Puukerrostalon yläpohjan fysikaalisen toiminnan tarkastelu : FEM-sovellusten avulla
Rodionova, Katja (2017)
Rodionova, Katja
Hämeen ammattikorkeakoulu
2017
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201702122298
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201702122298
Tiivistelmä
Puukerrostalorakentaminen on nopeasti kehittyvä ala. Rakennusmääräysten kehityksen myötä pyritään luomaan suotuisat olosuhteet uusiutuvan kotimaisen materiaalin käytölle. Rakennetekniikan osalta kehitystehtäviin kuuluu toimintavarman rakennejärjestelmän suunnittelu. Tähän asti Suomessa rakennetuista puukerrostaloista jokainen on toiminut tuotekehityksen koekappaleena. Taloudelliset puitteet määräävät sen, että rakennejärjestelmän kehityksestä pitää saada lähiaikoina selkeät tulokset, joiden avulla voitaisiin käynnistää puukerrostalojen massatuotanto.
Puun materiaaliominaisuudet tarjoavat erinomaiset puitteet kerrostalorakentamiseen. Kuitenkin altistuminen kosteudelle voi vaurioittaa puurakenteita sekä vaikuttaa negatiivisesti sisätilojen ilmanlaatuun. Näin kosteusrasitusten eliminoinnista muodostuu puurakennesuunnittelun parissa tärkeä tehtävä.
Tässä työssä selvitettiin eri tekijöiden vaikutukset puukerrostalon yläpohjan tuuletusraon toimintaan. Jatkuvan toimintavarman tuulettuvuuden päätekijänä todettiin olevan yläpohjan lämmönvuoto, joka on supistunut olennaisesti energiamääräysten myötä ja todennäköisesti tulee supistumaan edelleen. Suurimpana tuuletusta heikentävänä tekijänä todettiin olevan rakenneosien geometria, etenkin tasakaton räystäsdetaljin kokoonpano.
Rakenteen toimivuutta testattiin käyttäen kaksi- ja kolmeulotteisia malleja FEM-simulointiohjelman avulla sekä 1d-laskelmia soveltaen. Työn aikana kehitetty työkalusto mahdollistaa yläpohjan ja mm. räystäsrakenteen elementtiteknisen jatkokehityksen. Tällaisen jatkokehityksen tarve voi todennäköisesti syntyä energiamääräysten kiristyessä.
Puun materiaaliominaisuudet tarjoavat erinomaiset puitteet kerrostalorakentamiseen. Kuitenkin altistuminen kosteudelle voi vaurioittaa puurakenteita sekä vaikuttaa negatiivisesti sisätilojen ilmanlaatuun. Näin kosteusrasitusten eliminoinnista muodostuu puurakennesuunnittelun parissa tärkeä tehtävä.
Tässä työssä selvitettiin eri tekijöiden vaikutukset puukerrostalon yläpohjan tuuletusraon toimintaan. Jatkuvan toimintavarman tuulettuvuuden päätekijänä todettiin olevan yläpohjan lämmönvuoto, joka on supistunut olennaisesti energiamääräysten myötä ja todennäköisesti tulee supistumaan edelleen. Suurimpana tuuletusta heikentävänä tekijänä todettiin olevan rakenneosien geometria, etenkin tasakaton räystäsdetaljin kokoonpano.
Rakenteen toimivuutta testattiin käyttäen kaksi- ja kolmeulotteisia malleja FEM-simulointiohjelman avulla sekä 1d-laskelmia soveltaen. Työn aikana kehitetty työkalusto mahdollistaa yläpohjan ja mm. räystäsrakenteen elementtiteknisen jatkokehityksen. Tällaisen jatkokehityksen tarve voi todennäköisesti syntyä energiamääräysten kiristyessä.