Näin pääset puusta pidemmälle – 6 elementti- ja runkoratkaisua puurakentamiseen

Ympäristöministeriön tavoitteena on, että 45 prosenttia kaikesta julkisesta uudisrakentamisesta olisi puurakentamista vuoteen 2025 mennessä. Valtion tavoitteisiin nähden Suomessa on vielä varsin vähän puurakentamiseen erikoistuneita suunnittelijoita – eivätkä puurakentamisen ohjeistuksetkaan ole vielä alalla täysin yhdenmukaiset.

Puun hyödyntäminen rakennusmateriaalina vaatii vankkaa perehtymistä. A-Insinöörit on vahvasti mukana kehittämässä puurakentamisen kulttuuria ja työskentelemme vaativissa kohteissa, joissa sovelletaan uudenlaista, suomalaista puurakentamista. Yhtenä esimerkkinä voi mainita Tampereen TOAS Hipposkortteli, jossa rakennesuunnittelun ja rakennuttamisen asiantuntijuutemme näkyy osana hankkeen allianssiryhmää.

Puusta on moneksi

Puu on rakennusmateriaalina ympäristöystävällinen, energiatehokas ja ehkäisee oikein suunniteltuna ja käytettynä kosteushaittoja. Se on myös helposti työstettävä. Jotta puuta voi käyttää rakennetyypissä kantavana rakenteena, edellyttää se usein monikerrosrakennetta. Toki puuta voi käyttää myös yksiaineisena rakennekerroksena, johtuen sen suhteellisen hyvästä lämmöneristyskyvystä ja kosteudensitomiskyvystä.

Erilaisten rakennekerrosten suunnittelu ja niiden yhteensovittaminen paloturvallisuuden, kantavuuden, värähtelyn ja akustiikan vaatimusten mukaisiksi vaatii enemmän työtä verrattuna yksikerroksisiin materiaaleihin, kuten betoniin ja teräkseen. Tämän vuoksi puurakentaminen on usein myös muita rakennustapoja kalliimpaa.

Mitkä ovat puurakentamisen vaihtoehtoiset elementti- ja runkorakenneratkaisut? Entä mitä niistä on hyvä tietää? Alla kuusi ratkaisua ja esimerkkikohdettamme.

1. Liimapuurungot sopivat vaativiinkin kohteisiin

Mäntässä kaikkiaan 135 metriä pitkän ja parhaimmillaan 17 metriä korkean Taidemuseo Göstan laajennusosan, Göstan Paviljongin, tunnusomaisin piirre on sen liimapuurunko. Kuva: Marjo Lalli

Lamellikerroksittain yhteen liimattu puu eli liimapuu soveltuu vaativiinkin kohteisiin, ja se on lujuuteensa verrattuna kevyt rakennusmateriaali.

Liimapuurunko sopii hyvin esimerkiksi kolmilaivaiseen runkorakenteeseen, jolloin sivulaivoissa on mahapalkit ja keskilaivassa harjapalkki. Rakenne mahdollistaa esimerkiksi hallin tai paviljongin keskialueille sijoitettavan talotekniikan, jota voidaan sivuhaaroilla jakaa sivulaivoihin. Koskaan ei kuitenkaan saa käyttää mahapalkkia harjapalkkina tai toisin päin – samankaltaisuuksistaan huolimatta palkit on valmistettu eri tekniikoilla.

Materiaalina liimapuun etu on se, että esimerkiksi suurenkin hallin voi toteuttaa ilman jäykistykseen liittyviä vaaka- tai pystysiteitä, huomioiden jäykistykseen liittyvät seikat myös kantavassa kattorakenteessa. Tällöin päätypilarirakenteista tehdään jämäkämmät. Liimapuun liitoksen pilarikenkä on hieman erilainen kuin esimerkiksi teräs- tai betoniliitoksissa.

Liimapuun kuutiohinta liikkuu tällä hetkellä noin 600–900 eurossa. Hinta määräytyy projektikohtaisesti riippuen hankkeen laajuudesta ja rungon muodosta.

Esimerkkikohteemme: Göstan Paviljonki esittelee puurakennesuunnittelun taitoa

2. Puukattoelementit suojaavat suuria liike- ja tuotantorakennuksia

A-Insinöörit suunnitteli rakenteet Tokion vuoden 2021 kesäolympialaisissa nähtyyn Metsä-paviljonkiin, joka on suomalaisen teollisen puuosaamisen taidonnäyte. Kuva: Helin & Co Architects

Puukattoelementit ovat sopivat erityisesti esimerkiksi liike- ja kauppatilojen, varastojen ja suurten tuotantorakennusten katoiksi. Usein kattorakenne toimitetaan tuoteosatoimituksena.

Puukattoelementin toteuttamiseen on kaksi vaihtoehtoa. Ensimmäinen on kattoelementti, jossa palkit on kiinnitetty reunoihin ja lämmöneristeet ovat valmiina kattoelementin sisällä. Alapinta on palovaatimukset täyttävää levytystä. Yläpinnan poikittaiskoolauksen päällä on sekä vesikatteen aluslevy että vesikate.

Toinen vaihtoehto on rakenneliimattu LVL-kattoelementti. Tässä toteutustavassa rakenneliimaus mahdollistaa pidemmät jänteet suhteessa rakenteen korkeuteen, ja ripojen välissä on tehtaalla valmiiksi tehty rakenneliimaus. Lämmöneristeet ja vesikatteet ovat luonnollisesti myös mukana rakenteessa valmiina.

