Hirsirakenteiden uusi tekninen ohjeistus P2 -paloluokan rakennuksiin

Transkriptio

1 Hirsirakenteiden uusi tekninen ohjeistus P2 -paloluokan rakennuksiin Mikko Viljakainen, toimitusjohtaja, Puuinfo Pudasjärven hirsiseminaari Mikko Viljakainen Mikko Viljakainen

2 Esityksen sisältö 1. Miksi P2-paloluokan hirsirakenteinen kerrostalo? 2. Ohjeistuksen sisältö Tekninen tiedote Rakennetyypit ja detaljit Jäykistävän hirsiseinän mitoitusohjelma Ohjeistusta tukevat Puuinfon aiemmin julkaisemat E - lukulaskuri ja U-arvon laskentaohjelma 3. Jatkokehitystarpeita

3 Taustaa ohjeistukselle Kasvava kiinnostus hirren käyttöön suurissa kohteissa Pudasjärven malli leviää kulovalkean tavoin: halutaan eroon sisäilmaongelmista Puulehden numero 2/2015 käsitteli asiaa arkkitehtien näkökulmasta. Lehti vietiin käsistä. Havaittiin, että hirsirakentamisesta puuttuu tekninen ohjeistus Tarjolla oleva ohjeistus on laadittu pienimuotoiseen rakentamiseen. Uuden ohjeistuksen ovat rahoittaneet Rakennustuotteiden Laatu Säätiö ja Suomen Metsäsäätiö.

4 Miksi P2 paloluokan 3-4 kerroksinen asuin- ja työpaikkarakennus? Palo-, ääni ja lujuusteknisesti haastava Palo- ja äänitekniset haasteet suurimmat asuntojen välillä Kuormat kasvavat olennaisesti, kun rakennuksessa on enemmän kuin 2 kerrosta Rakennetut kohteet olleet toistaiseksi paloteknisesti enintään 2 kerrosta Jos ohjeistusta tehtäisiin vain rakennettujen kohteiden mukaan, ei opittaisi uutta. Osoittaa nykyisen ratkaisutarjonnan tilan ja toisaalta palomääräysten kapeikot. Erityinen haaste näkyvät hirsipinnat. Ne edellyttävät tapauskohtaista toiminnallista palomitoitusta. Hyvä tapa määrittää kehittämistarpeita. Samankaltainen prosessi kuljettu myös puukerrostalojen (RunkoPES) ja suurten jännevälien rakenteiden (HalliPES) kehityksessä.

5 Tekninen tiedote 1.0 KÄSITTEITÄ YLEISTÄ HIRSIPROFIILEJA NURKKATYYPPEJÄ PAINUMA Painuma välipohjaliittymässä Painumattomat rakenneosat Painuma kattorakenteissa Painuma puukerrostalossa KANTAVA HIRSISEINÄ ÄÄNENERISTYS JÄYKISTÄMINEN Hirsiseinän tapitus ja pulttaus Jäykistävä hirsiseinän leikkausvoimakestävyys Jäykistävä hirsiseinän ankkurointi PALOTEKNIIKKA Palomääräykset (taulukkomitoitus) Hirsiseinän palomitoitus HIRSISEINÄ VAIKUTUS SISÄILMAAN ENERGIATEHOKKUUS Hirsiseinän U-arvo Rakennusvaipan ilmanpitävyys 45

6 Rakennetyypit: US, HVS, VP, YP

7 Rakennedetaljit KESKEISET SEINIEN JA LAATTOJEN RAKENNELIITTYMÄT

8 Jäykistävän hirsiseinän mitoitusohjelma JÄYKISTYS ON HAASTEELLISTA, SIKSI ON TEHTY OHJELMA Eurokoodin 5:n ja sen kansallisen liitteen mukainen. Jäykistysmitoituksessa otetaan huomioon hirren paneelileikkauskestävyys hirsien välisen vaakasaumojen vaarnauksen leikkauskestävyys seinän ankkurointitarve alapuoliseen rakenteeseen seinän yläpään siirtymä käyttörajatilassa. Ankkurointitarve tarkastetaan jokaisessa hirren välisessä vaakasaumassa ja laskelmassa otetaan huomioon rakenteiden omapainon vaikutus ankkurointivoimaan. Hirsityyppeinä painumatonta hirsi ja lamellihirsi. Vaakasaumojen leikkauskestävyys muodostetaan vedetyillä vinoruuveilla tai leikkausmitoitetuilla osakierreruuveilla. Ohjelmaa voidaan täydentää myös muilla vaarnatyypeillä, kun niistä saadaan riittäviä tutkimustuloksia. Nurkkasalvosten leikkauskestävyyttä ei oteta huomioon koska esim. lohenpyrstönurkassa se on hyvin pieni. Jäykistävän hirsiseinän mitoitusohjelma Eurokoodi 5 / Suomen kansallinen liite Ohjelman käyttäjän vastuu Versio Ohjelman tekijä ei vastaa ohjelman mahdollisista virheistä ja niistä aiheutuneista vahingoista ohjelman käyttäjälle ja mahdolliselle kolmannelle osapuolelle. Ohjelman käyttäjä käyttää ohjelmaa omalla vastuulla ja on itse vastuussa tulosten oikeellisuudesta. Versio 1.0

