Maatalouden tutkimuskeskus VAKOLAn tiedote 83/2000 Tapani Kivinen Jukka Pietilä Pienen pyöreän puun käyttö rakentamisessa UI Rakenteet, liitokset, rakennusesimerkit MAATALOUDEN TUTKIMUSKESKUS Agricultufai Research Centre of Finland Maatalousteknologian tutkimus Agricultural Engineering Research Osoite Puhelin Address Telephone int. Vakolantie 55 (09) 224 251 Vakolantie 55 +358 9 224 251 03400 VIHTI Telekopio - FIN-03400 VIHTI Telefax int. (09) 224 6210 FINLAND - +358 9 224 6210 ISSN 0355-1415 SISÄLLYSLUE 1 1 ELO 1 JOHDANTO 3 TIIVISTELMÄ 4 3 PIENEN PYÖREÄN PUUN KÄYTTÖKOHTEITA 4 3.1 Esimerkkejä pyöreästä puusta tehdyistä rakennuksista ja rakenteista 4 3.2 Ympäristörakenteet 6 3.3 Leikkikentät ja vapaa-ajan rakennukset 8 4 MATERIAALIT 9 4.1 Puulajit 9 4.2 Laatu 10 4.3 Puuvarat 10 4.4 Hakkuu 10 4.5 Mitallistaminen 12 4.6 Kuivaus 12 4.7 Varastointi 13 4.8 Käsittely ja maalaus 13 4.8.1 Kestopuu 13 4.8.2 Lämpökäsittely 14 4.8.3 Viimeistely 14 4.8.4 Puun suojaaminen säätä vastaan 15 5 RAKENNETEKNIIKKA 16 5.1 Rakenteiden toiminta 16 5.2 Pyöreän puun toiminta rakenteena 16 5.3 Rakennetyypit 18 5.4 Rakennusten jäykistäminen 21 5.5 Liitokset 22 5.5.1 Yleistä 22 5.5.2 Puikkoliittimet (naulat, pultit, tappivaarnat ja ruuvit) 22 5.5.3 Teräksiset muotokiinnikkeet 24 5.5.4 Kaksileikkeiset ohutlevy- ja vaneriliitokset 25 5.5.5 Kiristyspannalla vahvistetut puhti- ja tappivaarnaliitokset 26 5.5.6 Liimaliitokset 27 5.5.7 Palikkavaamaliitokset 27 5.5.8 Metallipantaliitos 27 5.6 Rakennusten perustukset 28 5.7 Julkisivuverhoukset ja lämpöeristykset 30 5.7.1 Julkisivuverhoukset 30 5.7.2 Rakennusten eristäminen 31 6 ESIMERKKEJÄ PYÖREÄSTÄ PUUSTA TEHDYISTÄ RAKENNUKSISTA 32 6.1 Varastoralcennus 32 6.2 Autokatos 33 6.3 Kioski, autotalli, varasto 34 1 JOHDANTO Tämä opas perustuu kahdessa eri tutkimusprojektissa tehtyyn työhön, joista toinen oli Euroopan Unionin ja eri osallistujien rahoittama "Round Small Diameter Timber for Construction". Toinen tutkimus oli Maa- ja metsätalousministeriön maatilatalouden kehittämisrahaston ja MTTNakolan rahoittama "Pienen pyöreän puun käyttö rakentamisessa". Kumpaakin tutkimusta tehtiin samanai- kaisesti, joten työt täydensivät toisiaan ja suomalainen pyöreää puuta käsittelevä tutkimus voitiin tehdä laajempana kuin alun perin suunniteltiin. Tutkimushankkeissa kehitettiin harvennushaldads- ta saatavan puun käyttöä pyöreänä ralcennuspuutavarana. Työssä keskityttiin tavallisimpiin havupuihin, joiden läpimitta on 100- 150 mm. Euroopan unionin rahoittamaa tutkimusta tehtiin vuosina 1996 - 98 eurooppalaisena yhteistyötut- kimuksena. Tämä tutkimus oli Euroopan komission direktoraatin XIII alaisuudessa, jossa hank- keesta vastasi tohtori Alexandros Arabatzis. Hankkeen koordinaattori oli professori Alpo Ranta- • Maunus VTT:sta. Yhteistutkimusta tekivät: Suomesta VTT Rakennustekniikka ja MTTNakola, Delftin Tekninen korkeakoulu Alankomaista, Surreyn Yliopisto Iso-Britanniasta, CTBA Ranskasta ja BOKU Itävallasta. Hankkeista valmistuneista julkaisuista mainittakoot seuraavat: Round small-diameter timber for construction. Final report of project FAIR CT 95-0091. VTTn julkaisu 383. Englanninkielinen julkaisu pyöreän puun tutkimusten tärkeimmistä tuloksista. Saatavana VTT Tietopalvelusta, puh. (09) 456 4404. Design Guidelines for Engineered Structures and Connections Using Small Diameter Round Timber. Englanninkielinen moniste, jossa käsitellään pyöreän puun liitoksia. Moniste sisältää pyöreästä puusta tehtävien rakenteiden ja liitosten suunnittelu- ja laskentaohjeet eurooppalaisen mitoitusohjeen (European code EC5, Desi gn of Timber Structures), jonka perusteella pyöreän puun liitokset ja rakenteet voidaan mitoittaa. Saatavana MTTNakolasta. Pyöreän puun käyttö rakentamisessä I. Pyöreän puun lujuus, mänty ja kuusi. Pyöreän puun liitoskokeet. Vakolan tiedote 81/2000. Pyöreän puun käyttö rakentamisessa II. Suomen rakennuspuuvarat. Rakennuspuun korjuukus- tannukset. Rakennuspuun tuotantokustannukset. Vakolan tiedote 82/2000. Maa- ja metsätalousministeriön rahoittamaa tutkimusta johti valvojakunta, jonka jäseninä olivat Kjell Brännäs ja Jorma Jantunen maa-ja metsätalousministeriöstä. Tässä tutkimuksessa selvitettiin mm. pyöreän rakennuspuun raaka-aineen määrää, pyöreän rakennuspuun korjuuta, pyöreän puun lujuutta ja pyöreästä puusta tehtäviä rakennusratkaisuja ja liitoksia. Edellä mainittujen tutkimusten tuloksia ja johtopäätöksiä sekä alan muita julkaisuja käyttäen tehtiin englanninkielinen opas, jonka nimi on "Round small diameter timber for construction, non engineering guidelines". Oppaan kokosivat Tapani Kivinen ja Jukka Pietilä MTTNakolasta, Margaretha Patzelt Itävallan maatalouskorkeakoulusta ja Robert Griffiths Surreyn yliopistosta. Oppaan saattamiseksi useamman suomalaisen ulottuville alkuperäinen teos päätettiin kääntää ja julkaista Vakolan tiedotteena. Tämän suomensivat Tapani Kivinen ja Jukka Pietilä sekä Ari Kevarinmäki VTT Rakennustekniikasta, joka käänsi soveltaen luvun 3 osia. Tiedotteen taittoi ja viimeisteli Tuovi Laaksonen. Kuva I. Arkkitehdin suunnitelma pyöreästä puusta tehtäväksi rahnnukseksi. Rakennusta voidaan käyttää joko pienenä asuntona tai kesämökkinä. Pyöreää puuta käytetään sekä kantcrvina rakenteina että verhouksessa ja yksityiskohdissa. (Suomi). Kuva 2. Esimerkki taitavasta pyöreän puun käytöstä Iso-Britanniasta. 4 2 TIIVISTELMÄ Tämä opas esittelee pyöreästä puusta tehtäviä rakenteita, joiden tekemiseen tarvitaan vain rakentamisen .perustiedot ja -taidot. Tällaisia rakenteita ovat esimerkiksi piha- ja maaseuturaken- nukset, kevyet maatalousrakennukset, leildcikenttäkalusteet ja ympäristörakenteet. Opas painottuu Englannissa, Itävallassa ja Suomessa käytettyihin puulajeihin ja rakennustekniikoihin. Lisäksi esitellään rakenteita, joiden toteuttamien vaatii yksityiskohtaista rakennesuunnittelua. Rakenteet esitellään kuvin, liitokset kuvaillaan samoin kuin rakenteiden yksityiskohdat ja tyypilli- siä rakennemuotoja. Pyöreän puun kuormitustaulukko esitellään. Tässä tiedotteessa käsitellään lyhyesti myös puun korjuuta, mitallistamista, kuivausta ja varastointia sekä puun lcyllästämistä ja maalausta. 3 PIENEN PYÖREÄN PUUN KÄYTTÖKOHTEITA Pienen pyöreän puun käyttö rakentamisessa -hankkeen alussa tehty markkinatutkimus osoitti, että pyöreän puun valmistamiseen on riittävästi raaka-ainetta, jonka arvoa voitaisiin lisätä käyttämällä sitä rakentamisessa. Pyöreä puu on lujaa ja kaunista, joten sitä voidaan käyttää monenlaisissa rakenteissa. Pyöreän puun käytön lisäämiseksi tarvitaan puun valinta- ja lajitteluohjeet, jotta rakenteiden lujuuteen voidaan luottaa. Rakenteiden ja liitosten suunnittelemiseksi tarvitaan tietoa puun ominaislujuudesta ja sen eroista samasta puulajista tehtyyn sahatavaraan. Markkinatutkimukset osoittivat kuitenkin, että pyöreän puun suurin käyttömahdollisuus oli yksinkertaisissa rakenteissa, jotka tehdään rakennuspaikalla läheltä hankitusta puutavarasta ilman tarkempaa rakennesuunnittelua. 3.1 Esimerkkejä pyöreästä puusta teh- dyistä rakennuksista ja rakenteista Rakennuksissa pyöreää puuta voidaan käyt- tää sekä kantavissa rakenteissa että verhouk- sessa. Käytettävät rakenteet täytyy valita ra- kennuksen koon ja käyttötarkoituksen mu- kaan. Verhouksen tyyppiin ja toteutustapaan vaikuttavat sekä tavoiteltu ulkonäkö että muut tekijät, kuten eristys, tuuletus ja valoi- suus. Pyöreäst'å puusta tehdyt yksinkertaiset raken- nukset ovat tavallisesti pieniä eikä rakenteita ole suunniteltu tarkasti, ja niissä voi olla suu- rempia mittavaihteluita kuin mitoitetuissa rakenteissa. Pyöreän puun käyttömahdolli- suudet ovat suuremmat maaseuturakentami- sessa, jossa esimerkiksi hirsirakennuksia on perinteisesti käytetty. Pyöreästä puusta voi- daan tehdä rakennuksia vapaa-ajan ja harras- tuskäyttöön, puistojen huoltorakennuksia jne. Pyöreä puu sopii hyvin myös katosrakennel- miin. Maatalousrakentamisessa pyöreällä puulla on monia eri käyttökohteita alkaen va- joista ja varastoista päätyen karjasuojiin. 