Puurakentamisen toteuttaminen standardi. Tomi Toratti

Transkriptio

1 Puurakentamisen toteuttaminen standardi Tomi Toratti

2 Lähtökohta Tutkimushanke VTT vuosina Puurakenteiden laadunvarmistus, - Suunnittelu, valmistus, työmaatoteutus ja käyttö Tomi Toratti, Rakennusteollisuus RT 2

3 Quality A. The process quality is made up of the design and building processes as well as the communication and cooperation between these parties B. The quality of the endproduct on the other hand may be divided to visual, functionality, ecological and technical quality. The servicelife perspective is an essential part of the end-product quality Tomi Toratti, Rakennusteollisuus RT 3

4 End-product quality Visual quality is composed of the appearance of the visible structures, the rooms and building volumes, the environment and the combinations of the above. The functionality quality is determined on how the building performs its intended functions, eg. logistics and ergonomics or in other ways efficiently and comfortably. The technical quality is made up of durability, strength, safety and healthiness. The ecological quality is first effected when the building materials are chosen in the initial stages of the project, however the major part is determined on the building use. The main issues are the energy efficiency of the building, long service life, good maintenance procedures and modifiability of the building. Tomi Toratti, Rakennusteollisuus RT 4

5 Design of safe timber structures How can we learn from structural failures in concrete, steel and timber? Eva Frühwald Erik Serrano Tomi Toratti Arne Emilsson Sven Thelandersson Report TVBK-3053 ISSN ISNR:LUTVDG/TVBK-3053-SE (228) Result: 50 % of cases relate to bad design 25 % of cases relate to human factors on the site Conclusion: Human factors in the building process are dominant Tomi Toratti, Rakennusteollisuus RT 5

6 Lähteet RIL Puurakenteiden laadunvarmistus. Rakennuksia ja kantavia rakenneosia koskevat ohjeet (painossa). Eva Fruhwald. Erfarenheter från kollapser av träkonstruktioner (Learning from failures in timber structures) Workshop om robusta konstruktioner, CBI, Stockholm, Design of safe timber structures How can we learn from structural failures in concrete, steel and timber. Eva Fruhwald, Erik Serrano, Tomi Toratti, Arne Emilsson, Sven Thelandersson (Lund University publication). kuvat Der Spiegel Hans-Jörgen Larsen Timber Engineering, STEP 2, 1995 G. Dröge & T. Dröge: Schäden an Holztragwerken, Schadenfreies Bauen Band 28, Hrsg. G. Zimmermann, Fraunhofer IRB Verlag,

7 Siemens Arena Danmark m spännvidd 7

8 8

9 Jyväskylä Paviljonki Finland m spännvidd 9

10 Collapse of wooden roof for ice scating arena in Bad Reichenhall, Germany 10

11 11

12 Source of cases used in the present study. source Number of cases Percentage of cases Direct (investigation report) SP VTT 11 9 Finnish Accidents Investigation Board 7 5 Experts (7) Indirect information Books (7) Diploma theses (2) Total

13 Country Failure cases according to countries. Number of cases Percentage of cases Sweden Finland Norway Germany United States Denmark 2 2 Czech Republic 1 < 1 Great Britain 1 < 1 total

14 Distribution of errors causing failure in the present study. % of failure cases Gross number of identified causes without weights (in % of failures) Failure category All LTH VTT SP AE All 1 Wood material performance 2 Manufacturing errors in factory 3 Poor manufacturing principles On-site alterations Design (mechanical loading) 6 Design (environmental loading) 7 Poor principles during erection Overload Other / unknown Number of cases

15 german cases (33) finnish cases (30) swedish cases (31) norwegian cases (16) american cases (14) all % of failure cases wood material performance manufacturing errors in factory poor manufacturing principles on-site alterations design, mechanical loading design, environmental loading poor principles during erection overload other/unknown reasons 15

