Koska rakennusmateriaalit ovat merkittävä hiilidioksidipäästöjen aiheuttaja ja kestävät ratkaisut ovat yhä tärkeämpiä, ympäristöystävälliset rakennusvaihtoehdot ovat tärkeämpiä kuin koskaan. Puuta käytetään yleisesti asuntojen runkoon, mutta nyt se on löytämässä tiensä myös areenoiden, pilvenpiirtäjien ja monikerrostalojen rakenteisiin rakenteellisesti vankassa massapuun muodossa.
Kansainvälisessä rakennusmääräyskokoelmassa yhdistettiin ja päivitettiin hiljattain raskasta puutavaraa ja massapuuta koskevat määräykset, ja uusien innovaatioiden ansiosta ne mahdollistavat suurempien pituus- ja korkeusetäisyyksien kattamisen. Rakenteellisen kyvykkyytensä lisäksi massapuurakentaminen on kiinnostavinta sen kestävän luonteen ja mahdollisten negatiivisten hiilivaikutusten vuoksi.
Mitä on massapuu?
Massapuu (lyhenne sanoista massiivipuu) on pohjimmiltaan paksuja puukerroksia, jotka on puristettu rakenteellisesti kestäväksi ja kantavaksi materiaaliksi, joka on paneloitu rakentamista varten. Massapuuelementtejä on erityyppisiä riippuen siitä, miten kerrokset on liitetty toisiinsa. Nämä ovat neljä tärkeintä nykyisin käytettävää massapuutyyppiä:
- Ristiinliimattu puutavara (CLT) on puuta, joka on liitetty liimalla toisiinsa kohtisuorassa oleviin kulmiin mittapysyvyyden saavuttamiseksi. Sen tyypillisiä käyttökohteita ovat lattiat, seinät ja katot.
- Naulalaminoitu puutavara (NLT) koostuu mittasahatavaralevyistä (esimerkiksi 2×4-levyistä), jotka on mekaanisesti kiinnitetty toisiinsa nauloilla tai ruuveilla. Näitä puutavaralevyjä käytetään yleisimmin terasseihin, lattioihin, kattoihin ja seiniin.
- Tapilla laminoidut puutavaralevyt (DLT) koostuvat havupuulautoista, jotka on sovitettu toisiinsa ja pidetty vierekkäin esiporattuihin reikiin asetetuilla tappeilla. DLT soveltuu parhaiten lattia- ja kattorakenteisiin.
- Liimapuu (glulam) käyttää vedenkestävää liimaa samaan suuntaan suunnattujen mittasahatavaroiden yhdistämiseen. Koska puuaines kulkee samansuuntaisesti, sitä käytetään yleisesti palkkien ja pilareiden valmistukseen.
Massapuurakentaminen on yleistymässä.
Euroopassa ja Kanadassa jo suosittu massapuurakentaminen on saamassa innostusta arkkitehtien ja rakentajien keskuudessa Yhdysvalloissa lähinnä rakennusmääräysten muutosten ja sen rakenteellisen eheyden, kauneuden ja kestävyyden vuoksi. Massapuutekniikka kehitettiin metsävaltaisessa Itävallassa 1990-luvulla pienempien lautojen hyödyntämiseksi. Ympäristöystävällisen tuotteen suosio levisi Euroopassa 2000-luvun alussa, mutta se alkoi yleistyä Yhdysvalloissa vasta vuosikymmen myöhemmin. Tämä johtuu osittain siitä, että teräsrunkoiset liikerakennukset ja puurunkoiset asunnot ovat edullisempia ja tiukat rakennusmääräykset rajoittivat massapuun käyttöä kaupallisissa rakenteissa.
Vuonna 2015 CLT tunnustettiin kansainvälisessä rakennussäännöstössä (International Building Code, IBC), joka sisältää vähimmäisvaatimukset uusille ja olemassa oleville rakennuksille ja toimii rakennusturvallisuuden standardina kaikkialla Amerikassa. Ja sen jälkeen, kun IBC:n päivitys vuonna 2021 sallii massapuurakennukset 18 kerrokseen asti, materiaalista on tullut entistä suositumpi vaihtoehto Yhdysvalloissa, lähinnä pieniin toimisto- ja kerrostaloihin.
Wisconsinin Milwaukeessa on valmistumassa 25-kerroksinen kerrostalo, Chicagossa sijaitseva River Beech Tower on konseptisuunnitelma, joka sisältää 80-kerroksisen puupilvenpiirtäjän, ja Idahon yliopisto nauttii 4 000 neliömetrin koripalloareenasta, joka on 40 jalkaa korkea. Lisäksi Euroopassa on rakennettu korkeampia massapuurakennuksia, ja niitä on ehdotettu myös Yhdysvaltoihin.
Massapuu voisi vähentää merkittävästi rakennussektorin hiilipäästöjä.