5 Kuvat 3 ja 4. Pyöreää puuta on käytetty pylväinä, jotka kannattelevat sahatervarapalkkeja ja kaltevia kat- totuoleja. Pylväät ovat betoniperustuksilla ja pyöreää puuta on käytetty myös lattialcannakkeissa, katto- tuoleissa ja kaiteissa. Kuva Walesista Iso-Britanniasta. Kuva 5. Pyöreästä puusta tehty vaativa ja koris- teellinen rakenne (Iso-Britannia). Kaupunkiympäristössä pyöreän puun käyttö- mahdollisuudet ovat rajoitetummat. Pyöreä puu sopii leikkikentille sekä puisto- ja opastusra- kenteisiin. Pyöreästä puusta tehdyt jätehuoneet, ulkoiluvälinevarastot ja autokatokset sopivat kaupunkimaiselle asuntoalueelle pehmentää- mään ympäristöä. Pyöreän puun käytön voi olettaa lisääntyvän eniten pienissä kohteissa maaseudulla, missä pyöreää puuta on saatavilla ja missä on perin- teistä kirvesmiestaitoa. Sitä voidaan käyttää perustuksina, pylväinä, palklceina ja verhoukse- na. Siitä voidaan myös työstää yksinkertaisia runko- ja kannatinrakenteita, mutta tällöin lä- hestytään jo rakennesuunnittelua vaativia ra- kenteita. Kuva 6. Esimerkki hollantilaisesta ravintolasta, Kuva 7. Varastovaja, joka on tehty sorvatusta pyö- jossa pyöreän puun rakenne onjätetty tarkoituksella reästä puusta. Puiden väliin on jätetty raot ilman- näkyville asiakkaiden ihailtavaksi. vaihdon vuoksi (Suomi) 6 Pyöreän puun mitat (ohut läpimitta ja suhteellisen pieni pituus) rajoittavat erityisesti rakenteiden jännevälejä. Pyöreää puuta voidaan kuitenkin yhdistää varsinkin isompien pylväiden, sahatavaran ja liimapuun kanssa. Pyöreää puuta voidaan käyttää betoni- ja teräsrakenteiden kanssa siten, että jälkimmäisiä käytetään suuremmissa rakenteissa ja pyöreää puuta käytetään vain niissä kohdissa, joissa se on taloudellisinta tai lopputuloksen kannalta merkityksellistä. Pylväsralcenteita käytetään yleisesti maaseudulla itse tehdyissä rakennuksissa. Pilareiden perustus- tavoissa on useita eri tekniikoita, joita selostetaan myöhemmin tässä tiedotteessa. Kuvassa 8 kuvat- tu pihatto on esimerkki pyöreän puun käytöstä maatalousrakermuksessa. Pyöreä puu sopii lyhyt- j ännevälisiin rakennuksiin. Leveärnmissä raken- nuksissa voidaan käyttää ristikoita ja laajoihin rakennuksiin avaruusristikoita (monimutkainen ja harvinainen). Pyöreää puuta voidaan käyttää myös muissa rakenteissa kuin rakennuksissa. Tällaisia ovat esimerkiksi metsästyslavat, sillat ja näkötomit. Tällaisissa rakenteissa tarvitaan kuitenkin, aivan yksinkertaisimpia rakenteita lukuun ottamatta, joko suurempaa puuta tai rakennesuunnittelua. Kuva 8. Itävaltalainen pihatto, jossa pylväät ja katto- tuolit ovat pyöreää puuta. Kattoruoteet ovat sahata- varaa ja vesikatteena on Kuvat 9 ja 10. Pyöreästä puusta rakennettu näkötorni, vasemmalla esimerkki Hollannista ja oikealla Suomesta. 3.2 Ympäristörakenteet Pyöreästä puusta tehtäviksi rakenteiksi sopivat esimerkiksi meluaidat, tukipenkereet,liikennemerkkipyl- väät ja linja-autopysäkkien katokset. Maaseudulla pyöreää puuta voidaan käyttää myös teiden reunusteina, pysäköintiruutujen merkitsemiseen ja vaikkapa lumiaitoihin. 7 Kuvat Ilja 12. Vasemmalla leirintäalueen portti (Suomi) ja oikealla ilmoitustaulun suojakatos (Englanti) Kuvat 13 ja 14. Itävaltalainen puupatio, huomaa myös pyöreästä puusta tehdyt kukkalaatikol. Puutarhoissa ympäristörakentaminen on vähäisempää mutta käyttökohteiden määrä on moninaisempi, koska kuormitus- ym. rasitukset ovat pienempiä. Pyöreä puu sopii erittäin hyvin rakennusten täydentäviin rakenteisiin. Puun luonne ja pyöreä muoto tuovat usein betoni- tai tiilirakenteisiin talomassoihin tarvittavaa pelunennystä ja luontevaa detaljirikkautta. Alla olevissa kuvissa on esimerkit Otaniemen kappelista Espoosta, missä arkkitehti professori Heikki Siren on käyttänyt pyöreää puuta innovatiivisesti kellotornin verhouksena ja piha-aitojen säleiköissä. Toisessa kuvassa on akateemikko Alvar Aallon suunnittelema terassitalo Kauttualta, missä parvekkeiden pyöreän puun kaiderakenteet luovat kontrastia suorakulmaiselle ja valkealle talomassalle. Alvar Aalto on käyttänyt pyöreää puuta myös Helsingin Munkkiniemessä sijaitsevan oman kotitalonsa kaiderakenteissa. Kuvat 15 ja 16. Vasemmalla Otaniemen kappeli Epoossa, suun- nittelija arkkitehti pro- fessori Heikki Siren. Oikella Alvar Aallon jo 1930-luvulla suunnitte- lema terassiasuintalo Kauttualla. Kuvat 22, 23 ja 24. Leikkikenttä Walesissa, jossa pyöreää puuta on käytetty sekä kalusteissa että leikkialueen reunoissa. Viereisissä kuvis- sa leikkivälineitä (kaupallisessa tuotannossa Itävallassa) 8 Kuvat 17 ja 18. Puutarhalampi keskeneräisenä ja valmiina. Pyöreää puuta on käytetty maaseinämissä siten, että se jää valmiissa rakenteessa veden alle. (Itävalta). Pyöreää puuta voidaan käyttää askelmissa, maaseinämissä ja sitä on käytetty jopa lampien rakentamisessa. Kuvissa 17 - 18 on esitetty, miten lampi ja sen ympäristö on rakennettu käyttäen penkereiden rakentamisessa pyöreästä puusta tehtyä tukiaitaa. Puuta ei ole kyllästetty, koska se on aina veden pinnan alapuolella. Itävallassa on todettu, että kuusi sopii hyvin tällaiseen käyttöön. Kuvat 19, 20 ja 21. Sorvatusta pyöreästä puusta tehtyjä aitoja ja kukkalaatikoita (Itävalta) ja pyöreäksi sorvatusta puusta tehty grillikatos (Suomi). 3.3 Leikkikentät ja vapaa-aika Pieniläpimittainen pyöreä puu sopii mainosti erilaisiin leikkikenttärakennelmiin. Puun pintakoske- tuksen ja turvallisuuden vuoksi sen tulee olla vähintään sorvattua paikoissa, jossa puu joutuu suoraan ihmiskontaktiin. Puun tulisi myös kestää, jolloin se täytyy kyllästää — mielellään B-luokan kyllästeellä — tai muuten käsitellä pitkäkestoisilla maaleilla tai käsittelyaineilla. 9 Kuvat 25, 26 ja 27. Leikkikenttärakennelmissa suunnittelijan kekseliäisyys pääsee oikeuksiinsa. Oheiset eläinaiheiset rakennelmaesimerkit ovat Walesissa Iso-Britanniassa. Kuva 28. Esimerkki pyöreän puun käytöstäympäristörakenteista Englannista. Luonnonsuojelualueen maapoh- jaa halutaan säästää kulutukseltaja yleisölle on tehty "havaintopolku" noin 3 m korkeuteen maanpinnasta. -Tällaiset rakenteet soveltuvat Suomeen vastaavanlaisiin tilanteisiin, eläinpuistoihin, luonnonsuojelualueille, lintuhavainnointipaiklcoihin jne. 4 MATERIAALIT 4.1. Puulajit Pyöreää rakennuspuuta saadaan metsän harvennushakkuiden yhteydessä. Sekä havu- että lehtipuut sopivat rakennuskäyttöön, mutta tässä tutkimuksessa rajoituttiin vain havupuiden käytön selvittä- miseen, koska ne ovat yleisempiä ja lisäksi niiden laatu on sopii rakentamiseen paremmin. Suomessa rakentamiseen sopivat mänty ja kuusi. Niitä on runsaasti saatavilla, niiden ominaisuudet sekä kuorinta- ja käsittelymenetelmät tunnetaan hyvin. Lehtikuusta voidaan myös käyttää, mutta tämä on harvinaisempaa eikä sen laatua ja ominaisuuksia kaikilta osin tunneta. Itävallassa pyöröpuuralcenteissa käytetään yleisimmin kuusta ja painekyllästettynä mäntyä. Itävallassa käytetään myös jossain määrin iehtikuusta ja lehripuista pyökkiä, tammea ja valeakaasiaa. Lehtipuiden käyttöä vaikeuttaa näiden huono tekninen laatu, kuten runkojen vääryys. 10 4.2 Laatu Laatuun vaikuttavat monet eri tekijät, joista tärkeimmät ovat puun lujuus ja suoruus. Nämä vaikuttavat rakentamiskustannuksiin ja rakentamisen helppouteen. Lujuutta tarvitaan kuormaa kantavissa rakenteisga, mutta kuormaa kantamattomissa rakenteissa voidaan käyttää myös heikompilaatuista puuta. Puun lujuuteen vaikuttavat eniten puun tiheys ja oksakoko, tiheä ja pienioksainen puu on kestävämpää. Puun kasvunopeus vaikuttaa oksakokoon, mitä paremmin puu on kasvanut sitä suuremmat oksat siinä on ja sitä pienempi sen tiheys on. Tiheyden arviointi metsässä on vaikeaa, mutta mitä leveämmät vuosilustot ovat, sitä pienempi tiheys on. Hyvä laatu on myös rungon suoruutta. Mutkat ja lenkous lisäävät rakentamiseen kuluvaa aikaa ja kustannuksia ja, jos puut sorvataan, sorvaushäviklciä. Puissa ei saa olla lahoa, vinosyisyyttä tai reaktiopuuta (lylyä) sillä nämä heikentävät puuta. Tutkimustulosten perusteella laadittiin pyöreän männyn ja kuusen lujuusluokitusohje. Luokituksessa puut jaetaan kahteen luokkaan, Aja B. A vastaa lujuusluokkaa C30 ja B lujuusluoklcaa C18. Alla olevassa taulukossa on esitetty muutamia lujuuteen vaikuttavia vähimmäismittoja, joita eri luokkien puun pitää täyttää: Luokka A Luokka B suurimman oksan läpimitta, enintään % puun läpimitasta 25 30 kiehkuran oksien halkaisijoiden summa, enintään % puun läpimitasta 75 100 vuosiluston leveys, mm 3 5 Puun käyttökelpoisuuteen vaikuttavat myös sen mitat. Mikäli rakentamisessa tarvitaan joitain tiettyjä mittoj a tai pituus-läpimitta-yhdistelmiä, puut kannattaa jo halckuun yhteydessä katkoa näiden mukaisesti. Tällöin aikaa ja rahaa ei kulu sopimattomien puiden hakkuuseen ja käsittelyyn. Mitoituksessa tulee ottaa huomioon sorvauksen ja kuorinnan vaatima yliläpimitan, käsittelyvaran, tarve. Kuorittavassa puussa pitää olla ylimittaa 1 - 2 cm ja sorvattavassa 3 cm. 4.3 Puuvarat Parhaiten pyöreää rakennuspuuta saadaan metsikön ensimmäisen tai toisen harvennushakkuun yhteydessä. Ensimmäisestä harvennuksesta saatavat puut ovat pieniä, ja rakermuspuupölkIcyjä, joiden mitat ovat suurempia kuin 3 m/12 cm on vaikeaa saada. Isompia pölkkyjä saadaan toisesta harven- nuksesta. Näistä saatavassa puussa on myös se etu, että poistettavien runkojen laatu on parempi, sillä heikommat rungot on poistettu aikaisemmassa harvennuksessa. Rakennuspuuta kannattaa hankkia leimikoista, joiden laatu on hyvä. Mitä enemmän rakennuspuuta hehtaarilta saadaan, sen kannattavampaa on sen korjuu. Puun laadun ja määrän varmistamiseksi kannattaa hakattavaksi aiotuilla leimikoilla tehdä inventointi, jossa selvitetään puun määrä ja laatu. Saatavia rakennuspuun mittoja voidaan arvioida rinnankorkeusläpimitan perusteella, kun tiedetään että runkoj en kapenem nen on 0,5 - 1. cm/m. Parhaiten rakennuspuuta saadaan rehevien maiden kuusikoista ja karujen maiden männiköistä. Näilläkin rakennuspuun kertymä ensiharvennuksissa on vaihdellut suuresti. Keskimäärin rakennus- puuksi sopii 10 % hakattavista rungoista, kun taas parhaassa leimikoiden neljänneksessä 35 % täyttää laatuvaatimukset, joten tämäkin puoltaa leimikon ennakkoarviointia ainakin ennen suurempien puumäärien hankintaa. 