FI20175474A1 - Kattoelementti, kattorakenne ja menetelmä rakennuksen katon valmistamiseksi - Google Patents

Abstract

Tavoitteena on tuottaa kattoelementti (100, 300), joka mahdollistaa päivänvalon pääsyn rakennuksen sisälle rakennuksen yläpuolelta. Kattoelementti (100, 300) on sovitettu käytettäväksi rakennuksen kattorakenteessa. Kattoelementti (100, 300) käsittää kantavat palkit (101, 301), vesikatteen (103, 303) ja sisäkatteen (105, 303, 305), sekä vesikatteeseen (103, 303) järjestetyn valoaukon. Kattoelementit (100, 200, 300) ovat liitettävissä toisiinsa. Toisiinsa liitetyt kattoelementit (100, 200, 300) muodostavat kattorakenteen. Kattorakenne käsittää ainakin kaksi kattoelementtiä (100, 200, 300), jotka ovat liitettävissä toisiinsa jatkuvan kattopinnan muodostamiseksi. Kattorakenteen ainakin yksi kattoelementti (100, 300) käsittää vesikatteeseen (103, 303) järjestetyn valoaukon. Menetelmä rakennuksen katon valmistamiseksi käsittää rakennuksen katon valmistamisen kattorakennetta käyttäen.

Description

KATTOELEMENTTI, KATTORAKENNE JA MENETELMÄ RAKENNUKSEN KATON VALMISTAMISEKSI

Hakemuksen kohde

Hakemuksen kohteena on kattoelementti, kattorakenne sekä menetelmä rakennuksen katon valmistamiseksi.

Taustaa

Avarat ja valoisat tilat antavat asumiseen arvokkuutta. Tänä päivänä yhä useammin valitaan koteihin enemmän ikkunoita, koska ne ovat aikaisempaa energiatehokkaampia ja niiden erityisiä ominaisuuksia ei voi verrata muihin rakennusmateriaaleihin. Päivänvalon hyödyntäminen asumisessa on 15 suuressa arvossa. Päivänvalon vaikutukset ihmisen vireyteen ja mielentilaan tunnustetaan, ja osa päivänvalolaitteista on saanut lääkinnällisen statuksen. Päivänvaloa on Suomessa saatavilla kesäaikaan huomattavan paljon. Talvisinkin päivänvaloa riittää kohtuullisesti normaaliin valveillaoloaikaan. Pilvisellä säällä tai illan hämärtyessä sisätiloissa tuntuu siltä, kuin 20 päivänvaloa ei tulisi riittävästi rakennuksen sisälle. Tämä johtuu osittain siitä, että päivänvalon pääsy rakennuksen sisään on rajoitettu rakennuksen seinillä oleviin ikkuna-aukkoihin, vaikka ylhäältä tulevan päivänvalon määrä on voimakkaampaa.

Lyhyt yhteenveto

Tavoitteena on tuottaa kattoelementti, joka mahdollistaa päivänvalon pääsyn rakennuksen sisälle rakennuksen yläpuolelta. Kattoelementti on sovitettu käytettäväksi rakennuksen kattorakenteessa. Kattoelementti käsittää 30 kantavat palkit, vesikatteen ja sisäkatteen, sekä vesikatteeseen järjestetyn valoaukon. Kattoelementit ovat liitettävissä toisiinsa. Toisiinsa liitetyt kattoelementit muodostavat kattorakenteen. Kattorakenne on sovitettu asennettavaksi rakennuksen harjapalkkiin ja ulkoseinään. Kattorakenne käsittää ainakin kaksi kattoelementtiä, jotka ovat liitettävissä toisiinsa 35 jatkuvan kattopinnan muodostamiseksi. Kattorakenteen ainakin yksi kattoelementti käsittää vesikatteeseen järjestetyn valoaukon. Tämä

20175474 prh 29 -05- 2017 mahdollistaa rakennuksen katon suunnittelemisen ja valmistamisen siten, että halutuissa osissa rakennusta päivänvalo pääsee vesikaton läpi rakennuksen yläpuolelta rakennuksen sisään. Toisaalta, mikäli päivänvaloa ei haluta rakennuksen joissain kohdissa pääsevän rakennuksen sisälle 5 vesikaton läpi, asennetaan näille kohdin kattoelementtejä, jotka eivät käsitä vesikatteeseen järjestettyä valoaukkoa.

Menetelmä rakennuksen katon valmistamiseksi käsittää rakennuksen katon valmistamisen edellä mainitun mukaista kattorakennetta käyttäen. 10 Menetelmässä kattoelementit kiinnitetään rakennuksen harjapalkkiin ja rakennuksen ulkoseinään.

