FI126281B - Nurkkaliitos - Google Patents

Description

NURKKALIITOS

TEKNIIKAN ALA

Keksintö kohdistuu nurkkaliitoksiin hirsirakennuksessa. Erityisesti keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty nurkkaliitosrakenne, jolla massiivinen nurkkahirsi voidaan yhdistää ohuempaan seinähirteen. Keksintö kohdistuu myös menetelmään eripaksuisten rakennushirsien liittämiseksi yhteen muodostaen mainitun nurkkaliitoksen.

KEKSINNÖN TAUSTAA

Hirsirakentamiselle on ominaista luontoystävällisyys ja energiatehokkuus. Hirsirakennukset on perinteisesti toteutettu käyttämällä nurkkasalvoksia, jotka ovat hirsien välisiä nurkkaliitoksia. Nurkkaliitosrakenne toteutetaan päällekkäin asetetuista hirsistä, joiden päät risteävät nurkassa. Perinteisten pitkänurkka- tai ristinurkkaratkaisujen, joissa hirren päät jatkuvat kulmasta ulos seinälinjan ulkopuolelle, suosio hirsirakentamisessa on yhä korkea kyseisten ratkaisujen perinteellisen ja komean ulkomuodon, sekä kestävyyden ja vääntymättömyyden vuoksi.

Yhä useammin kuitenkin halutaan saada rakennus näyttämään niin kuin se olisi tehty massiivihirsistä, vaikka itse taloratkaisu olisi toteutettu ohuemmista hirsistä tai laatoista. Tällainen ratkaisu on taloudellisesti kannattavampi ja mahdollistaa lisälämmöneristeiden asettamisen rakennuksen sisäpuolelle.

Suomalaisesta patenttijulkaisusta nro 104197 (Hautala) tunnetaan nurkkaliitos puurakennukseen, jonka avulla eristetty kaksoisseinä voidaan liittää massiiviseen ulkonurkkaan. Kyseiset ulkonurkat on valmistettu erillisistä ristikkäin järjestetyistä nurkkaelementeistä ja ne lukitsevat sisäseinät kiinni loveusjärjestelyn avulla. Ratkaisu on mitoitettu eristettyjen kaksoisseinien yhdistämiseksi, joten se ei ole sovelleltavissa silloin kun rakennus halutaan eristää jollakin muulla tavalla, esimerkiksi lisäeristerungolla.

Suomalaisessa patenttijulkaisussa nro 60900 (Mårtenson) esitetään talorakenneratkaisu, jonka mukaan ohuemmista puulaatoista tehty talo saadaan ulospäin näyttämään sitä, että se olisi valmistettu seinäpaksuisista massiivihirsistä. Ratkaisun mukaan, paksummat hirsinurkat saadaan veistetyksi siten, että ne muodostavat liitoksen nurkkapylvääseen, josta pylväästä vastapäiseen hirsinurkkaan liitetään ohuemmat puulaatat, joiden välissä sijaitsee eristekerros. Ratkaisu ei ole toteuttavissa ilman nurkkapylvästä.

Yhdysvaltalaisesta patenttijulkaisusta nro 4,503,647 (Post) tunnetaan nurkkaliitosratkaisu ohuempien seinälaattojen yhdistämiseksi paksumpiin nurkkaelementteihin. Ko. nurkkaelementit muodostuvat erillisistä risteävistä kulmaelementeistä. Seinälaattojen kiinnitys nurkkaelementteihin tapahtuu nurkkaelementin sisäpuolella olevaa uurrettua reunaa pitkin, joten itse seinälaatat eivät risteydy. Mainittu nurkkakokoonpano vahvistetaan esimerkiksi teräslangalla, koska ilman vahvistusta se saattaa olla epästabiili ja heikko. Ratkaisun mukainen nurkkakiinnitys on monimutkainen ja vaatii sekä nurkka- että seinähirsien erikoismitoitusta. Mainitun nurkkaliitosratkaisun käyttö esimerkiksi omakotitaloissa on silti kyseenalainen riittämättömän jäykkyyden takia.

Tunnettujen ratkaisujen ongelmana on mainittu monimutkaisuus aiheuttaen lisäkustannuksia nurkka- ja seinäosien valmistamiseksi, kuten esimerkiksi julkaisuissa FI 104197 ja US 4,503,657 esitetyt ratkaisut. Julkaisujen FI 104197 ja FI 60900 mukaisten ratkaisujen puutteena on taas se, että ko. ratkaisut eivät tue yksittäisseinärakennetta, tehden eristettyjen kaksoisseinien käytön välttämättömäksi.

Perinteisen hirsitalon rakentamiseksi ohuemmista seinälaatoista ja saattamiseksi ko. hirsitalo näyttämään tehdyksi massiivihirsistä tarvitaan edelleen helppo, toimiva ja edullinen ratkaisu nurkkaliitokseksi, jonka avulla paksummat hirsipalkit voidaan yhdistää ohuimpiin laattoihin. On edelleen toivottavaa, että kyseinen nurkkaliitos olisi jäykkä ja kestävä myös ilman rautakiinnikkeitä.

KEKSINNÖN YHTEENVETO

Esillä olevan keksinnön tavoite on ratkaista edellä mainitut ongelmat, jotka liittyvät tukevan hirsirakennuksen rakentamiseen ohuemmista seinälaatoista säilyttäen perinteiset massiivinurkat.

Keksinnön tavoitteena on siten aikaansaada nurkkaliitos hirsirakennukseen, joka nurkkaliitos on jäykkä, kestävä ja yksinkertainen valmistaa. Keksinnön toisena tavoitteena on aikaansaada menetelmä eripaksuisten rakennushirsien liittämiseksi yhteen muodostaen kyseisen nurkkaliitoksen. Keksinnön tavoitteet saavutetaan itsenäisten patenttivaatimusten mukaisilla piirteillä.