16 25 20 % of failures age /years 16

17 Failure modes Failure mode Instability 31 Bending failure 15 Tension failure perpendicular to grain Shear failure 9 Drying cracks 9 Excessive deflection 7 Tension failure 5 Corrosion of fasteners / decay Withdrawal of fasteners 3 Compression (buckling) 2 Percentage of cases 11 Other / unknown

18 Yhteenveto rakennusvirheistä Valtaosa rakennusvirheistä on suunnitteluvirheitä Puurakentamisen tietotaitoa lisättävä Parempaa laadunvarmistusta rakennesuunnitteluun Parempaa laadunvarmistusta työmaalla Rakennusvirheet aiheutuu ihmisen toiminnasta ei niinkään materiaalista, kuorma- tai kosteusolosuhteista 18

19 RIL Puurakenteiden laadunvarmistus. Rakennuksia ja kantavia rakenneosia koskevat ohjeet Alkusanat 1 Yleistä 1.1 Soveltamisala 1.2 Rakentamisen laatu ja puurakentaminen 1.3 Hankkeen osapuolten tehtävät laadun varmistamisen kannalta 1.4 Erityiset riskikohteet 2 laadunvarmistus ja SUUNNITTELUSIAKIRJAT 3 Projektieritelmä tiedonhallinnan Työkaluna 4 Rakennesuunnittelun laadunvarmistus 4.1 Yleistä 4.2 Rakennesuunnittelun perusvaatimukset 4.3 Laadittavat asiakirjat 4.4 Rakennesuunnitteluprosessi ja laadunvarmistus 4.5 Suunnitelmien noudattamisen valvonta 4.6 Rakenteellinen riskianalyysi 4.7 Tiedonkulun ja muutosten hallinta 5 Materiaalit 5.1 Puumateriaalit ja tuotestandardit 5.2 Puun säilyvyys 5.3 Liitosten ja liittimien korroosionkestävyys 6 Teollisesti valmistettujen rakennusosien ja liitosten laadunvarmistus 6.1 Yleistä 6.2 Prosessin valvonta 6.3 Varastointi ja kuljetus 6.4 Liitostekniikat 6.5 Yksityiskohtaisemmat ohjeet 7 Laadunvarmistus työmaalla 7.1 Rakennustyö yleisesti 7.2 Valvonta rakennustyömaalla 7.3 Kosteus ja kosteudenhallintasuunnitelma 7.4 Asennussuunnitelma 7.5 Toleranssit 8 Rakenteiden jäykistys 8.1 Yleistä 8.2 Vastuu jäykistyksestä 8.3 Jäykistyksen suunnittelu ja toteutus 8.4 Rakennuksen jäykistysperiaatteet 9 Käyttö- ja huolto-ohjeet 19

20 Rakennuttajan tehtäviä Päävaiheet Hankepäätöksen teko Suunnittelun organisointi Hankesuun. teko, toteutustavan valinta Suun. valmistelu Käyttöönotto Luonnossuunn. Kilpailuttaminen ja urakkasopimusten teko Rakentamisen valmistelu Toteutussuunnittelu (ARK, RAK, LVISA) Rakennuttamisen ohjaus ja valvonta Rakentaminen Tarveselvitys Hankesuunn. Tärkeät asiakirjat Projektieritelmä Luonnos Projektieritelmä versio II Projektieritelmä versio III Alustava riskiarvio Rakennesuunnitelmat Erityismenettelyn asiakirjat Kosteudenhallintasuunn. Asennussuunn. Huolto-ohje 20

