FI113076B - Liittorakenne - Google Patents

Description

1 113076

Liittorakenne Tämä keksintö koskee liittorakennetta, jossa ainakin olennaisena osana on 5 peruselementti, joka on valmistettu puusta. Myös muita liittorakenteen osia voidaan valmistaa puusta, mutta myös esimerkiksi metallista tai muusta sopivasta materiaalista.

Puun käyttö rakenne-elementtinä on paljolti ollut sahatavaran käyttöä ja/tai siitä 10 liimaamalla muodostettuja kertopuu- tai liimapuupalkkeja. Vaneri on lähes ainoa poikkeus pitkälle jalostetusta puun muodosta ja se soveltuu lujuutensa puolesta erinomaisesti lujuutta ja keveyttä vaativiin rakennetarkoituksiin.

Liittorakenteille on tyypillistä, että taivutusvastus saadaan aikaan siten, että 15 alimmaista ja ylimmäistä kerrosta pitää yhdessä ns. nolla-akselille sijoitettu tai sen ympäristöön sijoitettu uuma tai sitten muu kevyt rakenne, joka estää ainakin osittain puristuspuolen rakennetta nurjahtamasta.

Tämän hakijan aikaisempi patenttihakemus esittelee puuaaltolevyn ja sen käy-20 tön erityisesti rakennusten askeläänen vaimennukseen. Aallotettu puu soveltuu-kin yllättäen erittäin hyvin sellaisen liittorakenne-puuelementin valmistamiseen, • i ,·. : joka vielä edullisesti lämpöeristetään.

• · i « < · · · · • » \ : Koska ihmiset haluavat puupintaa näkyviin ja samalla rakenne halutaan sellai- *'·. 25 seksi, että rakenne vie sisätilaa mahdollisimman vähän, on nyt kehitetty raken- • · · “·; ne, jossa kaikki ominaisuudet saadaan sovitettua yhteen laattarakenteeseen.

• · · Tätä varioiden voidaan valmistaa rakennuksen alapohja, seinät ja yläpohja sekä kattorakenne.

• · · • · • · · 30 Keksinnön eräänä olennaisena ajatuksena on se, että vedolle tai taivutukselle .···. altis liittorakenteen osa liitetään yhteen puristusta vastaanottavan osan kanssa 11» . L siten, että liitosväli muodostuu aallotetuista ohuista puuosista, jotka ovat poikit- * · · täisessä asennossa ala- ja yläosalevyn välissä ja joiden aaltojen haijat voidaan * ♦ ♦ liimata yhteen, jolloin saadaan aikaan, kevyellä rakenteella, maksimaalinen 2 113076 nurjahdusvoiman vastaanottokyky. Edelleen poikittain ala- ja ylälevyn välissä olevien aaltolevyjen väliset tilat mahdollistavat helpon lämpöeristeen asentamisen sanottuun väliseen tilaan. Edelleen silloin kun suurta taivutuskapasiteettia tavoitellaan (kattorakenne), on edullista ja esteettistä liimata vetolevyn sisään, 5 puurakenteen alle, vetoa vastaanottava metallilevy , teräs- tai alumiinilevy tai lasikuitukerros tai vetoa vastaanottava polymeerikangas tai muu vetoa kestävä rakenne.

Edellä mainitut ja muut keksinnön hyvät puolet ja edut on aikaansaatu siten kuin 10 esitetään tunnusomaisiksi oheisissa patenttivaatimuksissa.

Keksinnön eräitä suoritusmuotoja kuvataan seuraavassa viittaamalla oheisiin patenttipiirustuksiin, joissa; 15 Kuvio 1 esittää keksinnön peruselementin rakennetta;

Kuvio 2 esittää keksinnön peruselementin käyttämistä kattorakenteen osana; Kuvio 3 esittää kuvion 2 rakennetta nähtynä toisesta suunnasta; ja 20 «

Kuviossa 4 esitetään keksinnön peruselementin käyttämistä osana lattiaraken- » · .'·· netta.

« - · · ·: Kuviossa 1 esitetään, kuinka keksinnön mukainen peruselementti muodostuu 25 levymäisistä osista 1 ja niiden välissä olevista ohutta puumateriaalia olevista • * aallotetuista osista 2 ja 3, jotka on liimattu toisiinsa toisiaan kohti olevien aaltojen harjoista. Samoin kohti levyjä 1 olevat aaltojen harjat on liimattu kiinni levyihin 1. Tämä rakenne, halutun levyisenä, on liimattu vielä kiinni kuviossa 1 paperin > · ‘suuntaisiin ylä- ja alalevyyn 5, jotka näkyvät esimerkiksi kuviossa 2. Liimakohtia *V*: 30 on yleisesti merkitty viitenumerolla 4. Levyjen 5 välinen tila on edullisesti täytetty ‘ : lämpöeristeellä.

