FI68698C - Uppvaermningssystem - Google Patents

Description

68698 1 Lämmitysjärjestelmä Uppvärmningssystem 5 Keksinnön kohteena on lämmitysjärjestelmä, joka on tarkoitettu sijoitettavaksi ylä-, väli- tai alapohjarakenteisiin, seinärakenteisiin tai vastaaviin, jotka käsittävät ohutlevystä valmistetun muotolevyn.

Lämmitysjärjestelmän eräänä sovellutusesimerkkinä mainittakoon muotolevy-10 rakentaminen, missä teräsohutlevy toimii kantavana rakenteena alapohjissa, seinissä ja katoissa. Tällaiseen muotolevyyn sijoitettavalla lämmitysjärjestelmällä voidaan lämmittää levyjen rajoittamia huonetiloja, jolloin muuta lämmitysjärjestelmää ei välttämättä tarvita. Muotolevy toimii tällöin lämpösäteilijänä lämmittäen huonetiloissa olevat massat. Tällaisia 15 sinänsä tunnettuja kattosäteilijöitä on olemassa, missä lämmitysvastus on sijoitettu kahden muovikelmun väliin ja jotka sijoitetaan katossa ver-houslevyn yläpuolelle. Nämä lämmitysjärjestelmät ovat viime vuosina mer- 2 kittävästi lisääntyneet. Tällaiset lämmityskelmut maksavat noin 100 mk/m ja niitä voidaan käyttää pääasiassa talonrakentamisessa ja ennenkaikkea 20 pien- ja rivitalorakentamisessa. Keksinnön mukainen ratkaisu sovellettuna muotolevyillä tapahtuvaan rakentamiseen on ajateltu soveltuvaksi kaikkiin rakennuksiin, joissa muotolevyjen käyttö on perusteltavissa. Muotolevyyn on yhdistetty siltä vaadittava kantokyky ja lämmitys, mikä esimerkiksi lämmityskelmuilla on mahdotonta toteuttaa. Eräästä tällaisesta rakennus-25 järjestelmästä on kerrottu suomalaisessa patenttihakemuksessa n:o 813925, missä lämmitysjärjestelmä voidaan soveltaa kantavana runkolevynä toimivaan poimulevyyn.

Tämän keksinnön eräänä sovellutusesimerkkinä kerrotaan tarkemmin ratkai-30 su, missä lämmityskaapeli tai -lanka on sijoitettu teräsohutlevystä tehtyyn muotolevyyn, poimulevyyn, aaltolevyyn tai kasettiin, joka toimii betonivalumuottina tai samanaikaisesti betonivalumuottina ja raudoituksena ja joka levy on erlstämätön tai eristetty. Tällaisten muotolevyjen eräät suoritusmuodot ovat tunnettuja suomalaisesta patentista n:o 54006 35 sekä suomalaisesta patenttihakemuksesta n:o 802810, mutta tässä ei rajoituta pelkästään kyseiseen poimulevyyn, vaan ohutlevyn ja betonin välinen tartuntamekanismi voi olla mikä tahansa. Myöskään el rajoituta poimule- 2 68698 1 vyyn, vaan muotolevynä voivat tulla poimulevyn lisäksi kysymykseen aalto-levyt ja kasetit tms. Lisäksi kyseessä voi olla pelkkä muotolevy, missä tartuntamekanismia ei ole esimerkiksi tapauksissa, joissa muotolevy toimii omalla jäykkyydellään betonia ja kuormia kantavana rakenteena tai 5 pelkkänä betonivalumuottina.

