Puun myönteiset terveysvaikutukset rakennusmateriaalina

Transkriptio

1 Puupaja Piippolassa 2.9 klo 13:00-15:30 Sisustusstudio terveellisen rakentamisen suunnitteluun ja toteutukseen Puun myönteiset terveysvaikutukset rakennusmateriaalina Matti Kairi Emeritus professori, TkT Puutuotetekniikka

2 Sisältö Johdanto Puun toiminnalliset ominaisuudet Puun antibakteerisuus metsän puut 100 vuotta vanhoja mitä puussa tapahtuu, kun se kaadetaan lignaani betuliini pihka testaus sahatavaralla laboratoriossa Tutkimusta tarvitaan 2

3 Mänty elää tavallisesti vuotiaaksi, mutta yli 600-vuotiaita yksilöitä tunnetaan (Väre, H & Kiuru, H: "Suomen puut ja pensaat". Metsäkustannus Oy, 2006, s. 18) 3

4 Kuusen rungon elinkaari on noin 600 vuotta, mutta sen kuoltua samasta juurakosta alkaa versoa uusi. Arboretum Mustila 4

5 Puun toiminnalliset ominaisuudet Puulla on tunnetusti paljon hyviä ominaisuuksia, joita hyödynnetään ansiokkaasti. Vähemmälle huomiolle ovat jääneet puun ns. toiminnalliset ominaisuudet, kun niillä on kullakin erikseen positiivinen vaikutus huonetilan + akustiikkaan + kosteus/lämpöpuskurointiin + antibakteerisuuteen Kun lisäksi em. ominaisuudet toimivat samanaikaisesti, asiaa kannattaa lähteä tutkimaan aktiivisesti! 5

6 Ihminen kokee hyvän huoneakustiikan positiivisesti Äänen käyttäytyminen rajapinnassa. Vasemmalla heijastuminen kovasta pinnasta ja oikealla tasoaallon taittuminen; uindex=7_4&column1top=interior_menu&column1= 6

7 Riittävän massiiviset puupinnat huonetilassa vaikuttavat ihmiseen rauhoittavasti Itävaltalaisen pro Holz n tilaama vertailu luokkahuoneitten seinärakenteiden vaikutus sydämen iskutiheyteen. Yli vuoden kestäneissä testeissä Itävallan Ennstal ssa oli käytössä kaksi luokkahuonetta, joissa oli massiivipuuseinät, ja vertailuna oli vastaavasti kaksi perinteistä luokkahuonetta. Joanneum Research n tiedemiehet mittasivat mm. oppilaiden pulssia. Massiivipuuseinäisissä luokissa opiskelleitten nuorten pulssien määrä oli keskimäärin iskua/vrk pienempi kuin perinteisissä luokkahuoneissa opiskelleitten. Ero on n. 6 iskua/minuutti ( Kts. myös oryid= &catalogid= &type=c&position=26&sortkey=catalogmain610000&sortorder=desc&desig nid=hat 7

8 Puun sisäilmavaikutukset - tutkimustietoa Suomalais-saksalainen tutkimushanke puumateriaalien kosteusbufferointi-vaikutuksista Mitä enemmän talon näkyvissä sisärakenteissa on käytetty puuta, sitä paremmin sisäilman kosteus pysyy terveyden kannalta optimialueella RH 30-55% Massiivihirsirakenne oli tutkituista sisämateriaaleista tehokkain sisäilman kosteusvaihtelujen tasaaja. Sillä on paras kyky ylläpitää kosteutta terveyden optimialueella.

9 * Simonson, C., Salonvaara, M. and Ojanen, T.: Improving Indoor Climate and Comfort with Wooden Structures; Espoo 2001; Technical Research Centre of Finland; VTT Publications 431; ISBN

10 Kosteuden puskurointi (Simulations made by Salonvaara & Ojanen, 2003) 10

11 Aalto-yliopiston 3 mökkiä hanke 11

12 Mitattu lämpötila ja suhteellinen kosteus ulkona ja vastaavasti kaikissa kolmessa testirakennuksessa sisällä

13 Päiväkoti Ranskassa, Pusignan

14 Päiväkoti Tuhkimo, Kuopio

15 Neurologinen klinikka, Japani

16 Kainuun Sote Terho Pekkala, 2. IHN Kouvola

17 Metsän puut 100 vuotta vanhoja Immuunijärjestelmä Puun puolustuskemikaalit: terpeenit, hartsihapot ja fenolit Haihtuvat yhdisteet VOC volatile organic components 17

