Puun uudet mahdollisuudet rakentamisessa

Transkriptio

1 Puun uudet mahdollisuudet rakentamisessa Henrik Heräjärvi PUU h i ii i i PUU vastaa haasteisiin seminaari Hämeenlinna

2 Historiaa (1/2) Suomi asui ja asioi puutaloissa pitkälle 1900 luvulle 1900 luvun alun teollistuminen ja kaupungistuminen edellyttivät rakentamista, mikä toteutettiin pääosin betonilla 1920 luvulla kehitettiin ns. tyyppitalot, mikä lisäsi pientalorakentamista Tunnetuimpia i tyyppitalomalleja ll olivat sota aputalot Ruotsista 1940, rintamamiestalot 1940 luvun lopulta Yksinkertaiset rakennusohjeet, nopea standardoitu rakentaminen, funktionaalisuus, turhan välttäminen, hirrestä rankarakenteeseen Myös betonista rakennettiin tyyppitaloja, joita piirsi mm. Alvar Aalto Betoni otettiin käyttöön käytännössä kaikilla rakentamisen osaalueilla 1930 luvulle mennessä Arkkitehtonisesti betonin muovailtavuus tarjosi uusia mahdollisuuksia

3 Historiaa (2/2) 50 luvulla luvullabetonirakentamisen hinta laskijasuomen kaupunkikuva alkoi muuttua Suomessa kehitettiin asuinrakentamiseen avoin betonielementtistandardi (BES), mikä loi kustannussäästöjä (ja mahdollisti ennätysmäisen asuntotuotannon 1970 luvulla) BES järjestelmässä standardoitiin betonielementit ja niiden liitosdetaljit siten, että urakoitsijat voivat hankkia valmisosia samaan rakennukseen useilta toimittajilta 1980 luvulla kehitettiin toimitila ja teollisuusrakentamiseen runko BES järjestelmä j Teollisen puuelementtirakentamisen runko PES järjestelmä julkaistiin vuonna 2012

4 Suomen palomääräykset voimaan astuneiden palomääräysten mukaan enintään 4 kerroksisen puutalon saa rakentaa ilman automaattista sammutusjärjestelmää, jos puurakenteet on rakenteellisesti riittävän ä hyvin suojattu jtt Mahdollista rakentaa 8 kerroksinen puutalo puutalo p j 30-kerroksisia puutaloja kaavaillaan rakennettavaksi mm. Itävallan Dornbirniin ja Kanadan Vancouveriin. Kuva: Michael Green.

5 Rakentaminen, kansantalous ja työllisyys Uusien asuntojen tarve pitkällä aikavälillä noin asuntoa/a Suomessa 10 % bkt:stä käytetään rakentamiseen Rakennusala työllistää keskimäärin ihmistä (työvoimapula vaivaa) Puurakentamisen lisääntyminen voi helpottaa rakentajien työvoimapulaa (nopeutuva rakentaminen) Puurakentamisessa työllistäväarvoketjuon on pidempi kuin betonirakentamisessa (esim. taimituotanto, metsän kasvatus) Metsänkasvattajienkantorahatuloista2/3tulee kantorahatuloista tulee tukkipuusta, jonka tärkein loppukäyttö on rakentaminen

6 Puun taloudellisia kilpailukykytekijöitä rakentamisessa Paikallisen raaka aineen käyttö Työpaikat syntyvät alueille Raha jää alueille Raaka aineiden aineiden hankintaan sekätuotteidenvalmistukseen ja kuljetukseen liittyvä energiankulutus ja päästöt alenevat Rakentamisprosessin nopeutuminen (kerrostalorakentamisessa) Ei kuivumisen odottelun aiheuttamia taukoja/ylimääräisiä järjestelyjä Ei pakkasten aiheuttamia taukoja / ylimääräisiä järjestelyjä Arvioitu, että puukerrostalorakentamisessa ajansäästö jopa yli 50 % betonirakentamiseen verrattuna

7 Mitä adjektiiveja kuusilankku tarjoaa rakentajalle? Kotimainen raaka aine, tuotanto, rakentaminen, käyttö, uudelleenkäyttö, purku ja loppukäyttö siis koko arvoketju Ekologinen Ainoa uusiutuva, teollisesti hyödynnettävä rakennusmateriaali Ainoa läpinäkyvästi alkuperäsertifioitu rakennusmateriaali (ja ainoa, jolta kuluttajat ja kauppiaat sitä vaativat!) Turvallinen Puukerrostalot ovat muista materiaaleista tehtyjä kerrostaloja paloturvallisempia, koska vain puukerrostaloissa on vaatimuksena sprinklaus (milloin sprinklausvaatimus ulotetaan kaikkiin kerrostaloihin?) Energiatehokas?