» »»

Kuvioissa 2 ja 3 on esitetty eräs keksinnön suoritusmuoto, jossa peruselementti on liitetty pintapuristuslaattana toimivaan rakenteeseen 6-8 hyvin tuulettuvan 113076 3 kattorakenteen muodostamiseksi. Pintapuristuslaatta muodostuu kahdesta levy-osasta 6 ja 7 ja niiden välisestä aallotetusta osasta 8, jonka suunta on sellainen, että sallitaan ilman virtaus kattorakenteessa räystäältä kohti harjaa, jolloin taataan hyvin tuulettuva kattorakenne.

5

Kuvioista 2 ja 3 voidaan nähdä, kuinka peruselementin alapintaan on kiinnitetty vetolujuutta omaava levymäinen osa 9, jolloin tuloksena on erittäin kestävä, hyvin muodossaan pysyvä ja tilaa säästä kattorakenne. Pintapuristuslaatta 6-8 voidaan tehdä peruselementtiä pidemmäksi, jolloin se muodostaa sopivasti hyvin 10 lumikuorman kantavan räystäsrakenteen 10. Kattorakenne liittyy tavanomaisella tavalla seinärakenteeseen 11.

Kuviossa 4 esitetään eräs vaihtoehto lattiarakenteeksi. Peruselementti sijaitsee tässä suoritusmuodossa kahden muun elementin välissä. Itse asiassa lattiara-15 kenne voi muodostua hyvin jotakuinkin kattorakenteen kanssa identtisestä kokonaisrakenteesta, joka on nyt 180 asteen verran käännetyssä asemassa.

Erityisominaisuutena voidaan esittää se, että aallotettu osa 8 on erityisesti teräs- levyä tai vastaavaa ja että sen levyjen 6 ja 7 kanssa muodostamia kanavia 12 ja 20 13 käytetään lämmönvaihtimena niin, että toisessa kanavista, esim. 12, viedään . ilmaa rakennuksen sisältä ulos ja taas toisessa tuodaan raitista ilmaa sisäänpäin • ·« · • · % . niin, että ilmavirtojen välillä tapahtuu lämmönvaihtoa levyn 8 kautta. Kanavat 12 • · | ja 13 ovat luonnollisesti toisistaan eristettyjä ilmavirtojen pitämiseksi erillisinä.

> · ·, ; Levyn 7 alapuolella on edullisesti lämpöeriste.

* · *··! 25 li « ·1·. Yläpuolinen levyjen 6', 7' ja aallotetun väliosan 8' muodostama kokonaisuus on »· · 1 sijoitettu rakenteeseen esimerkiksi askeläänien poistamiseksi, mutta perusele-mentti voidaan varustaa sen sijaan esimerkiksi sopivalla pintamateriaalilla.

<« 1 , ·I·, 30 Samaa rakennetta varioiden voidaan siitä valmistaa koko rakennus. Lopulliset » · · , · ··, pinnoitteet sisäkattoon, seiniin ja lattian kulutusosaan voidaan liimata haluttaes- * i ,;, sa jo tehtaalla elementtiin kiinni.

* i i * · · » «

• » I

* · » > « 4 113076

Metallilevyä, jota käytetään ensisijaisesti vetoa vastaanottavana osana, voidaan edullisesi käyttää sisäpuolen paneeleiden takana myös lämmitysvastuksena, johon johdetaan, lämmön tuottamiseksi, alhainen sähköjännite.

5 Liimaustekniikka ja liimat ovat niin paljon kehittyneet viime aikoina, että puurakenteiden tai olennaisesti puu ja muun materiaalin yhdistäminen on tullut liimaamalla luotettavaksi ja lujaksi kiinnitystavaksi verrattuna naulaamiseen ja ruuvaa-miseen. Naulauksen ja ruuviliitoksen heikkous on siinä, että ne antavat rakenteeseen pistekuorman, liima jakaa kuormaa laajalle alueelle. Monet liimat ovat 10 nykyään myös pitkäaikaisesti kestäviä ja suojattavissa esimerkiksi homehtumista vastaan. Tästä syystä keksinnön mukaisesti käytetään nimenomaan liimaa eri rakenneosien kiinnitysmateriaalina.

