FI98398C

FI98398C - Seinäelementti

Info

Publication number: FI98398C
Application number: FI942732A
Authority: FI
Inventors: Seppo Karimaeki
Original assignee: Neste Oy
Priority date: 1994-06-10
Filing date: 1994-06-10
Publication date: 1997-06-10
Also published as: EE9600173A; FI942732A; WO1995034721A1; EP0766766A1; HU215516B; FI942732A0; NO965263L; HU9603412D0; NO965263D0; AU2738795A; PL317648A1; RU2153047C2; PL176355B1; HUT77832A; FI98398B

Description

Seinäelementti 98398 5 Keksintö koskee seinäelementtiä, joka sisältää lämpöeristeitä sekä palonsuoja- tai akustisia eristeitä sekä kantavia elimiä, jotka koostuvat pysty- ja vaakatolpista.

Varsinkin puurakenteisia pientaloja rakennettaessa tavanomainen rakennustapa käsittää kantavan puurungon muodostamisen perustuksen päälle. Runko muodostuu tavallisesti 10 vaakalankuista ja niiden välisistä pystytolpista, jotka muodostavat kantavan rakenteen. Pystytolppien väliin sijoitetaan tarvittavat lämmöneristyslevyt, lämmöneristeiden sisäpuolelle kiinnitetään höyrynsulkumuovit ja ulkopuolelle tuulensulkulevyt. Puurunko eristeineen peitetään ulkopinnaltaan ulkoverhouksella ja sisäpuoleltaan sisustuslevyillä.

15 Tälläinen rakennustapa vaatii runsaasti käsityötä. Siksi on otettu käyttöön elementtijärjestelmiä, jossa kokonaisia seiniä rakennetaan valmiiksi elementtitehtailla ja seinät liitetään toisiinsa rakennuspaikalla. Tälläiset elementit ovat yleensä varsin raskaita ja niiden sijoittaminen paikalleen rakennuspaikalla edellyttää nostokoneita. Minkäänlaiset muutokset rakennuspaikalla eivät ole myöskään mahdollisia. Siksi esiintyy tarvetta myös element-20 tijäijestelmille, jotka koostuvat pienimuotoisemmista ja kevyemmistä seinäelementeistä, joista voidaan helposti koota erikokoisia seiniä ja joihin voidaan helposti tehdä muutoksia rakennuspaikalla.

Suomalainen patentti FI76614 koskee lämmöneristyselementtiä, jossa solumuoviseen 25 levyyn on molemmin puolin kiinnitetty tasavälein betonista valettuja vahvikekaistoja, jotka tekevät levystä kantavan. Vahvikekaistat voivat olla myös upotettuja levyyn. Näin muodostetut elementit sijoitetaan paikalleen ja ruiskubetonoidaan lattia- tai seinärakenteen muodostamiseksi. Julkaisun mukainen elementti on painoltaan raskas, koska vahvikekaistat ovat betonia, ja lämmöneristysominaisuuksiltaan huonompi, koska lisäeristeet puuttuvat.

30 PCT-hakemus 93/01371 koskee modulaarista synteettistä materiaalia olevaa paneelia, johon on muodostettu T-muotoisia uria, joihin on työnnettävissä T-muotoisia puisia pys-tytolppia. Pystytolpat jäykistävät ja tukevat rakennetta ja tarjoavat samalla kiinnityskohdan seinäverhoilulle. Kuitenkin pystytolpat on hankalasti sijoitettavissa, koska ne täytyy 98398 2 pujottaa levyn päistä. Rakenteen lujuus on heikko, koska pystytolppia ei ole kiinnitetty toisiinsa. Koska tolpat eivät ulkone ollenkaan lämmmöneristyslevyn pinnasta, lisäeristeen kiinnittäminen julkaisun mukaiseen rakenteeseen ei onnistu ilman huomattavia lisätöitä. Rakenne sisältää myös kylmäsiltoja, koska elementit liittyvät toisiinsa pelkällä puskuliitok-5 sella.

