CLT-rakenteetsuunnittelun näkökulmasta
MHM = MassivHolzMauer josta käytännössä markkinoilla vain yksi tuotemerkki jota voi vapaasti soveltaa hyvinkin räätälöityihin rakenneratkaisuihin naulaamalla ristikkäin ladotuista kerroksista muodostuva paksu puulevy kerrosten lukumäärän on oltava pariton lauta on toiselta lappeelta pyykkilautaprofiiliin höylätty, jolloin rakenteeseen jää ilmaa kerroksen paksuus = 23 mm ja laudan leveys voi vaihdella 95 250 mm koko levyn paksuus n. 115-340 mm, levyn korkeus = normaali seinä-/ kerroskorkeus ja max. pituus yleensä 6 m
CLT = Cross Laminated Timber useita valmistajia / tuotemerkkejä: CLT, KLH, X-LAM, BSP, Leno liimaamalla ristikkäin ladotuista kerroksista muodostuva puulevy, jossa lamellit on myös syrjäliimattu toisiinsa kiinni kerroksen paksuus voi vaihdella 20 50 mm (jopa 75mm) kerroslamellin leveys voi vaihdella 95-250 mm koko levyn paksuus n. 60-400 mm, kantavana rakenteena min. noin 100 mm levyn korkeus = normaali seinä-/ kerroskorkeus ja max-pituus6 16 m (jopa pitempi) tuotetta valmistetaan myös pienelementteinä CLT-elementtejävoidaan valmistaa myös ns. dekoratiivisena laatuna, jolloin pinta on sisustusvalmis
CLT/MHM-rakenteiden edut suunnittelun kannalta: Kantavana rakenteena käytettävät kokonaiset laatat säästävät suunnitteluaikaa. Liitosten yksinkertaisuus vähentää tarvittavien detaljien määrää. Rakenteen painumattomuus ; toimii pystyrakenteiden kanssa ilman säädettäviä liitoksia. Helppo yhdistää palkki- ja pilarirakenteisiin. Mikäli CLT/MHM-rakennnesijoitetaan ulkorakenteissa lämpimällä osalle, niin rakenteiden kosteus- ja homevaurioriskit ovat lähes olemattomat (VTT:n lausunto). Rakenteen jäykistyksen kannalta ei välttämättä tarvita erillistä levytystä (liitosten on toimittava siten, että ne pystyvät ottamaan rakennukseen kohdistuvat vaakavoimat vastaan).
Suunnittelulta vaadittavaa CLT-rakenteiden suunnittelijalta vaadittavaa osaamista : uusien puurakennusmääräysten tunteminen eurokoodeihin perustuvaan rakenteiden mitoitusmenetelmien hallinta 3D-mallintamisohjelmien ja tietomallien käytön hallinta modernien valmistusmenetelmien tuntemus
BIM (Building Information Modeling ) Rakennuksen tietomalli Kolmiulotteinen tietomalli Osien ominaisuudet ja tuotedokumentit Laadunvarmistus (törmäystarkastelu, yksityiskohdat, paloluokat, materiaalit) Erilaiset leikkaukset, automatisoidut kirjastot Kustannuslaskelmat, määrälaskenta, energialaskelmat Aikataulut (rakentamisen toteutus) Simulaatiot (lujuuslaskelmat, lämpösiirtymät, virtauslaskelmat) Postprosessointi työstökoneille
BIM (Building Information Modeling ) Rakennuksen tietomalli Tietomallintamisen etuja ovat: havainnollisuus ja visuaalisuus 3D-mallien myötä osa-alueiden yhteensovittaminen IFC (arkkitehdit, insinöörit rak/lvi/säh) laadukkaampi lopputulos (oikeat piirustukset) laajempi tietosisältö (esim. hiilijalanjälki) kertyneen tiedon hyödyntäminen (rakennuksen huolta / korjaus / purku) tietojen päivittäminen rakennuksen koko elinkaaren ajan
CLT-runkoinen omakotitalo Martti Mylly 23.12.2012
CLT-rakenteen nurkkaliitos CLT-rakenteen pystyliitos Martti Mylly 23.12.2012
Rakennusmääräykset ja suunnitteluohjeet CLT-rakenteissa tulee noudattaa niihin soveltuvia Euronormeja Niitä ovat: Suunnitteluperusteet ja rakenteiden kuormat (EN 1990 ja EN 1991 1-4) Puurakenteiden suunnitteluohje (EN 1995 1-2) Vanhoja kansallisia rakennusmääräyksiä ei kannata soveltaa näihin, koska ne ovat poistumassa. Huomioitavaa kuitenkin on, että myös Euronormit sisältävät ainakin toistaiseksi myös kansallisia osia. Muut tietolähteet: FPInnovationsin CLT-käsikirja Stora-Enson CLT-käsikirja