Kattoelementtitoimijat voivat asentaa kattoelementtejä noin 1 000–1 500 neliötä päivässä. Kattoelementtien neliöhinta suunniteltuna, valmistettuna ja asennettuna on noin 100–200 euroa riippuen kohteen laajuudesta.

Esimerkkikohteemme: Metsä-paviljonki vie suomalaista puuosaamista Tokioon

3. Puurakennusten välipohjaelementit akustiikka- ja palovaatimuksia noudattaen

Joensuun Lighthousen puurakenteissa hyödynnettiin ennakkoluulottomia ratkaisuja ja uusia materiaaleja niin lujuuden, kantokyvyn, painumisen kuin paloturvallisuudenkin osalta. Kuva: Jussi Korkeela

Puiset välipohjaelementit ovat palonkestäviä ja kevyitä välipohjaratkaisuja rakennuksiin. Ne sopivat julkisten rakennusten lisäksi asuinrakentamiseen, kuten kerrostaloihin.

Ripalaattaversio on mukaelma LVL-kattoelementistä. Elementeissä on tarvittaessa akustinen eriste sisällä ja kipsilevytys päällä. Ripalaatta voi liittyä kantavan seinän päälle kansilevykannatuksella, jolloin seinärakenne on toteutettavissa hyvin yksinkertaisesti.

Massiivipuinen, ristikkäin liimatuista puulamellikerroksista koostuva CLT-elementti puolestaan asettuu kantavan seinän päälle.

Välipohjaelementtien hinta määräytyy sen mukaan, mitä rakennekerroksilta edellytetään – millaiset ovat paikalliset palomääräykset ja akustiikkaominaisuuksien vaatimukset.

Esimerkkikohteemme: Suomen korkein puukerrostalo Joensuun Lighthouse voitti vuoden 2019 Puupalkinnon

4. Puinen seinäelementti sopii korkeaan rakentamiseen

Helsingissä Suomalais-venäläisen koulun uudisrakennuksessa on jäykistäviä rakenteita vähän. Kevyitä väliseiniäkin on vähemmän, ja opettajat voivat jakaa tiloja oppimisympäristössä tarpeen mukaan. Kuva: Aki Rask

Puinen seinäelementti on useimmiten rankarunkoinen elementti. Rakenne sisältää pintalevyt, höyrysulun, rankarungon, lämmöneristeet, tuulensuojan ja ulkoverhoukset.

Seinäelementti voi olla myös massiivipuinen CLT-seinä. CLT-seinäelementti sopii hyvin erityisesti korkeaan rakentamiseen.

Rankarunkoisen seinäelementin neliöhinta on noin 50–100 euroa kohteen laajuuden mukaan.

Esimerkkikohteemme: Suomalais-venäläinen koulu suunniteltiin yhdessä opettajien kanssa

5. Tilaelementit muuttivat rakentamistapaa

Espoon HOAS Tuuliniitty on Helsingin opiskelija-asuntosäätiön ensimmäinen puukerrostalokohde. 

Puurunkoiset tilaelementit voivat olla rankarunkoisia tai CLT-runkoisia ja soveltuvat hyvin asuin- ja hotellirakentamiseen.

Tilaelementtien käytössä suurin ja hyödyllisin muutos verrattuna entiseen on rakentamisen tavassa. Työmaalle tuodaan tilaelementtitehtaalta mahdollisimman valmiita elementtejä, jotka asennetaan paikoilleen. Työntekijöiden ei siis enää tarvitse rakentaa työmaalla sateessa, tuulessa tai lumen keskellä, vaan työ tehdään valmiiksi asennetuissa sisäosissa. Etuina ovat nopeampi työaika, säältä suojattu rakentaminen ja tasaisempi laatu.

Esimerkkikohteemme: HOAS Tapiolan Tuuliniitty

6. Hirsirakenteet istuvat hyvin julkisivumateriaaliksi

Suuri puurakenteinen ja monikäyttöinen rakennus on vaativa ääniympäristö. Moniossa esimerkiksi esiintymissalien akustiikka suunniteltiin huoneakustisin mallinnusmenetelmin. Kuva: AOR Arkkitehdit

Hirsi on kaunis ja tunnelmaa luova rakennusmateriaali, jonka hyvästä lämmöneristyskyvystä on hyötyä erityisesti Suomen ilmastossa.

Hirsi sopii muodoltaan julkisivumateriaaliksi, ja sitä käytetäänkin paljon suomalaisessa loma- ja vapaa-ajan rakentamisessa. Hirsi soveltuu erinomaisesti myös julkisten rakennusten seinärakenteeksi. Muodolla, paksuudella ja tarvittavilla tiivistyksillä voi myös parantaa esimerkiksi hirsisen väliseinän ääneneristävyyttä.

Esimerkkikohteemme: Puukoulun uusi aikakausi alkaa Tuusulassa – Moderni Monio tehdään kestävästi hirrestä

Lataa ja katso Rohkeasti parempaa -webinaariesitys aiheesta!

A-Insinöörien puurakennesuunnittelun kehityspäällikkö Henri Salonen on puurealisti, jonka mielestä rakentamisessa tärkeintä on tarjota kohteeseen sopivin rakenneratkaisu.