8 Energian tuotanto? Haaste: energian kokonaiskulutus kasvaa Suomessakin selvästi nopeammin ja globaalisti li moninkertaisesti i ti nopeammin kuin uusiutuvilla energialähteillä tuotetun energian osuus

9 Energian hinnankehitys? Öljytuotteiden maailmanmarkkinahintojen kehitys Kotitalouskuluttajan ja sähkölämmittäjän verollisen kokonaishinnan reaalinen kehitys Lähde: Öljyalan keskusliitto /1993 7/1993 1/1994 7/1994 1/1995 7/1995 1/1996 7/1996 1/1997 7/1997 1/1998 7/1998 1/1999 7/1999 1/2000 7/2000 1/2001 7/2001 1/2002 7/2002 1/2003 7/2003 1/2004 7/2004 1/2005 7/2005 1/2006 7/2006 1/2007 7/2007 1/2008 7/2008 1/2009 7/2009 1/2010 7/2010 1/2011 7/2011 Lähde: Energiamarkkinavirasto 2012

10 Puukerrostalojen ympäristöedut? Kerros tai toimistorakennuksen elinkaaren (50 a) aikaisista hiilidioksidipäästöistä % syntyy yykäyttövaiheen aikana (Lounamaa 2010) => puukerrostalo voi olla betonikerrostaloa ilmastoystävällisempi, jos käyttövaiheen aikana päästään samalle viivalle Jäähdytystarve matalaenergia ja passiivirakentamisessa? Jos puutaloa pitää jäähdyttää (tai lämmittää) enemmän kuin raskaampaa kivirakennetta, hävitetään ympäristöedut Aurinkokeräimet jäähdytysenergian tuotannossa?

11 Ilmastonmuutosta ei estetä puutuotteilla Ihmistoiminnasta i i t johtuvat thiilidioksidipäästöt idi n. 10 Gt/a Sahatavaran kulutus n. 400 milj. m 3 /a, mikä sitoo n. 0,08 Gt hiiltä Entäpä äkerrostalot? Tapaus Vierumäen PuuEra: 27 asuntoa viidessä kerroksessa Suomen korkein puukerrostalo Puun käyttö < 10 m 3 per asunto (vrt. pientalot n. 30 m 3 /talo) => Suomeen rakentaisi noin kerrostaloasuntoa alle kuutiometrillä puuta (Huom. esim. CLT tekniikalla puuta kuluu enemmän) Jos/kun energian hinta jatkaa nousuaan, nousee energiaa vähän kuluttavien tuotteiden valmistuskustannus suhteellisesti maltillisemmin i kuin energiasyöppöjen tuotteiden => Puun hintakilpailukyky kasvaa

12 Puutuotteiden kierrätys nyt ytja 2020? 0 EU:lla ontavoitetila jätevapaa yhteiskunta => jätteiden lisääntyvä hyötykäyttö ja kaatopaikkajätteiden minimointi Kansalliset lait ja EU:n direktiivit ohjaavat maita, tavoite v. 2020: 70 % syntyvästä ärakennus ja purkujätteestä äkierrätetään ää Jotta tavoitteet saavutettaisiin, tarvitaan innovaatioiksi kehittyviä ideoita sekä teollisuudelta että T&K organisaatioilta! Tuote Kierrätysaste, % Teräs ja muut ruostumattomat metallit ~90 Paperi ja kartonki ~50 75 (EU) Lasi ~20 90 Muovi ~25 80 Puutuotteet (jos polttoa ei lasketa) < 10???