Piirustusten kuvaus

Keksintöä on kuvattu seuraavassa oheisten kuvien avulla, joissa kuva 1 esittää yleisesti erään kattoelementin leveyssuuntaista pystyleikkausta, kuva 2 esittää erään kattoelementin leveyssuuntaista pystyleikkausta, kuva 3a esittää erään toisen kattoelementin leveyssuuntaista pystyleikkausta kattoelementin valoaukon kohdalta ja kuva 3b esittää kuvan 3a mukaisen kattoelementin leveyssuuntaista pystyleikkausta kattoelementin siltä kohdalta, joka kattoelementin ollessa paikoilleen asennettuna asettuu rakennuksen ulkoseinän tai harjan kohdalle.

Yksityiskohtainen kuvaus

Kattoelementin 100 leveyssuuntainen pystyleikkaus esitetään yleisesti kuvassa 1. Kattoelementti käsittää kantavat palkit 101 ja vesikatteen 103. 30 Kantavat palkit 101 voivat olla puuta. Kantavissa palkeissa 101 käytettävä puu voi olla esimerkiksi kertopuuta tai liimapuuta. Kantavat palkit 101 kantavat kattoelementin oman painon ja muut kuormitukset. Vesikate 103 voi olla lasia tai peltiä. Kattoelementti 100 käsittää vesikatteen 103 alapuolella ensimmäisen materiaalikerroksen 102. Ensimmäinen materiaalikerros 102 35 voi olla esimerkiksi vaneria. Ensimmäisen materiaalikerroksen 102 alapuolella voi olla eristekerros 104. Eristekerroksen 104 alapuolella voi olla

20175474 prh 29 -05- 2017 toinen materiaalikerros 105. Kattoelementti käsittää myös sisäkatteen. Vesikate 103 voi toimia myös sisäkatteena. Kattoelementin käsittäessä toisen materiaalikerroksen 105, toimii se myös sisäkatteena.

Kattoelementit 100 ovat liitettävissä toisiinsa riippumatta siitä, mikä on niiden vesikatteen materiaali. Kattoelementtien 100 dimensiot ovat yhteensopivat. Liittämällä kattoelementit toisiinsa saadaan yhtenäinen, jatkuva kattopinta. Toisiinsa liitetyt kattoelementit 100 muodostavat kattorakenteen. Kattorakenne on sovitettu asennettavaksi rakennuksen harjapalkkiin ja 10 ulkoseinään. Kattoelementit 100 soveltuvat harja-, pulpetti- tai murtokattoiseen rakennukseen. Kattoelementit 100 soveltuvat käytettäväksi runkomateriaaleiltaan erilaisissa rakennuksissa.

Katon harjalla tarkoitetaan harjakattoisen rakennuksen korkeinta kohtaa. 15 Katon lape on katon harjalta lähtevä yhtenäinen kalteva kattopinta.

Rakennuksen harjapalkilla tarkoitetaan katon harjalla talon pitkittäissuuntaan kulkevaa ylintä tukirakennetta. Rakennuksen harjapalkki voi olla kurkihirsi. Tässä yhteydessä kattoelementin ja katon lappeen pituudella tarkoitetaan rakennuksen harjapalkin ja ulkoseinän ylittävän räystään välistä pituutta.

Kattoelementin ja katon lappeen leveydellä puolestaan tarkoitetaan harjapalkin suuntaista leveyttä. Kattoelementin yläpuolella tarkoitetaan kattoelementin vesikatteen puolta. Kattoelementin alapuolella tarkoitetaan kattoelementin sisäkatteen puolta. Termeillä ’’alapuolella” ja ’’yläpuolella” tarkoitetaan jonkun asemaa paikoilleen asennettuun kattoelementtiin nähden.

Valoaukolla tarkoitetaan sitä kattoelementin sitä osaa, jonka päivänvalo läpäisee. Valoaukko voi olla läpinäkyvä.