Keksinnön mukaiselle nurkkaliitokselle on tunnusomaista se, mitä on esitetty itsenäisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaiselle nurkkaliitokselle on pääasiassa tunnusomaista se, että kyseinen nurkkaliitos muodostuu päällekkäin ladotuista, rakennuksen nurkassa risteävistä, ohuemmista seinäelementeistä sekä massiivisista nurkkaelementeistä, jossa kukin nurkkaelementti on järjestetty yhdistämään kaksi päällekkäin ladottua, rakennuksen nurkassa risteävää seinäelementtiä lukitusvälineiden avulla; kyseisten nurkkaelementtien paksuus on keksinnön mukaan vähintään puolitoista kertaa suurempi vastaavien seinäelementtien paksuuteen nähden.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty itsenäisen patenttivaatimuksen 9 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön erilaisia edullisia suoritusmuotoja on myös esitelty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Erään suoritusmuodon mukaisen nurkkaliitoksen kukin nurkkaelementti on järjestetty samansuuntaisen seinäelementin jatkeena, joten yhden nurkkaelementin ja yhden seinäelementin yhdistelmä muodostaa jatkuvan yhdistelmärakenteen rakennuksen seinälinjan mukaisesti. On edullista, että seinäelementtiin/-elementteihin liitetty nurkkaelementti ulottuu rakennuslinjan ulkopuolelle muodostaen ns. pitkän nurkan.

Erään suoritusmuodon mukaisen nurkkaliitoksen kukin nurkkaelementti ja kukin seinäelementti edullisesti käsittää lukitusvälineet, kuten ulkonema ja kolo siten, että kummankin nurkkaelementin kolo on järjestetty yhteensopivaksi samantasoisessa ja samansuuntaisessa seinäelementissä olevan ulkoneman kanssa, ja että kummankin nurkkaelementin ulkonema on järjestetty yhteensopivaksi risteävässä, päällekkäisessä seinäelementissä olevan kolon kanssa.

Erään suoritusmuodon mukaisen nurkkaliitoksen kummankin nurkkaelementin kolo ja ulkonema on järjestetty ko. nurkkaelementin rakennuksen sisäpuolelle kohdistuvalle pinnalle; ja jossa kummankin seinäelementin kolo ja ulkonema on järjestetty ko. seinäelementin rakennuksen ulkopuolelle kohdistuville pinnoille siten, että ulkonema sijaitsee ko. seinäelementin päässä, ja kolo sijaitsee ko. seinäelementin rakennuksen ulospäin kohdistuvassa sivussa.

Erään suoritusmuodon mukaisen nurkkaliitoksen kukin seinäelementti on mitoitettu muodostamaan peilikuvan risteävästä seinäelementistä pitkittäisleikkaussuunnassa, ja kukin yllä mainittuihin seinäelementteihin liitettävä nurkkaelementti on mitoitettu muodostamaan peilikuvan risteävään seinäelementtiin liitettävästä nurkkaelementistä pitkittäisleikkaussuunnassa.

Erään suoritusmuodon mukaisen nurkkaliitoksen kukin nurkkaelementti käsittää kyseisen nurkkaelementin rakennuksen sisätilaa kohti kohdistuvalta pinnalta leikatun kolon siten, että kyseinen kolo kulkee poikittaisleikkaussuunnassa suurinta osaa nurkkaelementtiä lävitse, päättyen lähelle sen yläpintaa ja muodostaen umpipäädyn.

Erään tosien suoritusmuodon mukaisen nurkkaliitoksen kukin nurkkaelementin kolo kulkee poikittaisleikkaussuunnassa kokonaisen nurkkaelementin lävitse, läpäisten sen ylä- ja alapinnat.

Eri suoritusmuotojen mukainen nurkkaliitos tarjoaa useita etuja. Ensinnäkin keksinnön mukaisella nurkkaliitoksella ohuempi seinähirsi voidaan liittää paksumpaan nurkkahirteen, joten hirsinurkkaan saadaan tällä ratkaisuilla tuplaliitos ja hirsisalvoksesta tulee tiivis, jäykkä ja mittatarkka. Näin ollen, erässä hirsiseinässä oleva hirsi voidaan sitoa ala- tai yläpuoliseen risteävän seinän hirteen ja hirsinurkkaan, jolloin hirsirakenteesta tulee erittäin jäykkä ja stabiili. Keksinnön mukainen nurkkaliitos tuottaa täten jäykkyyttä ja kestävyyttä hirsisalvokseen, koska kyseisessä salvoksessa risteävät osat ovat juuri seinähirret, kunhan erässä tekniikan tason ratkaisussa risteävät osat ovat nurkkapalkit. Jäykkä nurkkarakenne helpottaa ja nopeuttaa lisäeristerungon asentamista rakennuksen sisäpuolelle. Keksinnön mukainen ratkaisu tarjoa mahdollisuuden hirsitalon rakentamiseksi ohuemmista seinähirsistä siten, että ulospäin seinärakenne näyttää tehdyksi massiivisesta hirrestä. Hirsitalon sisäpuolelle voidaan siten asentaa yleinen runkorakenne ja/tai lisäeristekerros (ns. LES-rakenne). Mainittuja lisäeristeitä ja/tai lisäeristerunkoja voidaan valita rakennusmääräyksien ja/tai rakentajan/asiakkaan tarpeiden mukaan.

Lisäksi keksinnön mukainen ratkaisu tukee energiatehokasta rakentamista. On edullisempaa rakentaa seinärakenne ohuemmalla hirrellä, jolle lisätään mainittu yleinen lisäeristerunko ja/tai lisäeristekerros (LES-rakenne), ja massiivisella hirsinurkalla kuin pelkällä massiivisella hirrellä. Keksinnön mukaisella ratkaisulla saadaan aikaan erittäin tiivis ja stabiili seinä- ja nurkkarakenne ilman lisäkiinnikkeitä ja/tai nurkkapilaria. Keksinnön mukainen nurkkaliitos mahdollistaa erittäin energiatehokkaan seinärakenteen yhdessä lisäeristerungon kanssa ja se vastaa hyvin kiristyviin lämmöneristys- ja tiiveysvaatimuksiin.

