Hirsirakentamisen kehitys ja tulevaisuus Suomessa

Transkriptio

1 Hirsirakentamisen kehitys ja tulevaisuus Suomessa Johanna Lehtonen Diplomityö Tampereen yliopisto

2 Hirsirakentamisen kehitys ja tulevaisuus Suomessa Diplomityö Johanna Lehtonen 2022 Tarkastaja: Markku Karjalainen

3 Tiivistelmä Hirsirakentamisella on pitkät juuret suomalaisessa rakentamisessa ja suomalaisen arkkitehtuurin historia perustuu pitkälti hirsirakentamiselle. Jälleenrakennuskaudella teollisesti esivalmistetuista osista valmistetut rankarakenteiset talot syrjäyttivät hirsitalot, jonka jälkeen hirsi oli pitkään pääosin vapaa-ajan rakennuksien rakennusmateriaali. Teollinen hirsirakentamisen viimeaikaiset kehitysaskeleet ovat kasvattaneet hirren suosiota pientalojen puolella sekä julkisen rakentamisen sektorilla. Tutkimuksessa perehdyttiin hirsirakentamisen kehityskaareen ja sen avulla sen mahdollisiin tuleviin kehityssuuntiin. Tutkimuksessa tarkasteltiin kuinka hirsirakentamiseen liittyvät mielikuvat ovat muuttuneet teollisen hirsirakentamisen, sekä toteutuneiden julkisten hirsirakentamiskohteiden myötä. Hirsirakentamisen kehitys ja tulevaisuus Suomessa Johanna Lehtonen Diplomityö Tampereen yliopisto, Arkkitehtuurin koulutusohjelma Elokuu 2022 Tarkastaja: Markku Karjalainen Avainsanat: Arkkitehtuuri, hirsi, hirsirakentaminen, lamellihirsi, painumaton hirsi Tämän julkaisun alkuperäisyys on tarkastettu Turnitin OriginalityCheck ohjelmalla. Graafinen ulkoasu ja taitto: Johanna Lehtonen Kuvat: Johanna Lehtonen, ellei toisin mainittu Hirsirakentamisen historiaan, nykytilaan sekä teollisuuden uusimpiin innovaatioihin tutustutaan olemassa olevan kirjallisuuden, erilaisten säädösten sekä tutkimuksien kautta. Hirsirakentamisen nykytilaa sekä hirsirakentamisen tulevaisuutta Suomessa avaa puolestaan diplomityön yhteydessä toteutettu haastatteluosuus, jossa eri alojen asiantuntijat pohtivat hirsirakentamisen mahdollisuuksia sekä haasteita teemoittain jaotelluiden kysymysten kautta. Haastattelukysymysten pääteemat ovat ekologisuus, hirsirakentamisen kehitys sekä julkinen hirsirakentaminen. Haastattelututkimuksista selvisi, että haastattelijat pitivät hirsirakentamista hyvänä osaratkaisuna Suomen tavoitteessa olla hiilineutraali vuoteen 2035 mennessä, mutta puuta käyttäessä tulisi ottaa huomioon kuinka paljon metsiä voi hakata ilman että hiilinielut pienenevät merkittävästi. Hirren yksinkertainen rakenne on eduksi sen uudelleenkäytölle sekä kierrätykselle. Hirsien uudelleenkäyttöä koskevaan lainsäädäntöön kaivattiin kuitenkin haastateltavien puolelta kehitystä, koska se ei täysin tue kierrätysmateriaalien käyttöä rakentamisessa. Teollisen hirsirakentamisen innovaatiot, kuten painumattomat hirret, ovat mahdollistaneet yhä suurempimittakaavaisen sekä korkeamman hirsirakentamien. Painumattomat hirret ovat myös mahdollistaneet eri materiaalien yhä saumattomamman yhdistämisen ja useat haastateltavista kokivat, että hirsirakentamisessa voitaisiin tulevaisuudessa yhdistellä yhä monipuolisemmin eri materiaaleja.

4 Abstract Timber construction has had a great impact in Finnish construction and recently there has been great strides in industrial timber construction. During the rebuilding period timber buildings constructed from industrial pre-built structures replaced traditional timber buildings. Lately developments in industrial timber construction have made timber more popular in residential and public construction. This thesis examines the development of timber construction and its future trajectories. It is investigated how the conception of timber construction has changed due to the development of industrial timber construction and the realized public timber building projects. The future and development of timber construction in Finland Johanna Lehtonen Master s thesis Tampere University, Master s Degree Programme in Architecture August 2022 Examiner: Markku Karjalainen Keywords: Architecture, timber, timber construction, glue logs, non-settling log The originality of this thesis has been checked using the Turnitin OriginalityCheck service. Appearance: Johanna Lehtonen All drawings and photographs: Johanna Lehtonen, unless otherwise mentioned The history, present and new innovations of timber construction are examined through literature, statutes, and published research. The present state and future trajectories of timber construction in Finland are investigated by the means of interviews performed as a part of this thesis. In the interview section professionals of different fields discuss the challenges and possibilities in timber construction through thematically sorted questions. The main themes are environmental impact, development of timber construction and public timber construction. The interviews revealed that the interviewees consider timber construction as a good partial solution in Finland s objective to be carbon neutral by 2035, however it should be considered how much logging can be done without depleting the carbon sinks. The simple structure of timber is an advantage for its reusability and recyclability. However, according to the interviewees the legislation related to reuse of timber needs updating as it currently doesn t fully support the use of recycled material in construction. The innovations in industrial timber construction such as non-settling logs have made it possible to make larger scale and higher timber construction. Non-settling logs have also made it possible to more seamlessly combine different materials the interviewees considered that in the future timber construction could further utilize versatile combinations of different materials.

5 Alkusanat Idea tälle diplomityölle syntyi huomattuani hirsirakenteisten pientalojen sekä julkisten rakennusten yleistyneen viime aikoina. Ennen tämän työn tekemistä hirsi oli minulle tuttu materiaali, mutta koin tietäväni sen käytöstä vain pintaraapaisun. Halusin kuitenkin tutustua hirsirakentamiseen perusteellisemmin, joten päätin tutkia sitä diplomityössäni. Työstä syntyi läpileikkaus suomalaisen rakennusperinnön varhaisimmista ajoista teollisen hirsirakentamisen viimeisimpiin kehityksiin sekä mahdollisiin tulevaisuuden näkymiin. Haluan kiittää kaikkia työtä varten haastateltuja asiantuntijoita, jotka kertoivat näkemyksiään hirsirakentamisesta Suomessa. Kiitokset diplomityötä ohjanneelle professori Markku Karjalaisella asiantuntevista kommenteista kirjoitusprosessin aikana. Kiitos ystävilleni, jotka tekivät opiskeluajastani unohtumattoman. Kiitos perheelleni kaikesta elämäni aikana saadusta tuesta sekä kannustuksesta valitsemallani alalla. Kiitos Luukas työn oikoluvusta ja joka päiväisestä kannustuksesta. Tampereella,

6 Sisällysluettelo 1. Johdanto Aiheen esittely ja rajaus Tutkimusmenetelmät Teoria & taustoitus Hirsirakentamisen historia Hirsi rakennusmateriaalina ja hirren tekniset ominaisuudet Suomen puusto Hygroskooppiset ominaisuudet Rakenteen pitkäaikaiskestävyys ja suojaus Akustiset ominaisuudet Ekologisuus Kierrätettävyys Perinteisen hirsirakentamisen arkkitehtoniset piirteet Painumisen huomioiminen suunnittelussa Nurkkasalvokset Listoitus Nykyaikainen hirsirakentaminen Teollisen hirsirakentamisen historia Teollisia hirsirakenteita Tuotteiden esivalmistus Lamellihirsi Painumaton hirsi Lämpöhirsi CLT Nollanurkka/ jiirinurkka Hirsirakentamista koskeva lainsäädäntö Palonkesto ja palomääräykset Maankäyttö- ja rakennuslaki CE-merkintä Lämmöneristävyys ja energiamääräykset Hirsirakentamisen nykytila Hirsirakentamiseen liittyvät mielikuvat Hirsirakentamisen osuus uudisrakennuksista Esimerkkikohteita Honkasuon hirsitalokortteli Pudasjärven koulukeskus Hirsihovi Asiantuntijahaastattelut Haastatteluiden kuvaus Haastateltavien näkemykset Haastattelutulosten analysointi Yhteenveto 110 Lähteet 112 Liitteet

7 Keskeisiä käsitteitä CLT Sahatavarasta ristiin liimattu massiivipuinen levy. Levy koostuu kerroksista, jotka ovat 90 asteen kulmassa edelliseen kerrokseen nähden. Kerroksia on aina pariton määrä Hiilikädenjälki Mittari, jonka avulla voidaan ilmoittaa tuotteen aikaansaamat positiiviset ilmastohyödyt Hiilivarasto Puusto tai muu biomassa, johon on sitoutunut ilmakehän hiiltä Hiilinielu Metsä on hiilinielu silloin, kun sen puuston kasvu sitoo enemmän hiiltä kuin sitä vapautuu takaisin ilmaan Hygroskooppinen rakenne Hygroskooppinen materiaali pystyy imemään itseensä vettä ympäristöstään sekä luovuttamaan vettä suhteellisen ilmankosteuden ja lämpötilan mukaan Kosteuspuskurointi Kosteuspuskuroinnilla tarkoitetaan tilan materiaalien kykyä tasoittaa suhteellisen ilmankosteuden vaihteluja Salvos Hirsirakentamisessa käytettävä nurkkaliitos U-arvo Lämmönläpäisykerroin. Se kuvaa lämpövirran tiheyttä, joka jatkuvuustilassa läpäisee rakennusosan, jaettuna rakenteen eri puolten lämpötilaerolla. Lämmönläpäisykertoimen yksikkö on W(m²K) Varaus Hirsiin veistettävä ura, joka auttaa päällekkäisiä hirsiä asettumaan tukevasti toistensa päälle. Varauksien avulla hirret saadaan tilkittyä tiiviisti

8 1. Johdanto Tässä diplomityössä perehdytään massiivihirsirakentamiseen sekä teollisen hirsituotannon viimeaikaisiin tuotekehityksiin. Työ on läpileikkaus hirsirakentamisen kehittymisestä historiasta nykypäivään, joiden pohjalta pohditaan hirsirakentamisen mahdollisia tulevaisuudennäkymiä. Tutkimuksen alussa keskitytään hirsirakentamisen historiaan sekä puun teknisiin ominaisuuksiin. Puun tekniset ominaisuudet auttavat ymmärtämään hirsirakentamisen ominaispiirteitä sekä siihen liittyviä haasteita. Puun ominaispiirteiden ja hirren teknisten ominaisuuksien lisäksi on olennaista perehtyä hirsirakentamisen historiaan. Hirsirakentamisella on hyvin pitkät juuret Suomessa ja sen historian avulla voidaan ymmärtää hirsirakentamisen kehittymisen käännekohdat niihin vaikuttaneet ilmiöt. Hirsirakentamisen historian ohessa tutustutaan hirsirakentamisen ominaispiirteisiin, jotka ovat ajan saatossa muuttuneet. Nykyaikaiseen hirsirakentamiseen keskittyvässä luvussa käsitellään teollista hirsirakentamista ja siihen vaikuttavaa lainsäädäntöä. Luvussa esitellään markkinoilla olevia tuotteita sekä selvitetään hirsirakentamisen nykytilaa Suomessa. Lopuksi tutkimusta syvennetään asiantuntijahaastatteluilla, joissa keskitytään hirsirakentamisen arvoihin sekä tulevaisuudennäkymiin. 15