4.4 Hakkuu Harvennusleimikoista rakennuspuiksi valitaan poistettavista puista parhaat. Laadultaan hyviä, kasvatuskelpoisia puita ei saa kaataa, jottei tuhota metsikön laatua ja tulevaisuuden hakkuutuloja. 11 Rakennuspuu voidaan korjata kuitupuun korjuukalustolla ja —menetelmillä. Rakennuspuun hankin- nassa on kaksi eri tapaa. Yksi tapa on se, että harvennushakkuun yhteydessä rakennuspuu hakataan yhdessä kuitupuun kanssa ja kasataan eri pinoihin. Metsäkuljetus tienvarteen tehdään eri kuormissa tai saman kuorman eri puolilla. Tällöin voidaan katkoa juuri sopivia mittoja rakentamista varten, mikäli nämä tiedetään. Toinen mahdollisuus on erotella rakennuspuu kuitupuupinoista tien varressa. Tämä on kuitenkin vaikeaa, sillä puuta joudutaan siirtelemään ehkä suuriakin määriä ja puiden laadun arviointi on vaikeaa. Myös puun mitat voivat olla vääriä, ne eivät mahdollisesti ole sopivia rakentamiseen tai syntyy runsaasti hukkapuuta. Rakennuspuu voidaan hakata joko m iestyönä tai haklcuukoneella. Miestyönä korjatun rakennuspuun laatu on parempi, koska hakkuumies pystyy näkemään ja arvioimaan rungon laadun paremmin. Miestyö on koneellista hakkuuta kalliimpaa, mutta jos otetaan huomioon työn parempi laatu, hintaero rakennuspuun haldcuun osalta häviää. Koneella hakatusta rakennuspuusta 20 % ei täyttänyt rakennus- puulle asetettuja laatuvaatimuksia. Miestyönä hakkuu kannattaa erityisesti metsiköissä, joista saadaan paljon rakennuspuuta tai jos puilta vaaditaan erityisen hyvää laatua. Kuvat 29 ja 30. Vasemmalla korjuuta miestyönä Suomessa, oikealla konekorjuuta Iso-Britanniassa. Kuva 31. Kuvassa on polttopuuta, kuitupuuta ja rakennuspuuta. Puut on lajiteltu jo hakkuun yhteydessä ja pidetty erillään kuljetuksen aikana. Kuva 32. Pyöreän puun sorvausta kenttäolosuhteissa 12 Rakennuspuut karsitaan pinnanmyötäisesti, jolloin niiden myöhempi käsittely on helpompaa. Metsäkuljetus pitää tehdä joko perävaunussa tai reessä. Jos rakennuspuuta vedetään maata pitkin, ne keräävät itseensä maata ja hiekkaa, joka haittaa kuorintaa ja sorvausta teriä tylsyttämällä. Rakennuspuu kannattaa hakata talvella tai varhaiskeväällä. Tällöin puut voidaan sorvata ja kuoria keväällä, ja alkukesällä puut voidaan kuivata ulkona, jolloin puut kuivuvat parhaiten. 4.5 Mitallistaminen Puut pitää kuoria tai sorvata tuoreina, koska tällöin kuori irtoaa helposti. Samoin hyönteisten aiheutta- mia vaurioita ja värivikoja estetään varastoimalla ja kuivaamalla kuoretonta puuta. Rakennuspuun voi kuoria joko koneella tai käsin. Kuorinnassa puun kapeneminen säilyy eivätkä kaikki puun pinnan epätasaisuudet, kuten oksakyhmyt, häviä. Käsinkuorintaan sopivat sekä petkele että kuorintarauta. Kuorinnan laatu voi vaihdella tarpeen mukaan puolipuhtansta täyspuhtaaseen. Puolipuhtaassa kuorinnassa puusta ei poisteta kaikkea jälttä. Tämä on nopeampaa, mutta toisaalta jäisi ruskettuu aikaa myöten, jolloin pinnasta tulee kirjava. Täyspuhtaaksi kuorittu puu säilyy vaaleampana. Koneellisessa kuorinnassa puusta poistetaan kaikki kuori ja lisäksi vielä muutama vuosilusto pinnasta. Käsinkuorinnalla saadaan puun pinnasta sileämpi kuin konekuorinnalla. Vähäiset puumäärät kannattaa kuoria käsin, mikäli lähettyvillä ei ole kuorintakonetta. Kä- sinkuorinnassa kuoritaan tunnissa 20 - 40 metriä puuta. Määrään vaikuttaa puiden koko ja laatu. Konekuorinnassa tuotos on parempi mutta laitteisto on myös kalliimpi. Pyöristämisessä puusta poistetaan kuoren lisäksi muutama ulompi vuosilusto. Näin puun pinnasta tulee tasaisempi ja puun len- kous vähenee. Jos puuta halutaan mitallistaa enemmän, pyöristämisen voi tehdä muuta- man kerran peräjälkeen. Tällöinkään mitoista ei saada aivan tasaisia. Sorvaamalla puista saadaan sylinterimäisiä, jolloin niissä ei ole lenkoutta eikä kapenemis- ta. Sorvattu puu on tasapaksua ja sileäpintaista. Sorvauksessa puusta hukkaantuu noin puolet. Syynä on se, että sorvattavassa puussa pitää olla ylimittaa, jotta puun luontainen lenkous ja epäpyöreys saataisiin poistettua. Samoin puun luontaisen kapenemisen poistamisesta aiheutuu puuhukkaa. Nyrklcisäännöksi voidaan antaa, että ylimittaa tarvitaan 20 - 60 mm riippuen puun läpimitasta ja laadusta. Mitä suurempi ja parempilaatuinen puu on, sitä pienempi ylimitta tarvitaan. Sorvattaessa puun lujuus heikkenee, koska puun syyt katkeilevat ja nuorpuun osuus puun tilavuudesta lisääntyy. 4.6 Kuivaus Kuorinnan tai sorvauksen jälkeen puut pitää kuivata. Näin estetään puiden sinistyminen ja myös puun mahdolliset muodonmuutokset tapahtuvat ennen rakentamista. Helpointa ja halvinta on kuivata pyöreä puu ulkona, koska tällöin ei tarvita rakennelmia, tuuletusta eikä lisälämpöä. Tutkimusten perusteella ulkona kuivattu puu halkeilee vähemmän. Parasta kuivausaikaa on loppukevät ja alkukesä. Normaalina kesänä puut kuivavat parissa kolmessa kuukaudessa. 13 Ulkokuivausta varten pitää valita paikka, joka on aurinkoinen ja tuulinen. Puut ladotaan ristikolle ja alimmaisten puiden pitäisi olla vähintään 30 cm:n korkeudella maasta. Tapuloinnissa pitää olla varovainen sekä tukea ja sitoa puita toisiinsa tarpeen mukaan, sillä tuoreista puista tehty tapuli sortuu helposti. Kesän aikana kasvit tulee niittää pois tapuleiden ympäriltä tuuletuksen varmistamiseksi. Aluksi tapuleita ei tarvitse peitellä, mikäli puun harmaantuminen ei haittaa, mutta kuivauksen loppuvaiheessa ne kannattaa suojata sateelta. Pyöreän puun kuivausvikoja ovat. hal- keilu, vinosyisyys ja lenkoutuminen. Halkeilua ei voi välttää, mutta vinosyi- syyden ja lenkouden syntyä voi estää tekemällä tapuli huolellisesti ja painot- tamalla se. Todettakoon kuitenkin, että halkeilu ei vaikuta pyöreän puun lujuu- teen. Toinen mahdollisuus pyöreän puun kuivaamiseksi on koneellinen kuivaus. Tällöin puun halkeilua voidaan estää kuivausilman lämpötilalla ja kosteudel- la sekä ilmanvaihtoa säätelemällä. Ko- neellinen kuivaus on kalliimpaa kuin ulkoilmakuivaus, mutta mikäli kui- vausajan lyhyys ja tuotteen ulkonäkö ovat tärkeitä, kannattaa sitä käyttää. Kuva 33. Kuorittujen pyöreiden puiden kuivausta ltdvallassa. 4.7 Varastointi Kuivauksen jälkeen puut kannattaa säilyttää samassa ilmankosteudessa missä niitä käytetään. Puut pitää pinota huolella, jotteivät ne kieroutuisi ja lenkoutuisi. Välirimoin varmistetaan ilmankierto puiden ympärillä. 4.8 Käsittely ja maalaus Puu on luonnollinen materiaali ja sen käyttö on ympäristöllisesti kestävää. Puu kuitenkin lahoaa, jollei käytetä sopivaa rakennustekniikkaa tai kyllästysmenetelmiä. Tavallisin suoja on maali, jossa on kyllästysaine, ja maalaamalla voidaan myös parantaa tai muuttaa puun ulkonäköä. Myös kestokyllästystä käytetään ja sitä vaaditaan ulkokalusteisiin esimerkiksi leikkikentillä tai puistonpenkeissä. Puuta voidaan käyttää myös kyllästämättömänä. Tällöin rakennukset pitää suunnitella ja tehdä sellaisiksi, ettei puu kosketa maata eikä kosteus pääse puuhun. Kyllästämätön puu on edullista puun jälkikäyttöä ajatellen. Puu voidaan polttaa tai kompostoida. Käsittelemätön puu on myös kyllästettyä halvempaa. 4.8.1 Kestopuu Puuta voidaan kyllästää myös painekyllästysmenetelmällä, jolloin saadaan ns. kestopuuta. Painekyllästyksessä kyllästysaine puristetaan i3aineella puun sisään. Kyllästysaineet luokitellaan eurooppalaisen standardin EN 351 mukaisesti, sillä kyllästysaineesta riippuu puun lahonkestävyys. Kestokyllästys vaatii oman laitteistonsa. Kyllästyslaitokset kyllästävät myös asiakkaan omaa puuta. Kuva 34. Maatalouden tutkimuskeskuksen uusi tutkimuspihatto Minkiössä Jokioisissa on maalattu perinteisellä punamultamaalilla. 