Ruotsalaisesta patentista SE415048 ilmenee seinäelementti, joka on jäykistetty lämmöneris-tyslevyyn osittain upotetuilla tolpilla. Tässä seinäelementissä pystytolpat on sijoitettu vain levyn toisella puolella oleviin uriin, pystytolpat vaativat erillisen kiinnityksen ja läm-10 möneristyslevyn reunat eivät ole liitettävissä toisiinsa ponttiliitoksella.

Ruotsalaisen patentin mukaisessa seinäelementissä urat ovat vain toisella puolella eivätkä tolpat ole kiinnitetty levyn läpi. Näinollen tolpat vaativat erillisen kiinnityksen. Rakenne sisältää myös kylmäsiltoja, koska vierekkäiset lämmöneristyslevyt eivät ole liitettävissä 15 toisiinsä ponttiliitoksella.

Norjalaisesta patenttijulkaisussa 151251 kuvattu elementti koostuu eristysmateriaaliytimes-tä, jonka molemmille puolille on liimattu peitelevyt. Kummankin peitelevyn sisäpuolelle on kiinnitetty liimaamalla pystytolppia tasaisin välimatkoin toisistaan, jolloin pystytolpat 20 uppoavat eristemateriaalissa oleviin uriin. Elementin vastakkaisilla puolilla olevat pysty-tolpat ovat eri kohdilla. Elementtejä voidaan yhdistää vierekkäin ja päällekkäin kokonaisten seinien muodostamiseksi.

Tällainen elementti rakennetaan valmiiksi tehtaalla eikä sitä voida koota osistaan rakennus-25 paikalla. Rakennuspaikalla ei elementtiin voida tehdä mitään muutoksia. Lisäksi julkaisun mukainen elementti ei sisällä ollenkaan palonsuojakerrosta, joten tälläinen kerros ja sitä varten tarvittavat tukirakenteet on lisättävä jälkeenpäin elementin ulkopuolisina rakenneosina.

30 Keksinnön kohteena on seinäelementti, joka perustuu valmiiksi muotoiltuun solumuovia olevaan lämpöeristelevyyn. Solumuovia olevissa lämpöeristeissä on ongelmana palonkes-tävyys, joka edellyttää sitä, että seinärakenne sisältää edullisesti myös palonkestäviä kerroksia. Siten keksinnön erityisenä kohteena on seinäelementti sellaista seinärakennetta il 98398 3 varten, joka sisältää levymuodossa olevat lämpöeristeet, lisäeristeet sekä kantavat elimet, jotka koostuvat pystykannatustolpista, jotka ovat ainakin osittain upotettavissa lämmöneris-teessä oleviin uriin. Keksinnön mukainen seinäelementti voidaan koota valmiiksi jo elementtitehtaalla tai se voidaan helposti koota osistaan rakennuspaikalla ilman erikois-5 työkaluja.

Keksinnön mukainen seinäelementti on tunnettu patenttivaatimuksessa 1 esitetyistä tunnusmerkeistä.

10 Keksinnön mukaisessa seinäelementissä lämpöeriste käsittää solumuovia olevan lämpöeris-televyn, jossa ainakin toiselle sivulle on haluttuihin kohtiin edullisesti tasavälein muodostettu urat pysty kannatustolppia varten. Näiden urien leveys vastaa pysty tolppien paksuutta siten, että pystytolpat sopivat uppoamaan uriin. Urien syvyys valitaan siten, että pys-tytolppa uran pohjaan sijoitettuna ulkonee lämpöeristelevystä lisäeristekerroksen paksuuden 15 verran. Siten lämpöeristelevyn sisäpinnan ja kunkin pystytolpan väliin muodostuu tila, johon sijoitetaan palonsuojalevy. Urien välinen etäisyys valitaan siten, että esim. standardikokoinen palonestolevy, esimerkiksi vuorivillalevy täyttää lämpöeristelevyn ja pystytolppien välissä olevan tilan.