9 1.1 Aiheen esittely ja rajaus 1.2 Tutkimusmenetelmät Ilmastokriisi on vaikuttanut rakentamista ohjaaviin määräyksiin ja sen myötä rakennusalalla on pyritty kehittämään yhä ekologisempia rakenneratkaisuja. Vuoden 2019 hallitusohjelman mukaan Suomen tavoite on olla hiilineutraali vuoteen 2035 mennessä ja hiilinegatiivinen pian tämän jälkeen (Valtioneuvosto, 2022). Rakennussektorilla on suuri rooli Suomen ilmastotavoitteiden saavuttamisessa, koska rakennukset ja rakentaminen synnyttävät noin 30 % Suomen kasvihuonepäästöistä ja muodostavat noin 40 % energiankulutuksesta (Kuittinen & le Roux, 2017, 11 12). Suomen ilmastopoliittisten tavoitteiden seurauksena puun käyttöä on kehitetty niin, että sitä on mahdollista käyttää yhä monipuolisemmin suurissa rakennushankkeissa sekä metsien kestävää käyttöä ja puun jalostusarvoa on pyritty kasvattamaan (Ympäristöministeriö, 2022a). Puun käytön ekologisuus rakentamisessa perustuu sen kykyyn varastoida ilmakehästä hiiltä, jonka ansiosta puiset rakenteet toimivat hiilivarastoina sekä puun käytön lisäämisellä voidaan korvata muita hiili-intensiivisempiä materiaaleja (Churkina ym., 2020, Tämän diplomityön tavoitteena on selvittää hirsirakentamisen kehitystä ja nykytilaa Suomessa, joiden pohjalta pyritään luomaan kuva sen mahdollisista tulevaisuudennäkymistä. Keskeisenä osana tutkimusta on selvittää hirsirakentamisen teknisten ominaisuuksien soveltuvuus nykyaikaisiin vaatimuksiin sekä mitkä ovat sen mahdollisuudet vastata ilmastokriisin tarjoamiin haasteisiin. Hirsirakentamisen suosio ja käyttömahdollisuudet ovat kehittyneet merkittävästi viime aikoina. Hirren käytön lisääminen rakentamisessa nähdään yhtenä osaratkaisuna Suomen ilmastotavoitteiden saavuttamisessa, minkä takia tämä tutkimus pyrkii luomaan katsauksen hirsirakentamisen tulevaisuuden mahdollisuuksiin sekä tutkimaan hirren soveltumista erilaisiin rakennustyyppeihin sekä nykyhetken rakennusmääräyksiin. Tulevaisuuden näkymien kannalta on olennaista tutkia kehitteillä olevia lainsäädännöllisiä muutoksia sekä tilastojen valossa arvioida mahdollista kehityskulkua. Tässä diplomityössä on ensin perehdytty hirsirakentamiseen liittyvään teoriaan kirjallisuuden, erilaisten artikkelien ja tutkimuksien sekä lakien ja säädösten kautta. Teoria osuudessa tutustutaan puun teknisiin ominaisuuksiin sekä hirsirakentamisen kehittymiseen tähän päivään saakka. Teoriaosuudessa käydään myös läpi teollisen hirsirakentamisen keskeisiä kehityskohteita sekä yleisimpiä rakenneratkaisuja. Hankkimalla tietoa laajasti erilaisista lähteistä, on hirsirakentamisesta pyritty muodostamaan mahdollisimman objektiivinen näkemys. Työn loppupuolella syvennetään hirsirakentamisesta muodostunutta kuvaa asiantuntijahaastatteluiden avulla ja haastattelukysymysten teemat muodostuivat kirjallisuuskatsauksessa esiin nousseiden asioiden pohjalta. Haastattelumenetelmänä oli puolistrukturoitu haastattelu, jossa teemoittain jaotellut kysymykset toimivat keskustelun runkona. Kvalitatiivinen tutkimus pohjautuu tarkoituksenmukaiseen sekä suhteellisen pieneen haastateltavien otantamäärään. Haastateltaviksi valikoitui eri alojen asiantuntijoi- Mitkä ovat hirsirakentamisen mahdollisuudet vastata Suomen ilmastotavoitteisiin? Kuinka hirsirakentamiseen liittyvät mielikuvat ovat muuttuneet? Millainen on hirsirakentamisen nykytila Suomessa ja mitkä ovat sen mahdollisuudet tulevaisuudessa? ). Lisäksi puu on uusiutuva luonnonva- ta, jotta hirsirakentamisen kehityksestä ja tulevai- ra ja kestävällä metsien hoidolla voidaan turvata suudenkuvasta saatiin mahdollisimman laaja kuva. puun riittävyys myös tuleville sukupolville. Tutkimusmenetelmien avulla pyritään etsimään vastauksia seuraaviin tutkimuskysymyksiin

10 2. Teoria & taustoitus Tässä luvussa käsitellään hirsirakentamisen historiaa sen varhaisimmilta ajoilta 1900-luvun alkupuolelle asti. Lisäksi tässä luvussa käsitellään hirren teknisiä ominaisuuksia, joiden avulla voidaan ymmärtää rakennusmateriaalin materiaalin keskeisiä ominaispiirteitä. 19

11 2.1 Hirsirakentamisen historia Puurakentamisella on hyvin pitkät juuret Suomessa ja suomalaisen arkkitehtuurin historia pohjautuu hyvin pitkälti hirsirakentamiseen. Puun käytön suosioon rakentamisessa on vaikuttanut se, että sitä on ollut paljon tarjolla pohjoisella havumetsävyöhykkeellä. Vanhin Suomesta löytynyt puurakennelma on noin 4000 vuoden takaa, kyseessä on puupaalutuksella tuettu pyöreäpohjainen kota. Vaakasuorat hirrestä tehdyt rakenteet olivat aluksi pääosin rakennuksien perustuksia ja ajan saatossa hirsirakenteita alettiin käyttämään rakennusten seinissä sekä kantavissa kattorakenteissa. (Rakentajan tietokirjat, 2006, 8.) Vanhimmat Euroopasta löytyneet hirsirakenteet sijoittuvat noin ajalle 1500 eaa. ja löydökset ovat sijainneet Italiassa sekä Alpeilla. Suomea koskevat varhaisimmat hirsirakenteet ovat noin ajalta eaa., joista vanhin on Laatokan alueelta. (Vuolle-Apiala, 2005, 10.) Alun perin hirsiä työstettiin veistämällä ja ajansaatossa syntyi veistäjien ammattikunta. Veistäjät kiersivät töiden perässä kylästä toiseen ja jokainen veistäjä jätti oman ainutlaatuisen kädenjälkensä rakennuksiin veistämällä erilaisia nurkkasalvoksia. Koristeellisesti veistetyt salvoksien avulla on voitu päätellä eri ajanjaksojen arkkitehtuurisia ihanteita sekä teknistä kehitystä. (Hakalin, 2005, 8.) Hirsirakentamisen monipuolisiin lopputuloksiin ovat vaikuttaneet olosuhteet eri puolilla Suomea. Perinteisten hirsirakennusten pohjaratkaisut ovat perustuneet toistuviin hirsineliöihin, joiden mittasuhteet ovat pitkälti määrittäneet kaadetut puut. Länsi-Suomessa hirsirakentamisen ominaispiirteisiin ovat kuuluneet suoraksi veistetyt hirret sekä lyhyet nurkkasalvokset, jolloin rakennukset julkisivut olivat mahdollista lautaverhoilla. Rakennusten pohjaratkaisu oli usein nelinurkkainen, koska se oli yksinkertaisin toteuttaa ja rakennuksien katot olivat usein loivia harjakattoja. Talot periytyivät usein jälkipolville ja niihin tehtiin ajan saatossa laajennuksia ja parannuksia, kuten julkisivujen maalaus sekä koristeelliset kuistit. (Lakkala & Pihlajaniemi, 2019, ) Perinteinen hirsiarkkitehtuuri on ollut melko yksiaineista ja rakennuksissa on yhdistelty melko vähän eri materiaaleja. Massiivipuisen hirsirakennuksen ikkunoiden karmit, ovet, kattorakenteet sekä sisäpinnat olivat esimerkiksi puisia. Suomessa kaupungistuminen on tapahtunut melko myöhään luvulla keskiaikainen kaupunkilaitos levisi Suomeen, mutta varhaiset kaupungit olivat melko vaatimattomia. Kaupunkien kasvu ja kehitys alkoi 1600-luvun suurvalta-ajalla, jolloin kaupungit muodostuivat pääosin harjakattoisista, suorakaiteen muotoisista hirsirakennuksista. Kaupunkien ja kylien ulkopuolella, syrjäseuduilla, vaatimaton keskiaikainen rakennustapa säilyi 1800-luvulle saakka. Sen sijaan uusimmat hirsirakennustavat tulivat ensimmäisinä puisiin kirkkoihin, raatihuoneisiin, kartanoihin ja pappiloihin. (Heikkilä, 2001, 11.) Kuva 1. Yli-Kuhan talo Kuortaneella edustaa tyypillistä pohjalaistaloa, jonka runkosyvyys oli usein korkeutta pienempi. Talo on maalattu keittämällä valmistetusta punamultamaalilla, ja sen punaista julkisivua rytmittävät valkoiseksi maalatut listat. Pitkän julkisivun listojen alle voidaan peittää esimerkiksi hirsien jatkoksien kohdat. (Tirilä, 2009) Kiven käyttöä aletiin suosimaan kaupungeissa klassismin aikakaudella, kun laadittiin ensimmäinen kiven käyttöön perustuva asemakaava ja kivi määriteltiin kaikkien julkisten rakennusten rakennusmateriaaliksi. Suositteluista huolimatta hirsi säilyi pitkään kaupunkien yleisimpänä rakennusmateriaalina. (Heikkilä, 2001, 11.) 1700-luvulla kaupunkeihin rakennettuja hirsitaloja alettiin vuorata laudoilla ja vähitellen hirsirakenteet jäivät puutalokaupungeissa piiloon (Vuolle-Apiala, 2005, 26). Koska talot verhoiltiin laudoituksella, käytettiin niissä lyhytnurkkatyyppejä kuten lohenpyrstö- tai läpihammasnurkkaa. Lautaverhojen vakiintuminen kaupungeissa johti lyhytnurkkasalvosten yleistymiseen. Lisäksi hirsirakennusten pitkänurkat kiellettiin joissain kaupungeissa, koska ne miellettiin tilaa vievinä kasvavissa kaupungeissa sekä maalaismaisena rakennustapana (Heikkilä, 2001, 11). Hirsirakentamiseen liittyvät mielikuvat ovat säilyneet pitkään lähes muuttumattomina, eikä hirttä nähty pitkään aikaan soveltuvina kaupunki- ja taajama-alueille. Hirsirakentamiseen liittyvissä mielikuvissa on tapahtunut muutoksia viime aikoina ja niitä tarkastellaan tarkemmin alaluvussa