Rakennusmateriaalit ja rakentaminen aiheuttavat huomattavia ympäristöhaittoja, sillä World Green Building Councilin mukaan ne ovat vastuussa noin 11 prosentista hiilidioksidipäästöistä vuosittain. Koska kaupunkien kasvun ennustetaan kasvavan merkittävästi tulevina vuosina, kestävien rakennuskäytäntöjen priorisointi on ratkaisevan tärkeää. Yhdistettynä vastuullisiin metsätalouskäytäntöihin massapuu voi olla luonnollisesti uusiutuvaa ja sen tuotanto voi olla hiilidioksidipäästöiltään vähäistä.
Sen lisäksi puu sitoo hiiltä, poistaa sitä ilmakehästä ja varastoi sitä, mikä auttaa lieventämään ilmastonmuutosta sen sijaan, että se edistäisi sitä. Massiivipuu on myös käyttökelpoinen vaihtoehto betonille ja teräkselle, jotka muodostavat suurimman osan rakennussektorin sisältämistä hiilidioksidipäästöistä nykyään.
Rakentaminen massapuutavaralla on nopeampaa ja vähemmän tuhlaavampaa kuin perinteisillä menetelmillä.
Massapuutavaralla voidaan poistaa mahdollinen työmaalla syntyvä jäte, koska se valmistetaan tarkasti valmistusprosessin aikana. Muiden teknisten seinäjärjestelmien tapaan arkkitehdit ja suunnittelijat voivat jakaa suunnitelmansa, ja tietokoneohjatun valmistuksen avulla koneet leikkaavat puun täsmällisesti heidän vaatimuksiinsa sopivaksi, jopa ovia ja ikkunoita varten tehdyt leikkaukset.
Vaikka massapuurakenne toimii yleensä yhdessä betoniperustuksen kanssa, massapuu painaa yleensä paljon vähemmän kuin teräsrakenne. Tämä tarkoittaa, että massapuurakennukset painavat vähemmän perustuksiaan, mikä usein vähentää tarvittavan perustusmateriaalin ja muottimuurin määrää.
Korkeat puurakennukset kestävät seismistä toimintaa paremmin kuin vastaavat betonirakennukset.
Maanjäristysalueilla asuvat saattavat ihmetellä, miten massiivipuu toimii maanjäristysten aikana. CLT-rakenteet pärjäävät poikkeuksellisen hyvin materiaalin joustavuuden ja keveyden ansiosta. Vertailun vuoksi mainittakoon, että betoni toimii hyvin puristuksessa, mutta huonosti jännityksessä. Teräs toimii hyvin jännityksessä mutta huonosti puristuksessa.
Kevyempi paino ei ehkä kuulosta eduksi seismisessä toiminnassa, mutta suuremman massan rakennukset aiheuttavat itse asiassa suuremman seismisen voiman. Betoniin verrattuna puurakennus voi olla myös helpompi korjata, koska siinä voi olla suurempi liikkumavara maanjäristyksen aikana.
Se täyttää paloturvallisuusmääräykset.
Puu on kautta historian yhdistetty katastrofaalisiin tulipaloihin; tämä yhdistys on kuitenkin yleensä tehty puu- tai pallorakenteiden perusteella. Massapuu on täyttänyt tai ylittänyt palonkestävyysvaatimukset, koska siinä on monia kerroksia, joiden läpi tulen on palettava.
Materiaali karstoittuu aluksi ulkopuolelta, mikä suojaa sisäpuolista puuta vaurioilta riittävän pitkän ajan, jotta se täyttää vaaditut määräykset. Puun pinnalle muodostuva kerros, hiiltymissyvyys, on yksi tekijä, jota käytetään massapuuelementtien suunnittelun ja mitoituksen määrittämisessä.
Massapuu voi hyödyntää heikkolaatuista puuta ja hyödyttää metsänhoitoa.
Koska massapuun alkuperä juontaa juurensa halusta käyttää pienempiä puukappaleita runkorakentamiseen, massapuun valmistajat voivat hyödyntää nuorempia puita, havupuita ja puuta, joka saatetaan hylätä käyttökelvottomana.
Massapuu voi myös hyödyntää ei-toivottuja puita, mikä auttaa harventamaan ahtaita metsiä ja tekemään tilaa paremmille metsänhoitokäytännöille tulevaisuudessa. Kestävä metsätalous ja massapuurakentaminen voivat toimia yhdessä, jotta voidaan maksimoida mahdolliset ympäristöhyödyt. Kun Yhdysvalloissa etsitään kestävämpiä rakennusvaihtoehtoja, massiivipuun suosio ja asema tulevat edelleen kasvamaan.
Massapuu näyttää ja tuntuu luonnollisemmalta kuin teräs ja betoni.
Luonnosta löytyvät materiaalit stimuloivat aistejamme. Puun jyvän näkeminen, materiaalin lämmön tunteminen ja puutavaran tuoksun haistaminen – näitä kokemuksia ei voi toistaa teräksellä tai betonilla, jotka näyttävät ja tuntuvat kylmemmiltä ja teollisemmilta.
Tieteelliset tutkimukset osoittavat, että luonnolliset elementit sisätiloissa auttavat vähentämään stressiä ja ahdistusta, mikä on toinen voitto puurakentamiselle. Seiso kokonaan puusta tehdyn rakennuksen edessä ja yritä olla liikuttumatta sen kauneudesta.
Lisätutkimukset ja raportointi: Theresa Clement.
