CLT-aukkopalojen hyödyntäminen parvekerakenteissa

4 kesä 2025

Blogi: Kiertotalouden monet mahdollisuudet Älykkäät teknologiat

KIMORA – Kiertotalouden monet mahdollisuudet rakentamisessa -hanke
Tutkimusraportti 2025

Petri Koistinen
Seinäjoen Ammattikorkeakoulu
Rakennustekniikka

Sisältö
1. Taustaa ja tutkimuksen tavoitteet
2. Malliparvekkeen suunnittelu
2.1 Parvekkeiden yleiset suunnitteluperusteet
2.2 Kantavat rakenteet
2.2.1 Kantavien rakenteiden mitoitus (MRT ja KRT)
2.2.2 Liitokset
2.3 Detaljit
2.4 Palotekniset vaatimukset
2.4.1 Pienet rakennukset
2.4.2 Yli 28 metriä korkea P1-paloluokan rakennus
2.4.3 Alle 28 metriä korkea P1-paloluokan rakennus
2.4.4 Yli 2-kerroksinen P2-paloluokan rakennus
2.4.5 P0-paloluokan rakennus
2.4.6 Kantavien rakenteiden ja liitosten palotekninen mitoitus
2.4.7 Parvekkeen soveltuvuus paloluokiltaan erilaisiin kohteisiin
3. Yhteenveto

Lähteet
Liitteet

KIMORA – Kiertotalouden monet mahdollisuudet rakentamisessa -hanke on Etelä-Pohjanmaan liiton Euroopan aluekehitysrahastosta rahoittama hanke. Osarahoittajia ovat Seinäjoen yliopistokeskus, Seinäjoen kaupunki, Tampereen korkeakoulusäätiö ja Seinäjoen ammattikorkeakoulu.

Hankkeen toteuttajia ovat Tampereen korkeakoulusäätiö ja Seinäjoen ammattikorkeakoulu.

1. Taustaa ja tutkimuksen tavoitteet
CLT-levyjen tuotannossa syntyy hukkapaloja, kun seinälevyistä leikataan pois ikkuna- ja oviaukot. Näitä aukkopaloja syntyy runsaasti, ja niitä pyritään hyödyntämään mahdollisimman tehokkaasti mm. jatkojalosteiden raaka-aineena esimerkiksi kalusteteollisuudessa. Suomessa on markkinoilla kevytrakenteisia parvekkeita, joita voidaan asentaa kerrostaloihin myös jälkiasenteisina esimerkiksi julkisivuremontin yhteydessä. Ratkaisuja löytyy niin puukuin teräsrakenteisinakin.

Tässä tutkimuksessa tavoitteena oli selvittää voisiko CLT-aukkopaloja käyttää hyväksi em. kaltaisissa parvekerakenteissa. Selvityksessä laadittiin alustavat suunnitelmat malliparvekkeelle, jossa CLT-levy toimii kantavana ylä- ja alapohjarakenteena ja kantavana seinänä. Reunaehtona parvekkeen suunnittelussa on aukkopalojen koko. Aukkopalan kooksi valittin 1m x 2,3 m, joka on eräs tyypillinen ylijäämäpalan koko.

Malliparvekkeesta laadittiin myös havainnekuvat KIERTOPUU-hankkeen yhteydessä.

Havainnekuvat on esitetty liitteessä 1.

2. Malliparvekkeen suunnittelu

2.1 Parvekkeiden yleiset suunnitteluperusteet
Lähteessä /1/ on esitetty parvekkeiden asuntosuunnitteluun liittyviä yleisiä periaatteita. Sen mukaan parvekkeen suositeltava vähimmäisala on 6-8 m2, ja toimiva leveys käyttöajatuksen mukaan yleensä 2 – 2,5 m. Aukkopaloista ei siis saada tehtyä järkevästi (siten, että seinät ja laatat tehdään yhdestä palasta) normiparveketta. Suunniteltavassa malliparvekkeessa kysymyksessä on siis ranskalaisen parvekkeen ja normikokoisen parvekkeen välimuotona toimiva pieni oleskeluparveke.

2.2 Kantavat rakenteet
Malliparvekkeen kantavina rakenteina toimivat parvekkeen CLT-päätyseinät, joista kannatellaan alapohjan CLT-laatta ja yläpohjan CLT-laatta (ks. kuvaa 1). Seiniä jouduttiin jatkamaan pienillä jatkopaloilla riittävän huonekorkeuden saavuttamiseksi. Kaiteen rakenteeseen ei otettu kantaa. Katto- ja lattiarakenteen detaljiikkaa esitellään luvussa 2.3. Aukkopalojen paksuus vaihtelee. Malliparvekkeessa CLT-levyjen paksuudeksi valittiin 100mm niin seinien kuin laattojen osalta.

