9/14/2015
2. Puu ja puupohjaiset
rakennustuotteet :
Learn from
history :
§ Timber structures have
lost their markets :
§ Specially in engineering
structures.
§ Many new products
during last decades :
§ Innovations are old.
§ Evolution, not revolution.
§ In all materials, not only
timber products
1
9/14/2015
Puun haasteista suurin :
Puun kutistuminen :
- Erityisesti liitosten ja pintarakenteiden suunnittelu
Wood-processing :
§ Wood-processing, woodworking, manufacturing
of wood in wood processing industry is called
”puunjalostus” – wood refinement in finnish.
Green tree, trunks
GL, CLT
Planks, boards and battens – Timber and lumber
Veneers and plies – Plywood, LVL
Flakes and chips – OSB, PSL, LSL, Chipboard
Sawdust – Chipboard
Cellulose and lignin – Fibreboard; HDF, MDF, LDF
Nanocellulose –
2
9/14/2015
Uusien puutuotteiden tulo markkinoille :
§ Vaatii paljon lujuustestauksia ja
tutkimuksia ennen köäyttöönottoa :
LVL = laminated veneer lumber
PSL = parallel strand lumber
MDF = medium density fibreboard
CLT = cross laminated timber
OSB = oriented strand board
Puutavaran nimityksiä :
Nimitys
Paksuus
Leveys
§ Lista (höyläpinta)
< 75 mm
< 75 mm
§ Rima (sahapinta)
< 75 mm
< 75 mm
§ Lauta
< 38 mm
> 75 mm
§ Soiro
38..75 mm
75..175 mm
§ Lankku
38..100 mm
> 175 mm
§ Parru
> 100 mm
> 100 mm
§ "koolinki" = "kakkos-nelonen" = 50 mm x 100 mm.
§ Sormijatkettu sahatavara.
§ lujuuslajiteltu sahatavara (mekaaninen MT18 ja
silmämääräinenT18/ C18).
§ Huom : kutterinlastu ja sahanpuru edelleen
käyttökelpoisia eristeitä
3
9/14/2015
Sahatavaran pintojen nimityksiä :
Sahausmenetelmät :
§ Vannesahaus :
§ modernit sahat
§ Kehäsahaus :
§ vanhat sahat
§ Pyörösahaus :
§ kenttäsikkelit
§ Pelkkahakkuri :
§ pintalaudat suoraan
hakkeeksi
4
9/14/2015
Sahatavaran pinnan laatu :
§ Vannesahattu :
§ Kehäsahattu :
§ Pyörösahattu :
§ Pelkkahakkurilla :
§ Höylän jälkeen :
Kenttäsahauksesta :
Traktorilla siirrettävä kenttäsirkkeli.
Järeän puun sahaamiseen sopiva
kiskoilla liikuteltava sirkkeli, puu
pysyy paikallaan.
Sahauksen lopputuotteen laatu vaihtelee sahurin mukaan.
Oltava erittäin tarkkana riittävän kuivauksen kanssa.
Kaikki laadut jäävät purua myöten omaan käyttöön.
5
9/14/2015
Sahatavaran
mittasuositukset :
§ Pituus 300 mm:n
kerrannainen, 1800...5400 mm
Huoma mitat 20 p- % kosteudessa.
Sahatavaran
ulkonäön
laatuluokat :
6
9/14/2015
Höyläyksestä :
Lisää
höyläyksestä :
Oikohöylä
Tasohöylä
7
9/14/2015
Verhouslautojen
nimikkeen
muodostus :
1
2
3
Huomaa : Ei päätysaumoja.
Myös liimapuusta höylätään verhouslautoja.
Höylätyn puutavaran luokat :
§ Höylätyt :
§
§
§
§
erikoisluokka E
vähäoksainen V
terveoksainen T
oksainen O
§ Mänty M tai kuusi K :
§ EM (5 %), VM (15 %), TM (35 %) ja OM 45 %)
§ VK (15 %), TK (45 %) ja OK (40 %)
8
9/14/2015
Wood-processing continues . .
.
§ Even the most modern fibre and synthetic resin
composites are not as strong as wood when used in
load-bearing systems.
Shanghai 2010, Kirnu
§ New wood-based materials waiting for great breakthrough.
Puun liitokset :
§ Liimaliitokset :
§
§
§
§
§
melamiini,
polyuretaani,
resorsinoli,
urea, kaseiini ja
epoxi.
