FI127602B - Tehdas ja laiva - Google Patents

Abstract

Keksinnön kohteena rakentamismenetelmä, rakennus (10), tehdas ja laiva. Menetelmä käsittää ainakin seuraavat - vaiheet asetetaan pitkänomaisia rakennuselementtejä (1), kuten hirsiä, työskentelytason (2) yhteydessä sijaitsevan rakennusalustan (3) päälle kehikoksi (4), esimerkiksi neliön tai suorakulmion muotoon, - kiinnitetään kehikon päälle uusia pitkänomaisia rakennuselementtejä siten muodostaen putkimaista rakennetta (5), - kiinnitetään päällekkäiset kehikot ja/tai rakennuselementit tukevasti toisiinsa, - jatketaan rakennuselementtien kiinnittämistä kunnes putkimainen rakenne (5) on halutun korkuinen, - siirretään rakentamisen aikana rakennusalustan (3) sijaintia työskentelytason (2) suhteen korkeussuunnassa alaspäin, jolloin putkimaisen rakenteen (5) yläpinnan (6) etäisyys työskentelytasosta, eli työskentelykorkeus (7) pysyy haluttuna.

Description

TEHDAS JA LAIVA

KEKSINNÖN TEKNIIKAN ALA

Keksinnön kohteena on jäljempänä esitettyjen itsenäisten patenttivaatimusten 5 johdanto-osissa esitetyn mukaiset tehdas ja laiva. Keksintö koskee erityisesti uutta tapaa toteuttaa nopeaa ja modulaarista puurakentamista.

TEKNIIKAN TASO

Tyypillisesti kestävien ja vankkojen talojen rakentaminen on hidasta ja kallista.

Nopea rakentaminen on yleensä väliaikaiseen käyttöön tarkoitettua, erittäin kevytrakenteista eikä välttämättä kovinkaan hyvin ympäristöolosuhteita kestävää. Telttakylät ja konttityyppiset ratkaisut tuottavat purettaessa merkittäviä jäteongelmia ja niiden saniteettihuolto on heikolla tasolla.

KEKSINNÖN TARKOITUS

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on vähentää tai jopa poistaa edellä mainittuja tekniikan tasossa ilmeneviä ongelmia.

Esillä olevan keksinnön yhtenä tarkoituksena on saada aikaan tehokas, 20 taloudellinen ja energiataloudellinen tapa toteuttaa rakentamista, esimerkiksi puurakentamista.

Esillä olevan keksinnön yhtenä tarkoituksena on ratkaista asuntopulaa ja nopeiden asuntojen tuottamisen ongelmaa esim, onnettomuusalueilla, katastrofialueilla tai 25 hankalissa rakentamisolosuhteissa.

Esillä olevan keksinnön yhtenä tarkoituksena on käyttää uusiutuvaa rakennusmateriaalia joka on terveellinen, turvallinen ja ekologinen.

KEKSINNÖN LYHYT KUVAUS

Mm. edellä mainittujen tarkoituksien toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle tehtaalle ja laivalle, sekä muille keksinnön kohteille on tunnusomaista se, mikä on esitetty oheisten itsenäisten patenttivaatimusten tunnusmerkkiosissa.

20165726 prh 28 -08- 2018

Tässä tekstissä mainitut sovellusesimerkit ja edut koskevat soveltuvin osin niin keksinnön mukaista laivaa kuin tehdastakin, vaikka sitä ei aina erikseen mainitakaan.

Keksinnön erään sovellusmuodon mukainen rakentamismenetelmä käsittää ainakin seuraavat vaiheet

- asetetaan pitkänomaisia rakennuselementtejä työskentelytason yhteydessä sijaitsevan rakennusalustan päälle kehikoksi, esimerkiksi neliön tai suorakulmion muotoon,

- kiinnitetään kehikon päälle uusia pitkänomaisia rakennuselementtejä siten muodostaen putkimaista rakennetta,

- kiinnitetään päällekkäiset kehikot ja/tai rakennuselementit tukevasti toisiinsa,

- jatketaan rakennuselementtien kiinnittämistä kunnes putkimainen rakenne on halutun korkuinen,

- pidetään rakennusalustaa ensin työskentelytason yläpuolella ja putkimaisen rakenteen korkeuden kasvaessa siirretään rakennusalustaa alaspäin työskentelytason alapuolelle, jolloin rakentamisen aikana rakennusalustan sijaintia siirretään työskentelytason suhteen korkeussuunnassa alaspäin, jolloin putkimaisen rakenteen yläpinnan etäisyys työskentelytasosta, eli työskentelykorkeus pysyy haluttuna.

