FI101557B - Lämpöeristetty hirsielementti - Google Patents

Description

101557 Lämpöeristetty hirsielementti

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen lämpö-eristetty hirsielementti.

5 Ennestään tunnetaan massiiviset yhdestä tai useammasta parrusta työstetyt hirret. Ongelmana tällaisten hirsien kohdalla on se, että vaatimukset hirsistä muodostetun seinän eristyskyvylle rakennemääräyksissä ovat tiukentumassa. Tämä merkitsee sitä, että läpimitaltaan yhä massiivisempia hirsiä vaaditaan käytettäväksi rakennustarkoituksiin. Seurauksena on auttamatta hirren dimensioiden kasvun myötä myös hirren 10 raaka-aine- ja valmistuskustannusten nousu.

Ennestään tunnetaan hirsielementti, johon kuuluu sivulaudat ja näiden väliin järjestetty vaahdotetusta polyuretaanista toteutettu eristeosa. Ongelmana on, että tällainen hirsielementti ei enää kosteusteknisesti toimi kuten oikea ja aito massiivisesta puusta työstetty hirsi eikä se myöskään vastaa lujuusominaisuuksiltaan massiivista hirttä. 15 Kyseessä on rakennuselementti, jolla ulkonäöllisesti pyritään jäljittelemään hirttä.

Keksinnön tarkoituksena on tuoda julki uusi hirsielementti, jossa hirren lämmöneris-tyskykyä parannetaan uudella tavalla ja näin vältetään hirren läpimitan voimakas kasvattaminen ja hirsi kuitenkin vastaa ominaisuuksiltaan massiivista hirttä.

Keksinnön mukaiselle lämpöeristetylle hirsielementille on tunnusomaista se, mitä 20 on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaiseen hir-sielementtiin kuuluu massiivinen hirsi tai sen kaltainen olennaisesti puumateriaalia oleva osa. Keksinnön mukaisesti hirsielementtiin kuuluu lisäosana pitkänomainen eristelevy, jonka leveys vastaa olennaisesti hirren leveyttä ja joka on kiinnitetty hirren sivulle sen kanssa kohdakkain pituussuuntaan, ja johon eristelevyyn kuuluu 25 puulevy, kuten lauta, tai vastaava puukerros ja tähän liitetty olennaisesti puukuituinen eristeosa, joka puulevy muodostaa eristelevyn ja samalla hir-sielementin ulospäin suunnatun pintaosan.

Keksinnön etuna on, että eristelevyn avulla tavanomaisen hirren tai sen kaltaisen olennaisesti puumateriaalia olevan rakenneosan lämmöneristyskykyä voidaan te-30 hokkaasti parantaa ilman, että hirsielementin vaakasuuntainen dimensio ja samalla hirsiseinän läpimitta merkittävästi kasvaa. Esimerkiksi 50 mm:n paksuinen eriste-levy, johon kuuluu 30 mm:n puukuitueristeosa, vastaa lämmöneristysominaisuuk-siltaan noin 110 mm:n paksuista puukerrosta. Kun tällainen eristyslevy asennetaan 2 101557 esim. 140 mmm paksuisen massiivisen höylähirren kylkeen, tulokseksi saadaan hirsielementti, jonka kokonaispaksuus on 190 mm, mutta joka lämmöneristysky-vyltään vastaa höylähirttä, jonka läpimitta on noin 250 mm.

Keksinnön etuna on myös, että hirsielementeistä rakennetun seinän tai vastaavan 5 rakenne, ulkonäkö ja kosteustekniset ominaisuudet vastaavat kaikin puolin massiivisesta puuraaka-aineesta työstettyä hirttä.

Edelleen keksinnön etuna on, että hirsielementin avulla hirren käyttömahdollisuuksia rakentamisessa voidaan laajentaa, koska tällaisen hirsielementin eristysky-ky saadaan huomattavan hyväksi.

10 Edelleen keksinnön etuna on, että eristelevy voidaan pinnoittaa sopivasti valmiiksi jo valmistusvaiheessa tehtaalla tai ennen asennusta, jolloin mm. hirsirakennuksen ulkoseinä saadaan eristelevyjen avulla ulkonäöltään ja suojaukseltaan täysin valmiiksi. Lisäksi etuna on, että eristelevy n puulevyn ulkopinta voidaan valmistusvaiheessa esim. lämpökäsitellä ja/tai kyllästää sen lahonesto- ja lämmöneristä-15 vyysominaisuuksien parantamiseksi. Eristelevyjen avulla saadaan näin siis valmis ulkopinta rakennukseen.

