Puurankaisen pientalon rakennesuunnittelu
Kustannustehokkaan rakentamisen taustalla on ammattitaitoinen rakennesuunnittelu. Oleellista on myös työmaan kanssa tehtävä yhteistyö eri rakenneratkaisujen kehittämisessä. Opinnäytetyössä laadittiin hieman tavanomaisesta puurunkoisesta pientalosta poikkeavat rakennesuunnitelmat, jotka yritys on havainnut tehokkaiksi.
Yritys rakentaa pientalot pre cut -menetelmällä, jolloin kaikki puurangan runkopuut ovat mittaansa valmiiksi sahattuja ja numeroituja. Pre cut -menetelmää käytettäessä on rakennesuunnitelmat tehtävä mittatarkasti. Tähän hyödynnetään Tekla Structures -ohjelmaa, jolla runko mallinnetaan.
Yrityksessä on kehitetty rakentamisajan tehokkuutta työmaalta saatujen kehitysideoiden ansiosta. Rakenneratkaisujen kehittäminen säästää rakentamisaikaa ja helpottaa työmaalla rakentamisvaiheita. Tämä verkkoartikkeli on laadittu Joni Valveen (2024) opinnäytetyön pohjalta.
Puurunko toimii talon kantavana runkona
Puurunkoinen talo muodostuu yleensä rankarungosta, palkistosta ja NR-ristikoista. Rankarunko on kantavaseinäinen rakennusjärjestelmä, jossa kantavia ulkoseiniä hyödynnetään vesikaton kuormien ohjaamisessa perustuksille. Runkoon kiinnitettäviä levyjä hyödynnetään myös tolpan heikomman suunnan nurjahdustuentaan. Kantava ulkoseinä suunnitellaan usein myös jäykistäväksi rakennusosaksi. (Puuinfo 2020.)
Puurunkoisissa ulkoseinissä yleisesti käytetty rakennetyyppi on tuulensuojalevyn, mineraalivillan ja höyry- tai ilmasulkupaperin muodostama yhdistelmä. Mineraalivillaa käytettäessä U-arvo määrittää käytännössä runkotolpan poikkileikkauksen.
Vesikatto tehdään tyypillisesti NR-ristikoista, jotka hoikkuutensa takia ovat alttiita nurjahdukselle. Käytännössä ristikoiden ylä- ja alapaarteiden tasolle sekä niiden väliin suunnitellaan jäykistäviä vaaka- ja pystyrakenteita.
Rankarungon tehostetut rakenneratkaisut vähentävät työvaiheita
Eri rakenneratkaisuihin päädyttäessä on ajateltu työvaiheiden vähentämistä ja yksinkertaistamista sekä samalla rakentamisajan tehostamista. Rakennuksen tuulettuva alapohja suunniteltiin tehdasvalmisteisilla ontelolaatoilla, jonka päälle asennetaan polyuretaanieriste. Betonilattian sijaan käytetään 50 millimetriä paksua kipsivalulattiaa, jolloin lattia saadaan kerralla oikaistua suoraksi ja lattian kuivumisaika on huomattavasti nopeampaa betonilattiaan verrattuna. Erillisiltä lattioiden oikomisilta säästytään ja lattian pinnoittaminen voidaan tehdä nopeammin.
Kohteeseen suunniteltiin polyuretaanieriste, joka asennetaan saumat vaahdottamalla runkotolppien ulkopuolelle. Tällöin voidaan käyttää myös pienempää runkotolpan dimensiota. Polyuretaani korvaa kohteessa tuulensuojalevyn, mineraalivillan ja höyrysulun. Polyuretaani on umpisoluista vaahtoa, joten tuulensuojalevyä ei tarvita. Käytetyissä polyuretaanilevyissä on alumiinipinnoite, joka toimii samalla höyrynsulkuna. Polyuretaania käytettäessä eristepaksuus pienenee sen alhaisen lämmönjohtavuuden ansiosta. Rungon sisäpuolelle asennetaan lisäksi 50 millimetriä paksu lasivilla, jotta seinän U-arvo täyttyy yhdessä polyuretaanieristeen kanssa. Tämän asentaminen on kuitenkin nopeampaa verrattuna runkotolpan levyiseen villaan. Polyuretaanieristeen asennuksen myötä saadaan tehostettua rakentamista kustannustehokkaaksi, kun yhdellä tuotteella saadaan toteutettua useamman materiaalin yhdistelmä ja minimoitua rakentamisvaiheita.
Kohteessa runkotolpat mitoitettiin 600 millimetrin välein ja NR-ristikot 1 200 millimetrin välein. NR-ristikot asennetaan tyypillisesti 900 millimetrin välein. Mallintamisen avulla kohde suunniteltiin niin, että NR-ristikot olivat aina runkotolppien kohdalla, jolloin vesikatolta johtuvat kuormat saadaan ohjattua suoraan runkotolppaa pitkin perustuksille saakka. Kohteeseen suunniteltiin kaksi yläohjauspuuta, jolloin normaalisti käytettyä kehäpalkkia ei tarvitse kolota erikseen jokaiseen runkotolppaan ja työvaiheita säästetään jo tehtaalla, josta valmiiksi sahatut runkopuut tulevat. Kehäpalkin tarkoitus on ohjata katon kuormat runkotolpille NR-ristikoiden ollessa runkotolppalinjan ulkopuolella.
Vesikatto ja jäykistys toteutetaan perinteiseen tapaan
Vesikaton höyrysulkumuovi kiinnitettiin alapaarteisiin ja limitettiin rungon ulkopuolen eristeen alle tiivistysmassan kanssa, jotta höyrynsulku on yhtenäinen polyuretaanieristeen kanssa. Yläpohja koolattiin ristiin 32×100 mm:n laudalla, joka toimii myös höyrysulkumuovia tukevana rakenteena. Yläpohjan lämmöneristeenä toimii puhallusvilla ja katemateriaalina peltikatto.
Seinien jäykisteeksi suunniteltiin jäykistävät levykentät runkotolppien sisäpuolelle erikoiskovaa kipsilevyä hyödyntäen. Myös osa väliseinistä suunniteltiin jäykistävinä. Vesikaton jäykistämisperiaatteena oli NR-ristikoiden alapaarteen yläpintaan asennettu vino harvalaudoitus, joka yhdessä alapaarteen alapuolisen laudoituksen kanssa ohjaa ristikoiden alaosan kuormat jäykistäville seinille. Ristikoiden pystyjäykisteeksi suunniteltiin paarteiden välinen vinosidonta, joka yhdessä kattoruoteiden kanssa ohjaa ristikon yläosan kuormat NR-pukkien kautta jäykistäville seinille.
Talo valmistuu asukkaille
Yritys suunnittelee ja rakentaa valmiita koteja asukkaille. Rankarunko on perinteinen tapa rakentaa, mutta erilaisia rakennustapoja on useita. Tässä artikkelissa esiteltiin hieman tavanomaisesta poikkeavia ratkaisuja, jotka yritys on tällä hetkellä havainnut tehokkaimmiksi. Tapa rakentaa on kuitenkin jatkuvasti muutoksen kohteena. Tehokkaampia rakenneratkaisuja otetaan käyttöön, kun sellaisia havaitaan.
Lähteet
Valve, J. 2024. Pientalon kantavan puurungon rakennesuunnittelu – Theseus Opinnäytetyö. Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka. Turku ammattikorkeakoulu.
Viitattu 18.5.2024. https://puuinfo.fi/rakenteet/rankarakenteet/rungon-toimintaperiaate/