NO321253B1 - Prefabrikkert lamelltreelement - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et prefabrikkert plateformet lamelltreelement ifølge innledningen av krav 1. Videre angår oppfinnelsen fremgangsmåte til fremstilling av prefabrikkert plateformet lamelltreelement ifølge innledningen av krav 11, samt anvendelse av lamelltreelement ifølge innledningen av krav 12.

Ved prefabrikasjon av hus blir det benyttet prefabrikkerte elementer som er tildannet som vegg- og/eller takelementer, og som blir montert på byggestedet. Det er kjent å støpe slike elementer av betong som ferdige deler. Dersom slike elementer skal funksjonere som veggelementer, er det videre kjent å fremstille disse som lettvektsbyggeplater av treull, trefibre eller trespon. Disse lettvektsplater er egnet bare som kledningsplater, men kan ikke bli benyttet som bærende deler. Videre er det kjent veggelementer som består av en ramme som er lukket med dekkplater og fylt med et isolasjonsmateriale. Heller ikke disse elementer er egnet som bærende elementer.

Innenfor trehusbygningsområdet er det kjent fagverkskonstruksjoner hvor det blir

oppsatt et bærende fagverk av veggene av sammenlimte trebjelker, hvor det i fagene eller lommene blir anbragt stoffer som ikke er bæredyktige eller ikke er tilstrekkelig bæredyktige. Fagverkskonstruksjoner egner seg ikke til prefabrikasjonsbyggemåten.

Sluttelig er det kjent tømmerhus, hvor massive trebjelker blir anbragt vannrett over hverandre i sjikt. Heller ikke tømmerhusbygging er egnet til prefabrikasjon. Den vannrette anordning av bjelkene kan føre til ulike setningsforhold og derved en forvridning av veggene.

Videre er det kjent forskjellige systemer hvor bjelkene eller vegg- respektive takelementene består av sammenlimte eller sammenklinkede sjikt av bord eller planker.

Kjente lamelltreelementer såsom panelplater, består av flere lag av sammenlimte trestykker og blir benyttet ved innredningsarbeider og møbler. På grunn av de tilsatte bindingsstoffer er utslipp uunngåelig. Videre bevirker bindingsstoffene en diffusjonssperre respektive -bremse som hindrer respektive reduserer en utveksling av fuktighet. Dessuten inntreffer det på grunn av kjemiske bindingsstoffer såsom kunstharpikslim eller lignende, vanskeligheter ved avfallshåndteringen eller bortskaffelsen av restmaterialer og gamle materialer, da det ved forbrenningen blir frigjort skadelige forbindelser. En annen ulempe er at det for lamelltreelementer nesten ikke foreligger langtidserfaringer, slik at det ikke kan bli gjort pålitelige utsagn vedrørende aldringsforholdene og kvalitetsendringene etter hundreårs benyttelse av elementer som veggelement. Slike lamelltreelementer er eksempelvis vist i AU 80 770/82 B, SU 1 377 352 A eller i EP 0 194 238 B.

Bruken av plugger i annen sammenheng er likeledes kjent. Således er det eksempelvis i DE 727 246 A vist en hjørneforbindelse til fremstilling av torsjonsstive vindustrammer, hvor en not- og fjærforbindelse mellom to bygningsdeler i tillegg er sikret ved hjelp av en plugg. Slike hjøraeforbindelser kan imidlertid bli benyttet bare for visse anvendelser og er ikke egnet til fremstilling av veggelementer.

Videre skal det vises til DE 3840093 som viser enn tynn plate dannet av et flertall av mindre biter av tre. DE 3840093 beskriver en plate som er dannet av bare ett lag, der aksene for pluggene er orientert parallelt relativt elementets plan. Pluggene limes inn i stykkene av tre.

DE 2745681 viser benyttelse av treplugger uten angivelser av de elementene som skal forbindes av disse pluggene. GB 292734, FR 2659703 og DE 19537298 beskriver treelementer med plugger som er orientert parallelt til elementplanet.

Hensikten med opprinnelsen er å unngå disse ulemper og skaffe lamelltreelement av ett eneste stoff, hvor det ikke er behov for limte forbindelser og/eller flate nagleforbindelser. Videre skal det tilveiebringes en trebyggemåte for byggverk og bærende konstruksjoner, spesielt hus, som forener fordelene ved massiv bygging med fordelen ved prefabrikasjon eller elementbygging.