Edelleen keksinnön etuna on, että eristelevyn puulevyn reunojen ruoteet ja urat sulkevat seinäpinnan suhteellisen tiiviiksi kokonaisuudeksi, jolloin rakenteeseen ei pääse helposti vettä eristelevyn ja erityisesti puulevyn saumojen kautta.

20 Edelleen keksinnön etuna on, että ruoteella ja urilla varustettujen eristelevyjen uriin voidaan sovittaa tiivistenauhat, joiden ansiosta veden tunkeutuminen rakenteisiin eristelevyjen saumojen kautta on entistä tehokkaammin estetty.

Seuraavassa keksintöä ja muita sen etuja selostetaan oheisten piirustusten avulla, joissa 25 kuvio 1 esittää seinärakennetta, jossa on sovellettu keksinnön mukaista hirsiele-menttiä; kuvio 2 esittää erästä toista seinärakennetta, jossa on sovellettu toista keksinnön mukaista hirsielementtiä; kuvio 3 esittää erästä hirsielementin eristelevyä; ja 30 kuvio 4 esittää havainnollisesti osaa kahdesta toisiinsa päällekkäin liitetystä hirsi-elementistä, joiden yhteydessä on käytetty tiivistenauhaa.

3 101557

Kuviossa 1 on esitetty eräs keksinnön mukainen hirsielementti 1. Hirsielementtiin 1 kuuluu massiivinen hirsiosa tai hirsi 2 tai sen kaltainen olennaisesti puumateriaalia oleva rakenneosa ja lisäosana pitkänomainen eristelevy 3. Hirsielementin 1 hirsiosa 2 on edullisimmin massiivista puuainesta ja se on muotoiltu vastaavanlais-5 ten erillisten massiivisten hirsien tavoin.

Eristelevyn 3 leveys e vastaa olennaisesti hirren 2 korkeutta h. Eristelevy 3 on kiinnitetty hirren 2 sivulle sen kanssa samansuuntaisesti kohdakkain. Tällöin hirsi 2 ja eristelevy 3 muodostavat yhdessä hirsielementin 1, jonka paksuus p on hirren 2 paksuuden ph ja eristelevyn 3 paksuuden pe summa ja korkeus hirren 2 korkeus h = 10 eristelevyn 3 leveys e. Eristelevy 3 on kiinnitetty hirteen 2 edullisimmin puuruuvein tai -tapein 6.

Eristelevy 3 on muodostettu verhouslevystä ja eristeosasta. Verhouslevy on toteutettu puulevyn 4, kuten laudan tai vastaavan puukerroksen, avulla. Verhouslevyyn eli puulevyyn 4 on yhdistetty olennaisesti puukuituinen eristeosa 5. Eristeosa 5 on 15 toteutettu puukuidusta, kuten ohuista puulastuista, ja sopivasta liima-aineesta, kuten jostain alalla sinänsä tunnetusta ja yleisessä käytössä olevasta puuliimasta. Eristeosan 5 puukuidut, kuten puulastut, on sekoitettu tasa-aineiseksi ilmavaksi seokseksi yhdessä liima-aineen kanssa ja näin muodostettu levymäiseksi eristeeksi, joka on tämän jälkeen liimattu puulevyyn 4 eristelevyn 3 toteuttamiseksi.

20 Puulevy 4 on edullisimmin valmistettu samasta puumateriaalista kuin hirsi 2. Lisäksi puulevy 4 on muotoiltu ulkopinnaltaan 4a hirren 2 kylkeä 2a, 2b vastaavaksi. Tällöin puulevyn 4 ulkosivu 4c voi olla suora höylätty pinta, kuten kuviossa 1, ja puulevyn 4 pitkät sivut 4a, 4b voidaan varustaa viisteillä 4d, 4e. Tällöin puulevyn 4 ulospäin näkyvä pinta on samanlainen kuin hirren 2, tässä sovelluksessa 25 höylähirren, kylki 2a, 2b.

Vaihtoehtoisesti puulevyn 4 ulkopinta voi olla pyöreä pinta 4c' (katkoviivalla esitetty kuviossa 1) silloin, kun eristelevy 3 on kiinnitetty pyöröhirren 2’ kylkeen (myös katkoviivoin kuviossa 1). Tällöin pyöröhirren 2' toinen kylki 2b on työstetty suoraksi pinnaksi eristelevyn 3 kiinnittämistä varten. On huomattava, että eristelevyn 3 30 eristeosaan 5 voidaan vaihtoehtoisesti järjestää sopiva kovera kouru, johon pyöröhirren kylki on sovitettavissa ilman pinnan työstämistä.

Keksinnön mukaiset hirsielementit on tarkoitettu etupäässä hirsirakennusten rakentamiseen. Tällöin hirsielementit sovitetaan päällekkäin seinien tai vastaavien muodostamiseksi, kuten esim. kuviossa 2 on esitetty.