Kuvassa 2 esitetään erään kattoelementin 200 leveyssuuntainen pystyleikkaus. Kattoelementin 200 katon lappeen pituuden suuntaisilla 30 sivuilla on kantavat palkit 201. Kantavat palkit 201 ovat puuta. Kantavien palkkien 201 korkeus ja paksuus määräytyvät kuormien ja kantavuuden mukaan, sekä rakennuksen harjapalkin päälle valinnaisesti jätettävän kattoelementin kiinnittämiseen tarvittavan asennustilan mukaan. Kantavien palkkien 201 päällä koko niiden pituudella ja niiden välisellä leveydellä on 35 ensimmäinen materiaalikerros 202, esimerkiksi vaneri. Vaneri voi olla esimerkiksi koivuvaneri. Ensimmäisen materiaalikerroksen 202 alle,

20175474 prh 29 -05- 2017 kantavien palkkien 201 välille on järjestetty ensimmäinen eristekerros 204 koko elementin pituudelle. Ensimmäisen eristekerroksen 204 alapuolelle on järjestetty materiaalikerros 205, esimerkiksi vaneri. Vaneri voi olla esimerkiksi koivuvaneri. Materiaalikerroksen 205 rakennuksen sisäpuolinen osa on 5 kattoelementin 200 sisäkate. Sisäkatteeseen voi olla kiinnitettynä esimerkiksi kipsilevy, vaneri, paneeli tai pelti. Sisäkatteeseen voi olla kiinnitettynä myös erillinen koolaus, johon haluttu pinta, esimerkiksi kipsilevy, vaneri, paneeli tai pelti, puolestaan voi olla kiinnitettynä.

Kuvassa 2 esitetyn mukaisesti ensimmäisen materiaalikerroksen 202 päälle voi olla järjestetty lisäkerros, joka käsittää kantavien palkkien suuntaiset ja niiden päälle tulevat koolauspuut 206, sekä koolauspuiden väliin järjestetyn eristekerroksen 207. Lisäkerroksen päälle on järjestetty materiaalikerros 208. Materiaalikerros 208 voi olla vaneria, esimerkiksi koivuvaneria. Vesikatteena 15 203 toimiva pelti on kiinnitetty materiaalikerroksen 208 yläpuoliseen pintaan esimerkiksi liimakerroksen tai ruuvien avulla.

Kuvissa 3a ja 3b esitetään erään toisen kattoelementin 300 leveyssuuntainen pystyleikkaus kahdelta eri kohdalta. Kuva 3a esittää kattoelementin 300 20 leveyssuuntaista pystyleikkausta kattoelementin 300 valoaukon kohdalta ja kuva 3b esittää kuvan 3a mukaisen kattoelementin 300 leveyssuuntaista pystyleikkausta kattoelementin 300 siltä kohdalta, joka kattoelementin 300 ollessa paikoilleen asennettuna asettuu rakennuksen ulkoseinän tai harjan kohdalle. Kattoelementin 300 katon lappeen pituuden suuntaisilla sivuilla on 25 kantavat palkit 301. Kantavat palkit 301 ovat puuta. Kantavien palkkien 301 korkeus ja paksuus määräytyvät kuormien ja kantavuuden mukaan, sekä rakennuksen harjapalkin päälle valinnaisesti jätettävän kattoelementin kiinnittämiseen tarvittavan asennustilan mukaan. Kantavien palkkien 301 päällä koko niiden pituudella on ensimmäinen materiaalikerros 302. 30 Ensimmäinen materiaalikerros 302 voi olla vaneria, esimerkiksi koivuvaneria.

Kuvassa 3b esitetyn mukaisesti ensimmäisen materiaalikerroksen 302 leveys on molemmissa kattoelementin 300 pituussuuntaisissa päissä sama kuin koko kattoelementin 300 leveys. Tällöin myös ensimmäisen materiaalikerroksen 302 alapuolella voi olla eristekerros 304. Eristekerroksen 35 304 alapuolella voi olla materiaalikerros 305. Materiaalikerroksen 305 rakennuksen sisäpuolinen osa on kattoelementin 300 sisäkate. Kuvan 3b

20175474 prh 29 -05- 2017 mukainen rakenne voi olla ainakin niissä kohdin kattoelementtiä 300, joissa kohdin kattoelementti 300 paikoilleen asennettaessa asettuu rakennuksen ulkoseinän ja katon harjan kohdalle. Vesikatteena on eristyslasielementti 303. Eristyslasielementti 303 on järjestetty ensimmäisen materiaalikerroksen 5 302 päälle ja kantavien palkkien 301 väliselle leveydelle. Kuvassa 3a esitetyn mukaisesti ensimmäinen materiaalikerros 302 on niillä kohdin, joilla päivänvalon halutaan läpäisevän kattoelementin 300, järjestetty siten, että se on eristyslasielementin 303 alapuolella ainoastaan kantavien palkkien 301 kohdalla. Kuvan 3a mukaisesti eristyslasielementin 303 rakennuksen 10 sisäpuolinen osa on kattoelementin 300 sisäkate. Aluetta, jolla päivänvalo läpäisee kattoelementin 300, kutsutaan kattoelementin 300 valoaukoksi. Kattoelementin 300 valoaukon pinta-ala on vähintään 50% kattoelementin 300 vesikatteen pinta-alasta.