Pitkänomaiset rakennuselementit ovat esimerkiksi puuta, esimerkiksi hirsiä. Pitkänomaiset rakennuselementit voivat olla niin pitkiä, että yksi rakennuselementti 25 muodostaa kehikon yhden sivun. Rakentaminen voidaan suorittaa myös lyhemmistä elementeistä. Pitkänomaiset rakennuselementit voivat käsittää kohdistusmuodot kuten tosiinsa sopivat lovet ja ulokkeet, esimerkiksi pontit. Näin varmistetaan nopea ja laadukas rakentaminen. Kehikoiden kulmissa ja rakennuselementit muutenkin voidaan esimerkiksi tapittaa tai pultata kiinni toisiinsa. 30 Esimerkiksi puisten rakennuselementtien kiinnittämiseen voidaan käyttää puutappeja, eikä välttämättä tarvita lainkaan liimaa. Rakennuselementtien kiinnittäminen toisiinsa on sinänsä tunnettua tekniikkaa, eikä vaadi tarkempaa selittämistä tässä tekstissä.

20165726 prh 28 -08- 2018

Tyypillinen keksinnön mukainen tehdas käsittää ainakin kaksi tasoa, esimerkiksi kaksi kerrosta. Ylemmällä tasolla, kuten ylemmässä kerroksessa on työskentelytaso. Työskentelytason yhteydessä on rakennusalusta, jonka päälle 5 voidaan asettaa rakennuselementtejä, kuten hirsiä, ja rakentaa niistä korkeudeltaan kasvavaa rakennetta. Rakennusalusta on tyypillisesti hissi, jota voidaan siirtää työskentelytason suhteen korkeussuunnassa. Näin rakennusalustalla rakennettavan rakenteen yläpinnan etäisyys työskentelytasosta, eli työskentelykorkeus voidaan pitää haluttuna, tehokkaana ja turvallisena. 10 Rakennusalusta on laskettavissa alemmalle tasolle, esimerkiksi aina alempaan kerrokseen asti.

Hissien tekniikka, esimerkiksi niiden ohjauslaitteet, ovat tunnettua tekniikkaa, eikä niitä selosteta tässä tekstissä sen tarkemmin.

Eräässä keksinnön sovelluksessa työskentelytaso on tehtaassa, jossa työskentelytason alapuolella on ainakin yksi alempi kerros, ja kun putkimainen rakenne on halutun korkuinen

- siirretään rakennusalusta ja sen päällä oleva putkimainen rakenne kokonaan alempaan kerrokseen,

- poistetaan putkimainen rakenne rakennusalustalta alempaan kerrokseen.

Tuotanto tehostuu, kun valmistusaineet tulevat yläkertaan ja valmis rakenne poistuu alakerrasta.

Keksinnön mukaista tehdasta voidaan käyttää myös jos hissi eli rakennusalusta ei laskeudu kovinkaan alas. Esimerkiksi alempaa kerrosta ei välttämättä tarvita, jos hissin alla on sopiva tila tai syvennys, jonka syvyys riittää keksinnön mukaiseen rakennusalustan alaspäin liikkeeseen. Tällaisena syvennyksenä voi toimia esimerkiksi vanhan hissikuilun pohjasyvennys.

Keksinnön mukaista tehdasta voidaan käyttää muuhunkin rakentamiseen kuin kuviossa kuvattuun putkimaisten rakenteiden rakentamiseen. Esimerkiksi on

20165726 prh 28 -08- 2018 ajateltavissa lähes kaikenlaisten talojen, esimerkiksi puutalojen, rakentaminen samankaltaisen hissiratkaisun päällä.

Eräässä keksinnön sovelluksessa pidetään rakennusalustaa ensin työskentelytason yläpuolella ja putkimaisen rakenteen korkeuden kasvaessa siirretään rakennusalustaa alaspäin työskentelytason alapuolelle. Näin työskentelykorkeus on sopiva ja turvallinen heti aluksi.

Eräässä keksinnön sovelluksessa, kun putkimainen rakenne on halutun korkuinen 10 - siirretään putkimainen rakenne rakennuspaikalle,

- asennetaan putkimainen rakenne vaakatasoon siten, että putkimainen rakenne muodostaa rakennettavaan rakennukseen tai sen huonetilan katon, lattian sekä katon ja lattian yhdistävät kaksi seinää.

Keksinnön mukaiset putkimaiset rakenteet ovat siis moduuleja, jotka muodostavat 15 huonetilan.