14 Standardissa EN 351 kyllästetty puu jaetaan seuraaviin luokkiin: Luokka A Puu, joka on suorassa maa- tai vesikosketuksessa. Käyttökohteet Kantavat rakenteet, pylväät, lcannatinpalkit, sillat, laiturit, aidanpylväät, kädensijat. Kyllästysaineet Kupari-kromi-arseeni-yhdisteet, kupari-kromi-yhdisteet, kreosoottiöljy. Luokka AB Puu, joka on epäsuorassa maa- tai vesikosketuksessa. Käyttökohteet Ulkoverhoukset, puutarhakalusteet. Kyllästysaineet Kupariyhdisteet, metallittomat yhdisteet, boori. 4.8.2 Lämpökäsittely Lämpökäsittely on uusi tekniikka, jolla puun ominaisuuksia muokataan. Sahattua puuta kuumenne- taan uunissa useita tunteja 180 - 200 °C lämpötilassa. Käsittely muuttaa puun kemiallista koostumusta, jolloin puun kovuus kasvaa mutta puu kutistuu ja sen lujuus heikkenee. Lämpökäsitte- lyllä puuhun saadaan aikaiseksi ruskean eri sävyjä, jolloin se muistuttaa trooppista puuta ja on haasteellinen materiaali sisustuskäyttöön. Lämpökäsitellyn puun pitkäaikaisesta lahonkestosta ei vielä ole kokemuksia. Lämpökäsiteltyä puuta ei siksi suositella maakosketukseen tuleviin kohteisiin. Perinteisesti puisten aitapylväiden maahan upotettavia osia on poltettu siten, että pintaan jää selkeä hiilikerros, joka suojaa sydänpuuta lahoamiselta. Lämpökäsitelty puu voidaan hävittää polttamalla tai hautaamalla maahan. 4.8.3 Viimeistely Kyllästettyä, lämpökäsiteltyä tai käsittelemätöntä puuta voidaan käyttää yhdessä tai erikseen ilman lisäkäsittelyä. Jos rakenne on oikein tehty, puu kestää lahoamatta vuosikymmeniä. Esimerkkinä puuverhous, jota tarpeeksi pitkät räystäät suojaa- vat. Samoin perustusten lähellä puun ympärillä pitää olla tilaa ilmakierrolle. Naulauksia ei saa tehdä lautojen päiden lähelle, jotta puun mahdolli- nen kosteuseläminen ei rikkoisi rakenteita ja kastunut puu kuivuisi nopeasti. Maalaus antaa rakennukselle huolitellun ulkonäön. Oikein valituin värisävyin se niveltyy harmoniseksi osaksi ympäristöänsä. Maaleja on valittavissa erityyppisiä, ja niiden ryhmittelyt perustuvat raaka-aineisiin ja kuivumistapaan. Yleisesti käyte- tään vesipohjaisia lateksimaaleja. Öljymaalit edustavat perinteistä ja varmaa tekniikkaa. Perin- teen mukaan: "Mitä kauemmin maali kuivuu sen kauemmin se kestää". Terva on perinteinen maali joka sopii hyvin puurakenteeseen. Värimuunnoksia saadaan aikaan sekoittamalla siihen 20 - 50 % tärpättiä, vemissaa tai polttoöljyä. Puurakennusta ei välttämättä tarvitse maalata sillä puu vanhenee arvokkaasti. Auringon säteily syö- vyttää puuta ja muutaman vuoden kuluttua puun pinta on nukkainen. Uudet rakennukset voidaan keinotekoisesti vanhentaa rautavihtrillikäsittelyllä. 15 Punamultamaali on perinteinen ja suositeltava käsittely silloin kun puuhun halutaan väri. Punamulta on helppo ja halpa itse valmistettuna. Markkinoilla on myös teollisesti valmistettuja keittomaaleja, joiden värivalikoima ei rajoitu pelkästään punaiseen. 4.8.4 Puun suojaaminen säätä vastaan Kyllästysaineita voi korvata hyvällä rakennustekniikalla kuten rakentamalla niin, ettei puu kosketa maata ja että se on suojattuna sä:ältä esimerkiksi seinää suojaavilla leveillä räystäillä. Tästä ovat esimerkkeinä satoja vuosia vanhat puurakennukset. Näissä on yleensä korkeat kivestä tehdyt perustukset. Korkea perustus estää sen, ettei katolta valuvan veden roiskeet kostuta seinää. Kivinen perustus estää myös veden nousun maasta puuhun. Kuvat 35ja 36. Vasemmalla puupilari on perustettu betoniin pultattuun teräslevyyn naulauslevyjenvälityksellä, puun kostuminen on minimoiturakenteellisin toimenpitein. Oikealla painekyllästetty pilari on upotettu suoraan maahan. Tässä tapauksessa pilarin ympärystä on tiivistetty karkealla, vettä hyvin läpäisevällä soralla. Kuvat 37 ja 38. Leveät räystäät pQnentävät voimakkiaankinviistosateen vaikutukset ja pidentävät julkisivu- verhoustenja rakenteiden ikää. Tilannetta parantavat edelleen räystäskourut, jotka johtavat kattosadevedet tehokkaasti pois. Oikealla esimerkki pyöreästä puusta tehdyistä karjan parsirakenteista. Pääpilarit on perustettu betonisten pilarianturoiden varaan pulttiliitoksin. Pilarien ikä pitenee rakenteellisin toimenpitein. 16 5 FIA10ENNETEICNIIKICA 5.1 Rakenteiden toiminta Kantavien rakenteiden tehtävänä on pitää rakennus liikkumatta pystyssä. Ne kantavat oman painonsa lisäksi täydentävien rakenteiden, toiminnan aiheuttamien koneiden ja ihmisten oleskelukuormat sekä lumen ja tuulen aiheuttamat kuormat. Rakennus tulee myös perustaa siten, etteivät maan liikkeet pääse vaurioittamaan rakennusta. Kuva 39. Vasemmallapilariralcennejoka onjatkuvassa puristustilassa. Keskellä pallcki kantaa vaakakuormaan ja siirtää sen pilareille. Kun palklci taipuu, senyläpintapuristuuja alapintajoutuuvetojännitykseen. Oikealla pystykuormat — etupäässä omapaino ja lumi — aiheuttavat kattotuoleissa ja ristikoissa sekä veto- että puristusjännityksiä. Tuulikuormat pyrkivät "kaatamaan" rakennuksen, joten rakenteet tulee jäykistää näitä voimia vastaan. Perinteiset maaseudun tuotanto- ja varastorakennukset on rakennettu kokemusperäisellä paikal- lisosaamisella. Rakenteet ovat yleensä kestäneet käytössä vaikka insinöörilaskelmia ei olisikaan laadittu. Kantavuusongelmat syntyvät yleensä kattorakenteiden jännevälien kasvaessa. Pieniläpim it- taisen pyöreän puun käyttö rajaa jännevälit totuttuihin perinteisiin mittoihin. Pyöreän puun käyttö soveltuu siten hyvin kotitarverakentajalle ilman tarkkoja mitoituslaskelmia. 5.2 Pyöreän puun toiminta rakenteena Yleisesti voidaan todeta, että pyöreän puun rakenteelliset ominaisuudet eivät eroa vastaavan sahatavaran ominaisuuksista. Pyöreässä puussa nuorpuun osuus on suuri, sillä suurin osa halkaisijal- taan 10 — 15 cm paksuista puista on korkeintaan 25 vuotta vanhoja korjuuhetkellä. Normaalisti puun lujuus olisi tämän perusteella pienempi, mutta pyöreässä poikkileikkauksessa lujuus kompensoituu sillä että kaikki syyt ovat tallella. Kuorinta ei vaikuta pyöreän puun lujuuteen, mutta sorvaus heikentää sitä hieman ja sahaus selvästi enemmän. Pyöreätä puuta käytetään pilareina puristuskuormituksessa ja palkkeina taivutuskuormituksessa. Kyseeseen voivat tulla myös erilaiset vetojännitysrakenteet lähinnä ristikoissa tai jäykistyksissä. Pilarirakenteita suunniteltaessa on hyvä laskea rakennuksen kokonaiskuormat, jotta yksittäisille pilareille tulevat kuormitukset voitaisiin arvioida. Puu kestää puristusta suuriakin määriä, mutta tieto on oleellinen valittaessa tarvittavaa pilareiden paksuutta suhteessa pilarin pituuteen, jotta vältytään rakenteen nurjahtamiselta. Taulukko 1 osoittaa yksittäisten pilareitten suositeltavat enimmäiskuormat. PILARIN SUURIN PURISTUSKUORMITUS Keskeiskuorma (kg) Pilarin halkaisijamitta (mm) Halkaisija 17 Taulukko 1. Pyöreiden puupilareiden enimmäiskuormat. Huomautuksia taulukkoon 1: Taulukossa on esitetty suurimmat sallitut kuormitukset pyöreälle poikkileikkaukselle puristustilanteessa. Kuormat on ilmaistu kilogrammoina (kg) ja perustuvat pilarin keskeiseen rasitukseen. Lukuja on pienennettävä, jos tilanteessa on epäkeskeinen tai taivutusta aiheuttava kuormitus. Kuormat ovat pitkäaikaisesti vaikuttavia. Puupilarin rakennekosteuden oletetaan olevan enintään 18 %. Taulukon arvot soveltuvat kuuselle ja männylle. Vaakarakenteiden palkeissa pyöreä poikkileikkausmuoto ei ole tehokkaimmillaan. Palkin rakenteellinen teho perustuu palkin rakennekorkeuden maksimointiin ja leveys synnyttää poikittaisjäykkyyttä. Pyöreässä poiklcileikkausmuodossa leveys on sama kuin korkeus. Nyrkkisääntönä voidaan sanoa, että pyöreän puun lujuus voi olla 50% suurempi kuin samankorkuisen sahapalkin vaikka puumateriaalin määrä voi olla jopa kaksinkertainen sahatavaraan verrattuna. Huomautukset taulukkoon 2 (seuraavalla sivulla): Taulukossa on esitetty suurimmat sallitut kuormitukset pyöreälle poikkileikkaukselle taivutus- tilanteessa. Kuormat on esitetty kilogrammoina (kg) ja perustuvat kuorman tasaiseen jakaumaan koko palkin pituudelle. Jos kuorma kohdistuu pistemäisenä, taulukon luvut on puolitettava. Kuormat ovat pitkäaikaisesti vaikuttavia. Puupalkin rakennekosteuden oletetaan olevan enintään 18 %. Taulukon arvot soveltuvat kuuselle ja männylle. Halkaisija Pa lk in j ä nn ev äl i ( m m ) PALKIN SUURIN TAIVUTUSKUORMA viivakuorma (kg) Palkin halkaisijamitta (mm) Jänneväli Tasainen viivakuorma 3 3 3 3 3 3 3 3 3 200 100 250 150 75 350 1 200 125 50 400 1 300 175 75 -3500 -450~ 4000 I 3000 18 Taulukko 2. Pyöreiden vaakapalkkien enimmäiskuormat. 