Eristyslasielementti 303 kiinnitetään osaksi kattoelementtiä 300 esimerkiksi struktuurilasitusmenetelmää (sg-lasitus) käyttäen. Struktuurilasitusmenetelmässä asennetaan alumiinilatta ensimmäisen materiaalikerroksen 302 päälle siihen kohtaan, joka on kantavan palkin 301 kanssa kohdakkain. Alumiinilatan päälle, ainakin osalle sen leveydestä asennetaan lasitusnauha.

Lasitusnauha käsittää liimapinnan. Eristyslasielementti 303 asennetaan alumiinilatan ja lasitusnauhan päälle. Eristyslasielementin 303 ja latan väli täytetään erityisellä struktuurilasitukseen kehitetyllä silikonimassalla. Tällöin eristyslasielementti 303, alumiinilatta ja lasitusnauha liimautuvat yhteen.

Vesikatteena toimivan eristyslasielementin 303 rakenne on valittavissa kuormituksen ja haluttujen ominaisuuksien mukaan. Eristyslasielementti 303 voi olla muodostettu useista erillisistä laseista. Eristyslasielementti 303 voi koostua esimerkiksi viidestä 6 mm:n paksuisesta lasista. Lasit voivat olla karkaistuja ja/tai laminoituja. Karkaistu lasi kestää kuormitusta, korkeita 30 lämpötiloja ja nopeita lämpötilan muutoksia tavallista lasia paremmin.

Rikkoutuessaan karkaistu lasi menee pieniksi muruiksi, joilla ei ole tavalliselle lasille ominaista leikkaavaa terävää reunaa. Lasien väliin voi olla asennettuna välilistoja. Välilistat erottavat lasit toisistaan jättäen niiden väliin tyhjiön. Lasien välinen tyhjiä voi olla täytetty kaasulla paremman 35 lämmöneristävyyden aikaansaamiseksi. Lasiparin väliin voi olla järjestetty laminointikalvo. Laminointikalvo voi olla järjestettynä uloimman ja/tai

20175474 prh 29 -05- 2017 sisimmän lasiparin väliin. Laminoitu lasi pysyy rikkoutuessaan yhtenäisenä levynä paikoillaan suojaten sen läpi putoamiselta tai menemiseltä. Laminoitu lasi voi rikkoutua tavallisen lasin tavoin, mutta muovia oleva laminointikalvo pitää lasinsirpaleet paikoillaan. Laminoimalla voidaan saada aikaan lasiin erilaisia värisävyjä.

Eristyslasielementin 303 uloimmainen lasi voi olla ulkopinnaltaan itse puhdistuva. Itse puhdistuvaa lasia kutsutaan aktiivilasiksi. Lasin ulkopinnassa voi olla titaanidioksidipinnoite. Luonnonvalo saa aktiivilasin pinnalla aikaan 10 prosessin, jonka vaikutuksesta orgaaninen lika, kuten siitepöly, linnun jätökset tai puiden lehdet hajoavat. (Sade)vesi huuhtoo hajotetun lian pois. Lasi kuivuu ilman kalkkiraitojen muodostumista.

Eristyslasielementin 303 uloimmainen lasi voi olla auringonsuojalasi. 15 Auringonsuojalasi vähentää aurinkoenergian läpäisyä ja auttaa häikäisyn hallinnassa. Auringonsuojalasi vähentää ilmastointijärjestelmien tarvetta samalla pienentäen rakennuksen käyttökustannuksia ja säästäen energiaa.

Liiallisten auringonsäteiden pääsyä rakennuksen sisälle lasisen vesikatteen 20 käsittävän kattoelementin läpi voidaan rajoittaa esimerkiksi asentamalla kantavien palkkien väliin automatiikalla tai manuaalisesti toimiva verhojärjestelmä. Eristyslasielementin 303 yksi laseista voidaan myös valita sähkövirran avulla tummentuvaksi lasiksi.

