White Paper: DELTABEAM® + CLT-laatta kuormitetussa palokokeessa

Massiivipuurakenteiden, kuten CLT:n käyttö on yleistynyt niiden ekologisuuden, lujuuden, mittatarkkuuden ja jäykkyyden ansiosta. Useimmiten massiivipuurakenteen palosuojaus on tarpeetonta, sillä rakenne kestää palossa ilmankin ja puun hiiltymä suojaa rakennetta palon aikana. Tästä syystä CLT-laatat voidaan jättää näkyviin mm. välipohjarakenteessa. Keskieuroopassa CLT-laattoja on käytetty jo yli kymmenen vuoden ajan yhdessä DELTABEAM®-liittopalkin kanssa.

DELTABEAM®-palkin palonkesto-ominaisuudet ovat hyvin tiedossa, mutta puurakenteissa rakenteiden liittymät ja saumat ovat yleisesti ottaen heikoimmat palotilanteessa. Perinteisten palosuojaamattomien massiivipuurakenteiden liitosten palonkesto on yleensä alle 30 minuuttia. Palkin ja CLT-laatan liitoksessa huoleksi nousi teräksen korkea lämmönjohtavuus. Palotilanteessa palkin leuan päällä oleva puulaatta kuitenkin vastaanottaa lämpöä palkin teräksisen leuan välityksellä.

Peikko teetti kuormitetut palokokeet DELTABEAM® + CLT-laatta -yhdistelmälle varmistaakseen, että rakenne toimii myös materiaalien liittymäkohdalla. Palokokeessa laatastoa altistettiin alapuoliselle palolle. Kuormansiirto laatan ja palkin välillä varmistettiin asentamalla vaakateräkset palkin läpi ja upottamalla ne CLT-laatan yläpintaan. Laatan suunnittelussa huomioitiin puun hiiltyminen palon aikana Eurokoodin osan 5 mukaisesti.

Palokokeen jälkeen laatan hiiltymä mitattiin. Mittauksissa huomattiin, että DELTABEAM®-palkin leuan päällä puulaatan hiiltymä oli pienempi kuin laatan jännevälin keskellä. Tästä voidaan päätellä, että palkilla ei ole heikentävää vaikutusta CLT-laatan palonkestolle liitosalueella, vaan päinvastoin.

Rakenteen tulee pystyä siirtämään palotilanteessa kuitenkin muitakin kuormia kuin vain oma paino. Kuormitetun palokokeen ansiosta myös rakenteen kuormansiirto saatiin testattua palotilanteessa. Tehdyssä 90 minuutin palokokeessa koko rakenne täytti sille asetetut vaatimukset kuormansiirrolle (R), tiiveydelle (E) sekä eristävyydelle (I). Kokeessa rakenteen kuormitus pidettiin yhtenäisenä koko 90 minuutin ajan.

Miten kuormansiirto laatan ja palkin välillä sitten toimii palotilanteessa? Kuten oli odotettu, hiiltyi puulaatta alapinnastaan palon aikana myös palkin leuan kohdalta, joten kuorman siirto leuan kautta ei enää onnistu. Hiiltynyt puu kuitenkin eristää palkin ja sauman betonin tulipalolta, joten sauman betoni säilyi palossa vahingoittumattomana. Laatan pystykuormat siirtyvät siis myös palotilanteessa puristuskaaren avulla palkille.

DELTABEAM®-rakenteen toimitus sisältää aina täyden suunnittelupalvelun Peikolta: rakenteiden mitoituksen, rakennepiirustukset palkeista, sekä ohjeet detaljien toteutukseen. Peikko ottaa huomioon rakenteen toimivuuden myös palotilanteessa – riippumatta siitä mitä laattatyyppiä kohteessa käytetään. Tämän takia CLT-laatan käyttö ei edellytä asiakkaalta erityisosaamista DELTABEAM®-toimitukseen liittyen. CLT-laattaan tulee vain tehdä varaukset kuorman siirron varmistavia harjaterästankoja (T12 k600) varten.

Tarkemmat ohjeet DELTABEAM®-palkin ja puulaatan käytöstä voit katsoa teknisestä käyttöohjeesta ”DELTABEAM®-matalavälipohjarakenne puurakenteella”.

Lue White Paper: High fire performance of DELTABEAM® slim floor joints with timber slabs