12 2.2 Hirsi rakennusmateriaalina ja hirren tekniset ominaisuudet Kuva 2. Katunäkymä, Loviisa (Kanerva, 1983) Hirret voidaan luokitella niiden muodon tai ominaisuuksien perusteella. Massiivihirsi on yhdestä puusta valmistettu hirsi, jonka kokoon vaikuttaa kaadetun puun koko. Massiivihirret voidaan jakaa massiivihöylähirsiin, jotka ovat veistetty suorakaiteen muotoisiksi, sekä massiivipyöröhirsiin, jotka ovat nimensä mukaisesti poikkileikkaukseltaan ympyrän muotoisia. Hirsirakentaminen perustui pitkään pyöröhirsien käyttöön, mutta 1600-luvulta lähtien läntisten vaikutusten sekä kivirakennusten jäljittelyn myötä niiden veisto massiivihöylähirsiksi alkoi yleistyä (Heikkilä, 2001, 9). Tässä työssä perinteisellä hirsirakentamisella tarkoitetaan painuviin massiivihirsiin perustuvaa rakentamista. Massiivihöylähirsien leveydet vaihtelevat tyypillisesti mm välillä ja leveydet mm välillä. Massiivipyöröhirsien halkaisija on valmistajasta sekä kaadetusta puusta riippuen noin mm. (Puuinfo, 2020c.) Halkaisijaltaan pienempiä hirsiä käytetään kylmissä sekä puolilämpimissä rakennuksissa, kuten varastoissa tai kesämökeissä ja paksumpia hirsiä lämpimissä rakennuksissa, koska niillä on paremmat lämpötekniset ominaisuudet. Niiden poikkileikkaukset voivat vaihdella hyvin paljon eri valmistajien ja veistäjien mukaan. Massiivipuurakennuksella tarkoitetaan rakennusta, jonka ulkoseinien rakennepaksuus on vähintään 180 mm sekä sen ulkoseinät ovat rakennettu pääasiassa massiivipuurakenteesta (Ympäristöministeriön asetus uuden rakennuksen energiatehokkuudesta 1010/2017, art. 2). Massiivirakenteelle ominaista on, että rakenne on yhdestä materiaalista koostuva yhtenäinen rakennekerros, joka huolehtii kaikista rakenteen ominaisuuksista. Massiivipuurakenteissa tämä yhtenäinen ja yksiaineinen rakennekerros on puu. Massiivipuisissa ulkoseinissä ei tarvita esimerkiksi erillistä lämmöneristettä, tuulensuojaa tai höyrynsulkukalvoa, vaan ulkoseinät ovat usein yksiaineisia. Hirrellä on korkea lujuuden ja massan suhdeluku eli hirsi on painoonsa verrattuna kestävä rakennusmateriaali ja siksi se soveltuu kantaviin rakenteisiin (Ramage ym., 2017, 333). Hirttä käytetään usein kantavissa seinärakenteissa, mutta se soveltuu myös ei-kantaviin seinärakenteisiin kuten väliseiniin (RT , 2014). Puun tiheyteen vaikuttaa sen kasvunopeus. Keväisin puut kasvavat nopeasti, jolloin syntyy puun vuosirenkaissa vaaleana näkyvää kevätpuuta. Kasvukauden hidastuttua syntyy kesäpuuksi kutsuttua tummempaa puuta, joka on tiheämpää ja kestävämpää kuin kevätpuu. Lämpötilan laskiessa tarpeeksi matalaksi, puiden kasvu pysähtyy. Nämä lämpötilan muutoksista johtuvat kesäpuu- ja kevätpuukerrokset muodostavat puiden vuosirenkaat. Hirsiä valmistetaan pääosin kuusesta sekä männystä. Kuusella kesäpuun osuus on noin 15 % ja männyllä noin 25 %. (Ramage ym., 2017, 335.) 23

13 2.2.1 Suomen puusto Suomen maapinta-alasta yli 75 % on metsää. Suurin osa Suomesta on puutuotantoon soveltuvaa metsämaata, aivan pohjoisimpia osia lukuun ottamatta (Maa- ja metsätalousministeriö). Mänty on yksi yleisimmistä hirsimateriaaleista Suomessa, koska sillä on laaja levinneisyys. Lisäksi männyt ovat melko suoria ja tasapaksuja puita, minkä ansiosta niistä on helppo veistää hirsiä. Männyn lisäksi toinen Suomessa hyvin yleinen hirsimateriaali on kuusi, jolla on männyn tavoin laaja levinneisyys. (Vuolle-Apiala, 2012, 91.) Puun tasapaksuus ja suoruus ovat olleet merkittäviä kriteereitä kaadettavien puiden valitsemisessa erityisesti massiivihirsirakentamisessa. Uudemmissa liimapuurakenteissa hirret muodostuvat yhteen liimatuista pienemmistä puun paloista, jolloin edellä mainittujen ominaisuuksien merkitys pienenee. Hyvin kiertyneistä puista saadaan lyhempiä hirsiä, jotka sopivat sellaisinaan pienempiin rakennuksiin tai jatkettuina myös pidempiin seiniin. Koivu sekä haapa eivät ole männyn ja kuusen tavoin yleisiä hirsimateriaaleja niiden runkojen kiertyneisyyden takia, mutta niistä tehtyjä hirsiä on käytetty esimerkiksi pienempien talousrakennuksien tekemiseen. Koivun rungot ovat usein myös haaroittuneita, mikä hankaloittaa sopivien puiden löytämistä. (Vuolle-Apiala, 2012, 95, 97.) Lehtikuusihirsien käyttö on ollut Suomessa vähäistä sen heikon saatavuuden takia, mutta Keski-Euroopassa, erityisesti Sveitsissä, on pitkältä ajalta kokemusta lehtikuusihirsistä kestävänä rakennusmateriaalina. (Vuolle-Apiala, 2012, 96.) Kuva 3. Poikkileikkauksia höylähirrestä sekä pyöröhirrestä, Puuinfo 2020c mukaan Kuva 4. Suomen metsien kasvu on yli 100 miljoonaa kuutiometriä vuodessa ja metsien kokonaispoistumasta suurin osa käytettiin vuonna 2015 teollisuuden raakapuuksi (Luonnonvarakeskus, 2022) 24 25

14 2.2.2 Hygroskooppiset ominaisuudet Puu on hygroskooppinen materiaali eli se pystyy imemään itseensä vettä ympäristöstään sekä luovuttamaan vettä suhteellisen ilmankosteuden ja lämpötilan mukaan. Tämän takia puuta kutsutaan hengittäväksi materiaaliksi. Näiden ominaisuuksien ansiosta se pystyy tasaamaan rakennuksen sisä- ja ulkoilman kosteuseroja pyrkiessään asettumaan tasapainokosteuteen. Tätä ominaisuutta kutsutaan puun kosteuselämiseksi. (RT , 2014.) Hirsien hengittävyydellä tarkoitetaan ilmassa olevan veden siirtymistä hirsirakenteen läpi hirren hygroskooppisten ominaisuuksien takia. Rakenteiden ilmavuoto eli konvektio johtuu usein heikosti tiivistetyistä rakenteista ja on eri asia kuin hygroskooppisuus. Sisäilman kosteuspitoisuuden noustessa hirsirakenteet pystyvät sitomaan itseensä kosteutta ja sisäilman kosteuden laskiessa ne pystyvät vapauttamaan kosteutta takaisin sisäilmaan. Ilmankosteuden lisäksi puun kosteusvaihteluihin vaikuttavat auringon säteily, lämpötila sekä rakenteellinen suojaus (Tiainen ym., 2017, 20). Käsittelemätön puupinta pystyy reagoimaan parhaiten sisäilman kosteuteen sitomalla ja vapauttamalla kosteutta, mutta myös vähän höyryä läpäisevät käsittelyt mahdollistavat puun hygroskooppiset ominaisuudet. (RT , 2014.) Kosteuspuskuroinnilla tarkoitetaan tilan materiaalien kykyä tasoittaa suhteellisen ilmankosteuden vaihteluja. Nämä vaihtelut voivat olla lyhyitä, vuorokauden aikaisia muutoksia, tai pidempiä muutoksia, kuten vuodenaikojen vaihtelut. Pääosin kosteuspuskurointi tasoittaa suhteellisen kosteuden huipun vaihteluita, tehden sisäilmasta miellyttävän tuntuisen. (Rode ym., 2006, 11, ) Kosteuspuskurointi perustuu materiaalien sisä- ja ulkopintojen kykyyn tasata ilman kosteutta ja siten se eroaa hengittävistä materiaaleista. Koska tilaa ympäröivien rakenteiden pintamateriaalit sitovat ilman kosteutta ja luovuttavat sitä takaisin tilaan, on materiaaleilla merkitystä kosteuspuskuroinnin määrään. Tutkimuksen mukaan puupintaiset rakenteet tasaavat kosteutta paremmin kuin esimerkiksi kipsilevypintaiset rakenteet ja kosteusvirtaus sisäilman ja sitä ympäröivien rakenteiden välillä voi olennaisesti parantaa sisäilman laatua verrattuna tilanteeseen, jossa rakenteiden sisäpinnat ovat höyrytiiviitä. VTT:n julkaisemassa tutkimuksessa selviää, että hygroskooppisten materiaalien takana olevan lämmöneristeen hygroskooppisuudella ei ole suurta merkitystä sisäilman kosteusteen. (Simonson ym., 2001, 49 53, 98 99, , ) Tämän perusteella voidaan päätellä, että puun käytöllä on sisäilmalle suotuisia vaikutuksia sekä sisäverhouksena että massiivirakenteena. Massiivihirsien hygroskooppisia ominaisuuksia on helpompi tutkia kuin liimapuurakenteiden, sillä liimapuurakenteissa, kuten lamellihirsissä, on otettava huomioon käytettyjen liimojen ominaisuudet. Lamellihirsien liimojen vaikutukset hirsien hengittävyyteen ovat aiheuttaneet huolta. Tiainen ym. (2017, 20) mukaan lamellihirsien liimasaumoilla ei ole vaikutusta rakenteen hengittävyyteen. Tämä on perusteltu sillä, että puun kosteuseläminen tapahtuu pääasiassa noin 5 cm syvyydessä hirren pinnasta. (Tiainen ym., 2017, 20.) Yksiaineisuutensa ansiosta massiivihirsiseinässä ei ole myöskään rakenteellisia kerroksia joihin kosteus kertyisi muodostaen mahdollisia kosteusvaurioita. Puiden kaadon jälkeen tapahtuvalla puun kuivumisella on myös useita vaikutuksia puun fysikaalisiin ominaisuuksiin. Puumateriaalin kuivuessa vesi poistuu ensimmäisenä puun soluonteloista. Tätä kutsutaan puussa olevan vapaan veden poistumiseksi. Vapaan veden poistuttua puusta saavutetaan puun kuidun kyllästymispiste. Kyllästymispisteessä puumateriaalissa on edelleen vettä, mutta se on varastoituneena soluseinämiin. Kun puussa on yli syiden kyllästymispisteen verran vettä, ei veden määrällä ole vaikutusta puun mekaanisiin ominaisuuksiin. Puun kuidun kosteuspisteen alituttua, tapahtuu puussa useita kuivumisen aiheuttamia mekaanisia ominaisuuksien muutoksia kuten puun kutistuminen, halkeilu sekä kieroutuminen. Puun kuivumisella on myös positiivisia vaikutuksia sen ominaisuuksiin. Puun soluissa olevan veden määrän laskiessa alle puun kuidun kyllästymispisteen, puu kovenee ja jäykistyy. (Ramage ym., 2017, 343.) Liian vähäinen veden määrä puun solukossa aiheuttaa sen kutistumisen. (Ramage ym., 2017, 343.) Kosteuden muutokset vaikuttavat puun kokoon eniten kehän suuntaisesti. Myös puun rungon säteen suuntainen kutistuminen on huomattavaa. Sen sijaan puun runkoon nähden pituussuuntainen kutistuminen on erittäin vähäistä. (RT , 2014.) Pystyhirsirakentaminen sekä painumattomat hirsirakenteet hyödyntävät puun vähäistä pystysuuntaista painumaa. Sen sijaan painuvia hirsiä käytettäessä vaakahirsirakentamisessa on otettava huomioon hirsien laskeutumisvarat, mitkä vaikuttavat olennaisesti rakennuksen ulkoarkkitehtuuriin sekä rakenneteknisiin ratkaisuihin. Aihetta käsitellään tarkemmin luvussa 3 Perinteisen hirsirakentamisen arkkitehtoniset ominaisuudet