20 Edelleen keksinnölle on tunnusomaista, että pystytolpat on kiinnitettävissä lämpöeristele-vyssä oleviin uriin naulaamalla tai vastaavalla tavalla kiinnittämällä lämpöeristelevyn vastakkaisella puolella oleviin pystysuuntaisiin ripoihin. Naulaamisen sijasta voidaan käyttää yhtä hyvin esimerkiksi ruuvikiinnitystä.

25 Menettelyn etuna on se, että kiinnittäminen voidaan tehdä joko lämpöeristelevytehtaalla tai se voidaan helposti suorittaa vasta rakennuspaikalla. Edelleen koska pystytolpat on ainakin osittain upotettu lämpöeristelevyn uriin, urat tukevat pystytolppia ja estävät niitä nurjahtamasta kuormituksen alaisena. Siten on mahdollista käyttää normaalia ohuempaa pystytolp-pamateriaalia. Lisäksi pystyripoihin voidaan helposti kiinnittää ulkoverhouksen kiinnittämi- 30 seen tarvittavia vaakasuuntaisia kiinnityslautoja tai ripoja siten, että lämpöeristelevyn ja ulkoverhouksen välille jää ilmarako. Elementin sisäpuolelle taas muodostuu palonsuojale-vyn tai muun lisäeristekerroksen sijoittamisen jälkeen yhtenäinen sileä pinta, koska pystytolppien ulkosivupinnat ovat palonsuojalevyn tasossa. Tälle pinnalle voidaan helposti 98398 4 kiinnittää höyrysulkuna toimiva muovi- tai alumiinikalvo tai vastaava ja sisäverhouslevy, koska pystytolpat ovat näkyvissä, vaikkakin pinnan tasossa. Lisäeristekerros on keksinnön mukaisessa elementissä mahdollisimman tiivis, koska lämpöeristelevyissä olevat urat sijoittavat pystytolpat tarkalleen oikeisiin kohtiin ilman mitään mittauksia.

5

Edelleen keksinnön mukaiselle seinäelementille on tunnusomaista se, että lämpöeris-televyjen pystysuuntaiset sivureunat on muotoiltu siten, että sijoitettaessa elementtejä vierekkäin muodostuu tiivis ponttiliitos. Siten kunkin lämpöeristelevyn toinen sivu on varustettu uralla ja toinen sivu vastaavalla kohoutumalla. Tällöin saavutetaan ilman mitään 10 tiivistysaineita tiivis ja luja liitos, jossa ei ole lämpövuotoja. Edullisesti myös lämpöeristelevyn alareuna on varustettu loveuksella siten, että se sopii tiiviisti perustuksen päällä olevaan vaakalankkuun tai vastaavaan tukiprofiiliin.

Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaan pystytolppien yläpäät on varustetettu 15 loveuksella, johon voidaan kiinnittää elementin yläreunassa oleva vaakapalkki.

Vielä erään keksinnön suoritusmuodon mukaan pystyrivat voivat myös toimia kantavina pystytolppina. Tällöin myös lämpöeristelevyn ulkosivulle voi olla muodostettu pystysuuntaiset urat vastaaville kohdille kuin sisäsivulle. Urien syvyys voidaan valita niin, että 20 pystyrimoina toimivat pystytolpat ulkonevat lämpöeristelevyn pinnasta, jolloin tolppien väliin voidaan myös sijoittaa lisäeristelevyt. Urien syvyys voidaan valita myös niin, että pystytolpat uppoavat eristyslevyn ulkosivulla kokonaan lämpöeristyslevyyn. Lämpöeristele-vy voi siten olla molemmilta puolilta paloneristetty tai äänieristetty. Tässä suoritusmuodssa kantavien pystytolppien lukumäärä on huomattavasti suurempi ja siten materiaaali voi olla 25 ohuempaa.