Tunnettua on, että tavanomaisessa betonirakentamisessa käytetään sähkö-lämmityskaapeleita lattialämmityskaapeleina. Esimerkiksi väli- tms. pohjat rakennetaan siten, että ensin valetaan kantava betonilaatta, jonka 10 päälle erityisiin kiskoihin kiinnitetään lämmityskaapelit. Tämän jälkeen valetaan pintalaatta. Epäkohtana tällaisissa ratkaisuissa on mm. se, että lämmityskaapelit betonin päälle asennettuina voivat vaurioitua, kun pin-talaattaa valettaessa ne joutuvat mekaanisten rasitusten alaisiksi, kuten betonimiesten tallaamiksi, betonin levitys- sekä tärytyslaitteiden rasit-15 tamiksi jne. Lisäksi betonointi joudutaan tekemään kahdessa valheessa, jolloin joudutaan ottamaan tarpeettomia lisäkustannuksia. Toisaalta nykyisin käytössä olevat ratkaisut on suunniteltu pelkästään lattialämmi-tystarkoituksiin, eikä niitä ole voitu käyttää mm. talvibetonoinnissa muottilämmitykseen, betonin kuivatukseen tai työnaikaiseen lämmitykseen, 20 johon viimemainitun tarkoitukseen tavanomainen ratkaisu sinänsä soveltuu.

Keksinnön tarkoituksena on ratkaista monia rakentamiseen liittyviä ongelmia. Talvirakentamisessa muottien asentamisen jälkeinen lumisade estää betonoimisen, kunnes lumi ja jää on poistettu muoteista. Keksinnön mukai-25 sella lämmitysratkaisulla lumen ja jään sulattaminen tapahtuu lämmltyskaa-peleilla. Talvirakentamisessa betonin lämmityskustannukset ovat lämmitys- 3 järjestelmästä riippuen 40...100 mk/bet.m . Tämän lisäksi tarvitaan suo- 3 jausta, jonka kustannukset ovat 10...20 mk/bet.m . Ts. nykyisellä muotti-tekniikalla esimerkiksi laattojen talvibetonoimisen lisäkustannukset ovat 3 30 50...120 mk/bet.m , joka muunnettuna esimerkiksi 200 mm laattaa vastaavak- 2 si tekee 10...24 mk/m . Tämän keksinnön eräänä tavoitteena on pienentää talvirakentamisessa betonin lämmitys- ja suojauekustannuksia.

Betonin kuivumisnopeudesta riippuu, kuinka nopeasti lattiapinnoitteet 35 voidaan asentaa. Tämä aika riippuu luonnollisesti vuodenajasta sekä ilman suhteellista kosteudesta sekä siitä, lännnltetäänkö rakennusta riittävästi. Yleisesti on tunnettu ongelma, että betonin kuivuminen kestää liian

II

3 68698 1 kauan ja voi joissakin tapauksissa hidastaa rakennuksen lopullista valmistumista. Tämän keksinnön eräänä tavoitteena on jouduttaa betonin kuivumista sekä kesä- että talviolosuhteissa.

5 Rakennuksen työnaikainen lämmittäminen vaatii kalustoa sekä niiden hoitoon perehtyneitä henkilöitä. Nämä ovat kustannustekijöitä, jotka rakentamisessa tulee ottaa huomioon. Tämän keksinnön eräänä päämääränä on alentaa työnaikaisen lämmittämisen kustannuksia.

10 Kuten edellä todettiin nykyisessä lattialämmityksen tekotavassa on riskejä, joita on tavanomaista tekniikkaa käytettäessä vaikea poistaa. Tällaisia ovat betonin päälle asennettujen lämmltyskaapeleiden rikkoutumisvaa-ra, kun tiedetään, että valettua betonipintaa ei yleensä saada niin se-leäksi, etteikö betonipinnassa olisi teräviä kohoumia. Ohut kumipintainen 15 tms. lämmityskaapeli voi vaurioitua, koska pintabetonia valettaessa kaapeliin kohdistuu mekaanisia rasituksia, jotka yhdistettynä alusbetonin rosoisuuteen voivat vaurioittaa lämmltyskaapelia. Yksi lämmityskaapelin lenkki voi olla esimerkiksi 100 metriä pitkä, jolloin yksikin vaurio poistaa tämän kaapelin toiminnasta. Tämän keksinnön eräänä tavoitteena on 20 eliminoida edellä kerrotut rikkoutumisvaarat, jolloin kaapelin toimintaan ei jää epävarmuustekijöitä.