Kuva 1. Parvekkeen runko.

Parveke liitetään rakennuksen runkoon tappivaarnaliitoksella seinien ylä-ja alaosasta (ks. kuvaa 2). Seinälevyissä on työstö tappivaarnaliitosta varten. Tappivaarnaliitoskappale kiinnitetään rakennuksen seinärunkoon kiinnitettyyn liitoskappaleeseen. Tappivaarnaliitos on osa parvekeratkaisua, ja seinäkiinnike suunnitellaan tapauskohtaisesti runkorakenteen mukaan. Kuvassa 2 parveke on kiinnitetty betonisandwich-rakenteeseen.

Kuva 2. Seinälevyn kiinnitys betonirunkoon.

2.2.1 Kantavien rakenteiden mitoitus (MRT ja KRT)
Kantavien rakenteiden (seinät ja laatat) mitoitus tehtiin toisen sukupolven puurakenteiden eurokoodin 1995-1-1 /2/ mukaan. Kyseistä eurokoodia ei ole vielä julkaistu, eikä se ole vielä yleisesti saatavilla. Sen julkaisu ja käyttöönotto asettunee vuosiin 2027-2028. Eräs merkittävä lisäys nykyiseen eurokoodiin verrattuna on CLT:lle esitetty yleinen lujuusluokka CL24, jonka mukaisia lujuusarvoja laskennassa käytettiin. Näin ollen tulokset eivät ole valmistajariippuvaisia, vaan yleisesti hyödynnettäviä.

Seinät mitoitettiin ulokepalkkina taivutukselle ja leikkaukselle, ja seinänä nurjahdukselle. Yläpohjalaatta mitoitettiin myös taipumalle, ja alapohjalaatta taipumalle ja värähtelylle. Kaikilta osin käyttöasteet jäivät melko matalalle, mikä tarkoittaa, että malliparvekkeen CLT -rakenteet 100 mm paksuna kantavat hyvin niihin kohdistuneet kuormat. Alapohjalaatan mitoitus on esitetty liitteessä 2 ja seinän mitoitus liitteessä 3.

2.2.2 Liitokset
Alapohjalaatan liitos seinälevyyn. Alapohjalaatan liitos seinälevyyn toteutetaan kulmalevyliitoksella kuvan 3 mukaan (kulmalevyjä 3 kpl/seinälevy). Alapohjalaatalta yhtä kulmalevyliitosta kohti muodostuva kuorma on 1,8 kN. Kulmalevyn kapasiteetti määritettiin teräskiinnikevalmistajan ohjeiden /3/ mukaan. Yhden kulmalevyliitoksen kestävyys on 3,8kN, joten kulmalevyliitoksen kapasiteetti on riittävä. Liitos on varmistettu vielä täyskierteisellä ruuvilla (1 kpl/liitoskohta), jonka kestävyys on 6,9 kN. Ruuviliitoksen kestävyys määritettiin lähteen /1/ mukaan. Kulmalevyn mitoituslaskelma on esitetty liitteessä 4 ja ruuviliitoksen liitteessä 5.

Kuva 3. Seinälevyn liitos alapohjalaattaan.

Yläpohjalaatan liitos seinälevyyn. Yläpohjalaatta kannatellaan seinälevyn päältä, jolloin katon kuormien (omapaino ja lumikuorma) vaikutus siirtyy suoraan laatalta seinälevylle.

Seinälevyyn liitos rakennuksen runkoon. Seinälevyltä kuormat välittyvät seinäkiinnikkeelle tappivaarnaliitoksen välityksellä. Kuvassa 4 on esitetty tappivaarnaliitoksiin muodostuvat tukireaktiot. Seinän yläosan kiinnikkeen tukireaktiot koostuvat rakenteiden omasta painosta ja lumikuormasta, ja seinän alaosan kiinnikkeen tukireaktiot rakenteiden omasta painosta ja hyötykuormasta.

Kuva 4. Tappivaarnaliitoksiin kohdistuvat voimat (tukireaktiot).

Tappivaarnaliitos mitoitettiin vetovoimalle Ft ja pystykuormalle Fv,1 + Fv,2. Ajatus on siis, että ylin liitos riittää yksinään siirtämään parvekkeeseen kohdistuvat kuormat seinäkiinnikkeen välityksellä rakennuksen runkoon. Alempi kiinnike on ko. kuormien osalta lisäämässä varmuutta. Pystyvoimien summa (Fv,1 + Fv,2) on 12,0 kN ja vetovoima Ft 3,4 kN. Liitoksen geometria on esitetty kuvassa 5. Liitos koostuu 6 mm metallilevystä ja halkaisijaltaan 6 mm tapeista, joita on liitoksessa 15kpl. Mitoitus tehtiin voimassa olevan eurokoodin /4/ mukaan. Liitoksen käyttöasteeksi tuli 29 %, joten liitos kantaa hyvin siihen kohdistuneet kuormat.