Eristemateriaalina voidaan käyttää mitä tahansa lämmöneristeenä toimivaa, muotonsa säilyttävää levymäistä eristemateriaalia, joka lujuutensa puolesta sopii tarkoitukseen. Erittäin sopivia ovat solumuovituotteet, kuten solupolystyreeni (EPS tai XPS) sekä poly-30 uretaanit ja fenoliformaldehydihartsia sisältävät solumuovit. Lisäeristeen muodostavana palonkestävänä kerroksena voidaan käyttää samoin mitä tahansa levymäistä materiaalia, jonka palonesto-ominaisuudet ovat riittävät. Sopiva materiaali on esimerkiksi mineraalivilla. Ääniteknisesti sopiva materiaali on esimerkiksi raskas mineraalivilla. Lisäeristekerros

II

98398 5 on edullisesti levymuodossa, mutta levyn sijasta voidaan soveltaa myös paikalleen puhallettavaa materiaalia.

Kantavien osien materiaaleina voidaan käyttää edullisesti puuta ja vaneria. Pystyripojen ja 5 vaakaripojen materiaalina voidaan käyttää myös muoviprofiileja, jotka voivat olla joko kuitulujitettuja tai lujittamattomia. Materiaaliksi voidaan luonnollisesti valita myös metalleja, kuten teräs- tai alumiiniprofiileja.

Siten keksinnön avulla aikaansaadaan tarkkamittainen seinäelementtijäijestelmä, joka 10 mahdollistaa seinäelementtien kokoamisen osistaan rakennuspaikalla olosuhteista riippumatta. Elementit voidaan koota myös elementtitehtaalla. Keksinnön mukainen seinäele-mentti on kevyt ja helppo asentaa ilman erikoistyökaluja ja nostolaitteita. Rakenne on energiateknisesti hyvä, koska kylmäsiltoja ei muodostu elementtien välille, ja rakenteellisesti vahva, koska pystykannatustolpat on upotettu lämpöeristelevyjen uriin, jolloin 15 nuijahdusvaara on eliminoitu. Edelleen keksinnön mukainen seinäelementti on rakenteeltaan yksinkertainen ja siten myös hinnaltaan edullinen eikä erillisiä tuulensuojakerroksia tarvita lainkaan.

Keksintöä selostetaan seuraavassa viittaamalla oheisiin kuvioihin, joissa 20 kuviot 1 ja 2 esittävät keksinnön mukaisen seinäelementin pääosia sivultapäin ja ylhäältä päin nähtyinä leikkauksina ja osat erilleen vedettyinä, kuvio 3 esittää ylhäältä päin nähtynä kahta kuvion 2 mukaista seinämäelementtiä osat 25 yhteensovitettuina ja kiinnitettyinä, kuvio 4 esittää ylhäältä päin nähtynä kahta kuvion 3 mukaista muunnettua seinämäelementtiä osat yhteensovitettuina ja kiinnitettyinä, 30 kuvio 5 esittää ylhäältä päin nähtynä seinäelementtiä, jossa on kummallakin puolella palonsuojakerros tai muu lisäeristekerros, kuvio 6 esittää muunnosta kuvion 5 mukaisesta seinäelementistä, ja 6 98398 kuvio 7 esittää perspektiivikuvana leikkausta kokonaisesta seinämäelementistä.

Kuvioissa 1 ja 2 on nähtävissä lämpöeristelevy 10, pystytolpat 20, pystyrimat 30 ja palonestolevy 40 erillään toisistaan. Lämpöeristelevyyn 10 on muodostettu pystysuuntaisia 5 uria 11 pystytolppia 20 varten. Urien 11 leveys vastaa pystytolppien 20 paksuutta, jolloin pystytolpat 20 mahtuvat uppoamaan uriin 11. Urien 11 syvyys on valittu siten, että tolppa 20 uran 11 pohjaan 12 painettuna ulkonee lämpöeristelevyn 10 pinnasta palonsuojalevyn 40 paksuuden verran.

10 Edelleen lämpöeristelevyn 10 toiseen pystysivuun on muodostettu ruode 13 ja toiseen pystysivuun vastaavasti samanmuotoinen ura 14, jotka mahdollistavat ponttiliitoksen vierekkäisten elementtien välillä. Pystytolpat 20 ja pystyrimat 30 kiinnitetään lämpöeristelevyn 10 läpi nauloilla, ruuveilla tai vastaavilla kiinnityselimillä 31.

