FI119779B - Seinäelementti - Google Patents

Description

SEINÄELEMENTTI

5 Tämän keksinnön kohteena on oheisen patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen seinäelementti.

Nykyisin hirsirakennusten seinät kootaan yksittäisistä hirsistä, rakennuspaikalla.

10 Nykyisen rakentamisen huonona puolena on se, että kokoaminen on hidasta.

Lisäksi yksittäisistä hirsistä koottu rakennus painuu kokoon, kun seinän vaakasuuntaiset saumat tiivistyvät. Painuminen aiheuttaa ovien ja ikkunoiden käyttö ongelmia, ovi tai ikkuna alkaa hangata käyntiaukkonsa reunoihin. Painumisen takia 15 mm. kiinteiden kalusteiden asennuksessa joudutaan käyttämään erikoisratkaisuja.

Keksinnön tavoitteena on seinäelementti, joka voidaan valmistaa tehdasolosuhteissa ja joista voidaan nopeasti koota ainakin osittain umpipuusta valmistetut rakennuksen seinät. Edelleen tavoitteena on painumaton hirsiseinä rakenne.

20

Julkaisussa US 3163890 A esitetään umpipuisista osista liimaamalla valmistettu seinäelementtirakenne, johon on joka toiseen kerrokseen muodostettu ilmarakoja. Joka toinen kerros muodostuu umpipuisesta laudasta, joka ulottuu ulkopinnasta sisäpintaan, muodostaen näin suoran kylmäsillan rakenteen läpi. Tällä ratkaisulla ei 25 saada parannettua lämmöneristysarvoa, johtuen juuri kylmäsillan määräävästä asemasta. Julkaisu EP 0069040 A2 esittää liimapuupalkin, jonka raaka-aineena käytetään tuppeen sahattua lautaa. Laudan luonnonpuupinta käännetään sisäänpäin, sahatun pinnan jäädessä ulkopinnalle. Kahden vastakkaisen luonnonpuupinnan väliin muodostuu poikkileikkausmuodoltaan ja ulkopintoihin nähden suunnaltaan 30 epäsymmetrinen ilmarako, myös tässä suoritusmuodossa joka toinen kerros on umpipuinen lauta. Julkaisussa esitetään eräs suoritusmuoto (fig. 4), jossa jokaiseen kerrokseen muodostuu epäsymmetrinen ilmarako luonnonpuupinnan ja kantikkaaksi sahatun laudan väliin. Päällekkäisten kerrosten kantikkaiksi sahattujen lautojen 2 limityksellä säädetään palkin leveyttä. Tämä limitys eli kontaktipinta muodostaa suoran kylmäsillan palkin ulkopintojen välille. Liimapuupalkin sisälle 5 muodostuneilla ilmaraoilla ei haeta lämmöneristävyyden parantamista, eikä se epäsymmetrisillä osilla olisi edes mahdollista.

Edellä olevat haitat saadaan poistettua ja edellä kerrotut tavoitteet saavutetaan keksinnönmukaisella seinäelementillä, jolle on tunnusomaista se, mitä on määritelty 10 patenttivaatimusten tunnusmerkkiosissa.