Ainakin yksi eristyslasielementin 303 laseista voi olla sähkölämmitteinen lasi eli sähkölasi. Sähkölämmitteinen lasi tuottaa sähkövirran avulla lämpöä halutusti ja säädetysti. Sähkölämmitteistä lasia voidaan ohjata lumitunnistimien ja automaattisen järjestelmän avulla tai manuaalisesti. Sähkölämmitteinen lasi voi esimerkiksi olla eristyslasielementin 303 toiseksi 30 uloimmainen lasi. Sähkölämmitteinen lasi mahdollistaa esteettömän näkymän taivaalle ympärivuotisesti. Sähkölämmitteinen lasi voi olla rakennuksen sisäpuolinen lasi. Tällöin sähkölämmitteinen lasi voi toimia osana rakennuksen lämmitysjärjestelmää. Sähkölämmitteisen lasin ollessa rakennuksen sisäpuolinen lasi mahdollinen lämpötilaero lasin ja huoneilman 35 rajapinnassa saadaan minimoitua, eikä lämpötilaerosta johtuvaa huoneilmaa viileämpää ilmavirtausta pääse rakennuksen sisään.

20175474 prh 29 -05- 2017

Eristyslasielementin 303 uloimmainen lasi voi olla lasia, joka ottaa lämpösäteilyn talteen päästäen valon läpi. Kerätyn lämpöenergian avulla voidaan esimerkiksi lämmittää rakennuksen käyttövettä.

Kattoelementtien 100, 200, 300 dimensiot ovat yhteensopivia siten, että kattoelementit ovat liitettävissä toisiinsa esimerkiksi vesikatteen materiaalista riippumatta. Toisiinsa liitetyt kattoelementit 100, 200, 300 muodostavat yhtenäisen, jatkuvan kattopinnan. Mikäli peltisen vesikatteen käsittävä 10 kattoelementti 200 ja eristyslasielementin 303 vesikatteena käsittävä kattoelementti 300 liitetään toisiinsa, on peltisen vesikatteen käsittävän kattoelementin 200 vesikatteen 203, toisen materiaalikerroksen 208 ja koolauspuiden 206 ja eristekerroksen 207 muodostama yhteiskorkeus kattoelementin leveyssuuntaisessa pystyleikkauksessa yhtä suuri kuin 15 eristyslasielementin 303 vesikatteena käsittävän kattoelementin 300 eristyslasielementin 303 korkeus kattoelementin 300 leveyssuuntaisessa pystyleikkauksessa.

Rakennuksen katto voidaan valmistaa käyttämällä edellä esitetyn mukaisia 20 kattoelementtejä käsittäviä kattorakenteita. Kattorakenne käsittää ainakin kaksi kattoelementtiä. Menetelmä soveltuu erityisesti pientalorakentamiseen. Tehdastiloissa valmistetut kattoelementit voidaan asentaa kattoon yksi kerrallaan. On myös mahdollista, että katon yhden lappeen kattoelementit kiinnitetään valmiiksi toisiinsa jo tehdastiloissa, ja koko lape nostetaan 25 rakennustyömaalla paikoilleen yhdellä nostokerralla. Kattoelementtien etuna on se, että vesikate on kattoelementeissä jo valmiina, eikä sitä tarvitse erikseen asentaa. Tehdastiloissa valmistettavat kattoelementit ovat valmiusasteeltaan pitkälle vietyjä ja kilpailukykyisiä. Kattoelementtien asentaminen työmaalla on nopeaa ja vaivatonta, eikä vaadi useita erillisiä 30 työvaiheita.

Kattoelementit kiinnitetään kahdesta kohdasta rakennukseen ja keskenään toisiinsa. Kattoelementit kiinnitetään rakennuksen harjapalkkiin ja rakennuksen ulkoseinään. Kattoelementit kiinnitetään ensimmäisestä 35 pituussuuntaisesta päästään rakennuksen harjapalkin päälle tai kylkeen.

Toisesta pituussuuntaisesta päästään kattoelementit kiinnitetään

20175474 prh 29 -05- 2017 rakennuksen ulkoseinän päälle. Kattoelementit voidaan kiinnittää sekä harjapalkkiin että ulkoseinään useilla erilaisilla tavoilla. Mahdollisia tapoja ovat esimerkiksi kiinnittäminen kulmarautojen, vaarnatappien, teräksisten liitososien, palkkikenkien, naulauslevyjen ja eritasoliitosten avulla. Lisäksi 5 kattoelementteihin voidaan esimerkiksi kiinnittää metalliosia, joiden avulla kiinnittäminen tapahtuu, tai kattoelementtien palkkien väliin voidaan järjestää mekaanisella kiinnityksellä levy, josta kattoelementti kiinnitetään. Rakennuksen ulkoseinät voidaan tiivistää kattoelementteihin teippaamalla tai massaamalla niiden välinen sauma. Rakennuksen harjalla liitosten väliin 10 voidaan asentaa säänkestävä, turpoava eristenauha. Eristenauha toimii samalla ilman- ja höyrynsulkuna ja muokkautuu mahdollisten liikkeiden seurauksesta.