Keksinnön erään sovellusmuodon mukainen rakennus käsittää yhden tai useamman vaakasuuntaan putkimaisen rakenteen, joka on muodostettu keksinnön mukaisista pitkänomaisista rakennuselementeistä muodostetuista päällekkäin 20 kiinnitetyistä kehikoista. Tällöin putkimaiset rakenteet muodostavat rakennettavaan rakennukseen huonetiloja.

Eräässä keksinnön sovelluksessa putkimaisen rakenteen päät suljetaan elementillä, jossa on ovi ja/tai ikkuna. Tällainen päätyelementti on helppo asentaa 25 jo rakennusalustalla tai vasta myöhemmin.

Käytettävät pitkänomaiset rakennuselementit, kuten hirret voivat olla pituudeltaan esimerkiksi 2,5-4 metriä tai 3-3,5 metriä. Kehikon ulkomitat, eli valmiin putkimaisen rakenteen putken poikkileikkauksen ulkomitat eli siitä valmistettavan huonetilan 30 leveys ja korkeus voivat olla esimerkiksi 2,5-4 metriä tai 3-3,5 metriä suuntaansa.

Valmiin putkimaisen rakenteen putken pituus, eli sitä valmistettaessa sen korkeus eli siitä valmistettavan huonetilan pituus voi olla esimeriksi 5-9 metriä tai 6-8 metriä.

20165726 prh 28 -08- 2018

Muutkin mitat ovat mahdollisia. Mitat määräytyvät kulloisenkin käyttötarkoituksen mukaan.

Eräässä keksinnön sovelluksessa yhdistetään rakennuspaikalla useita putkimaisia rakenteita vierekkäin ja/tai päällekkäin yhdeksi isommaksi rakennukseksi, jolloin putkimaiset rakenteet muodostavat rakennuksen huonetiloja. Putkimaiset rakenteet ovat kuin rakennuspalikoita, joista on helppo suunnitella haluttu rakennuskokonaisuus.

Eräässä keksinnön sovelluksessa rakennetaan yhdestä tai useammasta putkimaisesta rakenteesta rakennus, jonka kantavan rungon muodostavat keksinnön mukaiset putkimaiset rakenteet. Välttämättä ei tarvita mitään muita kantavia rakenteita.

Eräässä keksinnön sovelluksessa keksinnön mukainen tehdas on laivassa. Tällöin laiva, jossa tehdas on, siirretään haluttaessa paikkaan, jonka lähellä on suuri tarve nopealle rakentamiselle, esimerkiksi katastrofialueelle.

Nyt on siis huomattu, että rakennuksia voi rakentaa valmistamalla putkimaisia 20 rakenteita yksinkertaiseen kehärakenteeseen perustuvalla menetelmällä.

Putkimainen rakenne voidaan valmistaa jopa 1-ainesmenetelmällä. Putkimainen rakenne valmistuu pitkänomaisista rakennuselementeistä periaatteessa samaan tapaan kuin perinteinen hirsirakennus, kerros kerrokselta. Keksinnön mukainen rakentaminen on huomattavan nopeaa ja helppoa. Putkimaiset rakenteet 25 rakennetaan ergonomisesti pystyasennossa, jolloin työskentely-ympäristö on tehokas ja turvallinen. Keksinnön mukainen pystysuunnassa siirrettävä rakennusalusta pitää työskentelykorkeuden aina sopivana, jolloin rakennustelineitä ei tässä vaiheessa rakentamista välttämättä tarvita.

Kun kehikon korkeutta kasvatetaan, muodostuu putkimainen rakenne. Sen ollessa halutun korkuinen käännetään rakenne vaakatasoon. Silloin kehikon tahoista muodostuvat huonetilan lattia, katto ja sivuseinät. Päätyseinä voidaan toteuttaa esimerkiksi ikkunaelementtinä tai levyrakenteisena, esimerkiksi massiivipuusta.

20165726 prh 28 -08- 2018

Putkimaiseen rakenteeseen voidaan järjestää esim. väliseiniä, kylpyhuonekalusteita tai asentaa kiintokalustus. Putkimaisia rakenteita voidaan toteuttaa tehtaalla tai vaikka isolta rahtilaivalta käsin. Rekat voivat kuljettaa valmiit putkimaiset rakenteet asennuspaikalle, jossa ne tyypillisesti nosturivoimin kasataan 5 taloksi. Rakennus voi olla useampikerroksinen, hissillä tai portaikolla varustettu.

Keksinnön suurimpina etuina ovat taloudellisuus, nopeus ja mahdollisuus uusituvan materiaalin kuten puun käyttöön.

Kehikoista rakentaminen tuottaa kestäviä rakenteita. Esimerkiksi puisena keksinnön mukaisen rakennuksen maanjäristyksen kesto on helposti parempaa kuin monilla kivirakenteilla.