Ifølge oppfinnelsen blir dette oppnådd ved at forbindelsen mellom de enkelte lag eller sjikt oppnås på i og for seg kjent måte ved hjelp av plugger som forløper gjennom trelagene av trestykkene. På denne måte blir det skaffet et lamelltreelement som kan bli fremstilt fullstendig uten kjemiske bindemidler eller metallbindemidler. En spesielt god forbindelse mellom de enkelte lag blir oppnådd dersom pluggene er anordnet i et rasterlignende mønster. Lamelltreelementet er fortrinnsvis oppbygget fullstendig av ett eneste stoff og består bare av tre. Gamle eller tiloversblevne deler kan bli fjernet uten vanskeligheter.

Fremgangsmåten for fremstilling av prefabrikkert plateformet lamelltreelement i følge oppfinnelsen oppnås slik det angis i karakteristikken til patentkrav 11. Anvendelsen av prefabrikkert plateformet lamelltreelement oppnås slik det angis i nærmere i patentkrav 12.

For å bedre de statiske egenskaper og stivheten av lamelltreelementet, kan

lamelltreelementet ha minst tre lag av trestykker, idet fortrinnsvis trestykkene i det minste i et indre lag er dannet ved hjelp av stolper. Spesielt er det herunder gunstig dersom det er anordnet minst to lag av stolper som forløper i den samme retning, og som fortrinnsvis er innbyrdes tilstøtende. Minst ett ytre lag av trestykker kan være dannet av planker eller bord.

For å oppnå gode statiske egenskaper og en stor belastbarhet av lamelltreelementet i lengderetningen, er det fordelaktig at tykkelsen av lagene av trestykkene er på mellom ca. 8 mm og 120 mm. Tykkelsen av de enkelte lag blir herunder fastlagt avhengig av de aktuelle betingelser, idet det for dimensjoneringen av de indre lag vanligvis blir lagt til grunn statiske vurderinger, og de ytre lag blir dimensjonert basert på lyd- og varmeisolerende vurderinger. Tykkelsen av lagene kan derfor avta enten utenfra og innover eller innenfra og utover. Alle lag kan selvfølgelig i stedet være like tykke. Bredden av de enkelte trestykker kan være på mellom 40 mm og 400 mm.

Ved en spesielt foretrukket utførelses variant for oppfinnelsen, fås bindingen mellom pluggene og trestykkene hovedsakelig gjennom kraftslutningen som følge av en volumøkning av pluggene på grunn av en fuktighetsutligning mellom trelagene og pluggene. Lamelltreelementene blir fremstilt ved at fuktighetsinnholdet av pluggene blir redusert til under fuktighetsinnholdet av trestykkene av lagene og de tørre plugger blir innført i boringer i lagene av trestykker, idet tverrsnittet av pluggene og boringene er dimensjonert på en slik måte at en kraftsluttende binding blir oppnådd på grunn av volumøkningen av pluggene, på grunn av trefuktighetsutligningen mellom trestykkene og pluggene. Ved en målrettet bruk av trefuktighetsforskjellen mellom pluggene og trestykkene av de enkelte lag, blir det oppnådd en spesielt høy forbindelseskvalitet. Pluggene blir tilsvarende sterkere tørket enn plankene eller bordene, og opptar derved for fuktighetsutligning vann fra det omgivende tremateriale etter anbringelsen av pluggene. Dette bevirker en volumøkning og en utmerket sammenkiling og uttrekningsfasthet for pluggen. En ytterligere sikkerhet og en rask bearbeidelse blir muliggjort dersom pluggene blir sikret ved at kiler blir inndrevet i endesidene.

Ved fremstillingen av lamelltreelementet blir ikke den fullstendige fastholdelse av pluggene oppnådd straks fordi det for fuktighetsutligningen er behov for en viss tid. Ved inndrivning av kiler i pluggene kan lamelltreelementet straks bli tatt ut av pressen og har sluttfastheten. Dette muliggjør en akselerasjon av produksjonsforløpet. I tillegg eller som et alternativ til dette er det også mulig å behandle pluggene før inndrivningen med en egnet blanding av ostemasse, kalk og vann, noe som spesielt øker den svellende virkning. En lignende sammensetning eller blanding ble for mange år siden også betegnet som kaseinlim og benyttet ved treforbindelser.