Mainittu nurkkaliitos on toteutettu useammassa nurkka- ja seinäosassa, jotka osat on yksinkertaisia valmistaa, esimerkiksi koneistamalla, joten kyseisen nurkkaliitoksen valmistuskustannukset voivat olla suhteellisen matalat. Kyseisten nurkka- ja seinäosien kiinnitys toisiinsa ei vaadi rautakiinnikkeitä eikä myöskään monimutkaista loveusjärjestelyä.

Keksinnön mukainen nurkkaliitosrakenne on sovellettavissa puurakentamiseen, erityisesti hirsirakentamiseen. Kyseinen nurkkaliitos soveltuu erityisen hyvin pientalon, kuten esimerkiksi omakotitalon tai vapaa-ajanasunnon rakentamiseksi.

KUVIEN LYHYT KUVAUS

Seuraavassa selostetaan tarkemmin keksinnön edullisia suoritusmuotoja viitaten oheisiin kuviin, joissa kuvio la esittää kaavamaisesti esillä olevan keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisen nurkkaliitoksen 10 päältäpäin katsottuna, kuvio Ib esittää yllä mainitun nurkkaliitoksen 10 eräät yhdistelmäosat, jossa (ii), (iv) - päältäpäin katsottuna ja (i), (iii) - sivustapäin katsottuna; plusmerkki osoittaa rakennuksen sisäpuolta; miinusmerkki osoittaa rakennuksen ulkopuolta, kuvio le esittää edullisen suoritusmuodon mukaisen nurkkaliitoksen 10 erilliset osiot, jossa (ii), (iv) - päältäpäin katsottuna ja (i), (iii) - sivustapäin katsottuna; plusmerkki osoittaa rakennuksen sisäpuolta; miinusmerkki osoittaa rakennuksen ulkopuolta, kuvio 2a esittää edullisen suoritusmuodon mukaisen nurkkaliitoksen 10 koottuna, kuvio 2b esittää kuvion 2a mukaisen nurkkaliitoksen 10, ko. liitoksen osiot erotettuna toisistaan, kuviot 2c ja 2d esittävät kuvioiden 2a, 2b mukaisen nurkkaliitoksen 10 kokoamista, vinosti päältäpäin (kuvio 2c) ja päältäpäin (kuvio 2d) katsottuna, kuvio 3a esittää kaavamaisesti esillä olevan keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaisen nurkkaliitoksen 10 päältäpäin katsottuna, kuvio 3b esittää kuvion 3a mukaisen nurkkaliitoksen 10 eräät yhdistelmäosat, jossa (ii), (iv) - päältäpäin katsottuna ja (i), (iii) - sivustapäin katsottuna; plusmerkki osoittaa rakennuksen sisäpuolta; miinusmerkki osoittaa rakennuksen ulkopuolta, kuvio 4a esittää esillä olevan keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaisen nurkkaliitoksen 10 koottuna, kuvio 4b esittää kuvion 4a mukaisen nurkkaliitoksen 10, ko. liitoksen osiot erotettuna toisistaan, kuvio 4c esittää erään toisen suoritusmuodon mukaisen nurkkaliitoksen 10 kokoamista, vinosti päältäpäin katsottuna, kuviot 5a ja 5b esittävät eri suoritusmuotojen mukaisten nurkkaliitosten 10 nurkkaelementtejä päältäpäin (ylempi rivi) ja vinosti päältäpäin (alempi rivi) katsottuna.

KUVIEN TARKEMPI KUVAUS

Esillä olevan keksinnön mukaisen nurkkaliitoksen osien numerointi on sama kaikissa tässä dokumentissa esitetyissä kuvioissa ja vastaa seuraavia viittauksia: 10 - nurkkaliitos; 1- 1, 1-2 - nurkkaelementit; 2- 1, 2-2 - seinäelementit; 1, 2 - nurkka-ja seinäelementtipari/yhdistelmärakenne; 3, 4, 5 - tiiviste- ja/tai apulukitusvälineet; 31,3 la, 32, 41, 42 - lukitusvälineet, joista: 31,31a- nurkkaelementin kolo; 41- nurkkaelementin ulkonema; 32 - seinäelementin kolo; 42 - seinäelementin ulkonema.

Kuviossa la on esitetty kaavamaisesti edullisen suoritusmuodon mukainen nurkkaliitos 10 päältä nähtynä. Kyseinen nurkkaliitos 10 muodostuu päällekkäin ladotuista, rakennuksen nurkassa risteävistä seinäelementeistä 2-1 ja 2-2, sekä nurkkaelementeistä 1-1 ja 1-2.

Koska nurkkaliitos 10 muodostuu useammasta osasta, kyseiselle nurkkaliitokselle 10 sovelletaan myös määritettä ”nurkkaliitoskokoonpano”. Määritteitä ”nurkkaliitos” ja ”nurkkaliitoskokoonpano” käytetään tässä dokumentissa synonyymeinä.

Nurkkaliitos 10 on edullisesti sovellettavissa puurakentamiseen, erityisesti hirsirakentamiseen. Edullisessa suoritusmuodossa nurkkaelementit 1-1, 1-2 muodostuvat massiivihirsistä paksuudeltaan 120 - 300 mm, ja seinäelementit 2-1, 2-2 muodostuvat ohuemmista hirsistä paksuudeltaan 45 - 180 mm. Mainittu seinähirsi voi olla ohuempi lamellihirsi tai höylähirsi, kunhan nurkkahirreksi voidaan käyttää massiivisia tukkipölkkyjä. Nurkkaelementin ulkona oleva vapaa pää voi kuitenkin olla paksuudeltaan mitä tahansa sen mukaan, kuinka massiivinen ulkonäkö halutaan. Keksinnön mukaisesti nurkkaelementtien 1-1, 1-2 paksuus on vähintään puolitoista kertaa suurempi vastaavien seinäelementtien 2-1, 2-2 paksuuteensa nähden.