Kattorakenne on eräs eniten lujuutta vaativa rakennuksen osa, jonka silti olisi 15 oltava samalla sisätilaa säästävä. Tämän keksinnön mukainen rakenne sopii tähän käyttöön sellaisena muunnoksena, jossa ylälevy on rakenteeltaan toinen liittorakenne, jossa välissä oleva aallotettu puulevy kulkee harjalta räystäälle, antaen samalla tuuletusraon ja lujan rakenteen. Erityisesti tämä sopii hyvin kattorakenteelle, joka luonnostaan on joko hyvin raskas (tiilet) tai vaikeasti tuulettu-20 va (peltikatto).

< · · Keksinnön mukaisessa rakenteessa käytettävät aallotetut puuosat voidaan vai- mistaa puulastusta, päreestä, ohuesta leikkeestä tai sorvatusta viilusta. Valmis- • tus on yksinkertaista ja nopeaa ja se voidaan tehdä periaatteessa kahdella eri » 25 tavalla; Toisella tavalla toimittaessa puuleike tai viilu aallotetaan kosteana ja ’ kuivataan muotoonsa tai liimataan kosteana elementin väliseiniin ja harjoista toisiinsa kiinni.

> t

• I

• · ’ ·; ·* Toisessa muodossa voidaan aallot valmistaa liimaamalla ne yhteen, jolloin ne » ♦ ‘ : 30 pitävät automaattisesti muotonsa ja liimaamalla ne sitten elementin väliseiniin ja : pohjaan ja kanteen. Ennen kannen kiinnittämistä voidaan elementti edullisesti täyttää lämpöeristeellä. Erittäin edullinen lämpöeristemateriaali on selluvilla.

:··: Polyuretaania voidaan myöskin käyttää, sekä myös kaikkea kaadettavaa pulveri- 5 113076 maista materiaalia, esimerkiksi puun kuorijauhetta, vermikuliittiä jne. Eristeen tyypillä ei ole käytännössä mitään rajoituksia.

Peruselementin muodostaminen liimaamalla vaatii, että ensiksi puhalletaan tai 5 muuten asennetaan lämpöeriste ja sitten puhdistetaan lämpöeristemateriaali pois liimattavilta pinnoilta.

Tämä saadaan keksinnön mukaan aikaan parhaiten painamalla ensiksi esim. ilmatyynyn avulla aaltolevyjen välissä olevaa eristemateriaalia hieman kasaan ja 10 kaapimalla sitten pinnat puhtaaksi terällä, jolloin samalla kalibroidaan kaikkien liimattavien pintojen vakio korkeus. Kaapiminen voidaan suorittaa höylän terän kaltaisella laitteella, joka on pyörivä ja varustettu lievällä ilman imulla. Sama voidaan saada aikaan pyörivällä hiovalla laitteella ja pois imetty puru ja lastu sekä sitä seuraava selluvilla voidaan käyttää uudelleen lämpöeristeenä.

15

Elementin sisään asennettavat aallotetut levy- tai viiluaihiot voidaan joko liimata erikseen muotoonsa tai ne voidaan taivuttaa paikalla taivutuslaitteen avulla ja liimata toisiinsa ja elementin ulkosyrjiin kiinni sekä poistaa liiman kovetuttua rakenteesta, jolloin haluttu aallotettu välitukilevyjen muoto jää pysyväksi.

20 *: Keksinnön mukainen kuvion 4 rakenne on sekä tukirakenne, levyelementti että lämmönvaihdin, kuten myös suoja radonkaasua vastaan rakennukselle. Samaa kuvion 4 rakennetta, varustettuna aallotetulla metallilämmönvaihtimella, voidaan ·: luonnollisesti käyttää myös kattorakenteen lämmönvaihtimena. Tuloilma voidaan · 25 joka toisesta kanavasta saattaa esilämmitettynä huoneeseen edullisesti lämpö-patterin kautta. Koska lämmönsiirtopinta on varsin suuri verrattuna tavanomaisten ilmastointikoneiden lämmönsiirtopintaan, saavutetaan rakenteella muiden :etujen lisäksi suuri lämmönsiirron hyötysuhde.

» I

* · » * * *·’*: 30 Lämmönsiirto-ominaisuuksia voidaan havainnollistaa esimerkiksi seuraavanlai- ^ * sella teoreettisella laskelmalla. Jos 100 m2 talossa käytetään tätä ratkaisua, on lämmönsiirto pinta-ala noin 70% talon pohjan pinta-alasta, riippuen luonnollises-':”ί ti aallon korkeudesta. Tehokas pinta-ala on, ottaen virtausolosuhteet huomioon, noin 60% edellisestä eli 60m2.

