Olet täällä

Suuren mittakaavan puurakentaminen tarvitsee tutkimusta

Karelia-ammattikorkeakoulu Joensuussa on ottanut aktiivisen roolin puurakentamisen tutkimustoiminnassa ja sen edistämisessä Pohjois-Karjalassa. Projektipäällikkö Mikko Matveisen mukaan tutkimustoiminnan tavoitteena on tuottaa puurakentamisesta sellaista tietoa, että se hyödyttää opetusta sekä tulevia hankkeita. Opiskelija-asuntoyhtiö Joensuun Ellin toimitusjohtaja Jarmo Ojalaisen mukaan korkeasta puurakentamisesta tarvitaan Suomessa lisää kokemuksia ja tutkimusta, mikä tuottaa tulevia hankkeita hyödyntävää oppimista.

Karelia-ammattikorkeakoulu tuottaa tutkimustietoa korkeasta rakentamisesta

Joensuun Penttilänrantaan nousee parhaillaan 14-kerroksinen kerrostalo, josta tulee valmistuttuaan Suomen korkein puukerrostalo. Noin 48 metriä korkeaan Majakkaan tulee 117 opiskelija-asuntoa ja sen rakennuttaa Opiskelija-asuntoyhtiö Joensuun Elli.

Karelia-ammattikorkeakoulu tuli projektipäällikkö Mikko Matveisen johdolla mukaan hankkeen suunnitteluvaiheessa. - Meidän roolimme oli olla suunnittelun tukena. Hankkeen aikana keräämme tietoa rakennuksen eri kohteista hyödyntämään seuraavia hankkeita ja rakentajia.

- Joensuun Majakassa haluamme tutkia erityisesti suuren mittakaavan puurakentamista, rakenteiden rakennusfysiikkaa kuten lämpö- ja kosteusteknistä toimintaa pitkällä aikavälillä. Korkeassa puurakentamisessa rakenteiden siirtymiä kuten painumaa ja huojuntaa tunnetaan vielä vähän.

Matveisen mukaan tutkimuksen kohteena on myös insinööripuuhun perustuvien puurakenteiden kuten kantavana runkona käytettyjen CLT- ja LVL- massiivipuuelementtien käyttäytyminen suuren mittakaavan korkeassa rakentamisessa, mistä on toistaiseksi vähän kokemuksia. – Suurin korkean rakentamisen haaste on muuttuvien tuulikuormien hallinnassa. Tässä kohteessa kerrostalo on ankkuroitu 20 metrin syvyyteen peruskallioon ja teräksiset vetotangot jatkuvat perustuksista seinäelementtien läpi harjalle saakka.

- Kun ennen koulutuksessa suunniteltiin puisia pientaloja, nyt suunnitellaan puukerrostaloja. Kysyntää meidän osaamisellemme tulee insinööritoimistoista ja hankesuunnittelijoilta, joiden kanssa etsimme ratkaisuja. Koulutuksessa haluamme toimia siten, että AMK:ista valmistuneilla insinööreillä olisi valmius suunnitella ison kokoluokan puurakentamisen hankkeita

Matveinen muistuttaa, että muutamassa vuodessa on puukerrostalojen rakentamisen osaamisessa menty merkittävästi eteenpäin. - Nyt kun alkaa löytyä luotettavia monistettavia ratkaisuja vaativiinkin rakentamisen kohteisiin, uskon että puurakentamisen kasvu jatkuu vahvana ja päästään eroon pilottirakentamisen maineesta.

- Kilpailun puute on käytännössä hankekannan kasvua hidastava tekijä. Nyt kun kilpailutukseen osallistuu yhdestä kahteen tarjoajaa, ei oikeaa kilpailua synny ja todellinen kustannustaso jää piiloon. Odotan ympäristöarvioinnin ja rakentamisen elinkaaren hiilitaseen laskennan tuovan myös vetovoimaa puurakentamiselle.