4 101557

Eristelevyn 3 pitkiin sivuihin 3a, 3b ja erityisesti puulevyn 4 pitkiin sivuihin 4a, 4b on järjestetty ruoteet 7 ja urat 8. Päällekkäisiin hirsielementteihin 1 kuuluvat urat 8 ja ruoteet 7 on tällöin sovitettu toisiinsa. Näin päällekkäiset hirsielementit muodostavat eristelevyn 3 ulkopinnalle tiiviin puukerroksen, joka ei helposti päästä sade-5 vettä lävitseen. Lisäksi samankaltaiset ruoteet ja urat voidaan jäljestää eristeosaa 5 pitkiin sivuihin.

Tiiviyden parantamiseksi kunkin eristelevyn 3 uraan 8 voidaan lisäksi sovittaa tiivis-tenauha 9, kuten kuviossa 4 on havainnollisesti esitetty. Tiivistenauha 4 on poikkileikkaukseltaan esim. pyöreä, jolloin se on helppo asentaa uraan 8 ja se tiivistää 10 ruoteen 7 ja uran 8 välisen liitoksen uran 8 pohjalta luotettavasti ja tehokkaasti. Tällaisessa tapauksessa ruoteen 7 ja uran 8 välisestä liitoksesta ei nestemäinen vesi pääse tunkeutumaan hirsielementtiin 1 eikä niistä muodostettuun seinärakenteeseen.

Kuviossa 2 on esitetty toinen keksinnön mukainen hirsielementti 10. Tähän hirsi-15 elementtiin 10 kuuluu myös hirsi tai hirsiosa 11 tai vastaava ja eristelevy 12. Hirsi 11 on muodostettu kahdesta (tai useammasta) päällekkäin liimatusta puuosasta 111» 112, joiden välillä on siis vaaka- ja pituussuuntainen sauma 11^. Eristelevyyn 12 kuuluu puulevy 13 ja puukuituinen eristeosa 14. Puulevy 13 on muodostettu tässä sovelluksessa kahdesta puuosasta 131, 13^. Nämä puuosat 131, 13^ ovat pit- 20 kittäisiä hirren ja eristelevyn 12 pituussuuntaisia ja toisiinsa yhteen liimattuja osia, joiden väliin muodostuu vaaka-ja pituussuuntainen sauma 13^. Hirsielementin 10 hirren 11 vaakasauma 11^ ja puulevyn 13 vaakasauma 13^ järjestetään edullisesti samaan vaakatasoon, jolloin hirsielementti 10 näyttää molemmilta kyljiltään 10a, 10b samanlaiselta ja tällöin myös hirsielementeistä 10 muodostettu seinä on mo-25 lemmin puolin edullisesti samanlainen. Mainittuja vaakasaumoja 11^, 13^ voi olla useita, mikäli hirsi 11 ja vastaavasti puulevy 13 on muodostettu useista toisiinsa liimatuista ja vaakasaumoilla yhteen liitetyistä osista. Hirsielementin 10 eristelevyn 12 puulevy 13 on varustettu moteilla 15 ja urilla 16 samalla tavalla kuin kuvion 1 sovellusesimerkin hirsielementti 1. Kuvion 1 ja kuvion 2 sovellusesimerkit vastaa-30 vat näin ollen likipitäen toisiaan.

Kuviossa 3 on esitetty eräs keksinnön mukaisen hirsielementin eristelevy 17. Tähän eristelevyyn 17 kuuluu puulevy 18 ja tähän kiinnitetty, edullisimmin liimattu, eristeosa 19. Puulevy 18 on muodostettu laudasta tai vastaavasta puukerroksesta, jonka pitkittäiset sivut 18a, 18b on varustettu edullisimmin ruoteella 35 20 ja vastaavasti uralla 21. Puulevyn 18 pintaosa 18c on sopivasti pitkiltä sivuilta ja/tai muulta alueeltaan muotoiltu. Pintaosa 18c voi olla suora höylätty pinta ja 5 101557 puulevyn 18 pitkät sivut 18a, 18b voidaan varustaa viisteillä 18d, 18e. Tällöin puulevyn 18 pintaosa 18c muistuttaa paneelilautaa tai hirren kylkeä (vrt. kuviot 1 ja 2). Puulevy 18 voidaan myös muodostaa kahdesta tai useammasta pituussuuntaisesta osasta, joiden väliin jää tällöin useimmiten melko huomaamaton vaaka- ja 5 pituussuuntainen liitossauma 22. Puulevy 18 voidaan lisäksi varustaa eristeosan 19 puoleisesta pinnastaan pituussuuntaisilla urilla 23 puulevyn 18 halkeamisen estämiseksi.