6 113076

Jos hitaalla ilman virtauksella käytetään lämmönsiirtokertoimena arvoa 25 W/m2 °C, saadaan lämmönsiirtotekijäksi 60 x 11 = 660 W/°C. Poistoilmaa tulee 20 °C lämpötilassa vastavirtaan kanavissa esim. 250 m3 x 3 kertaa/h = 750 m3/h :=> Q = 750 x 1,25 x 0,105 (20-5)/3600 = 4,1 kW / 660 W/°C = DT = 6,2 °C, josta 5 uudestaan iteroidaan uusi lämpömäärä, niin lämpötilaero on lopulta noin 5 °C, ja lämmönsiirron kokonaishyötysuhde noin 75%. Jos samaa rakennetta sovelletaan myös yläpohjaan ja lasketaan mukaan se lämpö, joka johtumisen kautta olisi poistunut rakenteesta, saadaan kokonaishyötysuhteeksi yli 90%.

10 Edellä kuvatuilla rakenteilla saadaan aikaan tehokas ja edullinen, kevyt mutta luja rakenne. Rakennetta voidaan muunnella monin tavoin pysyen silti keksinnöllisen ajatuksen ja oheisten patenttivaatimusten suojapiirissä.

• · · • · • · • » • ·

* M

• · 4 * · * ·

Claims (9)

1. Liittorakenne, joka muodostuu levymäisistä rakenneosista ja niitä sitovista aallotetuista rakenneosista, tunnettu siitä, että rakenne muodostuu perusele- 5 mentistä, jossa on levyosien (1) välissä olennaisen poikittaisia aaltomaisia puuviilu- tms. elementtejä (2, 3) ja peruselementtiin liitettynä ainakin yksi puristus- tai vetoluja lisäelementti (6-8, 9).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liittorakenne, tunnettu siitä, että perusele-10 mentin muodostaa kaksi toisiaan kohti olevista aallon harjoista yhteen liimattua aaltoelementtiä (2, 3), jotka on lisäksi liimattu kohti levyosia (1) olevien aaltojen harjoista kiinni mainittuihin levyihin (1), jolloin mainitun kokonaisuuden ylä-ja alasivulle on lisäksi kiinnitetty levyt (5).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liittorakenne, tunnettu siitä, että lisäelement ti muodostuu kahdesta levyosasta (6, 7) ja niiden väliin sijoitetusta aallotetusta levyosasta (8), joka on kiinnitetty levyosiin (6, 7) aaltojen harjoista liimaamalla.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liittorakenne, tunnettu siitä, että lisäelement-20 ti muodostuu suuren vetolujuuden omaavasta levyosasta (9), kuten teräslevystä. IM

\ 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liittorakenne, tunnettu siitä, että, kun sitä : ” käytetään kattorakenteena, se käsittää peruselementin ja sen yläpuolisen, pu- • · ristuslujan lisäelementin, joka muodostuu kahdesta levyosasta (6, 7) ja niiden * ’ · » · *···* 25 välisestä aallotetusta levyosasta (8), ja myös peruselementin alapuolisen, veto- * · '·*·* lujan lisäelementin, joka muodostuu teräslevystä (9). * * » » I t

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen liittorakenne, tunnettu siitä, että lisäosa (6, • * 7, 8) on ulottuvuudeltaan peruselementtiä suurempi muodostaakseen kattora- • ♦ 30 kenteeseen räystäsosan (10). • · ·.*·! 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liittorakenne, tunnettu siitä, että, kun sitä : '· käytetään lattiarakenteena, se käsittää peruselementin ja sen alapuolisen lisä- 113076 elementin, joka muodostuu kahdesta levyosasta (6, 7) ja niiden välisestä aallote-tusta levyosasta (8), jolloin ainakin alempi levyosista (7) ja aallotettu levyosa (8) ovat teräslevyä.

7 113076

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen liittorakenne, tunnettu siitä, että aallotettu levyosa (8) jakaa levyjen (6, 7) välin toisistaan eristettyihin kanaviin, jotka ovat lämmönsiirtoyhteydessä toistensa kanssa aallotetun levyosan (8) kautta käytettäväksi esimerkiksi lämmönsiirtimenä.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen liittorakenne, tunnettu siitä, että kaikki elementtien rakenneosien väliset liitokset on valmistettu liimaamalla. »» · * 1 · » * 1 · * · • · * · • · • · • · · • » 1 • · • · t I t • » I « t • · ( · · # 4 * « · • 1 · 1 · « · • · 9 113076