Puu taipuu rakennesuunnittelijan käsissä moneksi

Puunkäyttö ja kuutiomäärät kotimaisessa rakentamisessa ovat kasvaneet viime vuosina kohisten. Perinteisesti puuta on Suomessa suosittu pientalorakentamisessa jo vuosisatojen verran, mutta puun käyttäminen myös mittavammissa rakennushankkeissa ja julkisissa hankinnoissa on viime vuosina saanut uutta puhtia.

Esimerkkejä menestyksekkäistä puurakentamisen lippulaivoista on kohonnut jo kautta maan. Laajaa näkyvyyttä Swecon suunnittelukohteista ovat saaneet esimerkiksi SRV:n urakoima Wood City -kortteli Helsingin Jätkäsaaressa sekä Pudasjärven hirsikampus.

Puunkäytön kasvavaa suosiota selittävät puun lukuisat myönteiset ominaisuudet. Niitä ovat esimerkiksi monipuoliset käyttömahdollisuudet, myönteiset ilmastovaikutukset sekä terveyshyödyt. Varaa kysynnän kasvamiselle olisi silti vielä enemmänkin – erityisesti perinteisen pientalorakentamisen ulkopuolella.

Suomessa on aina perinteisesti rakennettu puusta. Perinteinen puurakentamisen taito on kuitenkin rajoittunut pitkälti vain pientalorakentamiseen. Se mikä on uutta, on nimenomaan modernit jatkojalostetut puutuotteet eli niin kutsutut insinööri- tai massiivipuutuotteet, kuten CLT ja LVL. Niistä valmistetaan korkean jalostusasteen puutuotteita, joista pystyy rakentamaan tänä päivänä käytännössä mitä tahansa. Ne ovat ominaisuuksiltaan rakenteellisesti lujia ja kyvykkäitä korvaamaan perinteisiä rakentamisen materiaaleja kuten esimerkiksi betonia ja terästä, kertoo Storan Enson kehityspäällikkö Antto Kauhanen.

Kollegoiden kesken Swecon puurakentamisen nestoriksikin tituleerattavan rakennesuunnittelijan Heimo Pystysen mukaan liimapuun hyödyt ja soveltuvuus erilaisiin rakennushankkeisiin ovat keskeisimpiä syitä sen suosiolle.

Esimerkiksi liimapuun kantokyky painoon nähden on selkeästi parempi kuin betonilla. Puu on kevyempi ja kantaa saman kuorman. Poikkileikkaus on puulla ihan sama kuin betonilla samoilla kuormilla. Puun omapaino on pienempi, jolloin se on selvästi kestävyyden kannalta edullisempi. Taipumisen kannalta betoni on tietysti materiaalina jäykempi, Pystynen kertoo.

Puurakentamisen hyödyt ovat monipuolisia

Kauhasen mukaan puurakentamista on edistetty Suomessa jo pitkään pyrkimällä asteittain yhdenvertaistamaan eri rakennusmateriaaleja lainsäädännöllisesti, mutta modernin puurakentamisen yleistyminen kaupunkimiljöössä ei ole vielä toistaiseksi tehnyt lopullista ja näyttävää läpimurtoaan.

Viimeisen kahden vuoden aikana puurakentamisen edistäminen on kuitenkin nytkähtänyt vihdoin ihan eri tasolle. Rakentamisen päästöt puhuttavat, ja ilmastokriisin keskellä kaikki toimet on tehtävä kaikilla teollisuuden ja elämisen aloilla. Rakentaminen ja rakennettu ympäristö tuottavat kolmasosan Suomen kasvihuonekaasupäästöistä, ja siksi puurakentaminen on laajalti tunnistettu yhdeksi keskeiseksi keinoksi vähentää rakentamisen aiheuttamia päästöjä.

Muutosta ohjaavana tekijänä on ollut myös ympäristöministeriön virittämä tiekartta vähähiiliseen rakentamiseen. Sen tavoitteena on, että koko rakennuksen elinkaaren aikaista hiilijalanjälkeä ohjataan lainsäädännöllä 2020-luvun puoliväliin mennessä kaikessa rakentamisessa. Kyse on mittakaavaltaan suuresta rakentamista ohjaavasta muutoksesta. Jatkossa jokainen rakennushanke joutuu määrittelemään hiilijalanjälkensä ja arvioimaan rakentamisen tuottamia päästöjä. Siihen puurakentaminen tarjoaa luontaisia ratkaisuja.

Puusta valmistetut tuotteet ovat myös merkittävästi vähäpäästöisempiä valmistaa, eivätkä ne koostu uusiutumattomasta raaka-aineesta. Puun myötä uusiutuvista materiaaleista voidaan rakentaa tänä päivänä monikerroksisia kerrostaloja ja toimistoja, ja samalla lopputulos on todella korkean jalostusasteen tuote, jolla luodaan myös pitkäikäisiä hiilivarastoja, Kauhanen kertoo.

