän jännevälin teräsrakenteilla on lisännyt rakenteiden paloturvallisuussuunnittelun tutkimustarvetta siten, että otetaan huomioon myös palonsammutustaktiikoiden merkitys palolle altistuvien rakenteiden toimintaan. Vaeltavat palot, joita esiintyy avoimissa tiloissa sopivalla ilmastoinnilla ja suurella palokuormalla, voivat synnyttää palon kuluessa rakenteisiin sekä lämpötilan nousua että laskua. Lämpötilan vaihtelun suuruutta sammutustoimenpiteisiin liittyvä hetkellinen jäähtyminen voi merkittävästi voimistaa.
Kirjallisuustutkimus ja haastattelut osoittivat, että eri maissa suurten rakennuspalojen sammutustaktiikat eroavat toisistaan. Suomessa tyypillistä palokaasujen jäähdyttämistä, eivät kaikki asiantuntijat pitäneet tehokkaana toimenpiteenä. Haastatteluissa ilmeni, ettei tulipaloissa ole riittävästi kiinnitetty huomioita rakenteiden hetkellisen jäähtymisen vaikutuksiin, joita eräs asiantuntija kuvasi tärkeäksi tutkimusaiheeksi.
Rakenteen jäähtymistä palokunnan vesisuihkusta tutkittiin kohdistamalla erilaisia vesisuihkuja 3 metriä pitkään teräksiseen I-palkkiin. Palkin alapuolella oli allas, jossa paloi kerosiini. Koe osoitti vesisuihkun jäähdyttävän palkin lämpötilaan, joka oli noin 50-60 % matalampi kuin ennen jäähdytystä. Tämä lämpötila saavutettiin 5-15 sekunnissa. Vesisuihkun leventäminen ja virtausnopeuden kasvattaminen nopeuttivat jäähtymistä.
Vesisuihkulle kehitettiin FDS-pohjainen numeerinen malli, jonka parametrit kalibroitiin kokeellisesti mittaamalla vesisuihkusta eri etäisyyksillä oleviin ämpäreihin kertyvää vesimäärää. Palkin FEM-malli ja vesisuihkun FDS-mallin yhteen kytkennän oikeellisuus varmistettiin vertaamalla simuloinnilla saatuja palkin adiabaattisia pintalämpötiloja sen jänteen keskeltä mittautuihin lämpötiloihin erojen vaihdellessa 8-30% välillä.
Yhdistetyllä CFD-FE laskennalla tarkasteltiin 31 m pitkän varastorakennuksen ristikkopalkin toimintaa jäähdytettäessä palkkia tulipalossa kolmella vesisuihkulla 9 metrin pituudelta palkin jänteen keskeltä. Vähintään 60 s vesisuihku tarvittiin laskemaan keskialueen lämpötila tasolle 100 oC. Sekä jäähdytetyn että jäähdyttämättömän ristikkopalkin lujuustarkastelut osoittivat, että ristikkopalkkia rakennuksen pituussuunnassa tukevien rakenteiden toiminta on merkittävää paloturvallisuudelle, koska nämä sekundaarijäykisteet voivat rajoittaa ristikkopalkin poikittaissuuntaista taipumaa, jota jäähdyttäminen kasvatti.
Lopuksi tarkasteltiin kehitetyllä CFD-FE menettelyllä palon sammuttamisen vaikutuksia kuvitteelliseen yhdellä suurella aukolla varustettuun yksikerroksiseen varastorakennukseen. Sammutustoimenpide suoritettiin 600 tai 900 sekuntia palon alusta. Sammutuksen kestoaikaa ja vesisuihkujen lukumäärää vaihdeltiin tavoitteena jäähdyttää palon yläpuolella sijaitseva ristikkopalkki mahdollisimman nopeasti. Tuloksista pääteltiin teholtaan pienen sammutustoimenpiteen voivan kiihdyttää paloa, joten suuren palon suora sammutusyritys edellyttää varmuutta riittävien resurssien olemassaolosta. Tehokkaimmaksi sammutusmenetelmäksi todettiin kolmen vesisuihkun samanaikainen käyttö siten, että kaksi suihkuista kohdistui rakenteeseen ja yksi itse palolähteeseen.
Aalto-yliopiston ja Pelastusopiston yhteistyö todettiin hyväksi tavaksi edistää paloturvallisten rakennusten ja rakenteiden suunnittelua sekä sammutustaktiikoiden kehittämistä.