15 Kuviossa 3 on esitetty ylhäältä päin nähtynä kaksi vierekkäistä seinäelementtiä osat paikoilleen sijoitettuna ja kiinnitettyinä. Kuviossa on nähtävissä myös lämpöeristelevyt 40, jotka sopivat pystytolppien 20 väliin ja täyttävät kokonaan pystytolppien 20 ja lämpöeristelevyn 10 välisen tilan, jolloin palonsuojalevyn 40 ulkopinta 41 on samassa tasossa kuin pystytolppien 20 pinta 21. Viitenumerolla 32 on merkitty vaakalautaa tai -ripaa, joka on 20 kiinnitetty pystyrimoihin 30 ulkoseinäpinnoitteen kiinnittämiseksi seinään elementtien pai-kalleenasettamisen jälkeen.

Kuvio 4 vastaa kuvion 3 mukaista suoritusmuotoa lukkunottamatta sitä, että lämpöeristelevy 10 on ulkosivun puolelta varustettu myös pystysuuntaisilla urilla 15, joihin pystyrimat 25 30 on upotettu.

Kuviossa 5 on esitetty ylhäältä päin nähtynä seinäelementti, jossa pystyrimat on elementin ulkosivulla korvattu pystytolpilla 20 ja jossa palonestolevyt 40 ovat molemmilla puolilla lämpöeristelevyä 10.

30

Kuvio 6 vastaa kuviota 5, paitsi että seinäelementin ulkosivulla pystytolpat 20 on myös upotettu kokonaan lämpöeristyslevyyn 10. Seinäelementin ulkosivulle kiinni lämpöeristelevyyn 10 on sijoitettu kipsilevy 41, joka on kiinnitetty rakenteeseen naulojen 31 avulla li 98398 7 naulaamalla pystyrimojen 42, levyn 41, pystytolppien 20 ja lämpöeristyslevyn 10 läpi vastakkaisella puolella oleviin pystytolppiin 20. Näin on saatu molemmilta puolilta lisäeristetty seinämärakenne.

5 Kuviossa 7 on esitetty perspektiivikuvana ja osittaisena leikkauksena seinämäelementti kiinnitettynä perustuksella 1 lepäävän vaakalankun 2 päälle. Elementin yläreunassa on vaakalauta 3, joka on kiinnitetty lämpöeristelevyyn 10 osittain upotettujen pystytolppien 20 yläpäissä oleviin loveuksiin (ei esitetty). Elementin yläsivu on kuvion mukaisesti peitetty vaakalaudalla 4. Edelleen kuviossa on nähtävissä lisäeristeenä toimivia plaonsuoja-10 levyjä 40 kiinni lämpöeristelevyjen 10 ja pystytolppien 20 välissä siten, että niiden seinän sisäsivulla oleva ulkopinta on samassa tasossa kuin pystytolppien 20 pinta. Viitenumerolla 11 on merkitty kahden vierekkäisen lämpöeristelevyn 10 välistä saumakohtaa. Lisäeristele-vyn 40 päälle on sijoitettu höyrysulkukerros 50 ja sen päälle sisäverhouslevy 60. Lisäksi kuviossa on nähtävissä myös lisäeristekerrokseen 40 sijoitettuja sähköjohtoja 70, jotka 15 johtavat sisäverhouslevyssä 60 olevaan pistorasiaan 71.

