Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun Savonlinnan kampukselle suunnitellaan puurakentamisen laboratoriorakennusta.

Puurakentamisen laboratoriorakennus  toteutetaan hybridirunkoisena, ja siinä hyödynnetään massiivipuurakenteisia komponentteja. Samalla kehitetään massiivipuurakentamista.

Rakennuksessa käytetään uudenlaisia runkoratkaisuja, rakennetyyppejä ja näiden liittymädetaljeja. Tarkoitus on käyttää myös kovia puukuitulämmöneristeitä, jotta ulkovaipasta saadaan ulkoverhousta lukuun ottamatta kokonaan puurakenteinen. Tällä on suuri merkitys muun muassa rakennusosien kosteustekniseen turvallisuuteen ja rakennuksen hiilijalanjälkeen.

Laboratoriorakennus suunnitellaan P1-paloluokkaan. Koska kysymyksessä on työpaikkarakennus, sisäpuoliset seinä- ja kattopinnat voivat olla paloteknisesti puupintaisia. Rakennuksessa on paljon ulkovaippapinta-alaa, jolloin puurakenteita voidaan käyttää suuria määriä.

Massiivipuurakenteet ei-kantavissa rakennusosissa koetaan helposti kalliiksi, joten niiden kustannuskilpailukykyä selvitetään rakennuskohteessa huomioiden samalla työntuottavuuden vaikutus. Rakennusosien ja näiden liitosten yksinkertaisuudella ja suurella esivalmistelulla on merkittävä vaikutus työntuottavuuteen.

Puurakentamisen laboratoriossa käytetään erittäin pitkälle esivalmisteltuja ja CNC-työstettyjä puurakenteisia komponentteja ja yksinkertaista liitostekniikkaa. Niiden vaikutus työn tehokkuuteen ja rakennusaikaan tulee huomioida kustannuslaskelmissa.

 

Hankkeen työpaketit:

 

Kovien puukuitueristeiden käyttö ulkoseinissä ja yläpohjassa

Asetuksen 848/2017 mukaan P1-paloluokan rakennuksen yläpohjassa voidaan käyttää palavia lämmöneristeitä, kun ne on suojattu sisäpuolista paloa vastaan (myös aukkojen pielissä). Samoin voidaan menetellä ulkoseinissä, kun eristeet on suojattu sisä- ja ulkopuolista paloa vastaan (myös aukkojen pielissä).

Kyseisessä rakennuksessa sisäpuolinen lämmöneristeiden palosuojaus voidaan toteuttaa helposti CLT-levyllä. Aukkojen pielien kohdalla tämä voidaan toteuttaa aukkojen reunapuilla (smyygit). Haasteena on lämmöneristeen ulkopuolinen palosuojaus ulkoseinissä, koska tämä vaatisi lämmöneristeen ulkopintaan EI 15-luokan rakennekerroksen tai K2 10 A2-s1, d0-luokan suojaverhouksen (esim. kipsilevy). Tällaista ylimääräistä rakennekerrosta ei kuitenkaan haluttaisi laittaa tämän rakennuksen ulkoseiniin, koska se tekee ulkoseinärakenteesta monimutkaisemman. Tämä taas lisää ulkoseinärakenteen kustannusta, joka korostuu erityisesti kyseisessä ulkoseinärakenteessa, koska palosuojaukseen tarkoitetulla rakennekerroksella ei ole mitään muuta tehtävää. Edellä mainitun lisäksi toinen

haaste on lämmöneristeen pintaluokka, joka kovalla puukuitueristeellä on luokkaa E. Asetuksen 848/2017 mukaan yläpohjan yläpinnan pintaluokka tulee olla vähintään D-s2, d2, kun yläpohja on osastoiva ylä- ja alapuolista paloa vastaan. Ulkoseinissä tuuletusraon sisäpinnan pintaluokka tulee olla vähintään B-s1, d0.

CLT-rakenteinen pilari-laattarunko

CLT-levy on ristiin kantava tuote, joten sillä voidaan toteuttaa pilari-laattarunko. Tällaisessa rungossa pilarien välillä ei tarvita palkkeja, jolloin runkorakenne tulee yksinkertaisemmaksi ja nopeammaksi toteuttaa. Myöskään me-tallisia liitososia ei tarvita niin paljon, kun perinteisessä pilari-palkkirungossa.

Maailmalla on toteutettu joitakin CLT-levyyn perustuvia pilari-laattarunkoja, mutta kyseinen järjestelmä on silti hyvin uusi keksintö. Tietoa laataston käyttäytymisestä ja suunnittelusta on hyvin vähän saatavilla. Usein tällaisen laataston mitoittaa kävelyn aiheuttama värähtely. Tämä lisää haastetta entisestään, koska värähtelymitoituskriteerit ovat jokaisessa maassa erilaiset ja kansallisesti päätettävissä.

Kyseisen rakennuksen toimisto-osassa on tarkoitus käyttää CLT-levyyn perustuvaa pilari-laattarunkoa, koska sillä saadaan yksinkertainen muuntojoustava runkoratkaisu.

Massiivipuurakenteiden lämpötekninen toiminta

Massiivipuurakenteilla voidaan toteuttaa yksikertaisia rakennetyyppejä ja näiden liittymiä, kun massiivipuun sallitaan jatkua sisätilasta ulkotilaan ilman erillisiä lämpökatkoja. Betonirakentamisesta olemme omaksuneet, että runkorakenteessa tulee olla paljon lämpökatkoja. Puu toimii kuitenkin myös lämmöneristeenä, joten sitä ei tulisi kaikissa tapauksissa tarkastella kylmäsiltana. Runkorakenteen kylmäsillat ovat suoraan kytköksissä rakennuksen energiankulutukseen. Tietoa siitä, kuinka tämä näkyy energialaskussa, ei ole olemassa.

Kyseisessä rakennuksessa on tarkoitus käyttää rakenteiden liittymiä, joissa CLT-levy jatkuu sisätilasta ulkotilaan    ilman erillistä lämpökatkoa.

Kustannuslaskenta

Massiivipuulevyjen käyttö rakentamisessa luo yleensä mielikuvan kalliista rakennuksesta. Lisäksi puurakentaminen ja uudenlaiset rakennusjärjestelmät koetaan kustannuslaskemissa sellaisiksi, että niihin lisätään kustannusteknisiä ”varmuuskertoimia”. Kustannuslaskelmissa ei myöskään huomioida mitenkään puurakenteiden pitkälle viedyn esivalmistuksen tuomaa etua työn tehokkuuteen ja rakennusaikaan.

Kyseisen rakennuksen toteuttamisessa on tarkoitus käyttää erittäin pitkälle esivalmistettuja ja CNC-työstettyjä puurakenteisia komponentteja ja yksinkertaista liitostekniikkaa. Tämä tulee huomioida kustannuslaskelmissa työn tehokkuudessa.

 

 

 

 

 

 

Lisätietoja

Tutkimusjohtaja Lasse Pulkkinen
lasse.pulkkinen@xamk.fi
044 571 5861

Faktat

Puurakentamisen laboratorio – puurakenteiden pilot-kokeet ja mallinnukset

01.04.2020 - 31.12.2020

Toteuttajat

Hallinnoija: Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulu Oy

Ammattikorkeakoulun tutkimuskeskus: Kuitulaboratorio

Budjetti

Kokonaisbudjetti: 75 570 €

Xamkin osuus kokonaisbudjetista: 15 114 €

Rahoittaja ja päärahoituslähde: Ympäristöministeriön puurakentamisen ohjelma