9 Korkeassa rakennuksessa hirsien välinen vaarnaus on haastavaa SUURI LEIKKAUSVOIMA HIRSIEN VÄLILLÄ Painuvalla hirrellä ruuvivaarnaus Painumattomalla hirrellä vinoruuvivaarnaus 1.0 Vaarnaus osakierteisillä ruuveilla 2.0 Vaarnaus vinoruuveilla Ruuviryhmä Vedetty vinoruuviryhmä

10 Käyttöliittymä Versio 1.0 Versio 1.0 Suunnittelutoimisto Työn nro Sivu Päiväys Tekijä Rakennuskohde Sisältö 1 / 3 Suunnittelutoimisto Työn nro Sivu Päiväys Tekijä Rakennuskohde Sisältö 2 / 3 Jäykistävän hirsiseinän mitoitusohjelma (EC 5) Jäykistävän hirsiseinän mitoitusohjelma (EC 5) 1.0 RAKENTEEN TIEDOT Info Käyttöluokka 2 Aikaluokka: Hetkellinen Hirsiprofiili: Ristiinlaminoitu / Hirsikertoja 50 kpl Vaakarakenteita 4 kpl P w,d Vedettyjä vinoruuviryhmiä 4 kpl Ruuviryhmässä 2 kpl vedettyjä vinoruuveja Wurth ASSY plus VG / d = 10, Kierreosan pituus hirsissä ef = 200 mm Seinän pituus L = 7400 mm Kerroskorkeus H 1 = 3200 mm Seinän korkeus H = mm Ruuvin kokonaispituus = 400 mm 2.0 KUORMITUS R q,w,d Seinän yläpään sallittu siirtymä [KRT] ω = 30 mm h / 427 Kuorman osavarmuusluku 1,50 Katon projektion tuulikuorma [MRT] P w,d = 14,0 kn Pw,k = 9,3 kn Seinän tuulikuorma [MRT] q w,d = 6,70 kn/m q w,k = 4,47 kn/m Seinän tuulikuorman resultantti [MRT] R q,w,d = 85,8 kn Rq,w,k = 57,2 kn Vaakarakenteen 1 omapainon resultantti [KRT] R1 = 37,7 kn Vaakarakenteen 2 omapainon resultantti [KRT] R2 = 37,7 kn Vaakarakenteen 3 omapainon resultantti [KRT] R3 = 37,7 kn Vaakarakenteen 4 omapainon resultantti [KRT] R4 = 36,7 kn A d B d C d MITOITUSTULOKSET Paneelileikkauskestävyys Vinoruuvien kestävyys Ankkurointi Yläpään vaakasiirtymä Τ d ΣV R,d F d u inst OK 100,8 kn 0,0 kn 25,8 mm 3 % 99 % Ankkurointia ei tarvita 86 % Tukireaktiot A d 25,12 kn Tukireaktion A d maksimiarvo B d 226,92 kn Tukireaktion B d maksimiarvo C d 99,76 kn Tukireaktion C d maksimiarvo 245,58 mm Tukipituus tukireaktiolle B d (alimmassa hirressä) L ef 7318,14 mm Tukireaktioiden A d ja B d keskinäinen etäisyys

11 Hirsiprofiilikirjastoon voidaan luoda omia hirsiprofiileja PAINUMATON HIRSI, LAMELLIHIRSI, HÖYLÄHIRSI Hirsiprofiilikirjasto b 1 b 2 b 3 b 4 b 5 Nro Hirsityyppi Kerrokset Rakenne 1) b 1 b 2 b 3 b 4 b 5 b h h ef t ef,n t ef,v f v,k f c,k G mean ρ k ρ mean 1 Hirsiprofiili: Ristiinlaminoitu / 5 5 C 32, , ,0 21, Lamellien mitat Nro Hirsityyppi Kerrokset Rakenne b 1 b 2 b 3 b 4 b 5 b h h ef t ef,n t ef,v f v,k f c,k G mean ρ k ρ mean 1 Hirsiprofiili: Ristiinlaminoitu / 5 5 C 32, , ,0 21, Hirsiprofiili: Ristiinlaminoitu / 3 3 C 32, , ,0 21, Hirsiprofiili: Lamellihirsi L ,0 2, Tukipinta: t ef,n = Σ t i h ef t i b t i h 14 0 Paneelileikkaus: t ef,v = b 1 + b 3 + b Hirsiprofiili: Höylähirsi L ,0 2, ) C = ristiinlaminoitu, L = lamellihirsi tai höylähirsi h ef b 1 b 2 b 3 h t i b Tukipinta: t ef,n = t i Paneelileikkaus: t ef,v = b 1 + b 2 + b 3

12 Tutkimusta ja ohjeistusta tarvitaan edelleen Äänitekniset tutkimukset, että saadaan asuinrakennukseen tutkitut vakiorakenteet. Laskennalliset tulokset eivät ole riittäviä. Kantavan hirsiseinän polttokoe, jotta saadaan palomitoitusohjeet. Pienemmän 3 m 3 m kokoisen seinän polttokoetulos ei riitä, koska seinät ovat käytännössä 8 m 3,2 m Jäykistävän hirsiseinän koekuormitus, että saadaan tietoa vaarnauksesta. Palomääräyksissä suojaverhouksista tulisi päästä pois, kun rakennus on sprinklattu. Voisiko suojaverhouksen esimerkiksi korvata R 90 hirsiseinällä? Tässä projektissa tehty on vain päänavaus, tarvitaan yhteistyötä asian loppuunsaattamiseen!

13 Uusi ohjeistus löytyy osoitteesta puuinfo.fi/articles/hirsirakenteet