5.3 Rakennetyypit Pieniläpimittaisesta pyöreästä puusta voidaan yksinkertaisimmillaan rakentaa olemassa oleviin rakennuksiin täydentäviä rakennelmia. Kyseessä ovat tällöin erilaiset varastokatokset ja sadesuojat esimerkiksi maatalous- ja teollisuusrakennuksiin. Tällainen rakennetyyppi on ankkuroitu pääraken- nuksen kantaviin seinäralcenteisiin. Katon jännevä- lit ovat yleensä 2 —4 m. Kun rakenteella on vähintään kaksi itsenäistä pilari- .' linjaa, syntyy normaali tasa- tai pulpettikattoinen runko. Tällöin puhutaan yksiauklcoisesta rakentees- ta. Pilarien perustustavasta riippuen runko täytyy Kuva 40. Ttiydennysrakenteen periaate: ulkolinjalla jäykistää sekä pituus- että poikittaissuunnassa. pilarit ja palkki. Kattopalkit tukeutuvat pääraken- nuksen kantaviin rakennuksiin ja räystäspallckiin. Tavallisesti jäykistys hoidetaan nurkkiin sijoitetuil- la vinotuilla. Jännevälien kasvaessa osa jäykistyk- sestä hoidetaan myös kattotuolien kantavuutta parantavilla vinotuilla. Runkosyvyyden kasvaessa yli pieniläpimittaisen pyöreän puun maksimipituuden on pilari-palkkilinjoja lisättävä rungon keskialueelle. Tällöin syntyy kaksi- tai useampiaukkoisia rakenteita. Kattopalkkien lukumäärä on syytä valita siten, että joku kerrannainen osuu pilarin kohdalle, pilarijaosta riippuen esimerkiksi joka toinen tai kolmas. Kuva 41. Esimerkki varastokatoksesta. 19 Yksilappeiset rakenteet voivat periaatteessa olla tasakattoisia, mutta sade-ja sulamisvesien poisj ohtam seksi on syytä valita sopiva kattokulma. Pulpettikatto sopii pienehköihin katoksiin, mutta yleisesti perinteinen harjakatto on ollut maaseudulla suosittu ja maisemaan sopiva ratkaisu. Rakennuksen pilarijako on valittava käyttötarkoituksen mukaan. Pitkien seinien suuntaiset jaot valitaan normaalisti täysinä metreinä (1000 / 2000 / 3000 mm jne) tai 60 cm moduliin perustuvilla mitoilla (1200 / 1800 / 2400 / 3000 mm jne). Rakennuksen poikittaisuuntainen pilarijako riippuu toiminnan vaatimuksista sekä käytettävien palklcien järeydestä. Yleensä joudutaan primääripalkkien lisäksi rakentamaan vesikatetta varten toisiokannattajat rakennuksen pituussuuntaan. Toisiokannattajat voidaan tehdä pyöreästä puusta, mutta vesikatten tasaisuusvaatimusten vuoksi ne on tavallisesti rakennettu sahatavarasta. Jännevälistä riippuen eristämättömissä rakenteissa voi riittää itsekantava profiilipelti, joka on tuettu harja- ja räystäspalkkilinjoihin. Rakennuksen toiminnalliset vaati- mukset saattavat edellyttää mah- dollisimman vapaata sisätilaa. Täl- löin ristikkorakenne on paras rat- kaisu. Ristikoita voidaan rakentaa myös pyöreästä puusta, mutta ne ovat hankalia tehdä monimutkais- ten Liitosten ja liitoskappaleiden vuoksi. Ristikot on perinteisesti tehty itse sahatavarasta naulaamal- la tai ostettu tehdasvalmisteisena. Tehdasristikot ovat tarkasti mitoi- tettu kohteeseensa. Kuva 42. Pilari-palkkirungon periaate: vasemmallayksinkertai- nenpilari-palkkilcehä (A). Jänne- välin kasvaessa kattotuolien kan- tavuutta ja rungon jäykistystä voidaan lisätävinotuilla (Bja C). Oikealla esimerkki tilanteesta, jossa yksittäisen kattotuolinjän- neväli ei riitä, vaan runko on jaettava useampaan pilaripalklci- linjaan. Kuva 43. Harjakattoisia pilari-palkkirunkoja. Vasemmalla kaksiaukkoinen harjapalkilla varustettu runko, Keskellä kolmiaukkoinen runko, jossa kattotuolien yläpäät ovat ulokkeitaja sidottu toisiinsa harjapisteessä. Oikealla muunnos lcaksiaulckoisesta rungosta, johon on lisätty epäsymmetrinen lisäosa. 20 Kuva 45. Kaltorakenne toteutettuna ristikoilla, jotka tukeutuvat kantaviin ulkoseinälinjoihin Kuva 44. Esimerkki kolmiaukkoisesta pilaripalkkirakennuksesta, joka toimii navettana. Keskialueelle on saatu riittävä leveysmitta rehunjakoa varten. Pyöreätä puuta on käytetty myös rehuestees- sä. Kuva 46. Esimerkki kevyestä lwlminivelkehä-katoksesta: ke- hän nurldcavahvikkeet on tehty sahalaudasta, harjaliitos on varmistettu kitapuulla (sahalautaa). Kolminivelkehät ovat käyttökelpoisia rakenneratkaisuja silloin, kun tarvitaan pitkää jänneväliä ja esteetöntä käyttöti- laa rakennuksessa. Teräksinen nivelkehä on tavallinen teollisuushallin rakenneratkaisu, mutta omatoimisesti raken- netut puukehät ovat erittäin kilpailukykyisiä maatalouden varasto- ja tuotantorakennuksiin. Kolminivelkehän voi tehdä sahatavaran lisäksi myös pyöreästä puusta. Kehän seinäosuus ja lape muodostavat yhtenäisen jäykän rakennusosan. Kun kaksi osaa asennetaan vastakkain syntyy kaari, jossa on kolme nivelpiste, kaksi sokkelissa ja yksi harjap. isteessä. Seinän ja lappeen jäyklcä liitos syntyy sisäisillä tai ulkoisilla vinotuilla tai vahvikelevyillä, jollaisina voidaan käyttää vaneria, sahalautaa tai jopa teräslevyjä. Kuva 47. Esimerkkejä kolminivelke- hästä. Ylhäällävanerilevyinvahvistettu nurkkaliitos, keskellä vino luin vahvis- tettu kehä ja alhaalla harvinaisempi ulkoisella vinotuellaj a kitapuulla vah- vistettu kehä. Kuva 48. Esimerkki harkiten korjatusta vanhasta suomalaisesta ladosta. Runkorakenne perustuu pääosin pyöreän puun käyttöön. Rakenne on kolminivelkehän paikalla rakennettu sovellus. Lato on isokokoinen, mutta rakenteet ovat siroja. Perustuskivet on oikaistuja rakennus nostettu ryhtiinsä. Ulkovuoraus on vaihdettu vain lahonneilta osiltaan. 21 5. 4 Rakennusten jäykistäminen Kantavan rakennusrungon pystytys ei yksin takaa sen pystyssä pysymistä. Rakennus on vielä jäykistettävä vaakasuuntaisia voimia sekä tiettyjä pystykuormia ja nurjahduksia vastaan. Jäykistysra- kenteet ohjaavat nämä kuormat rakennuksen perustuksiin, joiden tulee niinikään olla liikkumattomat. Jäykistäminen voidaan hoitaa mm. seuraavilla periaatteilla: Pilarit kiinnitetään perustuksiin jäykästi, jolloin ei synny nivelpistettä. Tällöin puhutaan mastojäykistyksestä. Pilari on maasta nouseva liikkumaton uloke. Pilarit, seinät tai muut kantavat pystyosat vino- tai ristituetaan diagonaalisilla jäykisteillä, jotka mielellään sijoitetaan rakennuksen nurkkaosille. Rakennuksen verhousmateriaaleja kuten sisälevytystä, tuulensuojalevytystä tai julkisivulaudoitusta voidaan käyttää jäykistävänä rakennusosana. Tiili- tai harkkomuuraus muodostaa jäykän täyteseinän, joka tukee ja jäykistää rakennuksen muun rungon. Pieni läpim ittaisesta pyöreästä puusta rakennetut rakennukset ja rakenteet ovat yleensä mitoiltaan normaalia pienempiä ja vaatimattomampia ra- kennuksia, joille ei pidä asettaa tiuk- koja 1iikkumattomuusvaatimuksia. Puumateriaalin ja hitosten luonne sallivat pieniä muodonmuutoksia, joita syntyy kosteuselämisestä tai maan liikkeistä erityisesti matalape- rusteisissa rakennuksissa. Pienistä liikkeistä ei yleensä ole haittaa raken- nuksen toiminnallisuudelle. Etusijalla on rakennuksen ulkoisen ryhdin säi- lyttäminen. Tärkeää on myös se, että rakennus voidaan tarvittaessa helposti korjata. Kuva 49. Rakennuksen jäykistysperiaatteet. Vasemmalla maahan tai sokkeliin mastojäykistetty pilari, joka kestää eri suunnista vaikuttavia vaakakuormia. Keskellä tyypillinen pilari-palkki runko, jossa liitokset eivät ole jäykkiä vaan luonteeltaan liikkuvia niveliä. Rakenne jäykistyy vinotuilla, jotka on sijoitettu nurkkaan, koska vaakcrvoimien rasitus on suurimmillaanjuuri nurkissa. Oikealla edessäjäykistys on tehty täytemuurauk- sella, joka lukitsee pilari-palkkirakenteen liikkumattomaksi. Oikealla sivulla jäykisteenä on käytetty vaneria, tuulensuojalevyä tms, jäykkää rakennuslevyä. 22 Kuva 50. Vasemmalla esimekki tuulikuorinan vaikutuksesta rakennuksenvaipPaan. Keskellä rakennusrunko on jäykistetty nurkista pituus- ja poikittaisuuntaan ristituennalla ja lisäksi lape on varustettu omalla ristijäykisteellä. Oikealla esimerkki pitkästä rakennusrungosta, jossa tarvittava stabiliteetti edellyttää jäykistävien väliseinien käyttöä. Sellaisiksi valitaan pohjaratkaisun mukaiset sopivat poikittaisseinät. 5.5 Liitokset 5.5.1 Yleistä Kantavissa rakenteissa käytettävän pienen pyöreän puun liitoksissa voidaan käyttää normaaleja puikkoliitoksia (naulat, pultit, tappivaarnat ja ruuvit). Liitosten suunnittelussa tulee kuitenkin ottaa liuöM-ip-öri;,p"Utiiör-41.1.11iötö;fibuty:S-geetisuuntainen kutistuminen ja pituussuuntaiset halkeamat, joko käyttämällä lei jaliijtiksiatierillisiä liitdsten vahvistusratkaisuja. Ennen liitosten tekemistä pyöreä puu tulisi kuivata lopullisen käyttöpaikan tasapainokosteuteen jotta edellä kuvatuilta halkeamisilta vältyttäisiin. 