Suunnittelu ja rakennustavat

Rakennusjärjestelmät

Puurakennuksia voidaan toteuttaa usealla eri tavalla. Yleisimpiä ratkaisuja ovat rankarakenteet, pilaripalkkijärjestelmät, hirsirakenteet sekä massiivipuulevyrakenteet.

Pilari-palkkirunko on nimensä mukaan pilareista ja palkeista muodostuva runkojärjestelmä, jonka rakenteet ovat puuta. Hirsi on perinteisin puurakentamisen järjestelmä. Se on höyläämällä tai sorvaamalla valmistettu puupohjainen rakennustarvike, ja hirsiä on monia erilaisia. Hirttä voidaan käyttää sekä kantavissa että ei-kantavissa seinärakenteissa. Hirrestä voidaan valmistaa myös jopa nelikerroksisia rakennuksia painumattoman, ristiinliimatun rakenteen avulla. Rankarakennus on puolestaan yleisin puurakentamisen tapa. Sen kevyt rakenne on valmistettu sahatavarasta tai muusta puutuotteesta. Rankarakentaminen on erittäin kustannustehokas puurakentamisen muoto aina neljään kerrokseen asti.

Massiivipuulevyjä (CLT ja LVL) hyödynnetään monien erilaisten puu- ja betonirakennusten vaakarakenteissa esimerkiksi kotelo, avo- ja ripalaattarakenteissa. Massiivipuulevyistä voidaan rakentaa myös pystyrakenteet, jolloin koko rakennus on massiivipuuta. CLT, eli Cross Laminated Timber, on ristiinliimattua massiivipuuta. Massiivipuurakennusten seinä on paksua puulevyä, jossa on kolmesta seitsemään kerrosta puuta. Levyjä voidaan joko liimata tai puristaa yhteen, ja ne ovat tyypillisesti paksuudeltaan 80-260 millimetriä.

CLT-elementit

Tällä sivulla perehdymme erityisesti lujiin, jäykkiin ja kevyisiin CLT-elementteihin rakennusmateriaalina. Tyypillisesti männystä tai kuusesta valmistettua CLT:tä hyödynnetään suurelementteinä ja tilaelementteinä.

Suurelementit ovat kokonaisen seinän kokoisia, tehtaalla valmistettuja elementtejä. Ne voidaan valmistaa koottaviksi sellaisinaan tai niihin voidaan lisätä esimerkiksi ikkunat ja sähköpistorasiat. Puurakenteiden keveys ja rakenteelliset ominaisuudet mahdollistavat puukerrostalojen toteutuksen myös tilaelementteinä. Yksi tilaelementti voi olla kokonainen asuinhuoneisto. Se voidaan rakentaa kalusteita myöten valmiiksi tehtaalla, ennen elementin tuomista työmaalle.

Sekä suurlementeissä että tilaelementeissä kantavat seinät, välipohjat ja moduulit – kuten portaat – voivat kaikki olla tehty massiivipuusta. Elementit on mahdollista suunnittella ja valmistaa etukäteen. Ne vaativat betonirakentamista vähemmän komponentteja, jolloin rakennusvaihe on nopea.

CLT käyttäytyy kuten mikä tahansa puutuote. Kun ilman kosteus lisääntyy, laudat turpoavat ja kun kosteus vähenee, ne kutistuvat. Mahdolliset halkeamat rakenteiden pinnoissa ovat merkkejä normaalista puurakenteen elämästä. Ristikkäiset puukerrokset takaavat sen, että halkeamat eivät heikennä puun rakenteellista suorituskykyä tai tiiviyttä. Halkeilua voidaan estää puun pintakäsittelyllä. Se kannattaa tehdä mahdollisimman aikaisessa vaiheessa rakennusprosessia.

Mitä massiivipuusta voidaan rakentaa?