Kuviossa la esitetään myös nurkkaelementtien 1-1, 1-2 ulkopäät poikkileikattuna linjan A-A mukaisesti. Linjalla B-B osoitetaan seinäelementtien 2-1, 2-2 poikittaisleikkaus rakennuksen seinäin ei-risteävällä kohdalta, esimerkiksi rakennuksen seinän keskikohdalta. Erään suoritusmuodon mukaan, nurkkaliitoksen 10 nurkkaelementtien 1-1 ja 1-2 poikkileikkausprofiilit A-A’ ovat identtisiä; seinien 2-1 ja 2-2 poikkileikkausprofiilit B-B’ ovat myös identtisiä. Kyseisen nurkkaliitoksen 10 tiettyjen osien mitoitus ja räätälöinti eripaksuisten risteävien seinien ja/tai risteäviin seiniin liittyvien nurkkaelementtien muodostamiseksi samassa rakennuksessa ei ole kuitenkaan poissuljettu. Silloin samassa rakennuksessa olevien nurkka- ja/tai seinäelementtien poikkileikkausprofiilit voivat vaihdella.

Seinähirren poikkileikkaus voi olla olennaisesti suorakulmainen, jolloin nurkkahirren poikkileikkaus voi olla suorakulma, ympyrä tai lähellä ympyrä oleva. Alan ammattimiehille on kuitenkin ilmeistä, että sekä seinä ja nurkkahirsien muoto voivat vaihdella toisistaan riippumatta suorakulmaisesta lähelle pyöreää. Tässä dokumentissa kaikki nurkkaliitokseen 10 sisältyvät elementit 1-1, 1-2, 2-1, 2-2 on esitetty olennaisesti suorakulmaisina (kuviot 1-5).

Nurkkaliitoskokoonpano 10 (kuviot la, Ib) kootaan yhdistämällä kaksi päällekkäin ladottua, rakennuksen nurkassa risteävää seinäelementtiä 2-1, 2-2, joista kukin seinäelementti on edullisesti esiliitetty vastaavaan, samantasoiseen ja samansuuntaiseen nurkkaelementtiin 1-1, 1-2, muodostaen kuvion Ib mukaisen yhdistelmärakenteen (1-1, 2-1), (1-2, 2-2). Nurkkaliitos 10 koostuu täten kahdesta yllämainituista yhdistelmärakenteesta, joista kukin rakenne käsittää nurkkaelementin ja ko. nurkkaelementtiin nähden samansuuntaisen seinäelementin. Kyseiset yhdistelmärakenteet, tai nurkka- ja seinäelementtiparit, osoitetaan kuvioissa Ib viitenumeroilla 1 ja 2. Määritettä ”yhdistelmärakenne” käytetään tässä dokumentissa osoittamaan yhden nurkkaelementin yhdistämistä yhteen seinäelementtiin (1, 2 kuvio Ib). Päällekkäin asetetut mainitut yhdistelmärakenteet muodostavat keksinnön mukaisen nurkkaliitoskokoonpanon 10.

Kuvio Ib esittää edullisen suoritusmuodon mukaisen nurkkaliitoksen 10 yhdistelmärakenteet päältä (ii, iv) ja sivustapäin (i, iii) katsottuna. Kukin nurkkaelementti 1-1, 1-2 on täten järjestetty vastaavan, samansuuntaisen seinäelementin 2-1, 2-2 jatkeena siten, että yhden nurkkaelementin ja yhden seinäelementin yhdistelmä muodostaa yllä mainitun jatkuvan, yhtä hirsipalkkia vastaavan rakenteen 1, 2 rakennuksen seinälinjan mukaisesti.

Plusmerkki osoittaa täten rakennuksen sisäpuolta ja miinusmerkki osoittaa rakennuksen ulkopuolta. Seinäelementit 2-1 ja 2-2 muodostavat näin rakennuksen risteävät seinät. Vastaavaan seinäelementtiin liitetty nurkkaelementti ulottuu rakennuslinjan/seinälinjan ulkopuolelle. Itse nurkkaelementit 1-1, 1-2 eivät risteydy.

Kuvion le avulla selostetaan tarkemmin kaikki osiot, joista edullisen suoritusmuodon mukainen nurkkaliitos 10 koostuu.

Nurkkaliitokseen 10 osiot, nimeltään parilliset nurkkaelementit 1-1 ja 1-2 sekä parilliset seinäelementit 2-1, 2-2, yhdistetään ja lukitaan toisiinsa kuhunkin nurkka-ja seinäelementtiin kuuluvien lukitusvälineiden avulla. Lukitus välineillä tarkoitetaan kuvion mukaisia ulkonemia 41, 42 ja koloja 31, 32. Edullisen suoritusmuodon mukaisen nurkkaliitoksen 10 kukin nurkkaelementti 1-1 ja 1-2 käsittää useita lukitusvälineitä, kuten kolo 31 ja ulkonema 41. Kyseisen nurkkaliitoksen 10 kukin seinäelementti 2-1 ja 2-2 käsittää vastaavat lukitusvälineet, kuten kolo 32 ja ulkonema 42.

Nurkkaliitoksen 10 muodostamiseksi kyseiset nurkka- ja seinäelementit lisäksi muovataan siten, että kukin nurkka- ja kukin seinäelementti muodostavat muodoltaan peilikuvan parillisesta nurkka- tai seinäelementistä, pitkittäisleikkausviivan mukaisesti. Kuviossa le pitkittäisleikkausviiva on osoitettu vaakasuuntaisella katkoviivalla. Kuviosta le nähdään, että nurkkaelementti 1-1 muodostaa muodoltaan peilikuvan parillisesta nurkkaelementistä 1-2, ja seinäelementti 2-1 muodostaa muodoltaan pelikuvan parillisesta seinäelementistä 2-2.