5.5.2 Puikkoliittimet (naulat, pultit, tappivaarnat ja ruuvit) Puun pyöreä muoto ja säteen suuntainen kutistuminen saattavat aiheuttaa liitettävien osien välille raon, joka alentaa selvästi leiklcausliitoksen lujuutta ja jäykkyyttä. Tämä voidaan ottaa suunnittelussa huomioon redusoimalla (pienentämällä) liitosluj uutta, mutta yleensä pyöreän puun leikkausliitospinnat kannattaa tasoittaa suoriksi. Pituussuuntaiset halkeamat saattavat aiheuttaa vakavan turvallisuusriskin, mikäli ne sijaitsevat liittimen tai liitinrivin kohdalla. Asennuksessa pyöreä puu tulee kääntää siten, että pituussuuntaisia halkeamia ei tule liittimien kohdalle. Vaikka liitoskohdassa ei olisikaan alkuhalkeamaa, pyöreä liitospuu halkeaa kuormitettuna selvästi helpommin - eli alhaisemmalla kuormalla kuin vastaava Kuva 51. Vasemmalla pulttiliitoksia, joissa pyöreästä muodosta johtuen liitettävien osien kontaktipinta on vähäinen. Oikealla erilaisia naulaustilanteita. Nauloja tulee käyttää runsaasti. Puun läpi menevät pitkät naulat eivät ole suositeltcrvia (C ja D). 23 suorakaidepoikkileikkaus. Tämä voidaan ottaa liitossuunnittelussa huomioon alentamalla pyöreän puun syysuuntaista reunapuristuslujuutta tai sijoittamalla Iiittimet kauemmas puun päädystä ja suurentamalla peräkkäisten liittimien välejä. Jos pyöreän puun leikkausliitoksessa leikkauspintaa ei tasoiteta, liitoskapasiteetille suositellaan redusointikerrointa 0,65. Kahden pyöreän puun välistä liitosta tai kaksileikkeistä liitosta, jossa sisin osa on pyöreä puu, ei pitäisi käyttää voimia siirtävänä liitoksena, ellei liitospintoja tasoiteta. Pinnoiltaan tasoitetuissakin liitoksessa pyöreän puun syysuuntaista liitoslujuutta suositellaan redusoitavaksi kertoimella 0,7, mikäli käytetään vain yhtä pulttia tai yhtä syysuuntaan sijoitettua liitinriviä. Halkeilun estämiseksi liitosten naulojen keskipisteiden välisen etäisyyden pitää olla vähintäin 7 kertaa naulojen halkaisija. Mikäli nauloille porataan ensin reikä, naulojen väliseksi etäisyydeksi riittää 3 kertaa halkaisija. Naulat voidaan korvata saman paksuisilla ruuveilla. Ruuvit sopivat paremmin kohteisiin, joissa kiinnityksen pitää olla viimeistellyn näköinen, kuten esimerkiksi rakenteiden viimeistelyssä ja verhouksen kiinnittämisessä. Mikäli rakenteen kuorma on raskas, Iiitoksissa voidaan käyttää neliökantaisia puuruuveja, jotka kierretään puuhun ruuviavaimella. Taulukko 3. Pulttien kuormitustaulukko. Kuormitus syiden suunnassa Epäsymmetrinen kuorma (kg) Pulttikoko Symmetrinen kuorma (kg) 280 M12 470 350 M16 690 • 420 M20 980 ......... .., • 100 11 480 M24 1120 ,teräslevy teräslevy Kuormitus kohtisuoraan syitä vastaan Epäsymmetrinen kuorma (kg) pulttikoko Symmetrinen kuorma (kg) 240 M12 430 290 M16 690 .- • 340 M20 790 100 370 M24 870 50 50 teräslevy Huomautuksia: teräslevy Halkaistu puu • 1••• • 1. Luvut ovat pitkäaikaisia kuormituksia puussa, 100 1 18 %. jonka rakennekosteus ei ylitä s e Luvut perustuvat brittiläiseen C16 / 18 / 22 puustandarcliin BS5268 osa 2:1996. Pyöreän puun minimipaksuus esitetyille :•.:* 7..... pulttikuormille on 100 mm. Kun liitoskappaleena on puun sijasta teräslevy, sen minimipaksuuden on oltava vähintään 2 mm. 100 Pyöreä puu Aluslevyn koko 3/2 d 2 d 5/2 d 3 d Pulttikoko Aluslevyn vastaanottama kuorma (kg) M12 124 299 522 795 M16 221 531 929 1414 M20 346 829 1451 2209 M24 498 1194 2088 3182 Huomautuksia: Puun rakennekosteus enintään 18 % pitkäaikaisessa kuormituksessa. Lukuja voi käyttää myös neliömäisten aluslevyjen kanssa. Aluslevyn paksuuden on oltava vähintään 1/10 halkaisijasta. Pultin halkaisija Aluslevyn halkaisija vähintään 2x d 24 Taulukko 4. Aluslevyjen mitoitustaulukko. Taulukko 5. Reikien mitoitus ja naulatiheys. d = pultin tai naulan a b c C. Kuorma halkaisija Pultit ld 7d 4d Naulat ilman 15d 10d 10d a b esiporattuja reikiä Naulat ja ruuvit esiporatuilla reijillä 12d 7d 7d 5.5.3 Teräksiset muotokiinnikkeet Saksalainen Rudolf Feicht GmbH Metall- verarbeitung valmistaa pyöreän puun liitok- suin naulauslevyjä, jotka on muotoiltu pyö- reiden puusauvojen jatkos-, risti- ja T-lii- toksi in. Muotolevykiinnikkeet on valmistet- tu 1,5 -2,5 mm paksusta teräslevystä, ne on taivutettu pyöreän pinnan mukaisiksi ja Iiittiminä käytettäville 4,0 x 40 - 80 mm:n kampanauloille on levyihin porattu reiät. Naulapituus valitaan puun paksuuden mu- kaan. Muotokiinnikkeitä valmistetaan viittä eri taivutussädettä siten, että kaikille pyöreän puun 70 - 300 mm:n halkaisijami- toille on sopivat kiinnikkeet. Kuva 52. Esimerkkejä Saksassa yleisesti käy- tössä olevista muototeräslevyistä. Erilaisia osia voi käyttää pilarien sokkeli-, harja-ja räystäs- liitoskappaleina. Valikoimissa on useampia kattakulmavaihtoehtoja ja kattokulmaa voi vie- lä säätää tarkemmin. Kuva 53. Vetokokeessa T-liitosta rasitettiin, kunnes puupalkki Muototeräslevytja naulauk- set pitivät, mikä osoittaa liitosta- van kelpoisuuden. Huomaa, että naulat on lyöty muotolevynjokai- seen reikään 25 Vedetyissä T-liitoksissa (ripustusliitos) tulee kiinnittää erityistä huomiota puun pituussuuntaiseen halkeamiseen (kuva vieressä). Tämän pyöreälle puulle ominaisen murtotavan käsittelyyn on EU- FAIR projektin suunnitteluohje-ehdotuksessa annettu erilliset laskentaöhjeet. Muotokiinnikenaulan leildcauslujuus voidaan laskea normaalisti naulaliitoksen mitoituskaavoilla. Teräs- puuliitoksessa käytettävän 4,0 mm:n paksuisen karripanaulan sallittujen jännitysten mukainen leilckauslujuus on aikaluokassa B (lumikuorma) noin 0,7 kN (70 kg). 5.5.4 Kaksileikkeiset ohutlevy- ja vaneriliitokset Kahden tai useamman pyöreän puun välisissä liitoksissa voidaan käyttää naulaamalla koottavia kaksileikkeisiä ohutlevy- tai vaneriliitoksia. Liitosalueelle puupoikkileikkauksen keskelle sahataan ura, johon 1 - 2 mm paksu teräsohutlevy tai 9 - 18 mm paksu koivuvaneri asennetaan. Koivuvanerin paksuuden tulisi olla vähintään 0,1D. Sahatun uran poikkileikkausta heikentävä vaikutus tulee ottaa huomioon. Liitos kootaan läpinaulauksella. Naulanreiät voidaan esiporata. Naulaliitos voidaan mitoittaa kaksileiklceisenä laitoksena, kun kaikkien naulojen kapasiteetiksi valitaan epäedullisinta naulasijaintia vastaava tapaus: naulan kärki- ja kantapuolen tunkeutumasyvyydet puussa vaihtelevat naulan sijainnin mukaan. Kuva 54. Kulmalevyliitoksia vanerin avulla. Vasemmalla kuvassa 54 liitoslevyyn on sahattu ura, johon vaneri on upotettu. Näin saadaan siisti liitos, mutta liitoksen vääntökapasiteetti voi olla pieni, koska liitoksessa on vain yksi levy ja urasta poistetaan puuta. Myös vääntöjäykkyys on pieni, koska urasta pitää tehdä hieman ylileveä halkeilun estämiseksi. Keskellä liitettävät puut on tasoitettu sarnanpaksuisiksi, jolloin liitoksesta saadaan jäykkä ja siisti, mutta toisaalta tasaus ohentaapuuta vyöhykkeellä, johon kohdistuu suuri rasitus. Oikealla liitettävien puiden halkaisija on sama, ja voidaan käyttää yksinkertaista levyliitosta, vaikka se ei olekaan erityisen viimeistellyn näköinen. kalkki sauvat D . 100 mm Ilitokstase 12 mm kohnivanen omapalno 0,6 klst/rn 11111kate lumikuorma 2,0 1(64/m' (katolla) tuulikuorma 0,45 kNJm (nopausp.) Materiaalit Kuormat FilatIkkoJako k 1800 mm Ruodevill < 1200 mm 3n 4,2.100 vinonoulous 27 15 15 15 27-1- 42 30 30 ?L' 20 vanerin reunasta 100 t 350 4, 5800 1200 3400 PYÖREÄN PUUN RISTIKKO Jänneväll 5800 mm suunnitbslu VTT Rakennuatelmied. / Al( 11.11n 6.6n 2,8.75 1200 9. 90 4.3 22,5° 1200 500 Kuva 57. Esimerkki nivelöidystä liitoksesta, jossa kuormat siirtyvät teräslevyjen ja pulttien kautta tasoitetuille puupinnoille. 26 Kuva 55. Mitoitettu pyöreän puun kattoristikko 5800 mm jännevälille. 5.5.5 Kiristyspannalla vahvistetut pultti- ja tappivaarnaliitokset Pyöreän puun liitosalueen halkeamista voidaan estää puun ympäri kiristettävillä rautalangoilla tai teräsvanteilla. Kiristysvahvistusta tarvitaan erityisesti sauvanpääliitoksissa, joissa teräslevy sijoitetaan sauvan keskelle sahattuun uraan ja liitiminä käytetään sauvan keskilinjalle sijoitettua yhtä tai useampaa peräkkäistä pulttia tai tappivaarnaa. Kiristämällä vahvistetuissa pyöreän puun liitoksissa saavutetaan liittimen myötäämisestä tai puun reunapuristumisesta tai molemmista riippuva puikkoliitoksen täysi lujuus. Kuva 56. Vasemmalla halkeilua estävän pantasidonnan periaatekuva ja oikealla käytännön esimerkki. 