§ Mekaaniset liitokset :
§
§
§
§
§
naulat ja hakaset,
ruuvit,
pultit ja vaarnat,
naulalevyt ja
muotokiinnikkeet.
§ Kosketusliitokset :
§ kirvesmiesliitokset
9
9/14/2015
Puu ja palotekniikka :
§ Puu luokitellaan palavaksi aineeksi.
§ Palon etenemistä kuvataan puussa lineaarisen hiiltymisnopeuden avulla :
§ 0.5 – 0.8 mm / min.
§ Puuta on helppo lisäsuojata levyttämällä. Myös liitokset.
Lämpötilajakauma palavassa puussa
(VTT Tutkimuksia 689, Esko Mikkola).
Puu ja palotekniikka jatkuu . . .
10
9/14/2015
GL - Glue Laminated timber
§
Farrow Parteneship Architects,
Regional cancer Centre,
Mississauga ON, Canada
Optimum :
Wood under compression parallel
to grain, small moment forces,
many arches, simple connections
GL continues . . .
§ CNC-machines and work cells :
11
9/14/2015
”Coal” Cafeteria
Woodstudio 2000
Niko Sirola
Student of Arcitecture
Photo: Marko Huttunen
”The Bubble”
12
9/14/2015
CLT - Cross-Laminated-Timber :
§ Gottfried Kämpf’s I-beam
patented in 1946.
§ Cross-laminated-timber is now a promising new
possibility in multi- storey houses.
CLT ?
§ TKY Sport hall
§ Alvar Aalto 1952
§ prefabricated elements – esthetical
harmony.
13
9/14/2015
The most advanced structures yesterday continues . . .
§ TKY Sporthall
TAIKI CHO, Aalto 2012 :
14
9/14/2015
LSL - Laminated Strand Lumber :
§ Gilmore Skytrain Station, Burnaby, BC
Wood under compression parallel
to grain, small curvature, small
moment forces, many arches,
simple connections.
LVL - Laminated
Veneer Lumber :
§ New glued connections and
ribbed beams :
Rihla 2006
Anna Schein, 2007 Faceted tower
Simple rib-beam is enough, wood
under compression, simple gluejoint, tension parallel to grain.
Wood under compression parallel to
grain, small moment forces, many
arches, mostly simple connections
15
9/14/2015
HDW Info- Pavilion
Antti Lehto & Teemu Seppänen, Markus
Wikar and a workgroup.
Tkk Holz – Glas – Studio 2004 -2005
Plywood and glass
Real composite structure, precise
manufacturing, good moisture stability,
” as accurate as glass ”
Pudelma 2011
§ Eero Lunden and
Markus Wikar
§ Oulu Yliopisto, Columbia
University and Aalt
University
Kertopuu
§ Venetsia Biennale
2012
Sotkan muna 2013, luontokeskus Halti
16
9/14/2015
WDC 2012 Pavilion
Plywood
Constructed by a team from the Aaalto
university’s wood studio,
the temporary pavilion provides a
sheltered event space between the
Museum of Finnish
Architecture and the Design
Museum that can be used for outdoor
exhibitions, talks and workshops.
Venetsia Biennale 2012
RDW Pavilion
Plywood
§ Just started, next studio
during period II.
§ Welcome
17
9/14/2015
Composite structures :
§ Concrete + Timberbased materials :
§ Compression by concrete and tension by wood.
§ Wood receive a good shelter against weather.
§ Problems with shear connector.
GL-beams as a tension part of TTslab, easy connections, good
structural capacity and bprotection.
Furna Road Bridge (1991)
18
9/14/2015
LOGs - advanced timber components :
§ BIM- can plan wall projections, log profiles and log frameworks:
§ makes dimensioning, BOM- calculations and cost estimates, handles saw
automation, and much more.
§ create assembly plans and CNC-files for manufacturing.
M.A.D.Hirret
Production or construction technologies ?
§ It is not possible to make new innovations in production
technologies :
§ In site, pre-cut, prefabricated elements, space moduls.
§ Prefabricated
components ?
§ Robots in site ?
§ What’s missing ?
JOINTS
19
9/14/2015
Renovation of old medieval churches :
§ Sipoo medieval church
(1450 – 1454) :
§ Stone church with wooden
roof.
§ Resistance relies on the
3D interaction between the
trusses.
§ Marko Huttunen, Lauri
Saarinen and Maria Lindqvist.
§
Porvoo Cathedral’s vestry.
20