Teema-artikkeli: Teollisessa puurakentamisessa paljon potentiaalia

Puun ja betonin asettaminen vastakkain ei ole enää tätä päivää, sanoo rakennetekniikan professori Sami Pajunen. Puulla on kuitenkin paljon kirittävää, että rakentamisesta tulee yhtä sujuvaa ja optimoitua kuin betonirakentamisesta. Tampereella käynnistyy teollisen puurakentamisen tutkijakoulu.

Monien vuosien sinnikkään yrittämisen jälkeen puurakentaminen on yleistymässä Suomessakin. Projektiuutiset esitteli viime vuonna CLT:stä eli monikerroslevystä tehdyn Lovisavikens-koulun Loviisassa ja Joensuun 14-kerroksisen Lighthouse-opiskelija-asuntolan, joka tehtiin CLT:stä ja viilupuusta eli LVL:stä ja jäykistettiin jännetangoilla. Tässä numerossa puurakentamista edustaa Mansikkalan koulu­keskus Imatralla. Mansikkala on materiaalien hybridi: rakennuksessa on GLT- eli liimapuurunko, puuelementtejä sekä betonielementtejä jäykistävänä rakenteena.

– Puurakentaminen on paljon jäljessä betonielementtirakentamista, puurakentamisen prosessit eivät vielä ole niin pitkällä automatisoinnissa ja standardisoinnissa. Puussa on potentiaaleja, joita ei ole vielä otettu huomioon: esimerkiksi puuelementit ovat keveitä, millä on vaikutusta kuljetuksiin ja nostoihin. Lisäksi esimerkiksi akustiikan normit on luotu betonin ehdoilla, eivätkä ne sellaisinaan sovi puurakentamiseen, Tampereen yliopiston rakennetun ympäristön tiedekunnan rakennustekniikan osaston professori Sami Pajunen sanoo. Pajusen professuurissa keskeisintä on puurakenteiden suunnittelun opetus ja tutkimus.

– Opetamme Tampereen yliopistossa puurakentamista arkkitehtiopiskelijoille, puurakenteiden suunnittelua insinööripuolen opiskelijoille ja puurakentamisen prosesseja rakentamistalouden opiskelijoille, Pajunen kertoo.

Neljä väitöskirjaa ja kymmeniä diplomitöitä

Vuoden 2021 alusta Tampereen yliopistossa käynnistyy teollisen puurakentamisen tutkijakoulu, jota vetävät Sami Pajunen sekä arkkitehti, Associate Professor Markku Karjalainen. Tutkijakoulun tukijoukoissa ovat myös rakennetun ympäristön tiede­kunnan muut toimijat sekä alan yritykset.

Tutkijakoulu tarkoittaa neljää väitöskirjatutkijaa, joiden tutkimuksista nousee tarve puurakentamiseen liittyville diplomitöille. Diplomitöitä arvellaan valmistuvan 6–10 kappaletta vuodessa. Väitöskirjojen tekijät löytyvät Pajusen mukaan helposti.

– Puurakentaminen kiinnostaa opiskelijoita, kursseilla on paljon osallistujia. Puu­rakentamisen ekologisuus on iso mainosvaltti, Sami Pajunen toteaa. 

Tutkijakoulun ohjausryhmä kootaan tämän syksyn aikana. Ryhmään tulee mukaan rahoittajina toimivien yritysten edustajia.

– Haluamme tehdä relevanttia tutkimusta ja saada tulokset nopeasti käytäntöön. Teollisuudelta saamme relevantteja tutkimusaiheita, Pajunen sanoo eikä ole huolissaan tutkimuksen puolueettomuudesta.

– Puurakentamisen osaaminen on toistaiseksi ollut firmoissa, ja ne kehittävät osaamistaan haluamaansa suuntaan. Yliopisto kehittää koko alaa, ja siitä hyötyy Suomi.

Tampereen yliopiston tutkijakoulussa tehdään yhteistyötä muiden puurakentamisen tutkimusta tekevien kanssa. Savonlinnan kaupunki ja Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulu Xamk ilmoittivat kesän alussa suunnittelevansa uutta teollisen puurakentamisen ja teknisen testauksen laboratoriota Savonlinnan teknologiapuisto Nohevaan. Investoinnin arvo on yli 16 miljoonaa euroa, ja hanke tarvitsee vielä maakuntaliiton ja valtion rahoituksen. Massiivipuu- ja hybridirakentamisen testauslaboratorio erikoistuisi suuren mittakaavan puuelementtitestaukseen ja tuotekehitykseen. 

– Xamk kuuluu verkostoomme, saamme sieltä laboratoriopalveluja, Sami Pajunen kertoo.

Yhteistyöajatukset ylittävät Suomen rajat. Tutkimukseen haluttaisiin EU-rahoitustakin. 

 – Hyödynnämme akateemisten yhteistyökumppaneidemme osaamista. Ruotsissa, Itävallassa ja Saksassa on kovaa puurakentamisen osaamista.  

Jos Sami Pajunen olisi itse yksi väitös­tutkimuksen tekijöistä puurakentamisen tutkijakoulussa, hän haluaisi keskittyä rakentamisen normeihin ja luoda puukerrostalojen rakentamiselle yleiset, suunnittelua standardisoivat ohjeet.

– Nyt tehdään tulkintoja olemassa olevista normeista. Se ei ole aina optimaalista, mikä hukkaa puun kilpailuetua, Pajunen toteaa.

Jo ennen vuodenvaihteessa alkavaa tutkijakoulua Tampereen yliopistolla tehdään työtä puurakentamisen edistämiseksi. 