Ved bruk av lamelltreelementer ifølge oppfinnelsen ved husbygging, er det i mange tilfeller nødvendig for opptagelse av vindkrefter i bygningen, å kunne bevise at elementene har en stor motstandsdyktighet overfor skjærkrefter i planet for byggeelementet. Ved rektangulære byggverk kan det gjennom vindbelastning i veggene bli utøvet tverrkrefter parallelt med vindretningen, og ved manglende motstandsdyktighet kan disse tverrkrefter føre til at lamelltreelementene blir deformert parallellogramlignende. Under vanlige omstendigheter blir denne deformasjon hindret på grunn av friksjonen mellom de enkelte tresjikt. Da utregningen av friksjonskreftene i mange tilfeller er vanskelig, blir det eventuelt anordnet et lag av diagonalt orienterte trestykker. På denne måte kan uten vanskelighet tilsvarende fasthetsverdier bli bevist også for store vindkrefter.

Prefabrikkerte deler for byggverk blir dannet ved at flere lamelltreelementer blir forbundet til enheter med store flater, særlig til vegg-, innertak- og takelementer, idet forbindelsen fortrinnsvis er en not/fjær-forbindelse, en laskforbindelse, en svalehaleforbindelse og/eller en skrueforbindelse.

Grunntanken for denne trebyggemåte er å fremstille et vegg-, innertak- og takelement av forskjellige bord- respektive trestolpesjikt, hvor enkeltdelene ligger i forskjellige retninger i planet for elementet. Forbindelsen mellom de enkelte sjikt blir oppnådd ved hjelp av treplugger som er anordnet i et rastermønster. De statiske krav til det aktuelle element blir avhengig av anvendelsen som vegg-, innertak- eller takelement og avhengig av den statiske belastning tilfredsstilt gjennom en tilsvarende dimensjonering (styrke) av de enkelte sjikt.

De derved oppnådde statiske egenskaper og stivheten av enkeltelementene muliggjør byggkonstruksjoner i flere etasjer uten noe ytterligere fagverk av bærende bjelker eller andre materialer.

Ved veggelementene opptas kreftene av stående stolper i treplugg-skit fforbindelsen av elementene på grunn av disses fremragende belastbarnet som støtter. I innertak-og takområdet blir de krefter som utøves opptatt gjennom bord- eller planke- og stolpesjiktene i lengderetningen for innertakeene respektive takspenningen.

Gjennom de innbyrdes forskjøvne trefibre i elementene respektive gjennom det stående trefiberforløp i veggene inntreffer det ingen setninger av veggene, slik at det blir sikret en varig stabilitet av bygningene.

Da elementene utelukkende blir fremstilt av tre, fås det fremragende bygningsfysiologiske egenskaper for de bygninger som har blitt fremstilt av disse. Veggene er kelt diffusjonsåpne, slik at fuktighet kan diffundere gjennom disse. Utslipp fra kunstharpikslim er utelukket. Videre muliggjør denne byggemåte så sterke veggkonstmksjoner som det måtte være ønsket, slik at det med tilsvarende tykke oppbygninger kan oppnås fremragende K-verdier også uten ytterligere isolasjonsstoffer. De massive treelementene for vegger og innertak oppviser en meget god lydisolasjon, og oppfyller på utmerket måte alle økologiske krav gjennom en fremstilling utelukkende av tre.

Disse vegger eller innertak som består av massive treelementer kan bli bearbeidet på svært enkel og rasjonell måte. For legging av rørledninger og kabler kan det på enkel måte bli frest notlignende utsparinger i treelementene eller det kan bli boret hull. Også innsetting av nagler, skruer eller plugger i veggene er meget lett. Videre kan det ved målrettet utelatelse av enkelte stolper- eller bordsjikt og fristilling eller utelatelse av tilstøtende trestykker og gjennom fresing av hull, bli skaffet et system av prefabrikkerte kabelsjakter i elementene.

På elementene kan de forskjelligste varmeisolasjonssystemer såsom fullvarmebeskyttelse, pussbærere og bakluftede fasader, bli anbragt under produksjonen som prefabrikasjon eller senere ved byggingen.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningen som viser utførelseseksempler. Fig. 1 viser skjematisk et perspektivriss av et lamelltreelement ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 er et riss som ligner det som er vist på fig. 1, men hvor det er vist et litt endret lamelltreelement. Fig. 3 viser skjematisk et tverrsnitt gjennom et lamelltreelement ifølge oppfinnelsen, hvor partier har blitt fjernet.

Lamelltreelementet 1 består av flere lag eller sjikt 2a, 2b, 2c, 2d, 2e og 2f av trestykker 3a, 3b, 3c, 3d, 3e og 3f. Herunder har trestykkene 3a, 3b og 3c respektive 3 d, 3 e og 3 f av tilstøtende lag 2a, 2b, 2 c respektive 2d, 2e og 2f ulike retninger. Trestykkene 3c og 3d av de indre lag 2c og 2d er tildannet som stolper, som er orientert den samme vei. Tykkelsen Sj av trestykkene 3c, 3d av de indre lag 2c og 2d er større enn tykkelsen sa og smav trestykkene 2a, 2b respektive 2e og 2f av de ytre lag 3a, 3b respektive 3e og 3f.