Rakennuksen harjapalkki on harjakattoisessa talossa ulkoseinien yläreunoja 15 korkeammalla. Kattoelementit ovat asennettuina nollakulmaa suuremmassa kulmassa rakennuksen ulkoseinien vaakasuoraan yläreunaan nähden. Paikoilleen asennettujen kattoelementtien kulma rakennuksen ulkoseinien vaakasuoraan yläreunaan nähden eli kattokaltevuus voi olla esimerkiksi noin 20 astetta.

Kattokaltevuudella on vaikutus kattoelementtien kokoon. Lasin fysikaaliset ominaisuudet vaikuttavat siten, että yhtenäisen lasipinnan maksimikoko noin 20 asteen kattokaltevuudella on noin 1,2 metriä leveyttä ja 4,9 metriä pituutta. Leveämmässä tapauksessa lasi ’’roikkuisi” omasta painostaan liikaa, 25 mikä voi aiheuttaa riskiä esimerkiksi sadeveden aiheuttamien vuotojen muodossa. Kattoelementin lasia käsittävä vesikate voi käsittää myös useamman kuin yhden eristyslasielementin. Tällä tavoin lasipinnan kokoa saadaan kasvatettua. Erillisten eristyslasielementtien saumat saumataan struktuurilasitusmenetelmää käyttäen. Struktuurilasitus on 30 lasirakennejärjestelmä, jossa lasit tai lasielementit on kiinnitetty runkorakenteisiin liimaamalla. Peitelistoja ei käytetä, vaan lasielementtien välit saumataan erikoismassalla. Näin julkisivu muodostuu yhtenäiseksi. Struktuurilasitusmenetelmällä tehty eristyslasielementtien välinen sauma käsittää paisuvan nauhan, tämän päälle järjestetyn pohjanauhan ja 35 pohjanauhan päälle sauman yläosaan järjestetyn saumamassan.

Saumamassalla on hyvä koheesio ja adheesio.

20175474 prh 29 -05- 2017

Vierekkäiset kattoelementit voidaan kantavien palkkien kautta kiinnittää toisiinsa useilla eri tavoilla. Vierekkäisten kattoelementtien väliin voidaan asentaa tiivistysnauha. Vierekkäiset kattoelementit voidaan kiinnittää toisiinsa 5 esimerkiksi ruuvaamalla ensimmäisen kattoelementin kantavan palkin alapuolelta kantavan palkin läpi ruuvi ristiin siten, että ruuvi uppoaa viereisen toisen kattoelementin kantavaan palkkiin. Vastaavasti toisen kattoelementin kantavan palkin alapuolelta ruuvataan kantavan palkin läpi ruuvi ristiin siten, että ruuvi uppoaa viereisen ensimmäisen kattoelementin kantavaan palkkiin. 10

Kattoelementin pituus on yhtä suuri kuin katon lappeen pituus. Tällöin kattoelementissä tai yhden katon lappeen kattoelementtien liitoskohdissa ei ole vaakasaumoja. Vierekkäisten kattoelementtien väliin jäävät pystysaumat saumataan vedenpitävästi. Kaikki kattoelementtien väliset saumat 15 saumataan struktuurilasitusmenetelmää käyttäen. Struktuurilasitusmenetelmässä kattoelementtien välit saumataan erikoismassalla. Struktuurilasitusmenetelmässä sauma käsittää kattoelementtien väliin alimmaiseksi asennettavan paisuvan nauhan, tämän päälle järjestettävän pohjanauhan ja pohjanauhan päälle sauman yläosaan järjestettävän 20 saumamassan. Saumamassalla on hyvä koheesio ja adheesio.

Kattoelementit voivat käsittää ainakin yhden eristekerroksen. Eristekerros voi käsittää esimerkiksi suulakepuristettua polystyreeniä (xps) tai villaa. Xps:n solurakenne on täysin yhtenäinen ja suljettu. Se poikkeaa oleellisesti 25 styroksin solurakenteesta. Xps:n yhtenäinen solurakenne saavutetaan valmistusmenetelmällä, jossa korkeassa paineessa sulaan polystyreeniin liuotetaan hiilidioksidia. Xps:n valmistuksessa levyn pinnalle muodostuu vettä hylkivä yhtenäinen ns. pintanahka, jossa solujen sijasta on yhtenäinen polystyreenikerros. Levyn pinnoilla olevat pintanahat ja keskellä oleva 30 solurakenne tekevät rakenteesta kerroslevyrakenteen, joka entisestään lisää levyn jämäkkyyttä. Suljetun ja yhtenäisen solurakenteen ansiosta xps-eriste toimii myös höyrynsulkuna. Xps-eriste ei johda vettä kapillaarisesti, eikä sitä tarvitse työmaalla tai kuljetuksessa suojata erikseen kosteutta ja pakkasta vastaan. Xps-eriste muodostaa ilman- ja höyrynsulkukerroksen peltiä 35 vesikatteena käsittävien kattoelementtien rakennuksen sisäpuoliseen pintaan ja eristyslasielementin vesikatteena käsittävien kattoelementtien