– Yhteistyössä alan teollisuuden kanssa selvitämme teollisen puurakentamisen tuottavuuden parantamista. Lisäksi kokoamme teollisen puurakentamisen ekosysteemiä eli verkostoa, jolla saadaan alan toimijat työskentelemään yhdessä ja tuomaan innovaatiot samaan pöytään.

Ei enää kinaa materiaalista

Puurakentaminen on Suomessa vielä vähäistä, vaikka ilmastonmuutoksen ymmärtäminen on Sami Pajusen mukaan tuonut vauhtia tutkimukseen ja rakennushankkeisiin.

– Asukkaat ja rakennuttajat ovat heränneet, varsinkin kaupungit haluavat panostaa puurakentamiseen. Kun on kysyntää, syntyy ratkaisuja.

Sami Pajunen toteaa, että puu käy kaikenlaiseen ja kaikenkokoiseen rakentamiseen. 

– 6–8 -kerroksisten puukerrostalojen isossa massatuotannossa on paljon petrattavaa, se on optimoitavissa. Puukerrostaloja voidaan tehdä betonisia nopeammin, koska paikallarakentamisen määrä on puisissa pienempää. 

– Puusta voidaan tehdä myös näyttäviä yksittäisiä rakennuksia kuten kouluja ja päiväkoteja. Jokainen niistä on kuitenkin edelleen vähän pilotti, ja siksi suunnitteluun tarvitaan standardisointia.

Puu on myös korkeiden rakennusten materiaali. Nordic Tower  oli viime helmikuussa päättynyt projekti, jolla haluttiin koota kaupunkeja, rakennusliikkeitä, sijoittajia, kiinteistökehittäjiä ja puurakennevalmistajia kehittämään korkeiden puisten asuinrakennusten rakennejärjestelmiä.

– Teimme Nordic Tower -hankkeessa professori Harry Edelmanin kanssa Proof of Conseptin eli soveltuvuusselvityksen erittäin korkean puukerrostalon uudesta jäykistyskonseptista. Hankkeen tarkoitus oli kasata yhteistyöverkosto, joka olisi lähtenyt viemään konseptia kehitysvaiheeseen ja edelleen käytäntöön. Hanke synnytti hyvää keskustelua, mutta avaus oli vielä liian rohkea, jotta olisimme löytäneet yrityksiä viemään sitä eteenpäin ja edelleen kansainvälisille markkinoille, Sami Pajunen kertoo. 

Nordic Tower -konseptissa korkean puurakennuksen jäykistys toteutettiin erillisillä teräsharuksilla niin, että ne jäykistävät CLT-rakenteista hissikuilua. Harukset oli sijoitettu talon tekniikkakuiluihin, joten ne eivät näy ulospäin.

Nordic Tower -työ ei mennyt hukkaan.

– Korkean puurakennuksen jäykistäminen ja värähtely on yksi aihe, jota varmasti tullaan tutkijakoulussa tutkimaan. Nordic Tower -hankkeessa esitetty konsepti saattaa olla joissain kohteissa käyttökelpoinen muiden rinnalla, Pajunen sanoo.

Sami Pajunen ei halua osallistua puu vai betoni -keskusteluihin. Hän muistuttaa, että yliopisto on neutraali tiedeyhteisö, jossa ei ole arvoasetelmia.

– On vanhakantaista laittaa materiaalit vastakkain, se on menneen maailman juttuja. Tarvitaan fiksu materiaali fiksuun paikkaan, kaikelle on paikkansa. Tehdään yhteistyötä; eri materiaaleja yhdistävät hybridiratkaisut ovat usein järkeviä. 

– Yhteistyö on tosi iso juttu. Suomi on pieni maa, meillä ei ole varaa riidellä keskenämme, vaan katsotaan yhdessä ulkomaille.

Teksti: Jaana Ahti-Virtanen

Ajankohtaiset puutuotteet

Liimapuu (GLT)

Liimapuu GLT (Glue Laminated Timber) on lamelleista liimaamalla valmistettu puutuote. Se koostuu vähintään kahdesta enintään 45 millimetriä paksusta lamellista, joiden syysuunta on liimapuutuotteen pituussuuntainen. Liimapuun enimmäiskorkeus on noin 2 metriä ja enimmäispituus noin 30 metriä.

Viilupuu (LVL)

Viilupuu LVL (Laminated Veneer Lumber) on sorvatuista viiluista liimaamalla valmistettu puutuote. LVL-levyjen paksuus vaihtelee 27:stä 75 millimetriin. LVL-levyn enimmäisleveys on 2,5 metriä ja pituus 25 metriä.

Monikerroslevy (CLT)

Monikerroslevy CLT (Cross Laminated Timber) koostuu useista toisiinsa nähden ristikkäin laminoiduista lautalevyistä. Lautalevykerroksia on tavallisimmin kolme tai viisi, mutta niitä voi olla enemmänkin. CLT on luja, jäykkä ja kevyt rakennuslevy. Levyn paksuus on 60–400 millimetriä, leveys enintään 4,8 metriä ja pituus enintään 20 metriä.

Liittimillä kootut massiivipuulevyt (NLT, MHM, DLT)

Massiivipuulevyjä valmistetaan myös ilman liimaa. Puutapeilla kiinnitetty massiivipuulevy on DLT (Dowel Laminated Timber). Nauloilla koottuja massiivipuulevyjä on kahta eri tyyppiä. Laudat voidaan pinota yhdensuuntaisesti vierekkäin (NLT, Nail Laminated Timber ) tai ristiin päällekkäin (MHM, Massiv Holz Mauer®).

NLT:tä on käytetty yli 150 vuoden ajan raskaissa seinä-, katto- ja lattiarakenteissa. MHM on melko uusi tuote, joka on kehitetty kantavien seinien rakenteeksi.

Lähde: puuinfo.fi