Täysin kuivasta puusta noin 46 prosenttia on puhdasta hiiltä, mikä tekee puurakentamisesta erinomaisen hiilivaraston. Puurakentamisen ja siihen liittyvän tutkimuksen parissa pitkän uran tehnyt emeritusprofessori Matti Kairi muistuttaa, että puurakentamisen etuja tulisikin lähtökohtaisesti verrata aina muihin materiaaleihin. Vertaamalla koko tuotantoketjun päästöjä ja niistä syntyviä vaikutuksia materiaalien kesken puurakentamisen todelliset hyödyt ja ympäristöystävällisyys nähtäisiin paremmin.

Swecon Heimo Pystynen on asiasta samaa mieltä.

Meidän viranomaismääräyksemme perustuvat edelleen betonituotteiden ehdoilla oleviin ratkaisuihin. Jos puhutaan talojen äänistä, värähtelystä tai materiaalin taipumisesta, kaikissa on betonituotteiden määrittelemät raja-arvot, ja puu on joutunut sopeutumaan niihin, Pystynen kertoo.

Puurakentamisen positiivisten ilmastovaikutusten lisäksi puun vahvuudet löytyvät myös monipuolisista käyttömahdollisuuksista, terveellisemmistä rakenteista ja paremmista sisätiloista, jotka mielletään viihtyisiksi, kauniiksi ja luonnollisiksi.

Puun vaikutusta rakennuksen käyttäjiin on tutkittu paljon, ja esimerkiksi kouluympäristössä on todettu, että puu laskee stressitasoja ja sykettä sekä parantaa keskittymistä. Puulla on siten valtavia terveydellisiä ja hyvinvointia edistäviä hyötyjä – sillä, että olet luonnonmukaisessa ja rauhoittavassa ympäristössä. Se on yksi osa-alue, joka ei vielä niin paljon rakentamisesta käytävässä keskustelussa näy, mutta mikä on erittäin tärkeää ja laajavaikutteista, Antto Kauhanen lisää.

Puurakentamisella myös puhtaan sisäilman ja sopivan ilmankosteuden optimilukemat saavutetaan luonnollisesti.

Tavallisesti ilmankosteus vaihtelee esimerkiksi betonirakenteisissa rakennuksissa laajasti. Helmikuussa, kun rakennuksissa on lämmitys päällä, sisäilman suhteellinen kosteus laskee jopa alle kahdenkymmenen prosentin, mikä aiheuttaa ärsytystä hengityselimiin. Elokuussa suhteellinen kosteus sisätiloissa on kaikkein korkein, noin 70 prosentin luokkaa. Massiivipuurakenteisessa talossa suhteellinen kosteus pysyy kuitenkin aina melko tarkkaan 45–55 prosentissa, mikä on kaikkein hengitysystävällisin tilanne ja rakennusfysikaalinen perusjuttu, Matti Kairi kertoo.

Terveen hengitysilman lisäksi puu luo materiaalina rakennuksiin myös poikkeuksellisen laadukkaan ja pehmeän akustiikan. Se tarjoaa viihtyisyyteen ja hyvinvointiin vaikuttavia hyötyjä esimerkiksi julkisissa tai muutoin meluisissa tiloissa.

Sitkeät stereotypiat puurakentamisesta ovat juurtuneet syvälle

Puurakentamista kohtaan istuu sitkeitä stereotypioita, joita vastaan puurakentamisen ammattilaiset saavat perustella aktiivisesti. Perinteisimmät epäluulot liittyvät esimerkiksi paloturvallisuuteen ja puurakenteiden kosteudenhallintaan. Matti Kairin mukaan yleisimmät huolet ovat useimmiten kuitenkin aiheettomia.

Puuta voidaan käsitellä erilaisilla palonestokemikaaleilla niin, että puun syttyminen hidastuu ja toisaalta lämmön tuotto palamisen aikana vähenee, Kairi kertoo.

Kairi muistuttaa myös, että palon etenemiseksi kuumuuden pitää pysyä korkealla tasolla. Puu syttyy hieman alle 300 asteen lämpötilassa, ja sitä alemmassa se vain hiiltyy. Jotta palo pysyy päällä, lämpötilojen tulee olla merkittävästi korkeampia.

Paloturvallisuuden osalta on väärinymmärryksiä siitä, kuinka massiivipuu palotilanteessa käyttäytyy. Esimerkiksi CLT on itse asiassa erittäin paloturvallinen tuote, ja ne rakennukset, joita siitä tehdään, ovat minun mittapuullani merkittävästi jopa paloturvallisempia kuin perinteisistä materiaaleista tehdyt rakentamisen kohteet, lisää Kauhanen.