Kuva 5. Tappivaarnaliitos

2.3 Detaljit
Kuvissa 6 ja 7 on esitetty rakenneleikkaukset, joista ilmenee seinän, yläpohjan ja alapohjan rakenteet. CLT soveltuu yleisesti käytettäväksi käyttöluokkaan 1-2, mikä tarkoittaa soveltuvuutta lämpimiin sisätiloihin ja sateelta suojattuihin ulkotiloihin. Parvekkeen ulkopinnat ovat alttiita sateelle, joten ulkopuolelle on suunniteltu koolaus ja panelointi (tai levytys). Sisäpuolen oletetaan olevan sateelta suojattuna, vaikka sinnekin toki viistosade voi toisinaan osua.

Kuva 6. Rakenneleikkaus. Ylä- ja alapohjan rakenteet ja vedenpoisto.

Kuva 7. Rakenneleikkaus. Ylä- ja alapohjan ja seinän rakenteet.

2.4 Palotekniset vaatimukset
Tässä kappaleessa selvitetään parvekkeen palotekniset vaatimukset lähteen /5/ ja /6/ mukaan. Lähtökohtaisesti oletetaan, että parveke toimii varapoistumistienä. Määräyksiä annetaan rakennuksen paloluokan mukaan kantavien rakenteiden ja liitosten palonkestolle ja materiaalien (pintojen) palo-ominaisuuksille.

2.4.1 Pienet rakennukset
P3-paloluokan rakennuksissa ja enintään 2-kerrokisissa P2-paloluokan rakennuksissa kantavien rakenteiden paloluokan tulee olla R15. Pintaluokka on osalle pinnoista D-s2, d2 tai vaatimusta ei ole. Enintään 1-kerroksisessa P1-paloluokan rakennuksessa kantavien rakenteiden paloluokka on R30. Ulkoseinän rungon ulkopinta on luokkaa B-s1, d0. Muilta osin vaatimus on D-s1, d0 tai vaatimusta ei ole.

2.4.2 Yli 28 metriä korkea P1-paloluokan rakennus
Kantavien rakenteiden tulee olla vähintään luokkaa A2-s1, d0, eli palamatonta materiaalia. Sama vaatimus koskee myös parvekkeita, mikä sulkee pois esimerkkiparvekkeen käytön kyseisen paloluokan rakennuksissa.

2.4.3 Alle 28 metriä korkea P1-paloluokan rakennus
Ulkoseinien ulkopinnat ja tuuletusvälin ulkopinnan pinta-luokan tulee olla B2-s1, d0 ja tuuletusvälin sisäpinnan B1-s1, d0. Parvekkeen sisäpuolen pinnat voivat olla luokkaa B2-s1, d0 (ei vaatimusta, jos sprinklaus). Kantavien rakenteiden palonkestovaatimus on 30 min.

2.4.4 Yli 2-kerroksinen P2-paloluokan rakennus

Parvekkeet tulee varustaa automaattisella sammutusjärjestelmällä. Ulkoseinän rungon ulkopinnan (tuuletusvälin sisäpinnan) tulee olla luokkaa A2-s1, d0, ja lisäksi pinnassa tulee olla suojaverhous K2,10 A2-s1, d0. Muut pinnat voivat olla luokkaa B-s2, d0 lukuun ottamatta ulkoverhouksen kiinnityskoolauksia, jotka voivat olla luokkaa D-s2, d0. Pilarit voivat olla luokkaa D-s2, d0 ja palkit luokkaa B-s2,d0. Palonkestovaatimus kantaville rakenteille on R30.

2.4.5 P0-paloluokan rakennus
P0-paloluokan rakennusten palotekniset vaatimukset määritetään tapauskohtaisesti oletetun
palonkehityksen perusteella toiminnallisen palomitoituksen mukaan. Näin ollen ko. paloluokassa ei ole yksityiskohtaisia vaatimuksia parvekkeen rakenteille.

2.4.6 Kantavien rakenteiden ja liitosten palotekninen mitoitus
Palomitoitus CLT-levyille (seinä ja laatat) ja tappivaarna- ja ruuviliitokselle tehtiin lähteen /3/ mukaan. CLT-levyt ja laatat kestävät palossa em. vaatimukset 15 – 90 minuuttia. Tappivaarnaliitos on riittävä 30 minuutin palonkestoon, kun vaarnat jätetään 10 mm levyn sisään ja päät peitetään 10 mm syvillä puutulpilla. Sama periaate pätee ruuviliitokseen. Kulmalevyliitoksen palonkestävyyttä ei ehditty tarkastella tämän tutkielman yhteydessä. Ko. liitokset ovat piilossa, jolloin ne voidaan tarvittaessa koteloida esim. kipsilevyillä.