15 Yläpohjan tuuletus Räystäät Rakenteen pitkäaikaiskestävyys ja suojaus Hirsirakentamisella on hyvin pitkät juuret Suomessa, joten sen pitkäaikaiskestävyydestä on paljon kokemusta eri vuodenaikoina. Rakennusten elinkaarta ja pitkäaikaiskestävyyttä voidaan pidentää huolellisella suunnittelulla, jossa huomioidaan erilaisten sääilmiöiden sekä ulkoisten tekijöiden vaikutukset rakenteisiin. Hirsiseinän kestävyyttä voivat heikentää esimerkiksi erilaiset home- ja lahottajasienet, jos rakenteisiin pääsee liikaa kosteutta. Myös auringon ultraviolettisäteily voi aiheuttaa rakennusmateriaalien eroosiota. (Tiainen ym., 2017, 48.) puuhun. (Ramage ym., 2017, ) Kyllästymiskäsittely estää puun kosteuspitoisuuden liiallisen nousemisen, jolloin erilaiset lahottajasienet eivät vahingoita puuta ja tekee näin puusta kestävämmän. Puun kemiallisessa käsittelyssä tehdään lahottajasienten elinolosuhteet mahdottomiksi sekä suojataan puuta auringon ultraviolettisäteilyltä, joka hajottaa puun solujen rakenteita. Kemiallinen käsittely myös suojaa puuta kosteudelta muodostaen puun pinnalle vettä hylkivän kalvon. Hirsiseinien pinnoitteita valitessa tulee huomioi- Vesikaton vedenpoistojärjestelmä Hirsien profiileihin on muotoiltu tippanokka, joka ohjaa veden pois seinän välistä. Saumojen eristeet estävät hirsien välisiä pehmeitä eristeitä kastumasta Hirsiseinä voidaan suojata maalaamalla. Keittomaalit soveltuvat hyvin karheille puupinnoille kuten hirsiseinille, ja niiden sisältämä rautasulfaatti suojaa osittain rakennusta hyönteisiä ja lahottajasieniä vastaan Puun kosteuden vaihtelut voivat aiheuttaa muutoksia sen mekaanisiin ominaisuuksiin. Kosteuden puute voi aiheuttaa kutistumista, kun taas liiallinen veden määrä puun solukoissa aiheuttaa turpoamista sekä altistaa sen sienille ja bakteereille, jotka aiheuttavat puun biohajoamisen (Ramage ym., 2017, 345). Puumateriaalin kosteus voi nousta da massiivihirren ominaisuudet. Massiivipuinen hirsi on hygroskooppinen materiaali, jonka ansiosta sen kosteuspitoisuus vaihtelee suhteellisen ilmankosteuden mukaan. Hirsiseinälle on valittava vesihöyryä läpäisevä pinnoite, koska vesihöyryn paine voi irrottaa pinnoitteen hirrestä. (RT , 2014). Hirsien kulutuspintana voidaan käyttää julkisivuverhousta. Julkisivuverhouksen tuuletusvälin on oltava läpituulettuva, jotta se verhous pääsee kuivumaan Alimman hirren ja sokkelin väliin tiivistys ja kapillaarikatko liikaa erityisesti tilanteissa, joissa puuta ei voi suojata rakenteellisesti. Jos rakenteellinen suojaus ei ole mahdollista, puumateriaalia voidaan prosessoida, jolloin se saadaan kestämään olosuhteiden muutoksia paremmin. Erilaisia prosessoimistapoja ovat esimerkiksi kyllästäminen, kemiallinen käsittely sekä lämpökäsittely. Kyllästämisessä puun soluseinien ontelot täytetään aineilla jotka estävät veden imeytymisen Puun lämpökäsittelyllä voidaan vähentää puun kosteusrasituksen aiheuttamia mekaanisia muutoksia kuten turpoamista. Lisäksi sillä voidaan vähentää kosteuden aiheuttamaa biohajoamista. Muita lämpökäsittelyn aiheuttamia ominaisuuksia puussa ovat sen keveneminen, jäykkyyden pieneneminen sekä lämmöneristyskyvyn kasvaminen. (Ramage ym., 2017, 346.) Ryömintätilan tuuletus Salaojituskerroksella ja salaojaputkilla estetään maaperässä olevan veden kapillaarinen nousu Alin hirsi sokkelipintaa ulommas Hirren alareuna muotoillaan tippanokaksi Sokkeli vähintään 400 mm Sorastus suojaa ulkoseinää roiskevedeltä Kuva 5. Erilaisia tapoja suojata hirsirakennuksen rakenteelliselle suojaukselle, Tiainen ym., 2017, 49, Puuinfo 2020b ja Vuolle-Apiala, 2012, 156 mukaan 28 29

16 2.2.4 Akustiset ominaisuudet Kuva 6. Käsittelemätön hirsipinta (Puuproffa, 2022) Vaikka maalit ovat hyvin vanha keksintö, on Suomessa alettu maalata asuinrakennuksia vasta tajasienet pääse vaurioittamaan hirsiseinää (Tiaitöisesti alle 20 prosentissa, eivät home- ja lahot- melko myöhään. Vielä 1950-luvulla olivat useat nen ym., 2017, 48). maaseudun asuinrakennuksista maalaamattomia. Hirsiseiniä suojataan laudoituksella erityisesti Vaikka maaleilla voidaan suojella puupintoja, myös rannikkoalueilla, joissa on paljon tuulen aiheuttamaa viistosadetta. Painuvan hirsiseinän vuoraus käsittelemätön puupinta säilyy hyvin, jos julkisivut ovat suojattu mekaanisesti. (Vuolle-Apiala, laudoituksella voidaan kuitenkin tehdä vasta noin 2012, 154.) Rakenteellisia suojausmenetelmiä 3-4 vuoden kuluttua rakennuksen valmistumisesta, jotta ulkoseinä on ehtinyt painua tarpeeksi ovat muun muassa laudoitus sekä riittävät sokkelit ja räystäät. Ne suojaavat rakenteita viistosateelta, ja rakenteiden liikkeet eivät vaikuta laudoituksen auringolta sekä maasta kapillaarisesti nousevalta pysymiseen (Vuolle-Apiala, 2012, 134). kosteudelta. Puun kosteuden pysyessä pääsään- Ympäristöministeriö on esittänyt vaatimukset rakennusten äänieristyksestä, meluntorjunnasta sekä ääniolosuhteista eri tiloissa. Rakenteiden ääniolosuhteet ovat suunniteltava sellaisiksi, että rakennuksen käyttötarkoituksen mukainen toiminta on ääniolosuhteiden puolesta mahdollista. (Ympäristöministeriön asetus rakennuksen ääniympäristöstä 796/2017, art. 3.) Hirsiseinän akustisia ominaisuuksia voidaan mitata monella eri tavalla. Ääni voi edetä sekä pitkittäis- että poikittaisaaltoina esimerkiksi ilmassa, kaasussa, nesteessä tai kiinteässä aineessa ja sille annetaan nimityksiä sen mukaan missä väliaineessa se liikkuu. (Lahtela ym., 2021, 6.) Esimerkiksi ilmassa etenevää ääntä kutsutaan ilmaääneksi. Ilmanääneneristyksellä tarkoitetaan rakennusosan tai materiaalin kykyä eristää ilman välityksellä leviävää ääntä. Ilmaääneneristävyyden symbolina käytetään kirjainta ja yksikkönä desibeliä. Sen avulla esitetään tietyllä taajuuskaistalla rakennusosan tai materiaalin kautta sen toiselle puolelle siirtynyt ääniteho suhteessa rakennusosan kohdanneeseen äänitehoon. Taajuuskaistoittain määritellystä ilmaääneneristävyydestä saadaan laskettua tietyn rakennusosan ilmaääneneristyskyky. (Lahtela ym., 2021, 13.) Mitä suurempi ilmaääneneristysluku on, sitä parempi on rakenteen ilmaääneneristävyys. Ilman kautta rakenteiden toiselle puolelle kulkeutuvan äänen määrää pyrintään vähentämään rakennuksissa ilmaääneneristävyyden avulla. Ilmaäänenlähteitä rakennuksessa ovat esimerkiksi puhe ja erilaiset tekniset laitteet kuten ilmanvaihtokoneet. Lisäksi rakennuspaikasta riippuen rakennuksen ulkopuolelta voi kantautua liikenteen aiheuttamaa ilmaääntä. Ilmassa etenevän äänen törmätessä ääntä eristävään rakennusosaan, kuten väliseinään, se saa väliseinän rakenneosat värähtelemään äänitehon vaikutuksesta ja rakenteessa aaltoliikkeenä etenevän äänen aiheuttama värähtely saa rakenteen toisella puolella olevan ilman värähtelemään. Kyseisen värähtelyn suuruuteen vaikuttavat rakenteen ilmaääneneristävyys ominaisuudet kuten rakenteen ja sen saumojen ilmatiiviys. Rakenteiden ilmatiiviys on akustiikan kannalta olennainen ominaisuus, koska ilma toimii väliaineena, jossa ääni etenee. (Lahtela ym., 2021, 13.) Hirsiseinän ilmatiiviyttä voidaan parantaa esimerkiksi hirsien saumojen väliin laitettavalla tiivisteellä. Lisäksi teollisesti valmistetut hirret ovat käsin veistettyjä hirsiä mittatarkempia sekä ilmatiiviimpiä. Äänen pystysuuntainen eteneminen hirsiseinässä on yleensä vähäistä, koska hirret ovat irrallisia kappaleita, mikä vaikeuttaa äänen etenemistä (Tiainen ym., 2017, 38)

17 Massiivihirsiseinä sekä lamellihirsiseinä ovat rakenteeltaan yksinkertaisia ja melko yksiaineisia. Yksinkertaisella rakenteella tarkoitetaan akustiikan näkökulmasta rakenteita, joiden materiaalit muodostavat kiinteän kokonaisuuden joka värähtelee yhtenä kokonaisuutena äänen edetessä siinä. Rakenteen massa, jäykkyys, ilmatiiviys ja rakenteellisten sivutiesiirtymien vaikutus ovat olennaisia osia yksinkertaisten rakenteiden ilmaääneneristyksessä. (Lahtela ym., 2021, 20.) Puu on melko kevyt materiaali esimerkiksi betoniin verrattuna minkä takia massiivipuisen rakenteen ilmaääneneristävyys ei ole yhtä hyvä kuin esimerkiksi betonisella rakenteella. Yksinkertaisen rakenteen ollessa ilmatiivis, sen ilmaääneneristävyyden voidaan laskea paranevan noin 6 db massan kaksinkertaistuessa (Lahtela ym., 2021, 20). Massan lisääminen on tehokas keino rakenteen akustisten ominaisuuksien parantamiseksi, mutta esimerkiksi väliseiniä ei ole mielekästä tehdä kovin paksuiksi rakenteellisten sekä tilankäytöllisten syiden takia. Koinsidenssin rajataajuus on taajuus, jolla ääniaallon osuessa levyn pintaan tietyssä tulokulmassa on sen aiheuttama värähtely samanlaista kuin ääniaaltorintaman levyn suuntaisen komponentin aallonpituus. Siinä materiaalin ilmaääneneristävyys alenee huomattavasti ääniaaltojen läpäistessä materiaalin helpommin. Ristiin liimatuissa puurakenteissa on kaksi koinsidenssin rajataajuutta, koska eri kerroksilla on toisistaan poikkeavat taipumasuunnat. Puun massasta sekä koinssidenssin rajataajuudesta johtuen massiivisen puurakenteen tulisi olla huomattavasti paksumpi verrattuna esimerkiksi betonirakenteiseen seinään, jotta ne saavuttaisivat akustisesti samankaltaiset ominaisuudet. Esimerkiksi massiivisen puurakenteen tulisi olla 600 mm paksu, jotta se saavuttaisi saman ilmaääneneristävyyden kuin 180 mm paksu betonirakenne. (Lahtela ym., 2021, 10.) Painumaton hirsi sekä CLT-levy muistuttavat rakenteeltaan toisiaan. Painumattoman hirren keskiosa on 90 asteen kulmassa hirren sivulamelleihin nähden ja myös CLT-levyt hyödyntävät tätä ristikkäisrakennetta (alaluku.4.2.5). Kuva 7 havainnollistaa kuinka yksinkertaiset massiiviset puurakenteet ovat melko huonoja akustisilta ominaisuuksiltaan. Niiden akustisia ominaisuuksia voidaan kuitenkin parantaa luomalla kaksinkertaisia rakenteita. Kaksinkertaisella rakenteella tarkoitetaan rakennetta, joka muodostuu kahdesta eri levymäisestä massasta sekä niiden välissä olevasta ilmavälistä. Ilmavälin ollessa rakenteeseen kohdistuvan äänen aallonpituutta paksumpi, se parantaa rakenteen ilmaääneneristävyyttä vähentämällä värähtelyä levymäisten massojen välillä. Koinssidenssin rajataajuden takia kaksinkertaisissa massiivipuu rakenteissa ei ole akustiikan kannalta järkevää lisätä massiivipuulevyjen paksuutta. Sen sijaan rakenne tulisi muodostaa käyttäen ohuita rakennekerroksia joiden välissä on suuri ilmaväli. (Lahtela ym., 2021, 23.) Betoniseinä R w = 60 db Harkkoseinä + tasoite (kaikkikiviharkko) R w = 58 db CLT-seinä R w = 40 db Hirsiseinä R w = 42 db Kuva 7. Eri paksuisten yksinkertaisten rakenteiden ilmaääneneristävyyslukuja, Lahtela ym., 2021, 20 mukaan Hirsiseinä R w = 52 db 95mm lamellihirsi 50mm eriste 95mm lamellihirsi Hirsiseinä R w = 55 db 135mm lamellihirsi 50mm eriste 135mm lamellihirsi Kuva 8. Hirren paksuuden vaikutus kaksinkertaisen hirsiseinän ilmaääneneristävyyteen. Kaksoisrunkoseinä mahdollistaa hirsipinnan näkymisen väliseinän kummallekin puolelle. Lahtela ym., 2021, 28 mukaan 32 33