Keksinnön tärkeimpinä etuina on mm. se, että koko seinärakenteet valmistetaan tehdasolosuhteissa, tehdasolosuhteissa tapahtuva valmistus varmistaa seinäelementin hyvän laadun mm. kosteus on tasainen, jolloin seinäelementti ei vääntyile eikä 15 muutoinkaan liiku enää asennuksen jälkeen. Keksitty seinäelementti on ilmatiivis, painumaton ja luja rakenne, se on nopea asentaa. Keksittyyn seinäelementtiin voidaan työstää höyläämällä tai jyrsimällä erilaisia profiileja, esim. perinteiset v-urat höylähirrelle tai pyöröhirsi/ellipsiprofiili. Soveltuvien profiilien määrä on runsas. Elementin uiko- ja sisäpinnoilla voi olla erilaiset profiilit, vastakkaisilla puolilla 20 olevat profiiliurat voivat olla eri kohdissa (parempi lämmöneristysarvo). Sähkö- ym. putkitukset ja asennukset voidaan tehdä elementteihin tehtaalla kuin myös ikkunoiden ja ovien asennukset Pintakäsittelyt uiko-ja sisäpinnoille voidaan tehdä valmiiksi. Seinäelementin voi valmistaa liimaamalla kapeita puusoiroja toisiinsa kyljistään ja edelleen lappeestaan, tässä ratkaisussa elementtiin voidaan käyttää 25 kustannustehokkaasti erilaatuista puutavaraa uiko-, keski- ja sisäpinnoille. Tekniikka elementin valmistamiseen on yksinkertaista ja halpaa. Elementinvalmistuksessa syntyvä sahaus/höyläystuote voidaan käyttää esim. sisä-ja ulkoelementtien välissä lämmöneristeenä. Lyhyetkin soirot ja palikat voidaan käyttää hyödyksi sormijatkoksin. Nurkkaliitoksista saadaan tiiviitä ja lujia (elementit voidaan jopa 30 liimata nurkista toisiinsa). Pinta-asennukset (sähkö) jäävät pois (esim. pistorasian voi siististi upottaa kokonaan seinään). Seinärakenteesta voidaan tehdä edullisesti paksumpi (massiivisempi), jolloin lämmöneristysarvo (u-arvo) paranee. Kuistien, erkkereiden ja muiden kulmarakenteiden valmistaminen ja liittäminen on kätevää ja 3 nopeaa perinteisiin tapoihin verrattuna. Pystysuuntaista jäykkyyttä (nuqahdus) voidaan lisätä aukkoihin ja päätyihin liitettävillä vanerilevyillä (liimaus ja/tai 5 mekaaninen kiinnitys). Elementit voidaan asentaa erilaisille perustuksille suuren jäykkyyden ansiosta, esim. jousitetut terästolpat (maanjäristysalueilla). Pienehköt rungot voidaan siirtää kokonaisina kohteeseen maa-ja ilmakuljetuksin. Eri profiilien käyttö sisä- ja ulkopinnoilla mahdollistaa sään rasituksien minimoimisen esim. pyöröhirsiprofiilia käytettäessä. Seinäelementin rakenteessa voidaan uiko-ja 10 sisäpinnoille käyttää myös eri puulajeja (esim. ulkopintaan hyvin säänkestävää puulajia ja sisälle jalopuuta). Rakennuksen eri elementtien sisäpinta voi olla eri puulajia, joten koko rakennukseen ei enää tarvitse olla samaa puuta. Elementin rakenteesta voidaan jättää myös pystyliimasaumat pois, soirojen väliin jätetään 5 -25 mm ilmaraot, millä saadaan parannettua lämmöneristävyyttä, rakennetta 15 kevyemmäksi sekä vaakasuuntaiset sähköputkivedotkin voidaan tehdä jo liimausvaiheessa. On selvää, että keksityn seinäelementin käytöllä saadaan aikaan kokonaistaloudellista säästöä rakentamisessa.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti oheisiin kuvioihin viitaten.

20

Kuvio 1 esittää erästä keksinnön mukaista seinäelementtiä kohtisuoraan päästä katsottuna.

Kuvio 2 esittää erästä toista keksinnön mukaista seinäelementtiä kohtisuoraan päästä 25 katsottuna.

Kuvio 3 esittää erästä kolmatta keksinnön mukaista seinäelementtiä kohtisuoraan päästä katsottuna.

30 Kuvio 4 esittää erästä neljättä keksinnön mukaista seinäelementtiä kohtisuoraan päästä katsottuna.

Kuvio 5 esittää erästä viidettä keksinnön mukaista seinäelementtiä kohtisuoraan 4 päästä katsottuna.