27 Tappivaarnoina voidaan käyttää teräsputkea, jolloin rautalankakiristys tehdään putken läpi. Rautalankakiristykseen on kehitetty erityinen työkalu. Rautalangan paksuus on noin 4 mm. Vahvistetut liitokset soveltuvat erityisesti pyöreän puun avaruusrakenteiden laitoksiin, joissa sauvanpäiden teräslevyt kiinnitetään toisiinsa erillisillä liitossolmukiinnikkeillä (kuva 56). Pyöreitä puuosia voidaan liittää toisiinsa metallisin liitoskappalein, jotka normaalisti pultataan tai ruuvataan puuhun. Puuta joudutaan useasti muotoilemaan tasaisen kontaktipinnan aikaansaamisek- si. Erityistä huomiota on kiinnitettävä läpivientien varmentamiseen aluslevyin. Kuvassa 44 on esimerkki vinotuen liitoksesta nivelöityyn metallilevyyn. Vinotuen pää on halkaistu ja sijoitettu keskeisesti metallilevyyn. Rakenteen toimivuus on varmennettu teräslankapunoksella, joka sallii puun halkeilun, mutta estää liitoksen murtumisen. 5.5.6 Liimaliitokset Liimaliitoksia ei suositella paikallarakennettaviin rakenteisiin. Tämä johtuu etupäässä kahdesta seikasta. Liitosten tarkkuus on puutteellinen ja liimapinnat eivät toimi rakenteellisesti oikein. Puutavara ei välttämättä ole riittävän kuivunutta, jolloin puun eläminen ja halkeilu jatkuu rakennustyön jälkeenkin ja aiheuttaa epävarmuutta liitoksissa. 5.5.7 Palildcavaarnaliitos Pyöreän puun sauvanpääliitoksiin on kehitetty palikkavaamaliitos, jossa puuhun poikittain tehtyyn reikään sijoitetaan "mutterina" toimiva suorakaide- tai pyörötankovaarna. Puun päätyyn porattuun pituussuuntaiseen reikään sijoitetaan kierretanko, joka ruuvataan vaaman kierteisiin. Vaarnoja voi olla myös kaksi, jolloin ne sijoitetaan toisiaan vastaan kohtisuoraan suuntaan. Liitostyyppi sovel- tuu sauvarakenteisiin, joissa liitosvoimat ovat -sauvan suuntaisia (vetoa tai puristusta) ja joissa kierretankojen päät kiinnitetään muttereilla erillisiin liitossohnuosiin. Kuva 58. Palikkavaarnaliitoksen rakenne. Palikkavaamaliitos voidaan mitoittaa puun reunapuristuslujuuden mukaan, mikäli puun halkeaminen estetään pantakiristyksellä ja vaaman päätyetäisyys on niin suuri, että puun leikkauskapasiteetti on riittävä, jolloin estetään puupalikan lohkeaminen vedossa. Vaamojen reijät (jopa 40 mm) aiheuttavat merkittävän vähennyksen sauvan poiklcileikkauspintaan, mikä täytyy ottaa huomioon sauvan vetokapasiteetin laskennassa. 5.5.8 Metallipantaliitos Liitoksissa voidaan käyttää rei'itettyjä metallipantoja sitomaan rakenneosia toisiinsa. Nauloja on syytä käyttää runsaasti. Pantali tos saattaa löystyä jos rakennuspuut eivät ole riittävästi kuivuneet. Kuva 59. Esimerkki pilari- palkkiliitoksen pantasidonnasta, joka täyden- tää rakenteen keskelle upotettua kierretankotapitusta. 28 5.6 Rakennusten perustukset Pyöröpuun luonteesta johtuen rakennukset ovat pienehköjä ja kevyitä. Lisäksi ne ovat useasti eristämättömiä ja lämmittämättömiä rakennuksia. Suomessa maaperä ja sen routimisolosuhteet määrittelevät perustussyvyyden. Puu rakennusaineena on joustava materiaali ja pienille rakennuksille voidaan sallia lieviä liikkeitä. Perustustekniikoiksi voidaan valita perinteisiin tapoihin verrattuna yksinkertaisempia ja edullisempia ratkaisuja. Kuva 60. Kivi-ja muuriperustukset Kuvassa 60 vasemmalla valikoima perinteisiä kiviperustuksia. Kivenä voi olla luonnonkivi, muotoiltu kivi tai erilaiset betoni- tai kevytsoraharkot. Keskellä paikalla valettu massiivinen betonisokkeli, johon pyöreän puun runkotolppa on kiinnitetty naulauslevyn avulla. Oikealla betonianturan päälle muurattu jatkuva betoni- tai kevytsorahakkomuuri, perustusrakenne on salaojitettu ja routasuojattu. Kuvassa 61 vasemmalla kevyt- muottiin valettu betoninen pila- riperustus, johon puupilari on liitetty kosteusriskirajan yläpuo- lella teräslevyn ja pulttien avul- la. Pilariliitos on luonteeltaan nivelliitos ja siksi runkorakenne on jäykistettävä hyvin. Kevyt- muottina voi olla pahvihylsy, peltinen ilmastointikanava tai muovinen viemäriputki. Oikeal- la muottina on käytetty betonista viemäriputkea. Betonivaluun on upotettu harjateräs tai kierretan- ko, johon puinen vaakarakenne voidaan sitoa. Kuva 61. Kivigineiset pilariperus- tulcset 29 Kuva 62. Painekyllästetyt puuperustukset Kuvassa 62 vasemmalla salaojitetun ja vettä läpäisevän sorapatjan varaan rakennettu puhelintolppa- perustus. Puhelintolpat on vaarnattu keskenään pulttauksin ja koko rakenne on sidottu maahan määrävälein valettujen betonikakkujen avulla. Puurakenne on yhdistetty lattarautasitein. Oikealla puupilari on perustettu suoraan maahan betonilaatan tai kiviladelman päälle. Tässä tapauksessa tolpan on aina oltava A-luokan kyllästettyä puutavaraa. Suositeltava perustussyvyys on noin 2 m, jolloin routa ei pääse liikuttamaan perustuksia. Samalla varmistetaan pilarirungon riittävä jäykistys. Kuvassa 63 vasemmalla teräsput- .kiperustus, joka toteutetaan pora- kaivon rakennusperiaatteella. Pe- rustus soveltuu kohteisiin, jossa kallio on suhteellisen lähellä maan- pintaa. Kaivoporalla lävistetään maakerros ja porataan noin 50 cm kallioon, jonka jälkeen reikään asetetaan halkaisijaltaan 150 mm teräsputki. Putki voidaan haluttaes- sa betonoida umpeen. Puurakenne voidaan liittää teräspilariin moni- puolisin laippa/pulttiliitoksin. Oi- kealla maaperään kierrettävä teräs- putkiperustus, joka soveltuu aitara- kenteisiin, lipputankoihin ja koko- naisiin rossipohjarakennuksiin. • Kuva 63. Teräsperustukset rimat listoitukset kulmapalat yms. /419~11101A julkisiv NIMIN1111~ 05- ja apurungon rakenteet vaakarun runkotolpat L. julkisivulaudat ja rimat 30 Jos puuta käytetään suorassa maakontaktissa, sen on oltava A-luokan painekyllästettyä puutavaraa. Tällöin sen kesto on olosuhteista riippuen 20 — 30 vuotta. Rakennuksen suunnittelussa on otettava huomioon puuosan helppo korjattavuus ja vaihdettavuus vastaavaan uuteen osaan. Teräsputkiperus- tukset on syytä aina tehdä sinkitystä teräksestä. Edellä esitettyjä perustustapoja voidaan soveltaa myös lämpöeristettyihin rossipohjallisiin rakennuksiin. Jos rakennus on tarkoitettu pitkäikäiseksi, on syytä valita routarajan alapuolelle perustettu lämpöeristetty antura- ja sokkeliratkaisu. Jos pyöröpuuta käytetään runkorakenteissa, se liitetään sokkeliin tavanomaisin kiinnikkein ja rakennedetaljein. 5.7 Julkisiyuyerhoukset ja lämpöeristykset 5.7.1 Julldsivuverhoukset Pyöröpuiset rakennukset voidaan tehdä hirsitalotekniikalla massiiviseinäisinä, jolloin niillä on salvotun hirsirakennuksen yleisilme. Pyöröpuun käyttö ei rajoitu pelkästään runkorakenteisiin vaan siitä voidaan tehdä monipuolisia julkisivuverhouksia. Pyöreän puun muotoa hyväksi käyttäen julkisivuihin saadaan aikaan vaihtelua ja moni-ilmeisyyttä. Sorvatusta tai kuoritusta puusta saadaan kuvan 64 osoittamalla tavalla ainakin 4 — 6 lautaa ja vaihtoehtoisesti keskiosa voidaan käyttää naulauskoolauksen korvikkeena. Kun puu sahataan ristiin neljään osaan, saadaan erilaisia vuorilistoja, nurkkia, ovenpieliä tai ikkunoita varten. Pyöröpuun kaventuvia ja pyöreäpintaisia lautoja voidaan yhdistellä keskenään tai rytmittää perinteisen sahalaudan kanssa vaihteleviksi julkisivurakenteiksi. Silloin kun pyöreä pintalauta on peräisin kuoritusta puusta (ei sorvatusta), on kaventuva lauta syytä asentaa kaventuva pää alaspäin seinään jotta viistosade ei kerääntyisi pystysaumoihin. Kuva 64. Erilaisia pyöreästä puusta sahattuja rakennusosia. Kuvat 65 ja 66. Vasemmalla hal- lcaistua pyöröpuuta vaakasuuntaisena verhouksena, oikeal- la rimalaudoitusta, jossa pyöröpuu rimana. 31 Sorvaamattoman pyöreän puun paksuus ohenee latvaa kohti. Tästä ja puun mahdollisesta lenkoudesta syntyy tarve oikaista ja kiilata syntyviä epätasaisuuksia, jotta julkisivupinnat saadaan suoriksi. Pyöreän puun luonne antaa tietyssä määrin epätasaisuuksia anteeksi, mutta erityisen tärkeätä suoruus on vesikatolla, missä katemateriaalit edellyttävät hyvää alustan tasaisuutta. 5.7.2 Rakennusten eristäminen Pieniläpimittainen pyöreä puu sopii parhaiten pienehköihin rakennuksiin ja rakennelmiin, jotka luontaisesti ovat eristämättömiä rakenteita. Tällaisia ovat maatalouden konevarastot , tuotevarastot ja eristämättömät kotieläinsuojat. Lämpöeristettyjä rakennustyyppejä voivat olla esimerkiksi kesämökit, maatilamatkailun rakennukset ja kioskit. Kuva 67A esittää tavanomaisen eristämättömän rakennuksen seinäleikkaustilannetta. Betonisokkeli (paikalla valettu tai betoni- tai kevytsorahakoista muurattu) on ulotettu routimattomaan syvyyteen. Pyöreän puun runkorakenne liitetään sokkeliin aikaisemmin esitetyin detaljein. Rakennuksen lattia rakennetaan käyttötarkoituksen vaatimalla tavalla. Kuva 67 B esittää seinäleikkaustilannetta, jossa eristämättömään rakennukseen tehdään jälkeenpäin eristys tai eristetty rakennuksen osa. Esimerkkinä tällaisesta tilasta käy maatilan konehallin konekorjaamo. Eristetty osa on teknisesti helpoin tehdä talo-taloon —periaatteella. Eristetyt seinät muodostavat itsenäisen rakenteen alkuperäisen rakennuksen sisäpuolelle. Tärkeätä on varmistaa alkuperäisrakenteen ja eristetyn seinän välitilan tuulettuvuus kosteusvaurioiden välttämiseksi. Kuvassa lattian eristys on toteutettu vanhan betonilaatan päälle uutena rakenteena. Kuva 67 C esittää eristetyn rakennuksen seinäleikkaustilannetta, jossa kantavana runkona on käytetty pyöreätä puuta. Riittävän eristepaksuuden saavuttamiseksi pystyrunkoon on naulattu sisäpuolinen vaakakoolaus sisälevytyksen kiinnitystä varten. Samalla vaakakoolauksella voidaan oikaista pystyrungossa esiintyvät mahdolliset mittavirheet tai pystypoikkeamat. Runko voi tietenkin olla myös sahatavaraa tai kokonaan muista materiaaleista. Eristetyssä seinärakenteessa sokkeli on tyypillisesti halkaistu eristekerroksella. Kuvassa lämpöeriste on sokkelinmuurin ja lattialaatan liitoskohdassa. Kuva 67. Erilaisia seinärakenteita. 