Rakenteiden mitoitus yleisesti Rakennelaskelmia varten löytyy CLT-käsikirjasta valmiita taulukoita Taulukoissa on yleensä annettu CLT-rakenteiden mitoituskapasiteetti Rakenteiden kuormitukset pitää kuitenkin määrittää Euronormeihin perustuvan mitoituksen mukaisesti Rakenteiden mitoitukset perustuvat puurakenteiden suunnitteluohjeisiin Rakennelaskelmiin voidaan käyttää valmiita ohjelmistoja Myös kantavat CLT-laatat voidaan mitoittaa FEM-laskentaohjelmilla
Ulkoseinä CLT-rakenteiden U-arvoja, CLT 95 uv-paneelit, puukuitulevy, eristys+runko, CLT-levy b [m] λ n [W/m 2 K] m a C (up.) C (sp.) pintavastus m u 0,10-20,0-19,3 ulkoverhous, paneeli 0,022 0,120 0,18-19,3-18,0 ilmarako m i 0,023 0,20-18,0-16,6 huokoinen puukuitulevy 0,012 0,052 0,23-16,6-15,0 puurunko+eristys 0,200 0,046 4,39 * -15,0 15,7 CLT 95 0,095 0,120 0,79 15,7 21,3 pintavastus m s 0,10 15,7 22,0 0,352 Σm a = 5,99, u= 0,167 * Puurungon suhteellinen lämmönjohtavuus puurunko, b= 42 mm k 600 λ n = 0,120 puukuitueriste λ n = 0,040 seinärakenne λ n, rel = 0,046
CLT-rakenteiden U-arvoja, CLT 145 Ulkoseinä uv-paneelit, puukuitulevy, eristys+runko, CLT-levy b [m] λ n [W/m 2 K] m a C (up.) C (sp.) pintavastus m u 0,10-20,0-19,3 ulkoverhous, paneeli 0,022 0,120 0,18-19,3-18,0 ilmarako m i 0,023 0,20-18,0-16,6 huokoinen puukuitulevy 0,012 0,052 0,23-16,6-15,0 puurunko+eristys 0,180 0,046 3,95 * -15,0 12,7 CLT 145 0,145 0,120 1,21 12,7 21,1 pintavastus m s 0,10 12,7 22,0 0,382 Σm a = 5,97, u= 0,168 * Puurungon suhteellinen lämmönjohtavuus puurunko, b= 42 mm k 600 λ n = 0,120 puukuitueriste λ n = 0,040 seinärakenne λ n, rel = 0,046
CLT-rakenteiden U-arvoja, CLT 245 Ulkoseinä uv-paneelit, puukuitulevy, eristys+runko, CLT-levy b [m] λ n [W/m 2 K] m a C (up.) C (sp.) pintavastus m u 0,10-20,0-19,3 ulkoverhous, paneeli 0,022 0,120 0,18-19,3-18,0 ilmarako m i 0,023 0,20-18,0-16,6 0,012 0,052 0,23-16,6-15,0 puurunko+eristys 0,145 0,046 3,18 * -15,0 7,3 CLT 245 0,245 0,120 2,04 7,3 21,6 pintavastus m s 0,10 7,3 22,0 0,447 Σm a = 6,04, u= 0,166 * Puurungon suhteellinen lämmönjohtavuus puurunko, b= 42 mm k 600 λ n = 0,120 puukuitueriste λ n = 0,040 seinärakenne λ n, rel = 0,046
Työstötietojen vieminen työstöportaaliin Tiedot voidaan viedä kolmella eri tavalla: Laatimalla ns. elementtikaaviot ja ohjelmoimalla työstöt työstöportaalissa o rakenteet voidaan suunnitella myös 2D-ohjelmalla o hidas, koska työstöjen ohjelmointi suoritetaan erikseen o virhemahdollisuudet kasvavat, koska samat tiedot joudutaan antamaan vähintään kahteen kertaan Mallintamalla rakenteet 3D-suunnitteluohjelmassa, joka ei sisällä työstöohjelman kääntäjää o tarvitaan kaksi erillistä 3D-suunnitteluohjelmaa tai elementtikaaviot o virhemahdollisuudet kasvavat, koska ohjelmien väliset rajapinnat eivät välttämättä siirrä tietoja oikein tai jättävät osan tiedoista siirtämättä Suunnittelemalla rakenteet suoraan 3D-suunnitteluohjelmassa, joka sisältää työstöohjelman kääntäjän
CLT-rakenteiden kehittämisalueita: CLT-rakenteiden lujuuslaskentamenetelmät. CLT-rakenteiden lujuuslaskentaohjelmat. Rakenteiden detaljikirjastot (Runko-PES). Palomääräykset sekä niiden huomioiminen rakenteissa (etenkin kerrostalorakentaminen). Rakenteiden jäykistys kerrostalorakentamisessa