5 Kuvio 6 esittää erästä kuudetta keksinnön mukaista seinäelementtiä kohtisuoraan päästä katsottuna.

Kuvio 7 esittää erästä seitsemättä keksinnön mukaista seinäelementtiä kohtisuoraan päästä katsottuna.

10

Kuvio 8 esittää erästä kahdeksatta keksinnön mukaista seinäelementtiä kohtisuoraan päästä katsottuna.

Kuvio 9 esittää kuvion 8 mukaista seinäelementtiä kohtisuoraan päältä katsottuna.

15

Kuvio 10 esittää erästä yhdeksättä keksinnön mukaista seinäelementtiä kohtisuoraan päästä katsottuna.

Kuvio 11 esittää kuvion 1 mukaista seinäelementtiä kohtisuoraan päästä katsottuna, 20 asennettuna kannattamaan rakennuksen kattorakenteita.

Kuvio 12 esittää kuvion 1 mukaista seinäelementtiä kohtisuoraan päästä katsottuna, asennettuna kannattamaan rakennuksen kattorakenteita.

25 Kuvio 13 esittää erästä kymmenettä keksinnön mukaista seinäelementtiä kohtisuoraan päästä katsottuna, asennettuna kannattamaan rakennuksen kattorakenteita.

Kuvio 14 esittää erästä keksinnön mukaista seinäelementtiä kohtisuoraan edestä 30 katsottuna.

Kuvio 15 esittää erästä keksinnön mukaisten seinäelementtien nurkkaliitosta kohtisuoraan päältä katsottuna.

5

Kuvioissa näkyvät keksityn seinäelementin seuraavat osat ja kohdat. Runko 1, jossa ulkopinta la, sisäpinta Ib, yläosa le, alaosa d, sisäosa le ja osa lx. Ulkopinnassa la 5 on ura laa. Sisäpinnassa Ib on ura lba. Sisäosassa le on sisämateriaali lea ja ilmaraot leb. Lämmöneriste 2. Tuulensuoja 3. Ilmaväli 4. Kiinnitin 5. Tuuletusväli 6. Ilmankiertoelin 7. Kiinnitysosa 8. Kattotuoli 9. Yläpalkki 10. Välipalkki 11. Alapalkki 12. Liimasauma 13. Poraus sähkörasialle 14. Sähköputki 15. Ikkuna-aukko 16. Poraus sähköputkelle 17. Lohenpyrstöura nurkkaliitokselle 18. Lohenpyrstöliitos 10 19. Irtosalvos 20. Jäykistekappale 21, jossa kiinnitin 21a. Välipohja 22. Lape 23.

Keksinnön ideana on valmistaa elementtirakenteisia hirsiseinäsoiroja/palkkeja toisiinsa liimaamalla (vrt. kantavissa rakenteissa käytetyt liimapuupalkit). Elementit valmistetaan tehdasolosuhteissa ja liitetään/asennetaan toisiinsa erilaisia 15 nurkkaliitostyyppejä, kuten kuviossa 15 on esitetty, käyttäen rakennustyömaalla.

Keksitty seinäelementti, puuseinäelementti voidaan valmistaa liimaamalla leveitä lautoja (soiroja, leveys n . 200 mm) toisiinsa lappeestaan kuten kuvioissa on esitetty, jolloin rakenne jää hengittäväksi vaakasuunnassa, koska siinä ei ole liimasaumoja.

20 Seinäelementin voi myös valmistaa liimaamalla kapeita puusoiroja toisiinsa kyljistään ja edelleen lappeestaan, kuten kuviossa 6 on esitetty.

Seinärakenne voidaan tehdä myös kahdesta erillisestä ( sisä-/ulkoelementistä) toisiinsa liitetystä elementistä kuten kuvioissa 8, 9, 10 ja 13 on esitetty.