Kosteudenhallintaan liittyen rakentajille ja suunnittelijoille on tänä päivänä tarjolla valtavasti tietoutta.

Massiivipuu on erinomainen tuote kosteudenhallinnan näkökulmasta, koska se on luonnonmukainen materiaali, joka sallii puun luonnollisen kosteuskäyttäytymisen ansiosta kastumisen ja kuivumisen. Se on toimintavarma ja luonnollinen materiaali, Kauhanen jatkaa.

Kestävää uusiokäyttöä puusta

Puusta saadaan näyttäviä rakennuksia, mutta myös hyvin uusiokäyttöön soveltuvia rakenteita. Puurakenteisia elementtejä voidaan käyttää esimerkiksi kestävinä ja moniin käyttötarpeisiin taipuvina väistötiloina.

Väistötilat ovat puulle ja puurakentamiselle uusi käyttökohde, mikä ei laajasti ole noussut vielä keskusteluissa esille. Se on mielestäni yksi tärkeimpiä muutoksia ainakin suomalaisessa tavassa rakentaa väistötiloja, Matti Kairi kertoo.

Uusiokäyttöön soveltuvat rakenteet tarjoavat monipuolisia ja joustavia ratkaisuja esimerkiksi kaupunkien ja kuntien akuutteihin tilahaasteisiin. Puu taipuu uudenlaiseen käyttötarkoitukseen erinomaisesti, ja sen valtteja ovat myös nopea rakentaminen sekä mukailtavuus. Samalla uusiokäyttö vastaa myös kasvaviin ympäristö- ja kiertotalouden kysymyksiin.

Väistötiloiksi tarkoitetut rakenteet saadaan tehtyä ja muokattua uusiin käyttökohteisiinsa suhteellisen nopeasti. Kun käyttötarkoitus on tullut päätökseensä yhdessä kohteessa, rakenteita ei pureta ja viedä roskikseen, vaan ne ovat käytettävissä jälleen sellaisinaan tai pienin muokkauksin jossain toisaalla.

Yksi tunnetuimmista puurakenteisista väistötiloista tällä hetkellä lienee Töölönlahdelle Finlandia-talon peruskorjauksen ajaksi noussut Pikku-Finlandia, joka saanee uuden elämän kouluna tai päiväkotina.

Hyvällä suunnittelulla parhaaseen lopputulokseen

Puunkäytön lisäämisen kannalta parhaaseen lopputulokseen päästään, kun heti alkumetreillä kytketään yhteen hankkeen suunnittelu, arkkitehtuuri ja puuosien toimitus. Alkuvaiheen saumattomalla vuoropuhelulla varmistetaan se, että ideat, materiaali ja rakennettavuus pääsevät oikeuksiinsa, mikä parantaa myös rakennushankkeen prosessin sujuvuutta.

Rakennusvaiheessa puurakentamisen ja perinteisen betonirakentamisen suurimmat erot syntyvät työmaalla. Puurakentamisessa työmaalla ei rakenneta, vaan asennetaan.

Tämä on rakennesuunnittelun kannalta erittäin tärkeä osa-alue. Suunnittelutoimiston pitää pystyä saamaan sellaista osaamista ja tuottamaan rakenteita, että työmaalla ei rakenneta, vaan siellä pyritään mahdollisimman pitkälle vain asentamaan valmiita tuoteosia. Toisin kuin esimerkiksi betoni, puu on kevyttä ja siksi sitä on helppo kuljettaa työmaalle.

Rakentamisen näkökulmasta tällä menettelyllä nopeutetaan rakentamista. Se ehkäisee myös rakentamisen aikaisia kosteusongelmia, kun kosteudelta pystytään suojautumaan ennakoidummin, Kairi kertoo.

Puurakentamisen kasvupotentiaali näkyy alalla kasvavana kysyntänä sekä esimerkiksi osaavien ammattilaisten työvoimapulana.

Realismia on, ettei puu tule sataprosenttisesti korvaamaan kaikkea rakentamisessa tarvittavaa materiaalia, kuten terästä tai betonia, eikä niin ole tarkoituskaan. Puu toimiikin erinomaisesti yhdessä muiden materiaalien kanssa tuoden rakennuksiin monipuolisia käytännöllisyyttä, viihtyisyyttä ja ympäristönäkökulmia parantavia tekijöitä. Siinä missä puurakentaminen yleistyy, kehittyvät myös muut rakennusmateriaalit vähähiilisempään suuntaan osin kotimaisten innovaatioiden siivittämänä.

Artikkeli on alun perin julkaistu Ympäristöministeriön ylläpitämällä puupuhuu.fi -sivustolla syksyllä 2022. Artikkeli on tuotettu yhteistyössä Ympäristöministeriön kanssa.