13 Puu tunnetaan kohtuullisen hyvin vain kuitutasolle asti Käytettävissä olevan tiedon ja osaamisen määrä vähenee siirryttäessä pienempiin tarkasteluelementteihin Puutiede ei ole rakettitiedettä (vaan paljon monimutkaisempaa ) (Meder 2012)

14 Mitä puu on? Mikrofibrillikulma illik l (MFA) Puusolun rakennusaineet, kuiva aineesta keskimäärin: ki i 50 % hiiltä 44 % happea 6 % vetyä 0,2 0,3 % tuhkaa < 0,1 % typpeä Kuutiometrissä puuta on kg hiilihydraatteja jotka on sidottu fotosynteesissä ottamalla ilmasta n. 800 kg hiilidioksidia. Samallatuotetaanhappea happea. Alkuperäiskuva: Panshin & de Zeeuw (1980)

15 Mikrofibrillikulman (MFA) vaikutus puukuidun ja leikkeen vetolujuuteen te Tensile strength stress s h [MPa] Latewood Spruce Fiber Tissue 0 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 Huomaa akselien skaalat! te Tensile strength stress s [MPa] 80 Compression wood Spruce Fiber MFA ~10 Tissue 60 MFA ~45 a) b) 0 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 strain [-] strain [-] Lähde: Burgert & Frühmann 2004

16 (Puu)rakentamisen keskeisiä haasteita Raaka aineen laatu (korostuu tulevaisuudessa) Tehdasvalmistuksen laatu Rakentamisen laatu Rakennuksen ylläpito osaaminen Uusi haaste (monimutkainen talotekniikka vrt. uudet autot) Markkina kiinteistöhuoltopalveluille ( merkkihuolto ) Matalaenergia ja passiivitalojen poikkeusolojen toimivuus? Kiistämättömän ympäristösuorituskykytiedon tuottaminen Kilpailukyky suhteessa muihin materiaaleihin ja ulkomaisiin toimijoihin

17 Yhteenveto (1/2) Lujuus Nanotuotteissa metsästetään mikrofibrillien lujuuspotentiaalia Perimän jalostuksella ja metsänhoidolla voidaan vaikuttaa mm. solujen mikrofibrillikulmaan Modifiointitekniikat => puun tasapainokosteuden alentaminen, tiheydenkasvattaminen kasvattaminen, jne. Älykäs kuivaus => mikro ja makrohalkeilun hallinta Ympäristökilpailukyky hakee tuotteistumistaan Hiilensidonta argumentin varaan ei puun käytön lisäystä kannata laskea Puulla on läjäpäin muita vedenpitäviä ekologisia argumentteja Puutuotteiden kierrätys on Suomessa lapsenkengissään, mihin tulee saada aikaan muutos

18 Yhteenveto (2/2) Taloudellinen lli kilpailukyky? ilkk? Energian hinnan krooninen kohoaminen parantaa puun asemaa suhteessa muihin rakennusmateriaaleihin Väestön demografinen rakenne tukee kerrostaloasuntojen lisäystä: pientalojen kotimaan markkina pienenee Kustannuskilpailukyky on ehdoton edellytys sille, että puuhun perustuvat ratkaisut tulevat/ovat päässeet kerrostalorakentamisen markkinoille, mutta pelkkä kustannuskilpailukyky ei ole kestävä ratkaisu Materiaaliin ja rakentamiseen liittyvien teknis taloudellisten kysymysten lisäksi tulee erityistä huomiota kiinnittää laatuun Puukerrostalot ovat median, viranomaisten, kilpailevien materiaalien puolestapuhujien, poliitikkojen ja suuren yleisön silmätikkuna

19 Yhdenkin heikkoa laatua, huolimattomuutta tai välinpitämättömyyttä indikoivan erehdyksen jälkien siivoaminen voi olla katastrofaalisen kallista ja työlästä

20 Puuinfo: Puukerrostalorakentamisen teollisen prosessin läpimurto on tapahtunut TEM: Tiedotteet Yritykset Ministerit haastavat rakennusalan toimijat mukaan puurakentamisen lisäämiseen YLE: Suomen korkein puukerrostalo Heinolaan klo 18:21

21 KIITOS! Metla-talo, Joensuu: kierrätyshirsiä toisella vuosisadallaan Lisätiedot: Henrik Heräjärvi