Edellä esitettyihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi keksinnölle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että ylä-, väli- tai alapoh-25 jarakenteisiin, seinärakenteisiin tai vastaaviin sisältyvään mainittuun muotolevyyn on tehty sähkölämmityskaapelia varten uratilat, joiden syvyys on yhtä suuri tai vähän suurempi kuin sähkölämmityskaapelin halkaisija, ja että mainittu sähkölämmityskaapeli on sovitettu lämmönsiirtoyhteyteen muotolevyn kanssa sen uratiloihin siten, että mainittu muotolevy on toimi-30 va lämmltyskaapelista tulevaa lämpöenergiaa säteilevänä ja/tai siirtävänä lämmitysjärjestelmän osana.

Kun teräsohutlevystä tms. lämpöä johtavasta, lämpöä luovuttavasta tai lämpöä säteilevästä ohutlevystä valmistettuun muotolevyyn kuten poimule-35 vyyn, aaltolevyyn tai kasettiin tms. levyyn tehdään uratiloja, joihin kaapeli voidaan asennusvaiheessa painaa, jolloin uratilan syvyys levyn pinnan tasosta on yhtä suuri tai suurempi kuin lämmityskaapelin halkai- 4 68698 1 sija, saadaan kaapeli sijoitettua sileälle alustalle palkkaan, johon työnaikaiset mekaaniset tms. rasitukset eivät ulotu. Toinen vaihtoehto on kiinnittää ohutlevyyn lista, jossa on uratila/uratiloja lämmityskaapelia varten ja joka uratila/uratilat on sijoitettu muotolevyyn nähden sellai-5 seen paikkaan, etteivät mekaaniset rasitukset tms. rasitukset ulotu kyseiseen uratilaan/uratiloihin.

Kun lämmityskaapelin asennuksessa menetellään edellä kerrotulla tavalla, kaapeli asennetaan suoraan betonimuottiin heti muottien asentamisen jäl-10 keen tai kaapeli voi olla jo valmiiksi asennettuna itse muottilevynä toimivaan muotolevyyn. Näillä järjestelyillä saavutetaan se etu, että läm-mityskaapeli on valmiina sulattamaan lumen ja jään sekä lämmittämään valetun betonin samoin kuin se osallistuu betonin kuivatukseen, toimii työnaikaisena lämmittimenä ja jää valmiin rakennuksen lämmitysjärjestelmäksi.

15

Kun lämmityskaapeli koskettaa ohutlevyä, mikä ei ole aina välttämätöntä, ohutlevy lämmetessään muodostaa lämpösäteilijän, jota kutsutaan kattosä-tellijäksl. Samalla ohutlevy lämmetessään jakaa lämmityskaapelin lämmön betonikerrokseen tasaisemmin kuin pelkkä kaapeli, joka normaalisti sijoi-20 tetaan k/k 90...240 mm. Näin lämmitysjärjestelmästä saadaan tavanomaista tehokkaampi lattialämmitysjärjestelmä. Samoin kun teräsohutlevy lämpenee kauttaaltaan, lumen sulattaminen ja betonin lämmittäminen talviolosuhteissa tapahtuu myös tasaisesti. Tunnettua on, että talvirakentamisessa tar- 2 vittavat muottilämmittimien tehot mitoitetaan noin 175 W/m teholle. Li- 25 säksl on tunnettua, että osittain varaavassa lattialämmityksessa suosi- 2 teltava teho on välillä 100...250 W/m ja varaavassa lattialämmityksessa 2 150...250 W/m . Kuten havaitaan, samalla tehontarpeella voidaan toteuttaa sekä muottilämmitys että lopullisen talon lattlalämmitys, jolloin ei tarvitse mitoittaa kumpaakin erikseen. Kun muottilämmitys on riittävä, ylä-30 puolisen suojauksen kustannuksia voidaan alentaa, koska tullaan toimeen yksinkertaisemmalla suojausratkaisulla.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa käytetään muottilämmltyksen sähköteho itse rakenteen lämmitykseen, jolloin lämmitystarve on minimissään. Jos 35 vertaillaan kuumailmalämmltystä ja keksinnön mukaista lämmltystapaa keskenään niin kirjallisuudesta (Betonituote 3/82) voidaan todeta, että kuumailmapuhalluksessa energian käytön hyötysuhde on 30 % kun se betonin