Lisää tutkimusyhteistyötä puurakentamisen arvoketjusta

Karelia-ammattikorkeakoulu Joensuussa on ottanut aktiivisen roolin puurakentamisen tutkimustoiminnassa ja sen edistämisessä Pohjois-Karjalassa, jossa puutuoteteollisuuden vuosittainen arvo, lähes 500 miljoonaa euroa, kattaa noin seitsemän prosenttia koko Suomen puutuoteteollisuuden arvosta.

- Puurakentamisessa on paljon liiketoimintapotentiaalia maakunnalle. Täällä on osaamista ja valmiutta puurakentamisen edistämiseen ja tarve ympäristötehokkaan, kierrätettävän materiaalin käytölle rakentamisessa kasvaa.

Karelia-ammattikorkeakoululla on puurakentamisen tutkimus- ja kehitystoiminnassa mukana neljä projektihenkilöä, kahdesta neljään osa-aikaista opetushenkilöä ja laboratorioinsinööri. Ammattikorkeakoulu käyttää vuosittain noin 500 tuhatta euroa tutkimus- ja kehitystoimintaan. Parhaillaan tutkimus- ja kehitysprojekteja tehdään vähähiilisen rakentamisen, teollisen puurakentamisen ratkaisujen sekä rakentamisen digitalisaation parissa.

- Tutkimustoiminnan tavoitteena on tuottaa puurakentamisesta sellaista tietoa, että se hyödyttää opetusta sekä tulevia hankkeita. Puurakentamisen viennin valmiuksien kehittämisessä, projektinhallinnassa, työmaatoiminnoissa ja koko rakentamisen arvoketjun toimivuudessa on paljon tutkittavaa. Kun kaikkea emme voi tehdä rajallisten resurssien takia, olisi yhteistyön koordinointi näissä tutkimushankkeissa tervetullutta eri ammattikorkeakoulujen, yliopistojen ja yritysten kesken, sanoo Matveinen.

Rakennuttaja haluaa lisää puurakentamisen volyymia ja kilpailua sekä uusia hankkeita hyödyntävää tietoa puurakentamisen järjestelmistä

Majakan rakennuttajan Opiskelija-asuntoyhtiö Joensuun Ellin toimitusjohtaja Jarmo Ojalaisen mukaan Suomen oloissa ainutlaatuinen korkean rakentamisen hanke, Majakka tarjoaa erinomaisen korkean puurakentamisen tutkimus- ja kehityskohteen. – Onneksi Karelia-ammattikorkeakoulu tekee Joensuun Majakassa omilla resursseillaan ja ympäristöministeriön rahoituksella tutkimustyötä, mikä hyödyntää jatkossa muitakin rakennushankkeita.

- Tarvitsemme tulevaisuudessa vielä kattavampaa tutkimuspohjaista tietoa puurakentamisen eri järjestelmistä.  Kun kaikki Suomen puukerrostalokohteet ovat yksittäisiä hankkeita, ei synny sellaista oppimiskäyrää, mikä hyödyntäisi tulevia hankkeita, arvioi Ojalainen.
Ojalaisen mukaan hankkeessa kohtasivat sekä kaupungin tontinluovutusehdoissa mainittu puurakentaminen että rakennuttajan tahtotila saada puu runkomateriaaliksi. - Tavoitteena ei ollut rakentaa Suomen korkeinta puukerrostaloa, vaan kerroskorkeus tuli kaavamääräyksistä. Meillä oli aiemmin kokemusta puurakentamisesta, mitä halusimme jatkaa.

- Jos korkeaa puurakentamista halutaan kehittää ja edistää, tarvitsemme siitä kokemuksia ja tutkimusta. Suomessa tarvitaan puukerrostalorakentamiseen lisää volyymia, jotta järjestelmät ja rakentamisen käytännöt hioutuvat ja hintakilpailukyky betoniin saadaan paremmaksi.

Parhaillaan on puurakenteisia opiskelija-asuntoja rakenteilla Joensuun lisäksi Rovaniemelle, Jyväskylään ja Espooseen.