Eristelevyn 17 eristeosa 19 on muodostettu samalla tavalla puukuituisesta eristemateriaalista kuin kuvioissa 1 ja 2 esitettyjen hirsielementtien 1,10 puukuituiset eriste-10 osat 5, 14.

Eristelevyn 17 ja vastaavasti hirsielementin 1, 10 puulevy 18; 4, 13 voidaan esikäsi-tellä monin eri tavoin joko ennen eristelevyn 17, 3, 12 muodostamista tai ennen hirsielementin tai eristelevyn käyttämistä rakennustarkoituksiin. Puulevy 18; 4, 13 on esim. lämpökäsiteltävissä siten, että sen lahonesto-ominaisuudet ja lämmöneris-15 tysominaisuudet parantuvat. Tällöin puulevy saatetaan uunissa korkeaan lämpötilaan, kuten 200 °C, määräajaksi, jolloin sen ominaisuuksia voidaan niin lahoneston kuin lämmöneristyskyvyn suhteen optimoida ja parantaa. Toisaalta puulevy voidaan kyllästää sopivilla kyllästysaineilla tai maalata. Tällöin eristelevy 17 tai vastaavasti hirsielementti 1, 10 on täysin valmis puulevyn puoleiselta pinnaltaan eikä sitä tarvit-20 se enää asentamisen jälkeen käsitellä.

On selvää, että hirsielementin 1, 10 paksuutta voidaan muuttaa tarpeen mukaan ja samoin hirren 2 ja eristelevyn 3 paksuuksien ph, e suhteita. Puulevyn 4 paksuus määräytyy lähinnä rakenteen tukevuuden perusteella, mutta yleensä se on luokkaa 20-30 mm.

25

Edellä keksintöä on selostettu lähinnä sen muutamaan edulliseen sovellusesimerkkiin viittaamalla, mutta on selvää, että monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä oheisten patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (9)

1. Lämpöeristetty hirsielementti (1; 10), johon kuuluu massiivinen hirsi (2; 11) tai sen kaltainen olennaisesti puumateriaalia oleva osa, tunnettu siitä, että hirsiele- 5 menttiin (1; 10) kuuluu lisäosana pitkänomainen eristelevy (3; 12), jonka leveys (e) vastaa olennaisesti hirren (2; 11) korkeutta ja joka on kiinnitetty hirren (2; 11) sivulle (2a) sen kanssa kohdakkain pituussuuntaan, ja johon eristelevyyn (3; 12) kuuluu puulevy (4; 13), kuten lauta, tai vastaava puukerros ja tähän liitetty olennaisesti puu-kuituinen eristeosa (5; 14), joka puulevy (4; 13) muodostaa eristelevyn (3; 12) ja 10 samalla hirsielementin ulospäinsuunnatun pintaosan.

2, Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämpöeristetty hirsielementti, tunnettu siitä, että eristelevy (3; 12) on kiinnitetty hirteen (2; 11) puuruuvein tai -tapein (6).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen lämpöeristetty hirsielementti, tunnettu siitä, että puulevy (4; 13) on valmistettu samasta puumateriaalista kuin hirsi (2; 11).

4. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen lämpöeristetty hirsielementti (1; 10), tunnettu siitä, että puulevyn (4; 13; 18) pitkät sivut (4a, 4b; 13a, 13b; 18a, 20 18b) on varustettu moteilla (7; 15; 20) ja urilla (8; 16; 21).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen lämpöeristetty hirsielementti, tunnettu siitä, että puulevy (4; 13; 18) on muotoiltu ulkopinnaltaan (4c; 13c; 18c) massiivisen hirren tai sen kaltaisen kylkeä (2b; 10b) vastaavaksi. 25

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen lämpöeristetty hirsielementti, tunnettu siitä, että puulevyn (4) uriin (8) on sovitettu tiivistenauha (9).

6 101557

7. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen lämpöeristetty hirsielementti, 30 tunnettu siitä, että puulevy (13) on useasta pitkittäisestä puuosasta (131, 13^) yhteenliimattu levy.

8. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen lämpöeristetty hirsielementti, tunnettu siitä, että eristeosa (5; 14; 19) on toteutettu puukuidusta, kuten ohuista 35 puulastuista, ja sopivasta liima-aineesta. 7 101557

9. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen lämpöeristetty hirsielementti, tunnettu siitä, että puulevy (4; 13; 18) on lämpökäsitelty veden kiehumispistettä korkeammassa lämpötilassa, edullisimmin noin 200 °C, sen ominaisuuksien, kuten lahonestokyvyn ja lämmöneristyskyvyn, parantamiseksi. 5