II

5 68698 1 lankalämmityksessä on 95 %.

Keksinnön mukaisella ratkaisulla voidaan tuntuvasti säästää myöskin muottikustannuksia, kun keksinnön mukainen lämmitysjärjestelmä sijoitetaan 5 esimerkiksi sellaiseen teräsohutlevystä valmistettuun muotolevyyn esim. poimulevyyn, jossa on riittävä tartunta betonin ja ohutlevyn välillä. Tällöin kyseinen tuote toimii betonivalumuottina, raudoituksena, muotti-lämmityksen kaapelin asennusalustana, 1ämmönjakajana, kattosäteilijänä ja lattialämmön tasaajana jne. Kyseisessä muotolevyssä voi olla alapuo-10 lella eriste valmiina, kuten esim. ratkaisuissa, joista on kerrottu suomalaisessa patenttihakemuksessa n:o 802810 ja suomalaisessa patentissa n:o 61067.

Teräsohutlevyyn sijoitettu uratila/uratilat voidaan tehdä siten, että 15 ura/urat profiloidaan levyyn valmiiksi tehtaassa tai uratilan/uratilojen tekemiseen käytetään erillistä listaa ja uratilalla on sellainen muoto, että lämmityskaapeli voidaan sijoittaa siihen ja missä uratilassa/ura-tilolssa kaapeli on mekaanisten tai muiden rasitusten ulottumattomissa, että kaapeli toimii edellä kerrotuissa tehtävissä luotettavasti.

20

Kun uratila/uratilat muodostetaan muotolevyyn sen valmistusvaiheessa, tällainen tunnetusti vahvistaa muotolevyä ja voi olla vakioratkaisuna käytettiinpä lämmitysjärjestelmää tai ei. Uratilan muodostaminen ei lisää levyn kustannuksia ja uratilan muodostamiseen tarvitaan yleensä yksi 25 telapari. Uran mitoista riippuen saatetaan tarvita useampia telapareja, mutta näidenkään kustannus ei merkittävästi lisää levyn kustannuksia. Käytettäessä erillistä listaa uratilan/uratilojen muodostamiseen, tällainen taivutettu lista voidaan valmistaa helposti nykyisillä taivutusko-neilla tai tehdä profilointikone listan valmistamiseksi.

30

Uran tai lämmityskaapelin sijainnista johtuen voidaan säätää esimerkiksi lattialämmityksen ja kattolämmityksen prosenttuaalieta osuutta huonetilan lämmityksessä. Esimerkiksi yläpohjarakentelsea kattolämmityksen osuus on vallitseva, kun taas välipohjassa kummankin osuus voi olla 50 X. Ala-35 pohjissa taas lattlalämmitys on vallitseva.

Edullista on muotoilla uratilat siten, että lämmityskaapeli sopivalla 6 68698 1 voimalla painamalla menee uraan, mutta kaapeli ei voi nousta ylös urasta, jolloin kaapelin kiinnittämiseen ei tarvita apuvälineitä. Laakeiden uratilojen ollessa kyseessä, teipeillä, tarralla tms. kiinnikkeellä kaapelin kiinnittäminen on yksinkertaisesti varmistettavissa.