Erään suoritusmuodon mukaan parilliset nurkkaelementit 1-1 ja 2-1 ovat olennaisesti samankokoisia. Erään suoritusmuodon mukaan parillisten seinäelementtien 2-1, 2-2 paksuus ja leveys ovat olennaisesti toisiaan vastaava; kyseiset seinäelementit voivat kuitenkin vaihdella pituudeltaan.

Seuraavasti selostetaan ne yksityiskohdat, joiden avulla nurkkaliitos 10 kootaan, kuvioiden 2a-d perustella.

Kuvion 2a mukaista nurkkaliitoskokoonpanorakennetta 10 koottaessa samansuuntaiset nurkka-ja seinäelementit, kuten 1-1 ja 2-1 (pari 1), sekä 1-2 ja 2-2 (pari 2) liitetään toisiinsa muodostaen yllämainitut yhdistelmärakenteet 1, 2. Seinäelementit 2-1 ja 2-2 on mitoitettu muodostamaan rakennuksen risteävät seinät yllämainitun peilikuvasymmetrian perusteella. Näin ollen liitettäessä nurkka- ja seinäelementtiparit 1 ja 2 yhteen saadaan aikaan kuvion 2a mukainen nurkkaliitos 10. Yhdistelmärakenteet 1 ja 2 liitetään toisiinsa risteävien seinäelementtien 2-1, 2-2 ulkopäiden kohdissa, jolloin nurkkaliitoksen 10 muodostuessa kukin peilikuvasymmetrian omaava nurkkaelementti 1-1, 1-2 yhdistyy kahteen päällekkäin oleviin ja risteävään seinäelementtiin, ja kukin seinäelementti 2-1, 2-2 yhdistyy kahteen yllä mainittuihin nurkkaelementtiin. Esimerkiksi nurkkaelementti 1-1 (kuviot 2a, 2b) yhdistyy sekä samantasoiseen ja samansuuntaiseen seinäelementtiin 2-1 muodostaen parin 1, että alla olevaan, risteävän seinän seinäelementtiin 2-2. Muodostuvan nurkkaliitoskokonpanon 10 kaikki osiot 1-1, 1-2, 2-1, 2-2 sijaitsevat samassa tasossa muodostaen hirsirakennuksen kulmassa risteävien seinien yhden hirsikerroksen.

Yllä esitetty kuvaus koskee vain yhden rakennusnurkan muodostamista. On täysin ilmeistä, että esimerkiksi suorakulmaisen talon rakentamiseksi yllä mainittu yhdistelmärakenne voi koostua, seinäelementin lisäksi, useasta nurkkaelementistä siten, että nurkkaelementit kiinnitetään seinäelementin kummankin päähän.

Alan ammattilaisille on myös ilmeistä, että määritteet ”alla oleva” ja/tai ”yllä oleva” ovat tässä yhteydessä esimerkinomaisia ja ko. määritteiden yhdistäminen viitenumeroihin on satunnainen. On kuitenkin edullista, että rakennushirsiä pinottaessa päällekkäin tietty nurkka- ja seinäelementtiyhdistelmärakenne yhdistyy alla olevaan nurkka- ja seinäelementtiyhdistelmärakenteeseen.

Nurkkaliitoskokoonpanon 10 kummankin nurkkaniementin 1-1, 1-2 kolo 31 sekä ulkonema 41 on järjestetty ko. nurkkaelementissä vierekkäin, rakennuksen sisätilaa kohti kohdistuvalle pinnalle (kuvio 2b). Kummankin seinäelementin 2-1, 2-2 ulkonema 42 on järjestetty ko. seinäelementin ulkopäätä vastaavan, samansuuntaisen ja samantasoisen nurkkaelementin kolon 31 vastakohtana. Kummankin seinäelementin kolo 32 (kuvio 2b) sijoittuu ko. seinäelementin rakennuksen ulospäin kohdistuvalle pinnalle. Tällä tavalla seinäelementin kolo 32, toimii vastakohtana risteävän seinän nurkkaelementille, vastaanottaen ko. nurkkaelementin ulkoneman 41. Nurkkaliitoksessa 10 kummankin nurkkaelementin 1- 1, 1-2 kolo 31 on järjestetty yhteensopivaksi samansuuntaisessa ja samantasoisessa seinäelementissä 2-1, 2-2 olevan ulkoneman 42 kanssa; ja kummankin nurkkaelementin ulkonema 41 on järjestetty yhteensopivaksi risteävän, päällekkäisen seinäelementin kolon 32 kanssa.

Viitaten kuvioihin 2a-d, sekä nurkkaelementeillä 1-1, 1-2 että seinäelementeillä 2-1, 2- 2 on yläpinta 3, jonka vastakohtana on alapinta. Jokaisen yllä mainitun elementin yläpinta 3 on edullisesti mitoitettu käsittämään tiiviste- tai apulukitusvälineitä, kuten jokaisen mainitun elementin yläpintaan 3 kohdistuvat kohotetut reuna-alueet 4, joita on vähintään kaksi jokaiseen nurkka- ja/tai seinäelementin yläpintaa 3 nähden. Alan ammattimiehelle on ilmeistä, että hirsiseinän muodostamiseksi hirret ladotaan kerroksittain päällekkäin siten, että seinässä ylempänä olevan hirren alapinta asettuu sen alapuolella olevan hirren yläpintaa vasten. Tämän vuoksi mainittujen nurkka- ja seinäelementtien alapinnalle edullisesti järjestetään esimerkiksi tiivisteurat (ei ole kuvioissa), jotka on mitoitettu vastaanottamaan alemmassa kerroksessa olevan nurkkaliitoksen osioiden reuna-alueita 4. Termejä ”yläpintaa” ja ”alapintaa” käytetään tässä sekä nurkka- että seinäelementtien pintojen osoittamiseksi, jotka pinnat ovat suorassa kontaktissa toisiinsa hirsikerroksia päällekkäin pinottaessa.