21 Collapse of terminal roof at Charles de Gaulle airport in Paris 21

22 22

23 SUOMEN STANDARDOIMISLIITTO SFS Rakennustuoteteollisuus ry prsfs 5978:2012 Puurakenteiden toteuttaminen Rakennuksien kantavia rakenneosia koskevat säännöt Sisällys ESIPUHE 1 YLEISTÄ 1.1 Soveltamisala 1.2 Viittaukset Puutuotteet Liimat Mekaaniset kiinnittimet Säilyvyys Suunnittelu Sekalaiset 1.3 Termit ja määritelmät 1.4 Toteutusluokat 2 PUURAKENTAMISEN LAADUNHALLINTA 2.1 Yleistä 2.2 Keskeiset asiakirjat 2.3 Puurakenteiden työselostus 3 KÄYTETTÄVÄT TUOTTEET Tuotteiden ominaisuudet ja kelpoisuus Puun säilyvyys Liittimien korroosionkestävyys 11 4 LAADUNVARMISTUS TYÖMAALLA Laadunvarmistuksen suunnittelu Rakennustyöt Valvonta rakennustyömaalla Kosteudenhallinta Kosteudenhallintasuunnitelma Suunnittelukosteustila Puumateriaalien toimituskosteus Rakennusaikainen kosteus Suojaustasot Asennussuunnitelma 5 GEOMETRISET TOLERANSSIT Yleistä Toleranssiluokat Asennustoleranssit Liitostoleranssit LIITE A Puurakenteiden työselostus 22 A.1 Työselostuksen tarkoitus 22 A.2 Työselostuksen päivittäminen 22 A.3 Työselostuksen esittely ja hyväksyminen 22 A.4 Työselostuksen sisältö 22 LIITE B Rakennustuotteiden tuotehyväksyntämenettelyt 26 LIITE C Valmistustoleranssit 27 LIITE D Käyttö- ja huolto-ohjeet 29 LIITE E Käyttöluokkien väliset vastaavuudet 30 Rakennusteollisuus RT 23

24 Tällä standardilla on kolme tavoitetta 1. Siirtää suunnittelun aikana esitetyt vaatimukset toteuttajille, toisin sanoen toimia suunnittelun ja toteutuksen välisenä linkkinä 2. Esittää toteutuksen standardisoituja teknisiä vaatimuksia, kun tilataan puurakenne 3. Toimia suunnittelijan tarkistusluettelona sen varmistamiseksi, että suunnittelija antaa toteuttajalle kaikki olennaiset rakenteen toteutuksessa tarvittavat tekniset tiedot Näiden tavoitteiden saavuttamiseksi suunnittelun tuloksena on oltava asiakirjoja ja piirustuksia, joissa on kaikki tarvittavat tiedot työn toteutuksesta suunnitelmien mukaisesti. Tomi Toratti, Rakennusteollisuus RT 24

25 Kosteussuojaus 25

26 Taulukko 4.1 Kosteudenhallintasuunnitelman sisältö Kosteudenhallintasuunnitelma - Kosteudenhallintasuunnitelmassa on käytävä läpi koko prosessi - Riittävällä tiedottamisella ja valvonnalla on varmistettava, että urakoitsija toimii kosteudenhallintasuunnitelman mukaisesti. Kosteudenhallintasuunnitelma tehdään rakennushankkeille, joissa kantavia puurakenteita toteutetaan ulko-olosuhteissa. Suunnitelman sisältö on seuraava: 1. Kohteen perustiedot (työmaan yhteystiedot, työmaan vastaava henkilö, kosteushallintasuunnitelman laatija tai kokoaja) 2. Hankkeessa käytettävät puumateriaalit ja -tuotteet 3. Puutavaran, puuelementtien ja rakennusosien tavoitekosteus tehdasvalmistuksen eri vaiheissa. 4. Puutavaran, puuelementtien ja rakennusosien tavoitekosteus työmaalle tuotuna, asennuksen aikana ja valmiina rakenteena 5. Vastaanottotarkastukset ja vastuuhenkilöt 6. Rakentamisen aikaiset kosteuslähteet (sade, lumi, pintavesien valuma, jne.) 7. Puurakenteiden suojaustaso (ST0-ST3) rakentamisen aikana eri puurakennusosille ja arvioitu tarvittava suojausaika 8. Puun suojausmenetelmät työmaalla: - varastointitapa ja varaston suojaus - paikalleen asennetun puun suojaus (suojaustason mukaisesti) - kastuneiden puuosien kuivatustapa 9. Rakenteiden hallittu kuivaus rakennuksen käyttöolosuhteisiin - kosteuden aiheuttamien riskien kartoitus ja torjunta, mm. sateet - rakennushankkeen arvioitu herkkyys epäedullisille sääolosuhteille ym. poikkeustapauksille - puun kosteuspitoisuuksien, kuivumisaikojen ja tarkoituksenmukaisten kuivausolosuhteiden määrittäminen - kuivumisolosuhteiden järjestäminen - työmaa-aikataulun vaikutukset (varasuunnitelmat) 10. Kosteusmittaussuunnitelma (mittausmenetelmät, aikataulu ja vastuuhenkilö ja dokumentointi) Tomi Toratti, Rakennusteollisuus RT