5

Jos lämmityskaapelin asentaminen tapahtuu alapuolelle avautuvaan urati-laan, kaapeli sijoitetaan uraan altapäin, jolloin levyn päällä oleva toinen asentaja puristaa pihdeillä tms. kaapelin pysyvästi paikoilleen tai uratila on muotoiltu siten, että kaapeli puristuu uratilan seinämien vä-10 liin, jolloin tullaan toimeen yhdellä asentajalla.

Kun kaapelit sijaitsevat muotolevyssä, huonetilojen sisäseinien asennuksessa ei tule ongelmia. Kaapelit voivat tällöin kulkea myös sisäseinien alitse. Tällöin lämmityskaapelit voidaan sijoittaa huonejärjestyksestä 15 riippumattomiksi, mikä jouduttaa asennustyötä ja muottilämmitystä ajatellen on tarkoituksenmukaista.

Sen lisäksi, että lämmitysjärjestelmä toimii edellä kerrotuissa tehtävissä, saadaan sama järjestelmä toimimaan myös ilmalämmitysjärjestelmä-20 nä. Ilmalämmityssovellutuksessa käytetään muotolevyn alapuolella ver-houslevyä, jolloin verhouslevyn ja muotolevyn välitilaan muodostuu korkeampi lämpötila, joka puolestaan ohjataan joko painovoimaisesti tai koneellisesti haluttuun kohteeseen.

25 Jos ilmalämmitys ohjataan rakenteen yläpuolisiin tiloihin, tehdään esimerkiksi välipohjana toimivaan laattaan ikkunoiden kohdille aukot, joista muotolevyn ja verhouslevyn välitilassa lämmennyt ilma kevyempänä nousee huonetiloihin. Tällöin lattlalämmltyksen hitaampaa lämmönluovutusta voidaan tehostaa ilman avulla. Jos taas puolestaan halutaan ilman avulle 30 täydentää kattosäteilijänä toimivan polmulevyn tehoa, esimerkiksi puhaltajan avulla pannaan ilma liikkeelle. Tällöin voidaan yläpuolisen huonetilan lattiaventtiilit sulkea tai jättää kokonaan pois tai rakenne toimii esimerkiksi yläpohjarakenteena.

35 Kun ilmalämmitysjärjestelmä on esitetyn kaltainen, saadaan monia etuja nykyisiin ilmalämmltysjärjestelmiin verrattuna. Lämmitys voidaan toteuttaa palnovoimaisena, jolloin el tarvita koneita. Ilma lämpenee ohutlevyn li 7 68698 1 alapuolella, joka ohutlevy erottaa betonin Ilmatilasta. Tällöin betonin sisältämät radioaktiiviset kaasut eivät voi sekoittua limaan.

Kalkki edellä kerrotut keksinnön edut saavutetaan yhdessä työvaiheessa, 5 kun kaapeli asennetaan muotolevyyn, jolloin rakennuskustannuksia on mahdollista alentaa.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisten piirustusten kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin sovellutusesi-10 merkkeihin, joihin keksintöä ei ole tarkoitus ahtaasti rajata.

Kuviossa 1 on esitetty joitakin keksinnön sovellutusesimerkkejä uratilois-ta, jotka voidaan valmistaa muotolevyn valmistukeen yhteydessä profiloin-tillnjassa. Urat sijaitsevat poimulevyn ylälaipassa mahdollisimman lähel-15 lä betonin yläpintaa, jolloin ratkaisu soveltuu välipohjiin. Rakennetta voidaan vielä täydentää verhouslevyllä, joka on kiinnitetty välikkeiden avulla poimulevyyn. Verhouslevy voidaan myös kiinnittää suoraan poimule-vyyn.

20 Kuviossa 2 on uratilat sijoitettu muotolevyn alalalppaan, jolloin korostetaan kattolämmltyksen osuutta lopullisena lämmitysjärjestelmänä. Tämä ratkaisu on käyttökelpoinen mm. yläpohjissa, kun laatan yläpuolinen tila on tehokkaasti eristetty. Tämä uraratkaisu voidaan myös toteuttaa profi-lointilinjassa.