18 Rakentamismääräyskokoelmassa on määritelty ilmaääneneristysarvoja asuntojen, majoitustilojen sekä potilashuoneiden välisille rakenteille. Muihin käyttötarkoituksiin määritellyille tiloille on annettu ohjeellisia suunnitteluarvoja. Esimerkiksi kerrostalossa kahden asuinhuoneiston välisen seinän äänitasoero on määritelty olevan 55 db. Päiväkodeissa sekä kouluissa opetustilojen sekä niitä ympäröivien tilojen äänitasoerovaatimuksena on 44 db. Rakennuksia suunnitellessa on otettava huomioon, että yksittäiselle rakenneosalle kuten seinälle voidaan määritellä ilmaääneneristysluku, mutta tämä ei suoraan vastaa tilojen välistä ilmaääneneristystä, koska todellisuudessa tilojen väliseen äänitasoeroon vaikuttavat lisäksi rakenteelliset sivutiesiirtymät. (Lahtela ym., 2021, 13, ) Ilmaääneneristyksen lisäksi rakennuksen akustisiin ominaisuuksiin kuuluu äänen absorptiokyky. Materiaalin kyvyllä absorboida ääntä tarkoitetaan sen kykyä vähentää äänitehoa. Tällöin materiaalin pinnasta heijastuu vähemmän ääntä. (Kylliäinen ym., 2022.) Se vaikuttaa tilan jälkikaiunta-aikaan ja tätä kautta huoneakustiikkaan. Huoneakustiikka on tärkeää ottaa suunnittelussa huomioon, koska liika kaiunta vaikuttaa esimerkiksi puheen erottelukykyyn. Hirsirakennuksen hyvistä akustisista ominaisuuksista puhuttaessa viitataan usein sen absorptiokykyyn. Koska puu on huokoisempi materiaali kuin esimerkiksi betoni, absorboi se ääntä betoniseinää paremmin. Puu kuitenkin heijastaa ääntä melko hyvin ja absorboi ääntä lähinnä matalilla taajuuksilla, minkä takia esimerkiksi kouluissa sekä tiloissa jossa paljon melua tarvitaan usein hirsiseinien lisäksi muita huokoisempia materiaaleja absorboimaan ääntä (Kylliäinen ym., 2022). Hirsiseinä R w = 52 db 205mm lamellihirsi 66mm eriste 26mm kipsilevyverhous Hirsiseinä R w = 60 db 205mm lamellihirsi 66mm eriste 34mm ilmaväli 26mm kipsilevyverhous Koolauksen kiinnityksessä on otettava huomioon rakenteiden mahdollinen painuminen Rangat kiinni hirsiseinässä Ilmaväli parantaa kaksinkertaisen rakenteen ilmaääneneristävyyttä Kuva 9. Ilmavälin vaikutus kaksinkertaisen hirsiseinän ilmaääneneristävyyteen, Lahtela ym., 2021, 30 mukaan 34 35

19 2.2.5 Ekologisuus Vuoden 2019 hallitusohjelman tavoitteisiin kuuluu, että Suomi olisi hiilineutraali vuoteen 2035 mennessä ja hiilinegatiivinen pian tämän jälkeen (Valtioneuvosto, 2022). Hallitusohjelman taustalla on yhä kiihtyvä ilmastokriisi, jonka myötä rakennusalalla on pyritty kehittämään yhä ekologisempia ratkaisuja. Rakentamisen ja rakennuksien hiilijalanjäljen pienentämisellä on suuri merkitys ilmastokriisin torjunnassa, sillä rakennukset ja rakentaminen synnyttävät noin 30 % Suomen kasvihuonepäästöistä ja muodostavat noin 40 % energiankulutuksesta (Kuittinen & le Roux, 2017,11). Puu on ekologinen rakennusaine jonka käytön lisäämisellä voidaan vaikuttaa rakentamisesta syntyvien hiilidioksidipäästöjen laskuun. Suomen puurakentamisen kehityksen tueksi ympäristöministeriö on laatinut puurakentamisen ohjelman vuosille Sen tavoitteina ovat muun muassa yritysten teollisen puurakentamisen tukeminen, puurakentamisen osaamisen lisääminen sekä puun käytön tukeminen kaupungeissa sekä julkisissa rakennuksissa. (Ympäristöministeriö, 2022a.) Puun ekologisuus perustuu sen uusiutuvuuteen sekä kykyyn varastoida hiiltä. Puiden kasvu perustuu yhteyttämiseen, missä ne sitovat itseensä ilmassa olevaa hiilidioksidia. Yhteyttämisessä hiilidioksidia sitoutuu puuhun ja happea vapautuu takaisin ilmakehään. Ilmakehässä oleva vapaa hiilidioksidi on yksi ilmastokriisin aiheuttajista ja puiden sitoman hiilen avulla voidaan hidastamaan ilmastokriisiä. Mitä enemmän rakennuksissa käytetään hirttä, sitä enemmän rakennukseen on sitoutuneena hiilidioksidia. Täten hirsirakennukset toimivat hiilen pitkäaikaisina varastoina puuhun kasvun aikana sitoutuneelle hiilidioksidille. Puun käytön lisääminen rakentamisessa ei ole kuitenkaan täysin yksinkertaista, sillä metsien kaatamisen lisääminen pysyvästi vaikuttaa hiilinieluina toimiviin metsiin. Suomen ilmastopaneelin vuonna 2022 julkaisemassa raportissa käsitellään metsien hiilinieluissa tapahtuvia muutoksia pitkällä aikavälillä hakkuutason muuttuessa pysyvästi nykytasosta. Metsien hiilitase säilyy tasapainossa pitkällä aikavälillä, jos metsiä ei hakata. Hakkuissa sekä luonnontuhoissa metsistä vapautuu hiiltä, joka sitoutuu takaisin metsään uuden metsän hiilensidonnan sekä kasvun myötä. Fossiiliperäisiin päästöihin verrattuna metsän biologisessa kierrossa olevan hiilen etuna on se, että se palautuu ilmakehästä takaisin metsään metsien kasvun myötäisen hiilensidonnan kautta. Ilmastokriisin kannalta olennainen kysymys onkin kuinka nopeasti biologisessa kierrossa oleva hiili sitoutuu takaisin metsään. (Seppälä ym., 2022, 14.) Metsien hiilivajeella tarkoitetaan hakkuilla aiheutettua metsän hiilivaraston pienenemistä, verrattuna tilanteeseen, jossa metsää ei hakattaisi. Hiilivaje syntyy, kun metsistä kaadetaan puita ja hakkuujäte alkaa hajota vapauttaen niihin sitoutuneen hiilen ilmakehään. Metsän ollessa hiilinielu, sen puusto kasvu sitoo enemmän hiiltä kuin sitä vapautuu takaisin ilmaan. (Seppälä ym., 2022, 48.) Tutkimuksessa selvisi, että fossiilisten materiaalien korvaaminen nykyisen kaltaisilla puutuotteilla ja -polttoaineilla ei ole ongelmatonta, sillä vältetyt päästöt ovat niin alhaiset, etteivät päästövähennykset ja puutuotteiden hiilivarastot pysty kompensoimaan hakkuiden lisäämisen kautta aiheutettuja hiilinielumenetyksiä ainakaan 150 vuoden aikajänteellä hakkuutason jäädessä pysyvästi nykyistä suuremmaksi. Kaadetun puun ympäristövaikutukset ovat paremmat, jos sitä käytetään pitkäikäisiin tuotteisiin verrattuna lyhytikäisiin tuotteisiin. Pitkäikäisiä tuotteita ovat monet rakentamiseen käytettävät tuotteet ja lyhytikäisiin tuotteisiin lasketaan esimerkiksi sellu. Puutuotteiden ekologisuus rakentamisessa perustuu myös siihen, että kotimaisten rakennuspuutuotteiden valmistus aiheuttaa keskimäärin vähemmän fossiiliperäisiä päästöjä kuin vastaavat kilpailevat rakennustuotteet. (Seppälä ym., 2022, 20, 61.) Ilmastopaneeli ei esitä hakkuiden rajoittamista vaan siinä esitetään, että hakkuiden lisäämistä sekä ajoittamista tulisi tarkastella varovaisuusperiaatteen mukaisesti maankäyttösektorin ilmastotoimien kokonaisuudessa. Varovaisuusperiaatteen taustalla on esimerkiksi Suomen metsien hiilinielujen kehityksen liittyvät epävarmuudet. (Seppälä ym., 2022, 28.) Koska Suomessa kasvaa paljon hirsiteollisuuden raaka-aineeksi soveltuvaa puuta, ei hirsiä tarvitse kuljettaa pitkiä matkoja. Kotimaisia hirsituotteita käyttämällä voidaan minimoida tuotteen kuljetuksessa syntyvät ympäristöpäästöt ja pienentää näin rakentamisen hiilijalanjälkeä. Lisäksi puu on kevyt materiaali, joten sen kuljetukseen ja rakennuksen kokoamiseen ei tarvita yhtä paljon energiaa kuin painavammilla materiaaleilla. Lämmitys ja koneellinen ilmanvaihto lisäävät rakennuksien käytönaikaisia hiilidioksidipäästöjä. Hygroskooppisten materiaalien, kuten puun, on todistettu vaikuttavan sisäilman suhteelliseen kosteuteen, joka vaikuttaa koettuun sisälämpötilaan. Hygroskooppisuutensa ansiosta puu pystyy sitomaan itseensä kosteutta sekä vapauttamaan sitä ympäröivään ilmaan ja täten tasaamaan sisäja ulkoilman kosteuseroja. Miellyttäväksi koetulla sisälämpötilalla voi olla positiivisia vaikutuksia rakennuksen energiankulutukseen. Puumateriaalit 36 37