Pitkänomaiset rakennuselementit voivat olla esimerkiksi puuta, muovia, 15 komposittimateriaalia tai metallia tai jotain näiden yhdistelmää.

Putkimaisten rakenteiden rakentaminen on yksinkertaista ja turvallista vaihetyötä. Rakentamiseen voidaan siten käyttää työvoimana ei-rakennusalan ammattilaisia. Näin voidaan lähes missä tahansa, esim, katastrofialueella työllistää paikallista 20 väestöä. Keksinnön mukainen rakentaminen voidaan tai tehdä käsityönä. Mutta koska menetelmän vaiheet ovat erittäin yksinkertaiset, on putkimaisen rakenteen valmistus suhteellisen helppo automatisoida tai robotisoida osittain tai kokonaan.

Rakentamiseen ei tarvita paljoa tai lainkaan erikoistyökaluja ja tehdas on helposti 25 pystytettävissä rakennustuotannon aloittamiseksi. Rakennusmateriaalit ovat kuljetettavissa erittäin kustannustehokkaana lastina. Rahdeissa ei ole juuri ylimääräistä ilmaa, vaan puutavaraniput, mahdolliset lasielementit ja massiivipuulevyniput ovat pakattavissa tiiviisti.

Jos pitkänomaiset rakennuselementit ovat puuta, voidaan käyttää ehpaksuisia puurakenteita olosuhteiden mukaan. Esimerkiksi rakennuselementin poikkileikkauksen mitat voivat olla 48 mm kertaa 98 mm. Tai jos esimerkiksi

20165726 prh 28 -08- 2018 olosuhteiden kylmyys niin vaatii, niin rakennuselementin koko voi sisältä ulospäin mitattuna voi olla suurempikin, esimerkiksi 48 mm kertaa 148 mm.

Keksinnön yhtenä etuna on, että rakennuksen perustus on helppo tehdä esimerkiksi siirrettävänä betoniperustuksena.

Yhtenä etuna on perustamisen helppous. Rakennuspaikalle eli tontille voidaan esimerkiksi järjestää vain tasattu sorapatja ja tarvittavat kunnallistekniikan liittymät, kuten vesi- viemäri ja sähköliittymät.

Keksinnön yhtenä etuna on, että koska putkimaiset rakenteet ovat erittäin kestäviä ja suhteellisen kevyitä, voidaan rakennus siirtää uuteen paikkaan suhteellisen helposti.

KUVIOIDEN LYHYT KUVAUS

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheiseen kaaviomaiseen piirustukseen, jossa

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen tehtaan ensimmäisessä tilanteessa,

Kuvio 2 esittää keksinnön erään sovellusmuodon mukaisen putkimaisen rakenteen tehtaassa ylhäältä katsottuna,

Kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen tehtaan toisessa tilanteessa,

Kuvio 4 esittää keksinnön mukaisen tehtaan kolmannessa tilanteessa,

Kuvio 5 esittää keksinnön mukaisen tehtaan neljännessä tilanteessa,

Kuvio 6 esittää keksinnön erään sovellusmuodon mukaisen rakennuksen, ja

Kuvio 7 esittää keksinnön erään sovellusmuodon mukaisen rakennuksen vaakasuuntaisen poikkileikkauksen.

KUVIOIDEN ESIMERKKIEN YKSITYISKOHTAINEN KUVAUS

Toisiaan vastaavista osista käytetään eri kuvioissa ja suoritusmuodoissa selkeyden vuoksi samoja viitenumerolta.

Kuvioissa 1-5 esitetään osa keksinnön mukaisesta tehtaasta. Tehtaassa on kaksi kerrosta, joista ylempi kerros käsittää työskentelytason 2. Sen yhteydessä on

20165726 prh 28 -08- 2018 rakennusalusta 3, jonka päälle voidaan asettaa rakennuselementtejä 1, kuten hirsiä. Kuviossa 2 näytetään neljä puista hirttä 1 asetettuna rakennusalustan 3 päälle. Hirret 1 on sijoitettu neliön muotoon ja ne on kulmistaan kiinnitetty kehikoksi 4. Kun kehikon 4 päälle kiinnitetään lisää hirsiä 1, rakentuu rakennusalustan päälle 5 korkeudeltaan kasvava putkimainen rakenne 5.