Lagene 2a-2f er forbundet med hverandre ved hjelp av plugger 4 som blir innstukket i trestykkene 3a-3f tilnærmet vinkelrett på lagene 2a-2f. Pluggene 4 er anordnet i et rastermønster.

Tykkelsen S;, sa, smav lagene 2a-2f kan bli variert og kombinert på en hvilken som helst ønsket måte mellom 8 mm og 120 mm, avhengig av anvendelsesformålet og de statiske påkjenninger. En spesiell forbindelseskvalitet mellom de enkelte lag 2a-2f og pluggene 4 blir oppnådd ved at det målrettet blir benyttet trefuktighetsforskj eller mellom pluggene 4 og trestykkene 3a-3f. Pluggene 4 blir tørket tilsvarende mer enn trestykkene 3a-3f, og opptar derved etter pluggingen vann fra det omgivende tre for fuktighetsutligning. Dette bevirker en volumøkning og en utmerket sammenkiling og uttrekkingsfasthet for pluggene 4. Diameteren av pluggene 4 kan avhengig av elementtykkelsen og anvendelsen, være på mellom 8 og 40 mm. Plugglengden varierer fra tykkelsen av noen av lagene 2a-2f til tykkelsen av hele lamelltreelementet 1.

Flere lamelltreelementer kan bli forbundet med hverandre ved vanlige noWfjær-forbindelser, lask- eller overlappingsforbindelser respektive

sv al ehaleutfresings forbindelser eller ved hjelp av skruer til tak- og veggelementer.

På denne måte er det også mulig å fremstille hjørneforbindelser. For hjørneforbindelser blir det i tillegg benyttet store plugger med en størrelse på inntil 100 mm ifølge det ovennevnte prinsipp for den målrettede trefuktighetsforskjell.

Lamelltreelementet ifølge flg. 2 tilsvarer hovedsakelig lamelltreelementet ifølge fig. 1. Like konstruksjonsdeler er betegnet med de samme henvisningstall. Forskjellen er bare at laget 2e<*>er sammensatt av trestykker 3e' som er anordnet i en vinkel på 45° i forhold til de øvrige trestykker. Forløpet av disse trestykker 3e' er angitt med stiplede linjer.

På fig. 3 er det i forstørret målestokk vist en plugg 4 som trenger gjennom lagene 2a-2f. I endepartiene av pluggen 4 er det fra hver side inndrevet en kile 5 for å sikre pluggen allerede før fuktighétsutligningen har funnet sted.

Med lamelltreelementene 4 kan det bli bygget fler-etasjes hus uten støttestUlaser eller -stativer etter prinsippet for prefabrikasjon. Herunder kan det bli fremstilt enkeltvegger med en høyde som tilsvarer etasjehøyden eller modulmål-delelementer, som med modulbredder forløper over flere etasjer.

Dersom flere lamelltreelementer 4 blir satt sammen til innertak- respektive takelementer, kan disse slå bro over et lastfelt mellom to støtter avhengig av lengden. På samme måte er det mulig å fremstille innertak- respektive takelementer med hele etasjelengder, idet det selvfølgelig må tas hensyn til de statiske belastninger.

Det vil forstås at antallet av lag såvel som forholdet mellom lag med stående planker eller bord, og lag med liggende respektive diagonalt anordnede planker kan bli variert etter ønske.

Claims (12)

1. Prefabrikkert plateformet lamelltreelement (1) med minst tre i tykkelsesretningen innbyrdes forbundne lag (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) hvor hvert lag omfatter umiddelbart ved siden av hverandre anordnede bord- eller planke- eller stolpelignende trestykker (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f), hvor trestykkene (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f) av minst to tilstøtende lag (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) har ulike fiberretninger, og hvor lamelltreelementet (1) er oppbygget av ett eneste materiale og består bare av tre,karakterisert vedat forbindelsen mellom de enkelte lag (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) på i og for seg kjent måte fås ved hjelp av plugger (4), som forløper gjennom lagene (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) av trestykker (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f).

2. Lamelltreelement ifølge krav 1, karakterisert vedat pluggene (4) er anordnet i et rasterlignende mønster.

3. Lamelltreelement ifølge krav 1 eller 2, karakterisert vedat det er anordnet minst to tilstøtende lag (2d, 2e) som forløper i den samme retning, og som er fremstilt av trestykker (3d, 3e) som er tildannet som stolper, og at stolpene er forskjøvet mot hverandre i bredderetningen.