2.4.7 Parvekkeen soveltuvuus paloluokiltaan erilaisiin kohteisiin
Malliparveke soveltuu taulukkomitoituksen perusteella pieniin luvun 2.3.1 mukaisiin
rakennuksiin ilman puun palosuojakäsittelyä. P3-paloluokassa CLT-levyjen ulkopintaan tulee
tehdä palosuojakäsittely.

Malliparveke soveltuu taulukkomitoituksen perusteella myös alle 28 metriä korkeisiin P1-
paloluokan rakennuksiin. Tällöin CLT-levyjen sisä- ja ulkopintoihin tulee tehdä
palosuojakäsittely. Myös ulkoverhous tulee palosuojakäsitellä molemmin puolin. Mikäli
parveke sprinklataan, sisäpuolella ei ole luokkavaatimusta, jolloin CLT kelpaa ilman
palosuojakäsittelyä.

Malliparveke soveltuu taulukkomitoituksen perusteella myös yli 2-kerroksisiin P2-paloluokan
rakennuksiin mahdollisin tietyin täydennyksin. Täydennystarve riippuu siitä, kuinka parvekkeen CLT-rakenne tulkitaan paloteknisesti. Jos CLT:n ulkopinnalle asetetaan sama vaatimus kuin ulkoseinän rungon ulkopinnalle (pintaluokka A2-s1, d0 ja suojaverhous K2,10 A2-s1, d0), tulee CLT-levyjen ulkopinta verhota kipsilevyllä. Mikäli CLT tulkitaan kantavaksi rakenteeksi palkin/pilarin tapaan, riittää myös CLT:n ulkopintaan (sisäpinnan lisäksi) palosuojakäsittely.

Malliparveke ei sovellu taulukkomitoituksen perusteella yli 28 m korkeisiin P1-paloluokan rakennuksiin. Parveketta voitaneen käyttää tapauskohtaisesti myös kyseisen tyyppisissä rakennuksissa, mikäli palotekninen suunnittelu tehdään ainakin osittain oletettuun palonkehitykseen perustuen.

3. Yhteenveto
CLT-aukkopaloja on mahdollista käyttää pienen parvekkeen kantavina rakenteina. Tässä mtutkimuksessa esitelty malliparveke voisi soveltua suhteellisen kevyenä rakenteena hyvin esim. julkisivuremontin yhteydessä asennetuksi parvekkeeksi. Parveke ei tarvitse omaa perustusta, vaan sen voi ripustaa seinärunkoon. Tässä tutkimuksessa esitetyn malliparvekkeen syvyys on 1 m. Syvyyttä voidaan kuitenkin hieman kasvattaa tuomalla lattian ja katon rakenteita CLT-laattojen yli. Tällöin kantavat rakenteet ja liitokset pitäisi mitoittaa kasvaneelle kuormalle. Parvekkeen pituutta 2,3 m voidaan myös kasvattaa, jos lattian ja katon kantava rakenne tehdään jostain muusta kuin CLT-aukkopalasta (kuten puurangoista tai isommasta CLT-levystä).

Malliparveketta ei ollut tarkoitus esitellä valmiina tuotteena, vaan esimerkkinä, joka voisi toimia tuotekehityksen ja suunnittelun pohjana. Myös seinäkiinnike, johon tappivaarnaliitos liittyy, on suunniteltava erikseen tapauskohtaisesti tai vähintään rakennetyyppikohtaisesti. Tämän tutkimuksen yhteydessä ei myöskään tehty hintavertailua tai markkinatutkimusta kyseisen tyyppiselle parvekkeelle.

/1/ RT 93-10940. Asuntosuunnittelu. Ulko-oleskelu. Rakennustietosäätiö RTS 2008
/2/ CEN-TS 250/SC FprEN 1995-1-1. 2025. Design of structural timber. Part 1-1
/3/ Simpson Strong-Tie: Kulmalevyjen kapasiteettitaulukot. Saatavilla: Simpson Strong-Tie
/4/ SFS EN 1995-1-1+A1+A2+AC. 2014 Puurakenteiden suunnittelu. Osa 1-1
/5/ YMa 848/2017 Ympäristöministeriön asetus rakennuksen paloturvallisuudesta
/6/ Paloturvallinen puutalo. Puuinfo 2021. Saatavilla: Paloturvallinen puutalo – Asuin- ja
toimitilarakentaminen – Puuinfo

Liitteet:
1. Havainnekuvat
2. Alapohjalaatan mitoitus
3. Seinälevyn mitoitus
4. Kulmalevyn mitoitus
5. Ruuviliitoksen mitoitus

Liite 1. Havainnekuvat