20175474 prh 29 -05- 2017 rakennuksen ulkoseinän ja katon harjalle osuvien kohtien rakennuksen sisäpuoliseen pintaan.

Kattoelementti voi käsittää aurinkosähköratkaisun. Aurinkosähköratkaisussa 5 ohuet ja taipuisat aurinkopaneelit voidaan liimata kattoelementin valmistusvaiheessa vesikatteeseen kiinni.

Edellä esitetyn mukaisilla kattoelementeillä valmistetun katon alle ei muodostu perinteistä yläpohjatilaa. Näin ollen esimerkiksi ilmanvaihtoputket, 10 sähköjohdot ja vesiputket asennetaan perinteisestä poikkeavalla tavalla.

Rakennuksen ilmanvaihto voidaan toteuttaa siten, että korvausilmaa johdetaan tiloihin rakennuksen ulkoseinien yläosasta, jonne järjestetään koteloitu putkilinja ilmanvaihtoputkia varten. Ilmanvaihtoputkiin asennetaan haara siihen kohtaan, mistä tuloilmaa halutaan ohjata tarvittavaan tilaan. 15 Rakennuksen poistoilmaputket voidaan asentaa rakennuksen väliseiniin.

Useampikerroksisen rakennuksen kyseessä ollessa poistoilmaputket voidaan asentaa myös rakennuksen välipohjaan. On myös mahdollista järjestää poistoilmaputkia varten kotelo väliseinän yläosaan tai järjestää poistoilmaputki kulkemaan väliseinän sisässä. Sähköjohdot ja vesijohdot 20 voidaan kuljettaa rakennuksen väliseinien sisässä tai ulkoseinän sisäpuolelle järjestetyssä lisäkoolaustilassa.

Edellä esitetyn mukaista kattorakennetta käyttäen valmistettu katto muodostaa rakennukseen vinon sisäkaton, joka lisää avaruuden ja tilan 25 tuntua. Kun osa kattoelementeistä käsittää vesikatteena eristyslasielementin, saadaan tällä edelleen lisää avaruutta ja valoisuutta. Koska edellä esitetyn mukaisella kattorakenteella valmistetun katon alle ei muodostu perinteistä yläpohjatilaa, jäävät myös perinteisesti yläpohjatilassa tehtävät työvaiheet, kuten tuennat, eristykset, ilmanvaihtoputkien asennukset 30 ja läpiviennit ala- ja yläpuolelle joko kokonaan pois tai ainakin ne siirtyvät rakennuksen sisäpuolelta tehtäväksi.

Katon rakentaminen yksinkertaistuu ja nopeutuu edellä esitettyjen kattoelementtien käytön avulla. Useita rakennustyömaalla tehtäviä 35 työvaiheita jää pois esimerkiksi sen vuoksi, että kattoelementit itsessään käsittävät kantavat palkit. Näin vältytään esimerkiksi kattoristikon ja katon ruoteiden asentamiselta erikseen. Kantavat palkit jäävät halutessa näkyviin rakennuksen sisäpuolelle, mikä tuo ilmettä ja esteettisyyttä rakennuksen sisäkattoon. Kattoelementin avulla päivänvaloa läpäisevän valoaukon tuominen kattoon on työvaiheiltaan yksinkertaisempaa ja nopeampaa kuin 5 perinteisen kattoikkunan avulla.

Kattoelementti on sovitettu käytettäväksi rakennuksen kattorakenteessa. Kattoelementti käsittää kantavat palkit, vesikatteen ja sisäkatteen, sekä vesikatteeseen järjestetyn valoaukon. Kattoelementin vesikate voi olla 10 eristyslasielementti, joka koostuu ainakin kahdesta erillisestä lasista.

Eristyslasielementin uloimmainen lasipinta voi käsittää aktiivilasin. Eristyslasielementti voi käsittää sähkölämmitteisen lasin. Eristyslasielementti voi käsittää lämpösäteilyä talteen ottavan lasin.