Rakennusalusta 3 on hissi, jota voidaan siirtää työskentelytason 2 suhteen korkeussuunnassa. Näin rakennusalustalla 3 rakennettavan rakenteen yläpinnan 6 etäisyys työskentelytasosta, eli rakentajien 28 työskentelykorkeus 7 voidaan koko 10 ajan pitää haluttuna. Hissi, eli rakennusalusta 3 käsittää hissitason 22, sen päälle järjestetyn alustan 23, vaijerit 24 ja sähkömoottorit 25 vaijerien pituuden eli hissitason 22 korkeuden ohjaamiseksi. Alustan 23 korkeus hissitasosta 22 on säädettävissä niiden välisten tukien 26 korkeutta muuttamalla.

Kuviosta 1 nähdään, miten rakennusalustaa 3 pidetään ensin työskentelytason yläpuolella nostamalla alusta 23 ylös työskentelytasoon muodostetun aukon 27 läpi. Kun rakennusalustalle muodostuvan putkimaisen rakenteen 5 korkeus kasvaa siirretään rakennusalustaa kuvioiden 3-5 mukaisesti alaspäin. Ensin lasketaan alusta 23 kiinni hissitasoon 22. Sitten aletaan laskea koko rakennusalustaa 3 20 työskentelytason 2 alapuolelle, kohti alempaa kerrosta 8. Kuvioiden esimerkissä rakennusalusta 3 on laskettavissa lähes alemman kerroksen 8 lattiaan asti. Kuvion mukaisesti valmis putkimainen rakenne 5 siirretään alemman kerroksen 8 lattialla odottavaan pyörälliseen alustaan 21, jonka avulla valmis putkimainen rakenne 5 johdetaan eteenpäin prosessissa.

Olisi hyvin mahdollista, että putkimaisen rakenteen valmistuttua se nostettaisiin hissin eli rakennusalustan 3 avulla kokonaan takaisin ylempään kerrokseen eli työskentelytason 2 yläpuolelle ja siellä eteenpäin prosessissa.

Kun putkimainen rakenne 5 on halutun korkuinen se siirretään esimerkiksi kuvion 6 mukaiselle kerrostalon 10 rakennuspaikalle 9. Täällä putkimainen rakenne 5 asennetaan vaakatasoon siten, että se muodostaa rakennettavaan rakennuksen huonetilan 11. Esimerkiksi kuvion 2 putkimaiseen rakenteeseen on merkattu mitkä seinämät 1 muodostavat vaakasuoraan asetettuna huonetilan katon 12, lattian 13 sekä katon ja lattian yhdistävät kaksi seinää 14. Ensimmäisen kerroksen rakenteet asennetaan perustuksen (ei esitetä) päälle. Seuraavat kerrokset muodostetaan asettamalla putkimaisia rakenteita edellisten kerrosten varaan. Rakennuksen 10 5 kantava runko voidaan muodostaa jopa kokonaan putkimaisista rakenteista 5.

Kuviossa 6 ja kuviossa 7 näkyy miten putkimaisen rakenteen päät 15 voidaan sulkea elementillä 16, jossa on ovi ja/tai ikkuna 17. Putkimaisen rakenteen 5 seinämät 1 eli huonetilan katto 12, lattia 13 ja seinät 14 voidaan helposti mitoittaa 10 kestämään jonkin verran aukotuksia. Vierekkäisten ja päällekkäisten huonetilojen välille onkin muodostettu kulkuyhteyksiä, kuten käytäviä 18, oviaukkoja 19, portaikkoja 20 tai hissikuiluja (ei esitetä).

Keksintöä ei ole tarkoitus rajoittaa esitettyihin esimerkkeihin, vaan suojapiihn 15 määräävät itsenäiset patenttivaatimukset.

Claims (2)

1. PATENTTIVAATIMUKSET

   1. Tehdas, joka käsittää ylemmällä tasolla, esimerkiksi ylemmässä kerroksessa,

   5 työskentelytason (2) ja työskentelytason yhteydessä rakennusalustan (3), jonka päälle voidaan asettaa rakennuselementtejä (1), kuten hirsiä, ja rakentaa niistä korkeudeltaan kasvavaa rakennetta, tunnettu siitä, että rakennusalusta (3) on hissi, jota voidaan siirtää työskentelytason (2) suhteen korkeussuunnassa, jolloin rakennusalustalla (3) rakennettavan rakenteen yläpinnan (6) etäisyys 10 työskentelytasosta, eli työskentelykorkeus (7) voidaan pitää haluttuna, ja jolloin rakennusalusta (3) on laskettavissa alempaan kerrokseen (8) asti valmiin rakenteen siirtämiseksi pois rakennusalustalta (3) alempaan kerrokseen.
2. 2. Laiva, tunnettu siitä, että se käsittää vaatimuksen 1 mukaisen tehtaan.