20 auttavat sisäilman kosteutta pysymään terveyden Suomessa on käytössä PEFC-tuotemerkintä, CO² Hiilinielu kannalta suotuisalla tasolla sekä tasaavat lämpötilaeroja tehden huoneilmasta miellyttävämmän tuntuisen. Koetun ilmanlaadun parantuessa, koneellisen ilmanvaihdon tarve pienenee. (Mui- joka voidaan myöntää yritykselle, jonka toiminta on sertifioitu ja sen tuotannon alkuperäisyys voidaan varmistaa. PEFC-merkki koskee puutavaraa ostavia ja korjaavia sekä tuotteita jalostavia Puiden kasvu perustuu yhteyttämiseen, jossa ilmakehässä olevaa hiilidioksidia sitoutuu puuhun ja happea vapautuu takaisin ilmakehään lu-mäkelä ym., 2014, 6.) Kosteuspuskuroinnilla tai markkinoivia yrityksiä. PEFC-merkittyä puuta puumateriaalit vähentävät materiaalien lyhyitä, käyttäessä voidaan varmistua puun alkuperästä vuorokauden aikaisia, kosteusvaihteluiden huip- sekä siitä, että yritys toimii kestävän metsätalou- puarvoja parantaen koetun sisäilman laatua. Pit- den edistämisen puolesta. (PEFC, 2019.) kä aikaisiksi kosteusvaihteluiksi voidaan laskea esimerkiksi vuodenaikojen vaihtelut. (Rode ym., 2006, ) Churkina ym. (2020, ) artikkelin mu- Ekologisten ominaisuuksien lisäksi puulla on monia fysiologisia vaikutuksia. Eri ympäristöissä teetettyjen tutkimusten mukaan puumateriaaleilla on myönteisiä vaikutuksia stressiin, fysiologiseen Uusiutuvuus Puu on uusiutuva materiaali, jonka riittävyys voidaan taata kestävällä metsien hoidolla kaan puumateriaaliin on varastoituneena huo- palautumiseen sekä unenlaatuun. Tutkimuksis- mattavasti enemmän hiilidioksidia kuin mineraa- sa ei ole vielä saatu selville tarkkoja puun vaiku- lipohjaisiin materiaaleihin, kuten sementtiin tai tusten aiheuttavia mekanismeja, mutta useista teräkseen. Lisäksi puumateriaalien valmistukses- yksittäisistä osatekijöistä on saatu tuloksia. Puu sa syntyy suhteellisen vähän hiilidioksidipäästöjä verrattuna materiaalin tilavuuteen. Betonin hiili- on pehmeä luonnonmateriaali, jonka positiiviset fysiologiset vaikutukset ovat luontokokemuk- Lähituote jalanjälkeen vaikuttaa betonissa käytetyn sementin valmistuksessa syntyvät hiilidioksidipäästöt. Betonin valmistuksessa käytettyjen fossiilisten polttoaineiden korvaaminen uusiutuvilla ener- sen kaltaisia. Lisäksi puusta rakennettujen tilojen viihtyvyyteen vaikuttavat puun hyvät akustiset- ja hygroskooppisetominaisuudet, jotka tasaavat tilan lämpö- ja kosteusoloja. (Muilu-Mäkelä ym., Kotimaisia hirsituotteita käyttämällä voidaan minimoida tuotteen kuljetuksessa syntyvät ympäristöpäästöt ja pienentää näin rakentamisen hiilijalanjälkeä gialähteillä ei täysin poista sementin ja teräksen 2014, 8-10.) valmistuksessa syntyviä hiilidioksidipäästöjä, koska valmistuksessa tapahtuu kemiallisia reaktioita, jotka synnyttävät hiilidioksidipäästöjä. (Churkina ym., 2020, ) Täten puun käytön lisäämisellä rakentamisessa voitaisiin vähentää muiden Uudelleenkäyttö ja kierrätettävyys ympäristöä enemmän kuormittavien rakennusaineiden käyttöä. Rakennuksen pitkällä eliniällä voidaan kompensoida rakentamisaikaisia päästöjä ja rakennukset toimivat pitkäaikaisina hiilivarastoina 38 39

21 2.2.6 Kierrätettävyys EU:n asettaman jätedirektiivin myötä Suomen lainsäädännössä on asetettu vuonna 2011 jätelaki, joka edellyttää, että kokonaisten tuotteiden uudelleenkäyttö on asetettava uusiokäytön sekä muiden mahdollisten hyödyntämistapojen edelle. Lisäksi direktiivissä asetettuihin tavoitteisiin kuuluu, että 70 prosenttia rakennus- ja purkujätteestä tulisi hyödyntää materiaalina vuoteen 2020 mennessä. Tällä hetkellä kuitenkin suurin osa purkupuusta poltetaan energiaksi. (Huuhka ym., 2018, 8.) Puumateriaalin, kuten muidenkin materiaalien, uudelleenkäyttöä tulisi tehostaa, jotta direktiivin asettamiin tavoitteisiin päästäisiin. Rakennuksen pitkällä eliniällä voidaan kompensoida rakentamisaikaisia päästöjä. Massiivirakenteisten hirsitalojen käyttöikä voi olla jopa satoja vuosia, melko yksinkertaisella ylläpidolla sekä huollolla (Saatsi, 2017). Rakennuksen käyttöiän pidentyessä, korvaavien rakennusten tarve sekä valmistuksessa syntyvien päästöjen määrä laskee. Lisäksi uusiokäyttämällä jo olemassa olevaa puumateriaalia voidaan säästää metsiä suojelukäyttöön. Materiaalien kierrätys voidaan jaotella kolmeen eri kategoriaan, jotka ovat uusiokäyttö, kierrätys ja energiakäyttö. Uusiokäytössä tuotteet käytetään uudelleen ja kierrätyksessä niistä voidaan jalostaa uusia tuotteita, jolloin niiden alkuperäinen käyttötarkoitus voi muuttua. Uusiokäyttö ja kierrätys ovat energiakäyttöä ympäristöystävällisempiä ratkaisuja, koska puun polttamisessa energiakäyttöön vapautuu puuhun sitoutunut hiilidioksidi ilmakehään. Myös liimapuuta voidaan polttaa, mutta tällöin on huomioitava polttamislämpötila ja huomioitava etteivät haitalliset kaasut vapaudu ympäristöön (Lakkala & Pihlajaniemi, 2019, 125). Täyspuiset mekaaniset liitokset kuten puutapit ja nurkkasalvokset mahdollistavat uudelleenkäytön lisäksi massiivipuutuotteiden melko joustavan kierrätyksen. Nämä liitokset ovat myös ekologisesta näkökulmasta kaikista parhaita, koska elinkaarensa päähän tulleita hirsiä voidaan käsitellä lähes samalla tavalla kuin raakapuuta. Sen sijaan naulaaminen ja ruuvaaminen hankaloittavat puutavaran kierrätystä, koska naulojen ja ruuvien purkaminen on haastavaa ja ne vaurioittavat puun kestävyysominaisuuksia. (Lakkala & Pihlajaniemi, 2019, 128.) Yksiaineisuutensa ansiosta massiivihirsi sopii helposti kierrätettäväksi materiaaliksi jota voidaan jatkojalostaa erilaisiksi puupohjaisiksi materiaaleiksi kuten lastulevyiksi. Liimaamalla liitettyjen puisten rakennusosien uudelleenkäyttöä hankaloittaa se, että liimaliitoksia on erittäin hankala purkaa. Tässä työssä käsiteltyjä liimapuutuotteita ovat esimerkiksi lamellihirret, painumattomat hirret sekä CLT. CLT-levyjä voidaan uudelleenkäyttää leikkaamalla levyistä halutun muotoisia paloja ja mekaanisilla liitoksilla toisiinsa liitetyt liimarakenne hirret voidaan uudelleenkäyttää massiivihirsien tavoin. Vuodesta 2013 lähtien EU:ssa on ollut voimassa CE-merkintä, jonka avulla on osoitettu tiettyjen tuoteryhmien tuotteiden keskeisten ominaisuuksien täyttävän EU:n harmonisoidun tuotestandardin mukaiset vaatimukset (Euroopan parlamentin ja neuvoston asetus (EU) 305/2011). Asetus koskee suurinta osaa rakennustuotteista. Rakennustarkastusyhdistyksen puheenjohtajan, Vantaan rakennusvalvontapäällikkö Risto Levannon mukaan rakennusmateriaalien, joille on määritetty EU:n harmonisoitu tuotestandardi, uusiokäyttö on haasteellista. Tuotteiden uusiokäyttöä hankaloittavat vaaditut CE-merkinnät, joita tuotteilla ei ole, koska CE-merkintä on suunniteltu ainoastaan uusille tuotteille. (Ylitalo, 2022, 19.) Uusien rakennusten tulee täyttää nykyisten rakentamismääräysten vaatimukset koskien muun muassa rakenteiden kantavuutta. Jos uudessa rakennuksessa halutaan uudelleenkäyttää vanhoja rakenteita, tulee niiden soveltuvuus nykymääräyksiin tarkistaa tapauskohtaisesti, sillä kierrätyspuulle ei ole vielä kehitetty luokittelua. (Huuhka ym., 2018, ) Uudelleenkäytettyjen rakennusmateriaalien tuotehyväksymistä varten on käytössä Suomen kansalliset tuotehyväksyntämenetelmät. Yksi niihin lukeutuvista vaihtoehdoista on rakennuspaikkakohtainen varmentaminen. Sen huono puoli on, että rakennushankkeeseen ryhtyvä vastaa varmentamisesta aiheutuvista kustannuksista. (Zhu ym., 2022, 48.) Materiaalien uusiokäyttöön liittyvät kustannukset sekä edulliset uudet materiaalit heikentävät käytettyjen tuotteiden houkuttelevuutta. CE-merkintää ja rakennusmateriaalien kelpoisuutta käsitellään tarkemmin alaluvussa Ekologinen rakentaminen huomioi rakentamisen nykytarpeiden lisäksi rakennuksen koko elinkaaren, minkä takia rakenneosien kierrätettävyys ja uudelleenkäyttö tulisi ottaa huomioon. Hirret sopivat mekaanisten liitostensa ansiosta melko hyvin uudelleenkäytettäviksi ja kierrätettäviksi. Erityisesti hirren uudelleenkäyttöä rajoittavat nykyiset rakentamismääräykset, sillä ilman lujuusluokittelua niiden käyttö kantavina rakenteina ei ole mahdollista. Puutavaran uudelleenkäytössä on vielä kehittämisen varaa, jotta kansainväliset tavoitteet rakennusmateriaalien uudelleenkäytöstä saavutettaisiin

22 3. Perinteisen hirsirakentamisen arkkitehtoniset piirteet Painuvista hirsistä rakentaminen on ollut vallitsevana rakennustapana Suomessa hyvin pitkään ja suomalaisen arkkitehtuurin historia perustuu pitkälti niiden käyttöön. Edellä mainituista syistä sitä voidaan kutsua perinteiseksi hirsirakentamiseksi ja tässä työssä perinteisellä hirsirakentamisella viitataan painuvasta hirrestä rakennettuihin hirsirakennuksiin. Edellisessä luvussa esitellyt hirren tekniset ominaisuudet tulee ottaa huomioon massiivihirsistä rakentaessa sillä hirsien painuminen vaikuttaa moniin perinteisen hirsirakentamisen arkkitehtonisiin ominaispiirteisiin. Rajanveto perinteisen sekä teollisen hirsirakentamisen välillä on haastavaa, sillä alkuun teollisella hirsirakentamisella tarkoitettiin koneellisesti esivalmistettuja rakennusosia ja varhaisimmat teollisesti valmistetut hirret olivat höylähirsiä. Tällöin höylääminen tapahtui koneiden avulla, mutta esimerkiksi tappien reiät sekä nurkkasalvokset veistettiin edelleen käsin (Rakentajan tietokirjat, 2006, 9). Erilaiset liimahirret ovat luokiteltu tässä työssä kuuluvan teolliseen hirsirakentamiseen ja jo ennen teollista hirsirakentamista käytössä olleet höylä- ja pyöröhirret perinteiseen hirsirakentamiseen. Höylä- ja pyöröhirsien ulkonäössä sekä niistä rakennetuissa taloissa ei ole tapahtunut suurta muutosta, vaikka niiden valmistus on vaihtunut teollisen hirsirakentamisen myötä käsin veistetystä koneellisesti veistetyksi. 43