Materiaalineutraalisuus ei toteudu rakentamisen määräyksissä

Ojalaisen mukaan Joensuun hankkeen alkuvaiheessa rakennuttaja tutustui erilaisiin puurakentamisen runkoratkaisuihin Keski-Euroopassa ja Norjan Bergenissä, minne on valmistunut 14-kerroksinen puurunkoinen rakennus. - Emme etukäteen sitoutuneet mihinkään runkorakentamisen järjestelmään, vaan järjestimme kaksivaiheisen kilpailun, jonka perusteella valinta tehtiin. 

- Hinta lopulta ratkaisi päätymisen Stora Enson CLT-LVL - massiivipuulevyihin perustuvaan runkojärjestelmään, jota toteutetaan ensimmäistä kertaa Joensuun kohteessa.  Kun elementtien loppuvarustelu päädyttiin tekemään työmaalla, minimoitiin sillä niiden nostojen määrä ja rakennusliike sai enemmän haluamaansa roolia hankekokonaisuudessa.

Runkorakenteessa käytetyt CLT-elementit tuotiin Itävallasta Joensuuhun viimeisteltäväksi asennuskuntoon työmaalla sijaitsevassa teltassa. LVL-elementit toimitettiin Stora Enson Varkauden tehtaalta ensin Loviisaan työstettäviksi ja sitten asennusvalmiina työmaalle.  Järjestelmässä myös hissikuilut toteutettiin LVL-elementeillä. Rakennuksen jäykistys perustuu seinäelementtien läpi vedetyillä kiristettävillä metallitangoilla, joilla rakennus myös ankkuroitiin peruskallioon.

- Kun pilottikohteessa ei voi hyödyntää aiempaa kokemusta, niin joudutaan varmuuden vuoksi käyttämään suuria mitoituksia. Rakennuksen injektoiminen kallioon johtuu osaltaan siitä, että silloin saadaan riittävän paljon vetolujuutta runkoa jäykistäville vetotangoille. Jälkikäteen mittaamalla voidaan varmistaa teoriatieto sekä optimoida rakenteita ja kustannuksia seuraaviin kohteisiin.

Ojalaisen mukaan runkoratkaisun seurauksena jouduttiin luopumaan myös kylpyhuoneiden elementoinnista, kun palotekniikan ja äänieristyksen takia tuli saada suojalevyille asennustilaa. - Toiminnallisesta palomitoituksesta tuli myös ylimääräinen kustannus, kun mentiin yli kahdeksan kerroksen.  Tosiasiassa olemme kaukana materiaalineutraalisuudesta rakentamisen määräyksissä.

- Kun kustannus on yli 4000 euroa neliöltä, eihän sitä voi kohtuuhintaisena pitää. Korkea rakentaminen tuo lisää kustannuksia. Huonompi huoneistoalan suhde verrattuna muihin kohteisiimme johtuu kaavan pienestä rakennusalasta ja yli kahdeksan kerroksen vaatimasta toisesta poistumistiestä eli porraskäytävästä, sanoo Ojalainen. 


Lue lisää Karelia-ammattikorkeakoulun puurakentamisen tutkimuksesta ja tutustu Puupäivän Uutta puurakentamisen tutkimusta -seminaarin aineistoihin.


Artikkeli on osa Markku Laukkasen ja Mikko Viljakaisen toimittamaa artikkelisarjaa, joka käsittelee parhaita puualan toimintatapoja ja trendejä Suomessa. Sarjan tavoitteena on tehdä tunnetuksi suomalaisia puualan hyviä käytäntöjä ja ratkaisuja, jotka lisäävät puualan kilpailukykyä ja tekevät kattavasti tunnetuksi suomalaista osaamista. Artikkelit julkaistaan suomeksi ja englanniksi. Ne ovat vapaasti hyödynnettävissä joko lähdemateriaalina tai julkaistavissa sellaisenaan. Artikkelit jaetaan Puuinfon uutiskirjeinä ja ne julkaistaan puuinfo.fi- ja woodproducts.fi -internetpalveluissa.

Artikkelisarjan julkaisua on rahoitettu ympäristöministeriön Puurakentamisen toimintaohjelmasta.