25 Seinäelementtien rungot 1 voidaan liimata toisiinsa kiinnittimillä 5 esim. puutapeilla tai pystysuuntaisilla vanerisoiroilla, jotka jäykistävät rakennetta. Väliin jätetty ilmaväli 4 parantaa lämmöneristävyyttä (vrt. vanhat tiilikerrostalot: tiili, ilmarako, tiili, ilmarako, tiili). Väliin voidaan asentaa myös soveltuva lämmöneriste 2. Tässä rakenteessa eri puulajit voivat olla yksiaineisena elementissään, jos (kosteus) 30 eläminen on erilaista. Puuseinäelementin voi myös rakentaa perinteisen tolpparunkoisen rakenteen tapaan kuvio 10, jolloin sisäelementti on kantavarunko, lisäksi lämmöneriste 2, tuulensuoja 3, tuuletusväli 6 ja ohuempi ulkoelementti. Tässä rakenteessa elementin ylä-ja alaosa ei ole suljettu, ulkoelementin alaosassa Id on 6 ilmankiertoelimiä 7 esim. porauksia tai lovia ilmankierron mahdollistamiseksi. Elementit voidaan tehdä huoneen korkuisiksi kuvio 11 ts. kattotuolitasaan tai koko 5 ulkoseinän korkuisiksi kattolappeen tasaan kuvio 12, jolloin välipohja 22 ja lape 23 voivat olla palkkirakenteiset esim. kertopuusta.

Kaksoiselementissä kuvio 8 sekä 9 ja runkoelementissä kuvio 10 ulkoelementti voidaan tehdä korkeammaksi ts. kattolappeen tasaan kuvio 13, jolloin jäykistevaneria 10 (kiinnitin 5) voidaan käyttää kattotuolien/palkkien kiinnittämiseen. Talon päätykolmiot ja väliseinät voidaan myös valmistaa elementeistä. Päällekkäisten elementtien liitoskohdat työstetään käytettyyn profiiliin ja asennetaan paikalleen esim. puutappiliitoksin. Väliseinäelementit toimivat ulkoseinän nurjahdustukina pitkillä seinäosuuksilla. Nurjahdustukina voidaan käyttää myös tehtaalla liimaamalla 15 asennettavia irtosalvoksia 20 kuvio 15 uiko- ja sisäpuolelle.

Seinäelementin voi valmistaa myös sopivan korkuisista esivalmisteista, palkeista liimaamalla kuvioissa 14 ylä-10, väli- Ilja alapalkki 12. Tällä menetelmällä hallitaan tehokkaasti materiaalimenekki esim. päätykolmioita valmistettaessa.

20 Ikkunoiden aukot 16 saadaan katkaisemalla välipalkkiraina (välipalkki 10) sopivan mittaisiksi. Standardimitoista poikkeavat aukkokoot saadaan työstämällä ala- tai yläpalkkia sopiviin mittoihin. Nurkkaliitokset voidaan tehdä ns. pitkinä, esim. lohenpyrstöliitoksella tai lyhytnurkkaisina käyttäen erilaisia liitoskappaleita kuvio 15.

25 Puuseinäelementtiä voidaan käyttää normaaliin pientalorakentamiseen, loma-asuntorakentamiseen, rivi- ja pienkerrostaloihin. Tällä menetelmällä saavutetaan kappaletavarasta tehdyn hirsitalon ulkonäkö, painumaton, vankka ja tiivis rakenne em. monipuolisine ominaisuuksineen. Runkorakenne on niin vankka, ettei se sorru tai hajoa esim. maanjäristyksessä.

Keksityn seinäelementin runko 1 muodostuu vaakasuunnassa olevista yhteen liitetyistä osista lx, ja että runko 1 on täyspuuta ts. umpipuuta. Runko 1 on rakennuksen seinän korkuinen ja se seinän pituinen.