23 3.1 Painumisen huomioiminen suunnittelussa Massiivihirsistä rakennettaessa on otettava huomioon puun kuivumisesta, saumojen tiivistymisestä sekä rakenteiden painosta johtuvan kuormituksen aiheuttama painuminen. Koska kosteuden muutokset vaikuttavat eniten puun kokoon kehän suuntaisesti, tapahtuu vaakahirsirakentamisessa huomattavia painumia. Seinän laskeutumisvaran voidaan laskea olevan noin mm yhdelle seinän korkeusmetrille. Väliseinien hirret painuvat ulkoseinien hirsiä enemmän sisätilojen alhaisemman ilmankosteuden takia. (RT , 2014.) Seinän painumiseen vaikuttavat hirsien esikuivatus sekä hirsien tuoreus ja kuivunut puuaines painuu kuivumatonta puuainesta vähemmän. Massiivipuinen hirsiseinä painuu kuormituksen alaisena noin neljän vuoden ajan (Vuolle-Apiala, 2012, 108). Hirsiseinien painuminen tulee ottaa huomioon niihin kytkeytyvissä rakenteissa, jotka eivät painu. Painumattomia rakenteita ovat esimerkiksi tiili- ja betonirakenteiset seinät, pilarit, ovet ja ikkunat. Painuvien ja painumattomien rakenteiden väliin tulee jättää painumavaraa, jolloin hirsiseinä ei riko sen alla olevaa painumatonta rakennetta seinän liikkuessa. Ikkunoiden ja ovien päälle jätettävät painumavarat peitetään usein leveillä vuorilaudoilla, jotka ovat yksi perinteisen hirsirakentamisen tunnusomaisista arkkitehtonisista piirteistä. Massiivihirsillä on alttius taipua kuivuessaan. Ulkoseinien taipuminen nurkissa saadaan estettyä tukevilla nurkkasalvoksilla ja seinien keskiosissa hirsien kieroutumista ehkäistään liittämällä hirret toisiinsa vaarnatapeilla. Tapitus mahdollistaa hirsiseinän painumisen, mutta samalla estää sivuttaissuuntaisia liikkeitä. Vaarnatapit on suotuisaa tehdä hirsien kanssa samaan aikaan kaadetuista puista, jotta hirret ja vaarnatapit kuivuisivat ja tätä myötä kutistuisivat samanaikaisesti. Vaarnatappeja ei aseteta seinässä päällekkäin vaan päällekkäisten hirsien vaarnatapit asetetaan lomittain rakenteen jäykkyyden varmistamiseksi. Tekemällä vaarnatapeista porattuja reikiä lyhempiä voidaan varmistaa, etteivät ne ala kantaa yläpuolisia hirsiä. (Hakalin, 2005, ) Toisin kuin nurkkasalvokset, jotka ovat sekä merkittävä julkisivuaihe, että tukirakenne, tapitus on hirsien sisällä piilossa eikä vaikuta hirsirakennuksen julkisivun arkkitehtoniseen ilmeeseen. Ikkuna- ja oviaukkojen sekä palomuurien liittymäkohdissa hirsiseinien päät tuetaan karapuilla seinien pullistumisen ehkäisemiseksi (Hakalin, 2005, 37). Ovi- ja ikkuna-aukkojen karat tuetaan ylhäältä kamanahirteen ja alhaalta joko rintatai kynnyshirteen. Koska hirsiseinillä on taipumus painua ajan kuluessa, täytyy seinän liikkeet huomioida karojen ja seinän liitoskohdassa. Painuminen voidaan huomioida tekemällä karoihin ura, joka mahdollistaa seinän pystysuuntaisen liikkeen. (Keppo, 2005, 28.) Rintahirsi tarkoittaa ikkuna-aukon alareunaan tulevaa hirttä ja kamanahirrellä tarkoitetaan ikkuna- ja oviaukkojen yläpuolista hirttä. Rintahirreksi kannattaa valita melko paksu hirsi, jotta sitä on varaa veistää ikkunan kohdalta ohuemmaksi ilman että se ohenee liikaa (Hakalin, 2005, 49). Veistäminen mahdollistaa esimerkiksi samalla julkisivulla sijaitsevien ikkunoiden tasaamisen samaan korkeuteen. Pitkissä hirsiseinissä taipumisia ja pullistumisia voidaan ehkäistä niihin salvoksien avulla liitetyillä väliseinillä tai väliseinien puuttuessa ulkoseinää voidaan lisätukea kahdella pystytuella eli följärillä. Följäri muodostuu kahdesta pystypuusta, jotka kiinnitetään samoille kohdille seinän kummallekin puolelle ja näin estetään seinän pullistuminen. (Keppo, 2005, 47.) Hirren kuivumisesta johtuva kutistuminen aiheuttaa myös halkeamia puuhun. Sen kehänsuuntainen kutistuminen on noin kaksi kertaa suurempaa säteen suuntaiseen kuivumiseen verrattuna, mikä aiheuttaa jännityksiä puuhun (Rakentajan tietokirjat, 2006, 10). Kuivuminen alkaa puun pintakerroksista ja sen aiheuttamat jännitteet saavat puussa aikaan pintakerroksista kohti puun keskiosaa eteneviä halkeamia. Kuivumisen aiheuttamia halkeamia voidaan kuitenkin ohjailla haluttuihin kohtiin hirsissä. Veistämällä ura hirren alaosaan saadaan poistettua kutistumisen aiheuttama jännitys ja halkeamat syntyvät uran kohdalle. (Hakalin, 2005, 17). Lisäksi ura auttaa päällekkäisiä hirsiä asettumaan tukevasti toistensa päälle ja varauksien avulla hirret saadaan tilkittyä tiiviisti. Eristeenä voidaan käyttää esimerkiksi tilkettä, kuten lastuviilasta punottua tilkenarua, sammalta, hamppua, pellavaa tai tappuraa. Uudempia eristemateriaaleja ovat polypropeeni sekä solumuovi. (Vuolle-Apiala, 2012, 123.) Tiiviit varaukset parantavat hirsiseinän ilmanpitävyyttä ja parantavat rakennuksen energiatehokkuutta

24 3.2 Nurkkasalvokset Suomessa yleisin hirsirakennustapa on asettaa Pystyhirsirakentamisessa on pyritty välttämään hirret vaakasuuntaan. Se perustuu päällekkäin hirsien kuivumisen aiheuttama vaakasuuntainen asetettuihin hirsiin, jotka liitetään toisiinsa hir- painuminen, mutta pystyhirsisalvoksien suosio on siin veistettyjen liitosten avulla. Sekä pyörö- että jäänyt Suomessa vähäiseksi. (Puuinfo, 2020a.) höylähirsiin pätevät samanlaiset veistoperiaat- Muita harvinaisempia hirsirakennustapoja ovat teet. Yhdessä hirsiseinät muodostavat hirsikehi- pölkky- ja kehyshirsiseinä (Vuolle-Apiala, 2012, kon, jota jäykistävät nurkkasalvokset. Lähes kaikki 128). Vähäisen suosionsa takia kyseisiä rakennus- Suomessa rakennetut lämpimät hirsirakennukset tapoja ei käsitellä tässä työssä. ovat vaakahirsirakennuksia ja teollinen hirsirakentaminen pohjautuu pitkälti vaakahirsirakentamiseen. Perinteisen hirsirakentamisen nurkkatyypit voidaan jakaa kahteen nurkkatyyliin; pitkänurkkiin ja lyhytnurkkiin. Pitkänurkkiin kuuluvat koirankau- Vaakatasoon pinottujen hirsien rakennetta kut- lanurkka sekä ristinurkka. Lyhytnurkkiin kuuluvat sutaan lamasalvokseksi ja se perustuu hirsien lohenpyrstö- ja läpihammasnurkka. Pitkänurkat kuivumisen aiheuttaman kutistumisen ohjailuun voidaan erottaa lyhytnurkista ulkonäöllisesti si- rakenteissa. Vaakasuuntaan pinotut hirret pai- ten, että pitkänurkissa hirret jatkuvat ulkoseinien nuvat kuivuessaan ja painumisen myötä hirsien ulkopuolella salvoksien yli. Nurkkaliitosten nimet liitokset, kuten nurkkasalvokset, tiivistyvät. Myös vaihtelevat alueittain ja samankaltaisilla nurkka- seinän eristäminen on yksinkertaista laittamal- liitoksilla voi olla useita eri nimiä. Nurkkaliitoksia la eristettä vaakasuuntaisten hirsien väliin veis- on myös hyvin paljon erilaisia, koska ne olivat kä- tettyihin varauksiin. Lamasalvostekniikan myötä sityötä ja jokainen veistäjä teki salvoksista hiukan hirsirakennuksista kehittyi yksinkertaisia suora- erilaisia. Nurkkasalvokset kertovat ajan arkkiteh- kaiteen muotoisia rakennusmassoja, joille kaadet- tonisista ihanteista sekä veistämistaitojen kehit- tujen puiden pituudet antoivat yhtenäisen mitta- tymisestä. Tässä työssä on esitelty muutamia tun- kaavan (Heikkilä, 2001, 9). Nurkkasalvos on yksi netuimpia nurkkasalvoksia. hirsirakennuksen tärkeimpiä tukirakenteita, koska Kuva 10. Lohenpyrstösalvos 46 sen avulla saadaan liitettyä seinät toisiinsa (Keppo, 2005, 13). 47

25 Kuva 11. Koirankaulanurkka, Keppo 2005, 20 mukaan Kuva 12. Ristinurkka, Hakalin 2005, 28 mukaan Koirankaulanurkka Koirankaulanurkka on nurkkatyyleistä yleisin. Sitä on käytetty pääosin kylmissä hirsirakennuksissa kuten heinäladoissa ja aitoissa. Sitä voidaan käyttää myös lämpimissä rakennuksissa, jos hirsien välit tilkitään. Erityisesti kelohirsiä käyttäessä tulisi tehdä koirankaulanurkka, koska kelohirsien keskellä oleva sydänpuu voi olla lahonnutta joten kelohirret on säilytettävä pyöreänä. (Hakalin, 2005, ) Ristinurkka Ristinurkka tehdään yleensä veistetyistä hirsistä ja ne voivat poiketa ulkonäöllisesti toisistaan esimerkiksi erilaisten lovien takia. Erilaisten lovien ja muiden erikoisuuksien avulla kirvesmiehet ovat saaneet ristinurkkiin oman kädenjälkensä näkyviin. Ristinurkkia käytetään pääosin lämpimissä rakennuksissa, koska niihin on helppo tehdä lovi tilkettä varten. (Hakalin, 2005, 28.) 48 49

26 Kuva 13. Lohenpyrstönurkka, Hakalin 2005, 32 mukaan Kuva 14. Läpihammasnurkka, Hakalin 2005, 33 mukaan Lohenpyrstönurkka Lohenpyrstönurkka on suosittu lyhytnurkkatyyli. Siinä käytetään sahattuja tai veistettyjä hirsiä (Hakalin, 2005, 29). Nurkkaliitos tehdään hirsistä, joihin on veistetty vinot pinnat. Kyseisen nurkkatyypin sisäänpäin vinojen nurkkien huono puoli on, että ne tekevät nurkkatyypistä sateelle aran, mutta nurkat voidaan suojata nurkkalaudoilla (Keppo, 2005, 16). Läpihammasnurkka Läpihammasnurkka on esimerkiksi lohenpyrstönurkkaa tukevampi nurkkatyyli, jossa hampaiksi kutsuttujen veistettyjen osien avulla hirret limittyvät tukevasti toisiinsa (Hakalin, 2005, 29). Kyseinen nurkkatyyli on melko haastava monimutkaisen sahauksen takia ja sen ovat taitaneet vain kokeneimmat veistäjät