Nurkkaliitoksen 10 kummankin seinäelementin 2-1, 2-2 risteävässä kulmassa oleva pää on lisäksi mitoitettu vastaanottamaan poikittaisesti sijaitsevan, risteävän seinäelementin pään, joten päältä päin katsottuna kyseiset elementit käsittävät myös syvennyksen 5 (kuviot 2a-2d). Kyseisten tiiviste-/apulukitusvälineiden 3, 4 ja 5 avulla nurkkaliitokseen sisältyvät nurkka- ja seinäelementit pysyvät toisissaan kiinni nurkkaliitoskokoonpanoa 10 koottaessa. Alapuolisessa hirsikerroksessa olevat nurkka- ja seinäelementit vastaanottavat yläpuolisen hirsikerroksen nurkka-ja seinäelementtejä mainittujen lukitusvälineiden 31, 32, 41, 42 ja tiivistevälineiden 3, 4, 5 avulla.

Kuviot 2c ja 2d esittävät esimerkinomaisen tapaan erään mukka- ja seinäelementtiparin (1-1, 2-1; pari 1) liittämiseksi erään toiseen nurkka-ja risteävän seinän seinäelementin sisältävään pariin (1-2, 2-2; pari 2), muodostaen nurkkaliitoksen 10. Ylempi pari 1 (1-1, 2-1) liu’utetaan kiinni alempaan pariin 2 (1-2, 2-2) siten, että kolot 31, 32 ja ulkonemat 41, 42 yhdistyvät ja lukitsevat toisiinsa kiinni yllä mainitulla tavalla näin muodostaessa nurkkaliitoksen 10. Mainittu lukitus voi olla esimerkiksi nimityksellä lohenpyrstö tunnettu lukitus, jolloin sekä nurkka-että seinäelementtien ulkonemat 41, 42 laajenevat ulospäin. Lukitus voidaan toteuttaa ja lukituselementit vastaavasti mitoittaa, minkä tahansa muun sopivan lukitustavan mukaan.

Koottavassa nurkkaliitoksessa 10 kummankin nurkkaelementin 1-1, 1-2 kolo 31 ja ulkonema 41 järjestyvät ko. nurkkaelementin rakennuksen sisäpuolelle kohdistuvalle pinnalle (plusmerkki, kuviot 2a-d), jolloin kummankin seinäelementin 2-1, 2-2 kolo 32 ja ulkonema 42 järjestyvät ko. seinäelementin rakennuksen ulkopuolelle kohdistuville pinnoille (miinusmerkki, kuviot 2a-d), siten, että kummankin seinäelementin 2-1, 2-2 ulkonema 42 sijaitsee ko. seinäelementin risteävään kulmaan kohdistuvassa päässä, ja kummankin seinäelementin kolo 32 sijaitsee ko. seinäelementin ulkosivussa (miinusmerkki, kuviot 2a-d).

Seuraavasti viitataan kuvioon 5a, jossa kuvataan edullisen suoritusmuodon mukaisen nurkkaliitoksen 10 nurkkaelementit 1-1, 1-2. Kyseisen nurkkaliitoksen 10 kukin nurkkaelementti 1-1, 1-2 käsittää täten, ulkoneman 41 lisäksi, kolon 31, joka kolo muodostuu leikkaamalta palan nurkkaelementin 1-1, 1-2 rakennuksen sisätilaa kohti kohdistuvalta pinnalta. Leikkaus 31 kulkee poikittaisleikkaussuunnassa suurinta osaa nurkkaelementtiä 1-1, 1-2 lävitse, päättyen lähelle yläpintaa 3 ja muodostaen umpipäädyn. Kuvio 5a esittää edullisen suoritusmuodon mukaisten nurkkaliitoksen 10 nurkkaelementin 1-1, 1-2 myös kolmiulotteisessa muodossa (alempi rivi), yksityiskohdaltaan. Siten että kummankin nurkkaelementin 1-1, 1-2 kolo 31 järjestyy ko. nurkkaelementtiin lävistämättä yläpintaa 3, nurkkaelementti 1-1, 1-2 näyttää päältäpäin ehjältä kappaleena (kuviot le, 2b, 5a). Kolo 31, sekä ulkoneman 42 vastaanottaminen kyseiseen koloon on esitetty mainituissa kuvioissa katkoviivoilla.

Edullisen suoritusmuodon mukaisen nurkkaliitoksen nurkkaelementtien 1-1, 1-2 umpikolot 31, sekä kyseiseen koloon päättyvien seinäelementtien 2-1, 2-2 ulkonemat 42 voivat olla mitoitettu yllä mainitun lohenpyrstölukitustapaan (kuviot 1, 2). Tällöin nurkkaelementin kolon 31 ja seinäelementin ulkoneman 42 muodostama lukitus on samantapainen kuin nurkkaelementin ulkoneman 41 ja seinäelementin kolon 32 muodostama lukitus. Tiukan, jäykän ja mittatarkan liitännän aikaansaamiseksi umpikolo 31, sekä vastaavan seinäelementin ulkonema 42 voidaan mitoittaa esimerkiksi kaarimaiseen muotoon (kuviot 2c, 2d), jolloin nurkkaelementin kolon 31 ja seinäelementin ulkoneman 42 muodostama lukitus poikkeaa nurkkaelementin ulkoneman 41 ja seinäelementin kolon 32 muodostamasta lukituksesta. Edullisen suoritusmuodon mukaisen nurkkaliitoksen 10 rakenne ei kuitenkaan rajoitu yllä kuvattuihin lukitusesimerkkeihin, sillä edellytyksellä, että kolon 31 mainittu umpipäätymuoto on säilytetty.