4. Lamelltreelement ifølge et av de foregående krav, karakterisert vedat minst ett ytre lag (2a, 2f) av trestykker (3a, 3 f) er dannet av planker eller bord.

5. Lamelltreelement ifølge et av de foregående krav, karakterisert vedat tykkelsen (sa, sm,Sj) av lagene (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) av trestykker (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f) tiltar utenfra og innad, idet tykkelsen (sa, sm,Si) av lagene (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) fortrinnsvis er på mellom ca. 8 mm og 120 mm.

6. Lamelltreelement ifølge et av kravene 1 -4, karakterisert vedat tykkelsen (sa, sm,Sj) av lagene (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) av trestykker (3 a, 3b, 3 c, 3 d, 3 e, 3 f) tiltar innenfra og utad, idet tykkelsen (sa, sm, si) av lagene (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) fortrinnsvis er på mellom ca. 8 mm og 120 mm.

7. Lamelltreelement ifølge et av de foregående krav, karakterisert vedat minst ett lag (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) har en notlignende utsparing som fortrinnsvis er tildannet ved fresing eller utelatelse av nabo trestykker (3 a, 3b, 3 c, 3 d, 3 e, 3 f).

8. Lamelltreelement ifølge et av de foregående krav, karakterisert vedat bindingen mellom pluggene (4) og trestykkene (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f) hovedsakelig fås gjennom kraftslutningen på grunn av en volumøkning gjennom fuktighetsutligning mellom trestykkene (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f) av lagene (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) og pluggene (4).

9. Lamelltreelement ifølge et av de foregående krav, karakterisert vedat pluggene (4) er sikret ved hjelp av kiler (5) som er inndrevet i endepartiene.

10. Lamelltreelement ifølge et av de foregående krav, karakterisert vedat det i tillegg til innbyrdes parallelle eller i rett vinkel anordnede lag (2a, 2b, 2c, 2d, 2f) er anordnet et ytterligere lag (2e<*>) av trestykker (3e<*>) som er anordnet på skrå i forhold til de øvrige lag (2a, 2b, 2c, 2d, 2f).

11. Fremgangsmåte til fremstilling av et prefabrikert plateformet lamelltreelement (1) som angitt i kravene 1-10, med minst tre, i tykkelsesretningen innbyrdes forbundne lag (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f), hvor hvert lag omfatter umiddelbart ved siden av hverandre anordnede bord- eller planke- eller stolpelignende trestykker (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f), hvor trestykkene (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f) av minst to tilstøtende lag (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) har ulike fiberretninger, og hvor lamelltreelementet (1) er oppbygget av ett eneste materiale og består bare av tre,karakterisert vedat trestykkene plasseres ved siden av hverandre og lagvis at de enkelte lag på i og for seg kjent måte, forbindes med hverandre ved hjelp av plugger (4) som løper gjennom lagene (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) av trestykker, og at fuktighetsinnholdet i pluggene (4) før forbindelsen senkes til under fuktighetsinnholdet av trestykkene (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f) av lagene (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f), og de tørkede plugger (4) føres inn i boringer i lagene (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f> av trestykker (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f), idet tverrsnittene av pluggene (4) og boringene er dimensjonert slik at det på grunn av volumøkningen av pluggene (4) gjennom trefuktighetsutligningen mellom trestykkene (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f) og pluggene (4) fås en kraftsluttende binding.

12. Anvendelse av prefabrikkerte plateformet lamelltreelement (1) som angitt i et av kravene 1-10, med minst tre i tykkelsesretningen innbyrdes forbundne lag (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f), hvor hvert lag omfatter umiddelbart ved siden av hverandre anordnede bord- eller planke- eller stolpelignende trestykker (3 a, 3b, 3 c, 3 d, 3 e, 3 f), hvor trestykkene (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f) av minst to tilstøtende lag (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) har ulike fiberretninger, og hvor lamelltreelementet (1) er oppbygget av ett eneste materiale og består bare av tre, idet forbindelsen mellom de enkelte lag fåes ved hjelp av plugger (4) som løper gjennom lagene (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) av trestykker (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f), til enheter med stor flate, særlig til vegg-, innertak- og takelementer, idet forbindelsen fortrinnsvis er en not/fjær-forbindelse, en laskforbindelse, en svalehaleforbindelse og/eller en skrueforbindelse.