25

Kuviossa 3 on käytetty listoja uratllan muodostamisessa, jolloin samalla listalla saadaan aikaan joko yksi tai kaksi uratilaa kerta-asennuksella.

Kuviossa 4 on esitetty ratkaisu, missä muotolevynä on kasetti, jonka lii-30 toskohtaan on profilointilinjassa muodostettu uratilat lämmityskaapelia varten.

Kuvio 5 esittää aukilelkatun perspektiivikuvan keksinnön eräästä sovellutusesimerkistä, missä muotolevynä on hakijan suomalaisessa patenttijulkai-35 sussa n:o 54006 esitetty poimulevy ja missä polmulevyssä on eri muotoisia uratlloja, joihin on asennettu lämmltyskaapeli.

3 68698 1 Kuvio 6 esittää aukileikatun perspektiivikuvan keksinnön eräästä sovellutusesimerkistä, missä hakijan suomalaisessa patenttihakemuksessa n:o 802810 esitettyyn levyrakenteeseen on aikaansaatu lämmitysjärjestelmä lämmityskaapeleita käyttäen.

5

Kuviossa 1 on tartuntaulokkeistolla 2 varustettu poimulevy 1, uratilat 3, lämmityskaapelit 4 ja betoni tms. 5, välikkeet 8, verhouslevyt 9 sekä ilmatila 10.

10 Kuviossa 2 on tartuntaulokkeistolla 2 varustettu poimulevy 1, uratilat 3, lämmityskaapelit 4 ja betoni tms. 5.

Kuviossa 3 on tartuntaulokkeistolla 2 varustettu poimulevy 1, lämmitys-kaapelit 4, jotka sijaitsevat listoilla 6 aikaansaaduissa uratilolesa 3 15 ja betonia tms. 5.

Kuviossa 4 on kasetti 1, uratilat 3, lämmityskaapelit 4 ja betoni tms. 5.

Kuviossa 5 on tartuntaulokkeistolla 2 varustettu poimulevy 1, uratilat 3, 20 lämmltyskaapeli 4 ja betoni tms. 5.

Kuviossa 6 on tartuntaulokkeistolla 2 varustettu poimulevy 1, uratilat 3, lämmltyskaapeli 4, betoni tms. 5 ja eriste 7.

25 30 35

Claims (4)

68698

1. Lämmitysjärjestelmä, joka on tarkoitettu sijoitettavaksi ylä-, väli-tai alapohjarakenteisiin, seinärakenteisiin tai vastaaviin, jotka käsit-5 tävät ohutlevystä valmistetun muotolevyn (1), tunnettu siitä, että ylä-, väli- tai alapohjarakenteisiin, seinärakenteisiin tai vastaaviin sisältyvään mainittuun muotolevyyn (1) on tehty sähkölämmityskaape-lia (4) varten uratilat (3), joiden syvyys on yhtä suuri tai vähän suurempi kuin sähkölämmityskaapelin (4) halkaisija, ja että mainittu sähkö-10 lämmityskaapeli (4) on sovitettu lämmönsiirtoyhteyteen muotolevyn kanssa sen uratiloihin (3) siten, että mainittu muotolevy (1) on toimiva läm-mityskaapelista (4) tulevaa lämpöenergiaa säteilevänä ja/tai siirtävänä lämmitysjärjestelmän osana.

1 Patenttivaatimukset

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmitysjärjestelmä, tunnettu siitä, että mainitun muotolevyn (1) ja verhouslevyn (9) välissä on ilmatila (10).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen lämmitysjärjestelmä, t u n -20 n e t t u siitä, että uratilat (3) on tehty muotolevyyn (1) sen profiloinnin yhteydessä.

4. Patenttivaatimuksen 1,2 tai 3 mukainen lämmitysjärjestelmä, tunnettu siitä, että uratilat (3) on tehty erillisellä listalla (6). 25 30 35