Kuvioissa 3 ja 4 esitetään esillä olevan keksinnön mukaisen nurkkaliitoksen 10 eräs toinen suoritusmuoto. Erään toisen suoritusmuodon mukainen nurkkaliitos 10 (kuviot 3a, 3b) on olennaisesti edullisen suoritusmuodon mukaista nurkkaliitosta vastaava. Ko. nurkkaliitos koostuu nurkka- ja seinäelementeistä, jotka on yhdistetty toisiinsa yllä esitetyllä tavalla. Toistamisen välttämiseksi, kuvioiden 3 ja 4 mukaisen nurkkaliitoksen yksityiskohtien kuvausta ei tässä dokumentissa esitetä.

Sen sijaan, kuvioiden 4b ja 5b avulla kuvataan vain niitä yksityiskohtia, joilla erään toisen suoritusmuodon mukainen nurkkaliitos 10 (kuviot 3, 4, 5b) poikkeaa edullisen suoritusmuodon mukaisesta nurkkaliitoksesta 10 (kuviot 1, 2, 5a).

Kuten kuviosta 5b nähdään, erään toisen suoritusmuodon mukaisen nurkkaliitoksen 10 kukin nurkkaelementti 1-1, 1-2 käsittää ulkoneman 41 ja kolon 31a, joka kolo muodostuu leikkaamalta palan nurkkaelementin 1-1, 1-2 rakennuksen sisätilaa kohti kohdistuvalta pinnalta. Kuvion 5a mukaisten nurkkaelementtien kolon 31 verrattuna, kyseinen kolo 31a kulkee poikittaissuuntaisesti kokonaisen nurkkaelementin 1-1, 1-2 lävitse, läpäisten sen ylä- ja alapinnat. Yläpinnassa 3 muodostuu täten kolon 3 la muotoinen lovi, joka voidaan nähdä päältäpäin.

Erään toisen suoritusmuodon mukaisen nurkkaliitoksen nurkkaelementtien 1-1, 1-2 ”läpikulkevat” kolot 31a, sekä kyseiseen koloon päättyvien seinäelementtien 2-1, 2-2 ulkonemat 42 voidaan mitoittaa yllä mainitun lohenpyrstölukituksen tavalla tai millä tahansa muulla sopivalla tavalla.

Kuvioiden 3, 4 ja 5b mukainen, ”läpikulkevan” nurkkaelementin kolon sisältävä ratkaisu voi olla helpompi ja nopeampi toteuttaa esimerkiksi koneistamalla, joten se on edullisesti sovellettavissa esimerkiksi tilapäisasuntojen, tai minkä tahansa edullisten rakennusten rakentamisessa. Edullisen suoritusmuodon mukaisella nurkkaliitosratkaisulla (kuviot 1, 2, 5 a) voidaan toteuttaa erittäin tiivis, vääntämätön ja jäykkä nurkkaliitos, joten se on erityisen sopiva esimerkiksi pientalojen ja/tai pitkäaikaisten asuntojen rakentamiseksi.

Keksinnön tarkoituksena on myös saada aikaan menetelmä eripaksuisten hirsielementtien liittämiseksi toisiinsa muodostaen nurkkaliitoksen 10. Nurkkaliitoksen 10 muodostaminen käsittää täten ainakin seuraavat vaiheet: a) rakennuksen risteävin seinien mukaisten seinäelementtien 2-1 ja 2-2 sekä vastaavien nurkkaelementtien 1-1 ja 1-2 aikaansaaminen; b) kummankin risteävän seinän seinäelementin 2-1, 2-2 yhdistäminen vastaavaan, samansuuntaiseen nurkkaelementtiin 1-1, 1-2 siten, että seinäelementin päässä oleva ulkonema 42 päättyy nurkkaelementin koloon 31, 31a, muodostaen jatkuvia, rakennuksen risteävien seinien mukaisia nurkka- yhdistelmärakenteita 1, 2; c) edellisessä vaiheessa saatujen, jatkuvien yhdistelmärakenteiden 1, 2 latominen päällekkäin muodostaen rakennuksen nurkkaliitoskoonpanon 10 jossa seinäelementit 2-1, 2-2 risteävät siten, että kummankin nurkkaelementin 1-1, 1-2 kolo 31, 31a vastaanottaa samansuuntaiseen ja samantasoiseen seinäelementtiin järjestettyä ulkonemaa 42 ja kummankin nurkkaelementin ulkonema 41 päättyy risteävään, alapuolisessa seinäelementissä olevaan koloon 32.

Keksinnön tavoitteena on myös saada aikaan hirsirakennus, jonka nurkkaliitokset ovat jonkin suoritusmuodon mukaiset nurkkaliitokset 10. Kyseinen hirsirakennus voi olla mikä tahansa pientalorakennus, kuten omakoti- tai vapaa-ajanrakennus. On olennaista, että keksinnön mukaisella nurkkaliitoksella 10 saadaan aikaan hirsiseinärakenne, jonka nurkat näyttävät ulospäin siltä, kuin ne olisi tehty massiivisesta hirsistä ja jonka sisäpuolelle voidaan lisätä mikä tahansa lisäeristekerros tai lisäeristerunko.

Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksinnön perusajatus voidaan toteuttaa monin ero tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (10)

1. Nurkkaliitos (10) hirsirakennukseen, joka nurkkaliitos muodostuu päällekkäin ladotuista, rakennuksen nurkassa risteävistä seinäelementeistä (2-1, 2-2), sekä nurkkaelementeistä (1-1, 1-2), jossa nurkkaliitoksessa (10) kukin nurkkaelementti (1-1, 1-2) on järjestetty yhdistämään kaksi päällekkäin ladottua, rakennuksen nurkassa risteävää seinäelementtiä (2-1, 2-2) lukitusvälineiden (31, 31a, 41, 32, 42) avulla, tunnettu siitä, että kyseisten nurkkaelementtien (1-1, 1-2) paksuus on vähintään puolitoista kertaa suurempi vastaavien seinäelementtien (2-1, 2-2) paksuuteen nähden, ja jossa nurkkaliitoksessa kukin nurkkaelementti (1-1, 1-2) ja kukin seinäelementti (2-1, 2-2) käsittää lukuiset lukitusvälineet, kuten kolo (31, 3 la, 32) ja ulkonema (41, 42), jossa kummankin nurkkaelementin kolo (31, 3 la) on järjestetty yhteensopivaksi samansuuntaisessa ja samantasoisessa seinäelementissä olevan ulkoneman (42) kanssa, ja jossa kummankin nurkkaelementin ulkonema (41) on järjestetty yhteensopivaksi risteävässä, päällekkäisessä seinäelementissä olevan kolon (32) kanssa.

2. Vaatimuksen 1 mukainen nurkkaliitos (10), jossa kukin nurkkaelementti (1-1, 1-2) on järjestetty samansuuntaisen seinäelementin (2-1, 2-2) jatkeena, joten yhden nurkkaelementin ja yhden seinäelementin yhdistelmä muodostaa jatkuvan yhdistelmärakenteen (1, 2) rakennuksen seinälinjan mukaisesti.

3. Jonkin edellisen vaatimuksen mukainen nurkkaliitos (10), jossa seinäelementtiin/-elementteihin (2-1, 2-2) liitetty nurkkaelementti (1-1, 1-2) ulottuu rakennuslinjan ulkopuolelle.

4. Jonkin edellisen vaatimuksen mukainen nurkkaliitos (10), jossa kummankin nurkkaelementin (1-1, 1-2) kolo (31, 31a) ja ulkonema (41) on järjestetty ko. nurkkaelementin rakennuksen sisäpuolelle kohdistuvalle pinnalle; ja jossa kummankin seinäelementin (2-1, 2-2) kolo (32) ja ulkonema (42) on järjestetty ko. seinäelementin rakennuksen ulkopuolelle kohdistuville pinnoille siten, että ulkonema (42) sijaitsee ko. seinäelementin päässä ja kolo (32) sijaitsee ko. seinäelementin rakennuksen ulospäin kohdistuvassa sivussa.

5. Jonkin edellisen vaatimuksen mukainen nurkkaliitos (10), jossa kukin seinäelementti (2-1, 2-2) on mitoitettu muodostamaan peilikuvan risteävästä seinäelementistä (2-2, 2-1) pitkittäisleikkaussuunnassa, ja jossa kukin yllä mainittuihin seinäelementteihin liitettävä nurkkaelementti (1-1, 1-2) on mitoitettu muodostamaan peilikuvan risteävään seinäelementtiin liitettävästä nurkkaelementistä (1-2, 1-1) pitkittäisleikkaussuunnassa.

6. Jonkin edellisen vaatimuksen mukainen nurkkaliitos (10), jonka kukin nurkkaelementti (1-1, 1-2) käsittää kyseisen nurkkaelementin rakennuksen sisätilaa kohti kohdistuvalta pinnalta leikatun kolon (31), joka kolo (31) kulkee poikittaisleikkaussuunnassa suurinta osaa nurkkaelementtiä (1-1, 1-2) lävitse, päättyen lähelle sen yläpintaa ja muodostaen umpipäädyn.

7. Jonkin edellisen vaatimuksen 1-6 mukainen nurkkaliitos (10), jonka kukin nurkkaelementti (1-1, 1-2) käsittää kyseisen nurkkaelementin rakennuksen sisätilaa kohti kohdistuvalta pinnalta leikatun kolon (31a), joka kolo (31a) kulkee poikittaisleikkaussuunnassa kokonaisen nurkkaelementin (1-1, 1-2) lävitse, läpäistyen sen ylä- ja alapinnat.

8. Jonkin edellisen vaatimuksen mukainen nurkkaliitos (10), jonka nurkkaelementit (1-1, 1-2) muodostuvat hirsistä paksuudeltaan 120 - 300 mm, ja jonka seinäelementit (2-1, 2-2) muodostuvat hirsistä paksuudeltaan 45- 180 mm.

9. Menetelmä eripaksuisten rakennushirsien liittämiseksi yhteen muodostaen vaatimusten 1-9 mukaisen nurkkaliitoksen, tunnettu siitä että nurkkaliitos (10) muodostetaan ainakin seuraavien vaiheiden mukaisesti: - aikaansaadaan rakennuksen risteävin seinien mukaiset seinäelementit (2-1, 2-2) sekä vastaavat nurkkaelementit (1-1, 1-2); - yhdistetään kukin seinäelementti (2-1, 2-2) vastaavaan nurkkaelementtiin (1-1, 1-2) siten, että seinäelementin päässä oleva ulkonema (42) päättyy samansuuntaisen nurkkaelementin koloon (31, 31a), täten muodostaen parillisia, jatkuvia, rakennuksen risteävien seinien mukaisia yhdistelmärakenteita (1, 2); - ladotaan edellisessä vaiheessa saatuja parillisia, jatkuvia yhdistelmärakenteita (1, 2) päällekkäin muodostaen rakennuksen risteäviin seiniin kohdistuvan nurkan, jossa nurkassa kyseiset yhdistelmärakenteet (1, 2) risteävät siten, että kummankin yhdistelmärakenteen mukaisen nurkkaelementin (1-1, 1-2) ulkonema (41) päättyy risteävään, alapuolisen yhdistelmärakenteeseen kuuluvaan seinäelementin koloon (32).

10. Hirsirakennus, jonka nurkkaliitokset ovat jonkin vaatimuksen 1-9 mukaiset nurkkaliitokset (10). PATENTKRAV