Vaikka suomalaisella kerrostalorakentamisella on juuret kivi- ja betonirakentamisessa, myös massiivipuusta voidaan tehdä suuren mittakaavan rakennuksia. Elementtivaihtoehdoista suurelementit sopivat erityisen hyvin pientaloihin, sillä niillä voidaan huomioida yksilölliset tarpeet. Tilaelementit soveltuvat taas erinomaisesti kerrostalorakentamiseen, sillä volyymien kasvaessa niiden valmistuksen kustannustehokkuus paranee.

Kokonaisuudessaan massiivipuusta on rakennettu Suomessa päiväkoteja, kouluja ja kerrostaloja. Myös yli 100 metrisen pilvenpiirtäjien rakentaminen CLT-elementeistä on mahdollista. Tällaisia on rakenteilla New Yorkissa, Chicagossa ja Tokiossa. Myös Ouluun on suunnitteilla 16-kerroksinen puukerrostalo, jonka on määrä valmistua Oulun 2025 asuntomessuihin mennessä.

Massiivipuurakentaminen tuo kaupunkirakentamiseen kodikkuutta ja vanhojen puutalokaupunkien henkeä. Siksi suojaverhoilun lisäksi puukerrostalon huoneistoon on mahdollista jättää puupintaa näkyviin, jotta asukkaille välittyvät puun lämmin ulkonäkö ja sisäilmaa parantavat ominaisuudet.

Puukerrostalo ei vaadi ympäristöltään sen enempää kuin betoninen verrokkinsa. Kaupunkiympäristössä ja liikenneväylien läheisyydessä puurakennuksen äänieristävyyttä voidaan parantaa rakennusvaipan ja liitosten rakenneratkaisujen avulla. Puurakennusta suunniteltaessa on huomioitava kuitenkin jotkin rakennusmateriaalin erityispiirteet. Esimerkiksi akustiikka ja värähtely tulee huomioida jo suunnitteluvaiheessa.

Massiivipuun erityispiirteet rakennusvaiheessa

CLT-elementti on kevyt ja mittatarkka

Massiivipuuelementit painavat noin kolmasosan betonielementtien painosta. Näin massiivipuurakennus voidaan rakentaa kevyemmille perustuksille ja paalutuksille, mikä puolestaan tuo säästöjä rakennushankkeelle ja ympäristölle. Myös logistiikkakustannukset ovat pienempiä, kun elementtien kuljettamiseen ja nostamiseen riittävät pienemmät ajoneuvot ja nosturit. CLT-elementtejä mahtuu vaakakuormana rekkaan 30–40 kappaletta, kun taas betonisia elementtejä mahtuu kolme tai neljä. Puurakentamisen logistiikan päästöt vastaavatkin vain kymmentä prosenttia betonirakentamisen logistiikan aiheuttamista päästöistä.

CLT-elementtien asennustoleranssit ovat hyvin pieniä. Tehtaalla valmistetut elementit ovat usein millilleen tilatun kokoisia. Tämä vaatii huolellista suunnittelua ja tietomallinnusta. CLT-rakennuksessa pinnan kipsilevyt tulee tasoittaa, mutta kokonaisuudessaan työmaavaihe on tehokkaampi kuin paljon oikaisutyötä vaativissa betonirakennuksissa.

Rakentaminen onnistuu tutkitusti sääsuojalla ja ilman

Rakennusvaiheen sääsuojaus on aihe, joka jakaa mielipiteitä. Tutkitun tiedon mukaan puu kestää hyvin kosteutta myös rakennusvaiheessa. Koska CLT-elementtien asentaminen on nopeaa, ne eivät altistu kosteudelle pitkiä aikoja. CLT-rungon rakentaminen kestää parhaimmillaan yhtä kauan kuin sääsuojan rakentaminen. Siksi sääsuojan rakentaminen on tarpeetonta, paitsi eristeiden ja muiden kosteusherkkien materiaalien osalta. Sääsuojasta luopuminen säästää sekä aikaa että kustannuksia, ja saattaa helpottaa myös asentamista sekä logistiikan suunnittelua. Kun suunnittelu ja toteutus on helppoa ja kustannustehokasta, kynnys suurempien puurakennusten toteuttamiseen madaltuu.