18 Pintapuu Sydänpuu Pintapuu Sydänpuu Lähde: Pekka Saranpää, METLA 18

19 Pinus sylvestris Scots pine Sydänpuu Sydänpuu Pintapuu aktiivinen puolustaja, reagoi infektioihin Sydänpuu antimikrobiaalinen, sienitauteja torjuva Lähde: Pekka Saranpää, METLA 19

20 Mitä puussa tapahtuu, kun se kaadetaan Immuniteettijärjestelmä kaatuu Alkaa voimakas kemiallinen reaktio, jota katalysoivat Fe- ja Mn-ionit Jos lämpötila- ja kosteustaso ovat riittävät syntyy paljon sokereita hyvä kasvupohja bakteereille, mikrobeille ja erilaisille sienille puu lahoaa ja maatuu puunkorjuu tehtävä huolella! 20

21 Puun antibakteerisuus Uusia tuotteita (kuoresta ja) oksista Bjarne Holmbom, Åbo Akademi & Oy Separation Research Ab 21

22 Puun antibakteerisuus Analyysi: kuusen oksa sisälsi 10% lignaania! Since 2006 the spruce lignan Hydrozymatairesinol, HMR Lignan, as an strong antioxidant that inhibits breast cancer growth, is the active ingredient in dietary supplement, the Wallenberg Prize 2008 winner Bjarne Holmbom; 22

23 Puun antibakteerisuus Raili Leino: Koivun tuohen valkeaksi värjäävä betuliini alentaa kolesterolia, helpottaa ylipainoongelmia, parantaa insuliiniherkkyyttä ja estää verisuonien kalkkeutumista. 23

24 Puun antibakteerisuus Havupuun pihka Yksi pihkavoiteen biologisista vaikutuksista on sen bakteerien ja sienten kasvua estävä teho. Bakteereiden kasvua estävä vaikutus kohdistuu Gram-positiivisiin bakteereihin, mutta ei Gramnegatiivisiin bakteereihin, lukuun ottamatta Proteus vulgaris-bakteeria. Pihkavoide näyttää estävän myös useille antibiooteille resistenssin kehittäneiden bakteereiden, kuten metisilliinille resistentin Staphylococcus aureuksen (MRSA) ja vankomysiinille resistentin enterokokin (VRE) kasvun (Rautio ym. 2007). Sieniviljelykokeet osoittavat pihkavoiteella olevan tiettyjen sienien (eräät Candida-lajit ja Dermatofyytit) kasvua ehkäisevä teho. Lähde: Pentti Sipponen, LKT, Repolar Oy; kts myös Arno Sipponen väitöskirja 2013: CONIFEROUS RESIN SALVE, ANCIENT AND EFFECTIVE TREATMENT FOR CHRONIC WOUNDS LABORATORY AND CLINICAL STUDIES 24

25 Puun antibakteerisuus Pihkatutkimusryhmä huhtikuussa 2007: LL Arno Sipponen (Reumasairaala), Prof Pentti Sipponen (Repolar Oy), Prof Esko Kumpusalo (KYS), LT Jouni Lohi (Rovaniemen tk), LT Anthony Papp (KYS), LL Janne Jokinen (HYKS), Dos Petteri Carlson (HYKS), FT Merja Rautio (HYKS), FT Pirkko Koukila-Kähkölä (HYKS), FT Jorma Mäki-Paakkanen (KTL), FT Pekka Saranpää (METLA), Dos Ari Ristimäki (HYKS), DR Liu Sa (China), Prof Ilkka Harvima (KYS) 25

26 Tavoitteet Puun antibakteerisuus Löytää perusteet puun antibakteerisille vaikutuksille Löytää tapa hyödyntää puun toiminnallisia ominaisuuksia liiketoiminnassa Arvioida antibakteeristen ominaisuuksien hyödyntämispotentiaalia markkinoilla (Lähde: Tiina Vainio-Kaila)

27 Puun antibakteerisuus Jotta tavoitteet voidaan saavuttaa Pitää kehittää toimivat testimenetelmät puun antibakteerisuuden osoittamiseksi Pitää tutkia puun antibakteerisuuden ja sen kemiallisen koostumuksen yhteys, sekä haihtuvien että haihtumattomien ainesosien osalta. Perustuen näin saatuihin tuloksiin, määritetään antibakteerinen ilmiö varioimalla eri tekijöitä, kuten bakteereja, puulajeja, pintakäsittelyä Siirretään tutkitut ominaisuudet markkinoitavaan tuotteeseen (Lähde: Tiina Vainio-Kaila)

28 Puun antibakteerisuus Testimenetelmän kehittäminen Vertailu lasipinnan kanssa Männyn sydänpuu Listeria monocytogenes Consentration B, Listeria Monocytogenes 5 rinnakkaiskappaletta 1000 Hyvältä näyttää! CFU 100 Wood Glass h 1 h 2 h 4 h 22 h 44 h time (toteutus Kansanterveyslaitoksen laboratoriossa Helsingissä) (Lähde: Tiina Vainio-Kaila) 28