32 6 ESIMERKKEJÄ PYÖREÄSTÄ PUUSTA TEHDYISTÄ RAKENNUKSISTA 6.1 Varastorakennus Alla oleva varastorakennus on kooltaan 3 x 4 m eli 12 .m2. Katto on pulpettimallinen, korkeus etureunassa 3 m ja takareunassa 2,5 m. Se soveltuu niin maaseudulle kuin maaseutumaisiin taajamiin esimerkiksi polkupyörä- tai jätevarastoksi tai polttopuuvarastoksi. Perustukset tehdään betoniharkoista maaperästä riippuen joko routimattomaan syvyyteen tai matalaperustuksin routaeristettynä. Lattia valetaan betonista. Runko tehdään sorvatuista tai kuorituista 0120— 150 mm puista. Rakennus jäykistetään vinotuilla nurkista. Kattotuolit ovat 0 150— 180 mm puuta. Pyöreän pun liitokset tehdään naulauslevyillä sekä metallivanteilla. Katto tehdään pontatusta sahalaudasta ja vesikatteeksi kiinnitetään bitumihuopa: Julkisivut tehdään ovikorkeuteen asti pyöreästä puusta sahatuista pintalaudoista. Ovikorkeuden yläpuoliset osat ovat vaakasuuntaista kolmiorimaa ilmankierron parantamiseksi ja rikkaamman arkkitehtuurin luomiseksi. Ovilevyt ovat vaneria. Kuva 68. Vasemmalla ylhäällä runkora- . kenne. Oikealla ylhäällä esi- merkki katokseen käytettävistä pyöreän puun osista. Vieressä valmis varastorakennus. "'""' EI 1 1 1 E II II TT II II II II II II II II Ii H IT 11 H H II II II I r-rrii ii ii ii II II ii u —rr T1- Ii—TT 11-11 fr fl 11. II Ii 'Ii i* I ' I Ii 1 1.1 11. II II I! 33 6.2 Autokatos Alla oleva 6 autopaikan katos on kooltaan 5 x 15 m eli 75 m2. Katto on pulpettimallinen, korkeus etureunassa 3 m ja takareunassa 2,2 m. Se soveltuu niin maaseudulle kuin maaseutumaisiin taajamiin puurakenteisten pien- ja rivitaloyhtiöiden autosuojaksi. Painelcyllästetyt puupilarit on perustettu 2 m syvyyteen, minkä lisäksi rakennus on jäykistetty pituussuuntaan takaseinän vinotuilla sekä poikittaissuuntaan päätyj en vinotuilla. Lattia voi olla sepeliä, betonia tai asfalttia. Runko tehdään sorvatuista ø 150 mm puista. Kattotuolit ovat .2) 180 mm puuta. Etureunassa käytetään kaksoispilareita, joiden välitilaan tehdään vaarnattu yläpalkki kattotuolien kannatusta varten. Pyöreän puun liitokset tehdään läpipulttaukSin. Katto tehdään pontatusta sahalaudasta ja vesikatteeksi kiinnitetään bitumihuopa. Julkisivujen alaosat ovat vaakasuuntaista sahalautaa ja päätyjen yläosissa esiintyy pyöreän puun kaarevia pintalautoja. Kuva 69. Autokatok- sen pohja sekä etu- ja päätyjulkisivu. 34 6.3 Kioski, autotalli, varasto Alla oleva runkorakenne on kooltaan 6 x 5 m eli 30 m2. Painekyllästetyt puupilarit on perustettu maahan jäykiksi mastoiksi routimisen edellyttämään syvyyteen. Ulkoseinillä pilarijako on 2 m välein. Keskilinjalla on käytetty tuplapilareita 3 m välein ja vaarnattu tuplaharjapalkki on asennettu tuplapilarien väliin. Kattotuolit ovat 1 m jaolla. Mastojäykistyksen lisäksi seinät ja lappeet on syytä lisäjäykistää vinotuin. Rakennus voidaan verhota useilla eri tavoilla ja materiaaleilla. Kuvassa 70 esitetty runkoratkaisu oli esillä Lappeenrannan asuntomessuilla kesällä 1999. Messujen ajan rakennus toimi kahvilakioskina, jonka seinät olivat vain osittain lautaverhotut ja kattona oli valoa läpäisevä muovikate. Alakuvassa rakennus on autotallina, jonka sivut ja toinen pääty ovat sahalautaa ja osin pyöreätä ja halkaistua puuta. Autotalliovet voidaan tehdä itse vanerista tai ostaa tehdasvalmisteisina. Kuva 70. Harjakattoisen autotallin runkorakenteen periaatekuva ja valmis rakennus. Julkisivujen laudoitukset ja rimoitukset ovat pyöreästä puusta sahattuja osia kuvan 68 mukaisesti. VAKOLAn tutkimusselostuksia Alipaineilmanvaihto kotieläinsuojissa. 1986. Kompostoinnin vaikutus lietelannan laatuun ja käsiteltävyyteen. 1987. Käyttökokemuksia 80-luvulla rakennetuista kalusto- vajoista, varastokuivureista ja pihatoista. 1987. Lannoitteenlevityksen tasaisuus. 1987 Jauhatuksen tilantarve ja pölyhaittojen vähentäminen Maatalouskoneiden tietokanta. 1988. Lannanpoistolaitteiden toiminta ja kestävyys. 1988. Pienten pihatoiden ilmanvaihdon erityisvaatimukset. 1988. Tuotantorakennusten suunnittelu ja rakentaminen käytännössä. 1988. Hellävarainen perunankorjuu. 1989. Syyskyntöä korvaavien muokkausmenetelmien vaikutus kevätvehnän satoon 1975-1988. Pitkäaikaisen aurattoman viljelyn vaikutukset hiesusaven rakenteeseen ja viljavuuteen 1989. Ei julkaisua. Kosteiden pintojen kosteudentuotanto navetoissa. 1989. Kylmäilmakuivurin mitoitus ja käyttö. 1990. Leilckuupuimurin kulkukyky vaikeissa olosuhteissa. 1990. Lietelantajärjestelmien toimivuus. 1990. Heinän varastokuivaus. 1991. Viljankuivauksen pölyhaitat. 1992. Säilörehun siirto ja käsittely talvella. 1991. Naudanlihan tuotantomenetelmät ja -rakennukset. 1992. Kiedotun pyöröpaalisäilörehun valmistustekniilcka ja laatu. 1993. Hellävarainen perunan kauppakunnostus. 1993. 66 Naudanlihan tuotantomenetelmät ja -rakennukset II. 1993. Betonit ja muovit navetan lattiamateriaaleina. 1993. Lannankäsittelyn taloudellisuuden ja lannan ravinteiden hyväksikäytön parantaminen. 1994. The effect of ground profile and plough gauge wheel on ploughing work with a mounted plough. 1994. Järeän sahatavaran mekaaniset ominaisuudet. 1995. Järeän sahatavaran käyttö rakennuksissa, rakennejär- jestelmät ja liitokset. 1997. Lannan levitys kasvustoon. 1996. Osa 1. Lietelannan sijoituslaitteen rakenteelliset vaatimukset suomalaisissa olosuhteissa. Lannan levitys kasvustoon. 1996. Osa 2. Lietelannan levitysmahdollisuudet kasvavaan viljanoraaseen. Kylmäkasvattamoiden kuivikepohjien toimivat vaihtoehdot. 1996. Konetöiden turvallisuuden ja tehokkuuden paranta- minen. 1996. Laboratorioiden työn ja työympäristön kehittäminen. 1996. Pienmoottoreiden päästöt. 1997. (Mobile 210T). VAKOLAn rakennusratkaisuja 1/1994 Kylmä osakuivikepohjainen emolehmäkasvattamo. 2/1995 Rehtijärven keinokosteikko. 3/1995 Puurakenteiset ruokinta-aidat ja parrenerottimet. 4/1996 Perustamistapojen hintavertailu. 5/1997 Havaintoja kylmäpihattojen lannankäsittelystä. 6/1997 Kalustohallista toimiva sikala 7/1999 Lypsyasema parsinavetassa VAKOLAn tiedotteita 55/93 Pyöröpaalisäilörehun korjuu, varastointi ja laatu 56/93 Maaseuturakentamisen ideakilpailu 57/93 Syyslcylvöjen varmentaminen 58/93 Maatilan ja maatilamatkailun jätehuolto 59/93 Maatilamyymälätoiminta vanhassa maatilan asuinra- kennuksessa 60/93 Tyhjien maatilarakennusten uusi käyttö 61/94 Lietelannan varastointi ja levitys 62/94 Tuotantorakennusten alapohjia ja piha-alueiden pääl- lysrakenteita 63/94 Turvallinen puunpilkonta 64/94 Itkupinta-tuloilmalaitteen vaikutus eläinsuojassa 65/94 Oksainen hake pienpolttimissa 66/94 Pako-ja savukaasujen analysointi 67/94 Käyttökokemuksia-jyräkylvölannoittimista 67S/94 Brukserfarenheter av vältkombisämaskiner 68/94 Käsikäyttöisten liekittimien käyttöominaisuuksia 69/95 Renkaiden vaikutus traktorin vetolcylcyyn ja maan tiivistymiseen 70/95 Hakkeen kuivaus imuilmalla 71/95 Klapikattiloiden käyttöominaisuudet 72/96 EPS-rakeet ja EPS-rouhe sikalan lietesäiliön katteena 73/96 Kevytsaviharkkojen kuivuminen ja lujuus 74/97 Rilckakasvien torjunta viljoista riviväliharauksella 75/97 Öljypellavan leiklcuupuinti 76/97 Tilasäiliöopas 77/98 Yrttilcuivurin suunnittelu ja käyttö 78/98 Väkilannoitteen sijoituslaitteet nurmiviljelyssä 79/98 Lietelannan ilmastus 80/00 Lannan aumavarastointi 81/00 Pienen pyöreän puun käyttö rakentamisessa I Pyöreän puun lujuus, manty ja kuusi Pyöreän puun liitokset 82/00 Pienen pyöreän puun käyttö rakentamisessa II Suomen rakennuspuuvarat Rakennuspuun korjuukustannukset Rakennuspuun tuotantokustannukset 83/00 Pienen pyöreän puun käyttö rakentamisessa III Rakenteet, liitokset, rakennusesimerkit 84/00 Perunaviljelmän edullisin koko Suomessa Sään rajoittama viljelytöiden aika Viljelmien nykytilanne kyselyn perusteella