Kattoelementti voi lisäksi käsittää ensimmäisen materiaalikerroksen. Eristyslasielementti voi olla kiinnitetty ensimmäiseen materiaalikerrokseen struktuurilasitusmenetelmää käyttäen. Kattoelementti voi lisäksi käsittää ainakin yhden eristekerroksen. Eristekerros voi valinnaisesti käsittää suulakepuristettua polystyreeniä.

Kattoelementin pituus voi olla yhtä suuri kuin katon lappeen pituus.

Kattorakenne on sovitettu asennettavaksi rakennuksen harjapalkkiin ja ulkoseinään. Kattorakenne käsittää ainakin kaksi kattoelementtiä.

20175474 prh 29 -05- 2017

Kattoelementit ovat liitettävissä toisiinsa muodostamiseksi. Kattorakenteen ainakin yksi jatkuvan kattopinnan kattoelementti käsittää vesikatteeseen järjestetyn valoaukon.

Rakennuksen katto voidaan valmistaa kattorakennetta käyttäen.

Menetelmässä kattoelementit kiinnitetään rakennuksen harjapalkkiin ja rakennuksen ulkoseinään. Kattoelementit kiinnitetään ensimmäisestä päästään rakennuksen harjapalkin päälle tai kylkeen. Kattoelementit kiinnitetään toisesta päästään rakennuksen ulkoseinän päälle. Kaikki kattoelementtien väliset saumat saumataan struktuurilasitusmenetelmää käyttäen.

Claims (14)

1. Kattoelementti (100, 300), joka on sovitettu käytettäväksi rakennuksen kattorakenteessa, ja joka kattoelementti käsittää kantavat palkit (101, 301),

5 vesikatteen (103, 303) ja sisäkatteen (105, 303, 305), sekä vesikatteeseen (103, 303) järjestetyn valoaukon.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kattoelementti (100, 300), jonka vesikate (103, 303) on eristyslasielementti (303), joka koostuu ainakin kahdesta

10 erillisestä lasista.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kattoelementti (100, 300), jossa eristyslasielementin (303) uloimmainen lasipinta käsittää aktiivilasin.

15

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen kattoelementti (100, 300), jossa eristyslasielementti (303) käsittää sähkölämmitteisen lasin.

5. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 2-4 mukainen kattoelementti (100, 300), jossa eristyslasielementti (303) käsittää lämpösäteilyä talteen ottavan

20 lasin.

6. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 2-5 mukainen kattoelementti (100, 300), joka lisäksi käsittää ensimmäisen materiaalikerroksen (102, 302), ja jossa eristyslasielementti (303) on kiinnitetty ensimmäiseen

25 materiaalikerrokseen (102, 302) struktuurilasitusmenetelmää käyttäen.

7. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-6 mukainen kattoelementti (100,

300), joka lisäksi käsittää ainakin yhden eristekerroksen (104, 304), joka eristekerros (104, 304) valinnaisesti käsittää suulakepuristettua

30 polystyreeniä.

8. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-7 mukainen kattoelementti (100, 300), jonka pituus on yhtä suuri kuin katon lappeen pituus.

9. Kattorakenne, joka on sovitettu asennettavaksi rakennuksen harjapalkkiin ja ulkoseinään, ja joka kattorakenne käsittää ainakin kaksi kattoelementtiä (100, 200, 300), jotka ovat liitettävissä toisiinsa jatkuvan kattopinnan muodostamiseksi, ja jonka kattorakenteen ainakin yksi kattoelementti (100,

5 300) on jonkun patenttivaatimuksen 1-8 mukainen.

10. Menetelmä rakennuksen katon valmistamiseksi, jossa menetelmässä katto valmistetaan patenttivaatimuksen 9 mukaista kattorakennetta käyttäen.

10

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä rakennuksen katon valmistamiseksi, jossa menetelmässä kattoelementit (100, 200, 300) kiinnitetään rakennuksen harjapalkkiin ja rakennuksen ulkoseinään.

12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen menetelmä rakennuksen katon

15 valmistamiseksi, jossa menetelmässä kattoelementit (100, 200, 300) kiinnitetään ensimmäisestä päästään rakennuksen harjapalkin päälle tai kylkeen, ja kattoelementit (100, 200, 300) kiinnitetään toisesta päästään rakennuksen ulkoseinän päälle.

20 13. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 10-12 mukainen menetelmä rakennuksen katon valmistamiseksi, jossa kaikki kattoelementtien (100, 200, 300) väliset saumat saumataan struktuurilasitusmenetelmää käyttäen.