30 7

Seinäelementin ulkopinnassa la on ulkomuoto, joka muodostuu vaakasuuntaisista urista laa, jotka jäljittelevät vaakasuunnassa olevien hirsien muotoa, jolloin 5 ulkopinta 1 a näyttää hirsiseinältä. Seinäelementin sisäpinnassa Ib on sisämuoto, joka muodostuu vaakasuuntaisista urista lba, jotka jäljittelevät vaakasuunnassa olevien hirsien muotoa, jolloin ulkopinta la näyttää hirsiseinältä.

Seinäelementin rungon 1 sisäosan le sisämateriaali lea on eri puulajia kuin rungon 1 10 ulkopinta la.

Erään edullisen rakenne ratkaisun mukaan rungon 1 sisäosan le sisämateriaali lea on eri puulajia kuin rungon 1 sisäpinta Ib. Sisäosassa le voidaan käyttää huonompilaatuista puuta, koska sisäosa le ei näy valmiissa rakennuksessa. Rungon 15 sisäosassa 1 e on vaakasuuntaisia ilmarakoja leb, jotka ovat vähintään osan lx korkuisia ja edullisesti 5-25 mm:n levyisiä, jolloin ilmaraot leb toimivat lämmöneristeenä.

Seinäelementin rungon 1 ulkopinta la ja sisäpinta Ib ovat eripuulajeja, tällä 20 ratkaisulla voidaan parantaa taloudellisesti seinäelementin säänkestävyyttä ja ulkonäköä.

Seinäelementin rungot 1 ovat liitetty toisiinsa kiinnittimillä 5, joina voi olla em. vanerisoirot, puutapit yms. tunnetut liittämiselimet. Kiinnittimet 5 toimivat myös 2 5 seinäelementtirakenteen j äykistäj inä.

Keksityn seinäelementin kaikki osat voidaan valmistaa puutekniikasta tunnetuilla valmistusmenetelmillä j a koneilla.

30 Alan ammattimiehelle on selvää, ettei keksintö rajoitu vain edellä esiteltyihin vaihtoehtoihin, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia oheisten patenttivaatimusten määrittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (7)

1. Seinäelementti, käytettäväksi hirsirakennusten seinän osana, joka seinäelementti muodostuu rungosta (1), jossa on ulkopinta (la), sisäpinta (Ib), yläosa (le) ja alaosa (Id), ja runko (1) muodostuu kahdesta tai useammasta vaakasuunnassa olevista liimaamalla yhteen liitetyistä umpipuisista osista (lx), tunnettu siitä, että jokaisen kerroksen sisäosan (le) osien (lx) välissä on vähintään kaksi ilmarakoa (leb), ja että 10 vierekkäisten osien (lx) vastakkaiset pystysuuntaiset ilmaraon (leb) muodostavat pinnat ovat oleellisesti yhdensuuntaiset pintojen (la, Ib) kanssa, ja että päällekkäisten kerrosten vastakkaiset pintoihin (la, Ib) rajoittuvat osat (lx) ovat etäisyyden päässä toisistaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen seinäelementti, tunnettu siitä, että rungon si säosassa (le) on vaakasuuntaisia ilmarakoja (leb), jotka ovat vähintään osan (lx) korkuisia ja edullisesti 5-25 mm:n levyisiä.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen seinäelementti, tunnettu siitä, että runko (1) 20 on rakennuksen seinän korkuinen.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen seinäelementti, tunnettu siitä, että runko (1) on rakennuksen seinän pituinen.

5. Patenttivaatimuksen 1-4 mukainen seinäelementti, tunnettu siitä, että kaksi tai useampi runko (1) on liitetty toisiinsa rungon (1) korkuisin kiinnittimin (5).

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen seinäelementti, tunnettu siitä, että rungon (1) ulkopinta (la) ja sisäpinta (Ib) ovat eri puulajeja, ja että pinnat (la, Ib) ovat kiinni- 30 tetty sisäosaan (le) oleellisesti vaakasuuntaisilla liimasaumoilla.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen seinäelementti, tunnettu siitä, että rungot (1) ovat eri puulajia.