29 Juustokiekot kypsyvät puulevyjen päällä hygieenisesti 29

30 Puu ja hygieenia 30

31 Haihtuvat orgaaniset yhdisteet volatile organic components (VOC) VOC ovat orgaanisia yhdisteitä, jotka haihtuvat huoneenlämmössä ilmaan. Yhdisteitä on valtava määrä erilaisia, joista osa on todettu haitallisiksi, osa harmittomiksi ja suurinta osaa ei ole tutkittu kovin tarkkaan. Puuhun ja puutuotteisiin liittyvät ensisijaisesti terpeenit ja formaldehydi. 31

32 Haihtuvat orgaaniset yhdisteet volatile organic components (VOC) Terpeenit ovat puun omia yhdisteitä, joista yleisin -pineeni. Niitä ei ole todettu haitallisiksi, mutta sisäilmastoluokitus ei huomioi VOC:ien laatua, vaan ainoastaan kokonaismäärän (TVOC, total volatile organic compounds). Suomalaisista puulajeista mänty ja erityisesti männyn sydänpuu haihduttaa tuoreena ja vielä kuivauksen jälkeenkin runsaasti terpeenejä. Formaldehydi on ollut ongelma puulevyille. Liimoja on kuitenkin kehitetty, eikä formaldehydi ole nykyään minkään puutuotteiden ongelma. 32

33 VOC & Innenraumemissionen Josef Umdasch Forschungsdialog Die Universität für Bodenkultur Wien unter der Leitung von Prof. Dr. Alfred Teischinger lädt in Kooperation mit dem Kompetenzzentrum Wood K plus am 16. April 2013 zum Josef Umdasch Forschungsdialog VOC und Innenraumemissionen aus Holzprodukten. Neben den beim Josef Umdasch-Preis 2012 prämierten Studien von Prof. Rainer Marutzky und Prof. Volker Mersch-Sundermann werden abgeschlossene und laufende Forschungsprojekte zum Thema in Österreich und Deutschland einem breiten Fachpublikum aus Forschung und Praxis vorgestellt. Auch auf aktuelle Ent-wicklungen in der EU wird eingegangen. Die Veranstaltung findet ab 8:30 Uhr im Festsaal der Universität für Bodenkultur, Gregor Mendelstrasse 33, 1180 Wien statt (Ende 16:30 Uhr). Als Einstimmung zu der Veranstaltung lädt das Kompetenzzentrum Wood K plus am 15. April 2013 ab 16:00 Uhr zu einer Abend-veranstaltung am Forschungsstandort Tulln/Donau ein. Dabei kann der Versuchsaufbau VOC-Messungen in OSB- und BSH-Modellräumen des laufenden VOC- Forschungsprojekts besichtigt werden. Weiters werden Führungen durch die Labors der Boku und des Technikums von Wood K plus angeboten. Die Veranstaltung bietet mit einem kleinen Imbiss und Getränken im Anschluss Interessenten die Möglichkeit nationale und internationale Kontakte zu knüpfen. Falls sie die Veranstaltung am besuchen, empfehlen wir ihnen in Wien zu nächtigen. Die Strecke Tulln/Donau Boku-Wien ist mit dem Auto in ca. 45 min. und mit der Bahn (Tulln/Donau Wien/Heiligenstadt Bus 10 A) in ca. 1h überwunden.

34 Tutkimusta tarvitaan Ketju metsästä lopputuotteeksi Metsä Varasto Varasto Sahaus Jatkojalostus Pintakäsittely Kuivaus Rakennus Loppukäyttö, esim. sisustus 34

35 Tutkimuksen kokonaistavoitteena on Koota katkeamaton päättelyketju, alkaen metsässä kasvavan puun antibakteerisista ominaisuuksista, päätyen sisustustuotteen ominaisuuksiin. Käynnistää terveysvaikutteisten puutuotteiden kaupallistaminen yhdessä tutkimukseen osallistuvien yritysten kanssa Yhteys yrityksiin tarvitaan jo varhaisessa vaiheessa ohjaamaan toisaalta perustutkimusta tekemään oleelliset tutkimuskysymykset ja toisaalta opastaa yrityksiä toimimaan tieteellisesti osoitettujen tosiasioiden pohjalta. Muodostaa rakenne (kv-verkosto), joka pystyy jatkamaan puun terveysvaikutusten kaupallistamista ja siihen tarvittavaa tutkimusta edellä esitetyn tutkimuksen jälkeenkin 35