Claims

98398 8

1. Seinäelementti sellaista seinärakennetta varten, joka sisältää levy muodossa olevat lämpöeristeet (10) ja lisäeristeet (40) sekä kantavat elimet, jotka koostuvat puuta olevista 5 pystykannatustolpista (20), jotka ovat ainakin osittain upotettavissa lämpöeristelevyssä (10) oleviin uriin (11), jolloin lämpöeriste käsittää solumuovia olevan levyn (10), jossa ainakin toiselle puolelle on muodostettu pystysuuntaisia, sivusuunnassa välimatkan päässä toisistaan olevia uria (11), joiden syvyys on valittu siten, että pystykannatustolppa (20) uran (11) pohjaan (12) upotettaessa ulkonee lämpöeristelevyn (10) pinnan tasosta lisäeris-10 tekerroksen (40) paksuuden verran, tunnettu siitä, että seinäelementin pystykannatus-tolpat (20) on kiinnitetty naulaamalla tai vastaavalla tavalla lämpöeristelevyn (10) vastakkaisella puolella samassa kohdassa oleviin pystysuuntaisiin kiinnitysrimoihin (30) ja että lämpöeristelevyn (10) pystysivut on varustettu urilla (14) ja vastaavasti moteilla (13) vierekkäisten elementtien lämpöeristelevyjen (10) yhdistämiseksi ponttiliitoksella. 15

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen seinäelementti, tunnettu siitä, että lämpöeristelevy (10) on varustettu molemmilta puoliltaan kohdakkain olevilla pystysuuntaisilla, sivusuunnassa välimatkan päässä olevilla urilla (11,15) mainittuja pystykannatustolppia (20) ja mainittuja kiinnitysrimoja (30) varten. 20

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen seinäelementti, tunnettu siitä, että myös mainittua kiinnitysrimaa (30) varten olevien urien (15) syvyys on valittu siten, että kiinnitysriman (30) ulkopinta ulkonee lämpöeristelevystä (10) lisäeristekerroksen (40) paksuuden verran, jolloin lämpöeristelevyn (10) molemmille puolille on sijoitettavissa 25 lisäeristeet (40).

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen seinäelementti, tunnettu siitä, että lämpöeristelevyn (10) alareuna on varustettu loveuksella (16), joka vastaa seinän perustuksen (1) tai perustuksen päällä olevan vaakalankun tai tukiprofiilin (2) muotoa. 30

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen seinäelementti, tunnettu siitä, että että mainitun lämpöeristelevyn (10) materiaali on solumuovia, esimerkiksi polystyreeniä, polyuretaania tai fenoliformaldehydihartsia. 98398 9

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen seinäelementti, tunnettu siitä, että pystykannatustolppien (20) yläpäähän on muodostettu loveus (21) vaakatukien/jäykisteiden (3) kiinnitystä varten.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen seinäelementti, tunnettu siitä, että se on varustettu mainittuihin pystysuuntaisiin kiinnitysrimoihin (30) naulaamalla tai vastaavalla tavalla kiinnitetyillä pystysuunnassa välimatkan päässä toisistaan olevilla vaakasuuntaisilla rimoilla (32), jotka toimivat kiinnityskohtana ulkoseinäverhouksen kiinnittämiseksi ilmaraon päähän lämpöeristelevystä (10).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen seinäelementti, tunnettu siitä, että mainitut kiinnitys-rimat (30) toimivat myös pystykannatustolppina ja ovat upotettuina lämpöeristelevysssä (10) oleviin uriin (15), joiden syvyys on valittu siten, että kiinnitysrimojen (30) ulkopinta ulkonee lämpöeristelevystä (10) lisäeristekerroksen (40) paksuuden verran, jolloin lämpö- 15 eristelevyn (10) molemmille puolille on sijoitettavissa lisäeristelevyt, esimerkiksi palon-suojalevyt tai äänieristelevyt (40).

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen seinäelementti, tunnettu siitä, että se sisältää pystytolpat (20) myös seinäelementin ulkosivulla kokonaan upotettuna lämpöeristelevyssä 20 (10) oleviin uriin (15), että lämpöeristelevyn (10) ulkosivulle on kiinnitetty paloeristyslevy (41) naulaamalla kiinnitysrimojen (42), paloneristyslevyn (41), pystytolppien (20) ja lämpöeristyslevyn (10) läpi vastakkaisella puolella oleviin pystykannatustolppiin (20).

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen seinäelementti, tunnettu siitä, että 25 mainittu lisäeriste on mineraalivillalevy, kipsilevy tai puhallettu mineraalivilla. 98398 10