27 Suojaustasot puurakentamisessa Suojaustaso ST0, ei suojausta: kosteuspitoisuus riippuu ilmastosta ja sitä ei voida taata suositeltava vain talvikausina ja lyhyinä jaksoina, ei kuitenkaan maakosketusta Suojaustaso ST1, muovi- tai pressusuojaus rakenteiden päällä: kosteuspitoisuus alle 20 %, varmistettava riittävä tuuletus Suojaustaso ST2, katesuoja: kosteuspitoisuus alle 20 % varmempi kuin ST1 Suojaustaso ST3, sisäolosuhteet tai lämmitetty telttasuojaus: kosteuspitoisuus alle 15% Tomi Toratti, Rakennusteollisuus RT 27

28 Toleranssiluokat Puurakenteiden toiminnallisia toleransseja voidaan esittää kolmessa toleranssiluokassa: Toleranssiluokka 3: Rakennusosat, joilta vaaditaan erityistä mittatarkkuutta ja joille asetetaan erityisen korkeat ulkonäkövaatimukset Toleranssiluokka 2: Asuin-, liike- ja toimistorakennusten tai niitä vastaavien rakennusten rakennusosat. Luokka 2 on yleisimmin käytetty asennustarkkuusluokka Toleranssiluokka 1: Hallirakennusten yms. tilojen rakennusosat, joille voidaan sallia luokkaa 2 alhaisemmat mittatarkkuus- ja ulkonäkövaatimukset. Tomi Toratti, Rakennusteollisuus RT 28

29 Taulukko 5.1 Puurakenteiden asennustoleranssit. Olennaiset toleranssit on esitetty harmaalla taustalla. Ulottuvuus ja sijainti Toleranssiluokka 3 Suurin sallittu poikkeama Toleranssiluokka 2 Toleranssiluokka 1 Seinät Sivusijainti perussuorasta ± 3 mm ± 5 mm ± 10 mm Runkotolppien väli ± 3 mm ± 5 mm ± 10 mm Ikkuna- ja oviaukon koko ± 3 mm ± 5 mm ± 10 mm Ikkuna- ja oviaukon sijainti ± 3 mm ± 5 mm ± 10 mm Vapaa väli (vastakkaiset seinät) ± 3 mm ± 5 mm ± 10 mm Seinärungon suoruus 1) ± 1,5 ± 1,5 ± 1,5 Seinärungon poikkeama pystysuorasta - korkeus enintään 3 m - korkeus yli 3 m Ala- ja välipohjakannatteet ± 5 mm ± 8 mm ± 5 mm ± 8 mm ± 5 mm ± 8 mm 29

30 Seuraavat vaiheet Puurakenteiden toteutusstandardi SFS 5978 julkaistu Tästä keskustellaan pohjoismaisella tasolla Viedään CEN TC250/SC5 eurokoodiryhmälle luonnosehdotuksena Tomi Toratti, Rakennusteollisuus RT 30