27 Hirsien kieroutumista voidaan ehkäistä liittämällä hirret toisiinsa vaarnatapeilla 3.3 Listoitus Leveät vuorilaudat peittävät ikkunoiden päälle jätettävät painumavarat Massiivihirrestä rakentaessa painumavarat on otettava huomioon myös julkisivuissa. Seuraava alaluku käsittelee peitelistojen käyttöä perinteisessä hirsirakentamisessa sekä niiden merkitystä rakennuksen arkkitehtonisessa ilmeessä. Perinteisen hirsirakentamisen arkkitehtonisiin tunnuspiirteisiin kuuluvat leveät vuorilaudat, joilla peitetään ovien ja ikkunoiden päälle jätettävät painumavarat sekä ikkunoiden ja ovien karoja sekä hirsiä yhdistävät lattaraudat. Hirsiseinän painuminen on noin mm yhdellä seinän korkeusmetrillä, minkä avulla voidaan laskea tarvittavat painumavarat (RT , 2014). Esimerkiksi 2100 mm korkean oven päälle on jätettävä 100 mm laskeutumisvaraa ulkoseinässä. Seinän painumisen lisäksi painumisvarassa on otettava huomioon eristeiden vaatima tila. Painumisvaran määrä vaikuttaa olennaisesti listoituksen leveyteen ja listoja kiinnittäessä on huomioitava, mihin rakennuksen osaan lista kiinnitetään rakenteiden painuessa. Rakennuksen julkisivuissa listoituksilla on merkittävä rooli, sillä niiden avulla voidaan vaikuttaa merkittävästi rakennuksen arkkitehtuuriin. Perinteisten hirsitalojen julkisivussa erottuvat esimerkiksi ikkuna- ja ovipielilaudat, räystäiden tuulilaudat ja lisäksi salvoksiin voidaan asentaa suojakoteloita laudoista. Näillä kaikilla ulkolistoituksilla on tärkeä rooli suojata rakenteita sääolosuhteilta. Teknisten ominaisuuksien lisäksi listoituksista voidaan tehdä koristeellisia erilaisilla veistotavoilla sekä niitä voidaan maalata. Sekä havu- että lehtipuiden solukkojen pitkittäissuuntaiset solut kuljettavat vettä puussa ylöspäin. Tämän rakenteen takia puu imee vettä enemmän sen syiden suuntaisesti kuin syitä kohtisuoraan vastaan, joten hirsien päiden poikkileikkauspinnat ovat alttiita suurelle kosteusrasitukselle. (Ramage ym., 2017, 336.) Lyhytnurkkatyyppejä käytettäessä hirsien päät voidaan suojata verhouslaudoilla. Verhouslaudat myös muodostavat rakennuksen julkisivua kehystävän voimakaan tyylipiirteen. Kaadettujen puiden pituudet vaikuttivat hirsien mittoihin Hirsien päiden poikkileikkauspinnat ovat alttiita suurelle kosteus-rasitukselle. Lyhytnurkkatyyppejä käytettäessä hirsien päät voidaan suojata verhouslaudoilla, jotka muodostavat rakennuksen julkisivua kehystävän tyylipiirteen Kuva 15. Perinteisen hirsirakentamisen ominaispiirteitä 52 53

28 4. Nykyaikainen hirsirakentaminen Tässä luvussa käsitellään teollisen hirsirakentamisen kehitystä jälleenrakentamisen aikakaudelta tähän päivään saakka. Lisäksi käydään läpi keskeisimpiä teollisen hirsirakentamisen kehityksiä, joihin kuuluvat esimerkiksi erilaiset liimatut hirsirakenteet. Hirsirakentamisen nykytilaa arvioidessa otetaan tarkasteluun hirsirakentamiseen liittyvät mielikuvat sekä erilaisia esimerkkikohteita. 55

29 4.1 Teollisen hirsirakentamisen historia Hirsi on hyvin vanha ja perinteinen rakennusmateriaali Suomessa ja sen käyttö on kehittynyt vuosisatojen saatossa. Hirsi mielletään usein vapaa-ajan asumisen rakennusmateriaaliksi, koska se on lähihistoriassa pitkään ollut pääasiallinen kesämökkien ja saunarakennusten rakennusmateriaali. Hirsirakentaminen liitetään myös usein mielikuvissa maaseutumaiseen rakentamiseen kulttuurihistoriallisen asemansa ansiosta. Viime vuosikymmeninä hirren asema pientalojen ja julkisten rakennusten materiaalina on kuitenkin vahvistunut ja sitä myötä myös mielikuvat hirren sopimisesta urbaaniin ympäristöön ovat muuttuneet. Tähän ovat vaikuttaneet teollisen hirren kehitys, joka on tuonut hirsirakentamiseen uusia ratkaisuja kuten painumattomat hirret sekä nollanurkat, jotka ovat mahdollistaneet uudenlaisia arkkitehtonisia lopputuloksia. Sotien jälkeisellä jälleenrakentamisen aikakaudella syntyi tarve yhä nopeammalle ja tehokkaammalle rakentamiselle. Asuinrakennusten nopea tuotanto mahdollistettiin luomalla niin sanottuja tyyppitaloja, joissa käytettiin teollisesti esivalmistettuja talon osia ja sen myötä syntyi teollisen rakentamisen käsite luvulla rankarakenteisten puutalojen suosio alkoi kasvaa ja jälleenrakennuskaudella 1940-luvulla rankarakentaminen syrjäytti hirsirakentamisen asuntojen rakentamisessa. Siihen asti hirsirakentaminen oli ollut Suomessa vallitseva asuntojen rakennusmateriaali. (Rakentajan tietokirjat, 2006, 9.) Tehokkuuden tavoittelun myötä perinteisen hirsirakentamisen suosio heikentyi, mutta teollisen rakentamisen ajatus alkoi pikku hiljaa kehittyä myös hirsirakentamisessa ja teollisessa hirsirakentamisessa alettiin tavoitella koneellisesti esivalmistettuja rakenneosia. Aluksi teollinen hirsirakentaminen keskittyi koneiden ja tuotantotapojen kehittämiseen, jonka myötä alettiin valmistaa teollisia höylähirsiä. Höylääminen tapahtui koneiden avulla, mutta tappien reiät ja nurkkasalvokset veistettiin edelleen käsin. (Rakentajan tietokirjat, 2006, 9.) 1950-luvulta lähtien hirsirakenteisia vapaa-ajan asuntoja on valmistettu teollisesti ja hirren suosio niiden pääasiallisena rakennusmateriaalina on jatkunut tähän päivään saakka. Tästä johtuen hirsirakentaminen mielletään helposti vapaa-ajan asuntojen rakennusmateriaaliksi asuinrakennusten sijaan. (RT , 2014.) Hirsirakentamista on kehitelty viime vuosikymmeninä paljon ja uusien innovaatioiden myötä hirsirakentamisen mahdollisuuksia on saatu monipuolistettua. Mielikuvien muuttuminen vie aikaa, mutta erilaisten pilottikohteiden avulla sekä hirsirakentamisen näkyvyyden lisäämisellä niitä on saatu pikku hiljaa muutettua ja 1980-luvuilla hirsirakentamisen kehittymisessä tapahtui edistymistä, kun moniin perinteisen hirsirakentamisen haasteisiin löydettiin ratkaisuja. Esimerkiksi hirsirakentamisen tiiviyt- Kuva 16. Honka Halla on teollisesti valmistettu vapaa-ajan hirsirakennus (Honka, 2022c) tä, lämmöneristävyyttä ja kuivumisesta johtuvaa mallinnuksella (BIM) sekä tietokoneavusteisella kutistumista sekä painuvuutta kehitettiin, minkä suunnittelulla (CAD) yhdistettynä tietokoneohjattuun teolliseen esivalmistukseen voidaan val- ansiosta hirren käyttöä on saatu monipuolistettua erilaisiin käyttökohteisiin. Tällä hetkellä lähes kaikki uudet suomalaiset hirsirakennukset ovat teolli- laskelmoida rakennuksen lämpöhäviöt sekä enermistaa ilmatiiviitä mittatarkkoja rakenteita sekä sesti tuotettuja. (RT , 2014.) giankulutus. (RT , 2014.) Ilmastokriisin myötä rakennusten tiiveyttä ja lämmöneristävyyttä koskeviin säädöksiin on tullut tiukennuksia. Hirsirakentamisen kehityksen myötä tietokoneohjattu teollinen esivalmistus on mahdollistanut Teollisesti esivalmistetut hirret ovat käsin veistettyjä hirsiä mittatarkempia ja täten myös muodos- mittatarkan hirsien liitosrakenteiden valmistuksen ja hirsirakennuksen osien valmistuksessa voidaan tavat ilmatiiviimpiä rakenteita. käyttää automaatio- ja robottitekniikkaa sekä hirsiä voidaan työstää CNC- työasemilla. Tieto

30 4.2 Teollisia hirsirakenteita Lamellihirsi Seuraavassa alaluvussa käsitellään erilaisia teollisen hirsirakentamisen myötä kehitettyjä hirsirakenteita. Erilaisten liimapuurakenteiden avulla on löydetty ratkaisuja esimerkiksi jännevälien kasvattamiseen sekä hirren painumattomuuteen. Liimapuurakenteiset pilarit ja palkit ovat myös mahdollistaneet hirren käytön yhä suuremmissa rakennuksissa. Teollisen hirsirakentamisen kehitykset ovat vaikuttaneet hirsirakennusten ulkoarkkitehtuuriin. Nollanurkan ansiosta hirsirakennukset koetaan paremmin kaupunkikuvaan soveltuviksi, hirsiliitoksen jäädessä rakenteen sisään piiloon. Painumattoman hirren myötä rakennuksissa ei tarvita painumavarojen peittämiseen käytettyjä korkeita peitelistoja. Painuvien hirsien joukkoon luetellaan massiivihöylä- ja massiivipyöröhirren lisäksi lamellihirret. Massiivihirsien ja lamellihirsien erona on se, että lamellihirret koostuvat useasta toisiinsa liimatusta samansuuntaisista lamelleista. Lamellihirsien hyviä puolia ovat hirren vähäinen kieroutuminen sekä se, ettei sen kokoa määritä kaadetun puun halkaisija. Lamellihirret kuitenkin painuvat puun kuivumisen myötä yhtä lailla kuin massiivipuiset hirret ja tämä on otettava huomioon suunnittelussa. (Puuinfo, 2020c.) Tuotteiden esivalmistus Rakennusosia voidaan esivalmistaa ennen niiden tuomista rakennustyömaalle. Esivalmistus voi tapahtua esimerkiksi tehtailla tai muualla sääolosuhteilta suojassa. Puu on kevyt materiaali, jonka ansiosta sen kuljettaminen esivalmistettuina tilaelementteinä rakennustyömaalle on melko helppoa. Rakennusaikaa lyhentävät mahdollisimman pitkälle esivalmistetut tuotteet. Tuotteiden esivalmistusaste riippuu käytetyistä rakennusmateriaaleista. Hirret esivalmistetaan usein valmiiksi rakennusosiksi, tässä tapauksessa hirsiksi, jotka kuljetetaan rakennustyömaalle, missä niistä kasataan valmis rakennus. Sen sijaan CLT:stä valmistetaan usein valmiita rakenne-elementtejä tai jopa tilaelementtejä, joista rakennus on nopea kasata työmaalla. (Lakkala & Pihlajaniemi, 2019, 124.) Massiivi- ja lamellihirsistäkin on mahdollista tehdä teollisesti esivalmistettuja rakenne- ja tilaelementtejä, mutta se on harvinaisempaa. Hirsirakennusten kokoaminen työmaalla on itsessään jo melko nopeaa, jolloin rakenteet eivät joudu olemaan kauaa alttiina sääolosuhteille. Tietokonepohjainen suunnittelu on mahdollistanut hirsirakennusten mittatarkan suunnittelun, jonka ansiosta hirsiseinien rakentaminen työmaalla on nopeaa asennustyötä, jossa valmiiksi viimeistellyt hirsikomponentit liitetään toisiinsa. Tällä hetkellä markkinoilla on paljon erilaisia hirsitalopaketteja, joiden esivalmistusasteet vaihtelevat. Pitkälle esivalmistetut tuotteet lyhentävät talojen pystytysaikaa, mutta pidentävät suunnitteluaikaa. Sarjatuotetuissa talopaketeissa pidemmät suunnitteluajat vaikuttavat vain uusien mallien luonnissa ja nopeasti koottavat pientalot ovat myyntivaltti. Kuva 17. Leikkauskuva lamellihöylähirrestä sekä lamellipyöröhirrestä, Puuinfo 2020c mukaan 58 59

31 4.2.3 Painumaton hirsi Painumaton hirsi eroaa lamellihirrestä sekä massiivihirrestä sen keskellä olevalla keskilamellilla. Keskilamellissa puun syiden suunta on pystysuoraan ja hirren toisiinsa nähden ristikkäin olevien sivu- ja keskilamellien ansiosta hirren painuminen saadaan minimoitua. Koska puun runkoon nähden pituussuuntainen kuivumisen aiheuttama kutistuminen on erittäin vähäistä, minimoivat pystyssä olevat keskilamellit tämän rakenteen painumisen (RT , 2014). Painumaton hirsi ei ole täysin painumaton, mutta ristikkäisten lamellikerroksien ansiosta sen painuminen on merkittävästi vähäisempää verrattuna painuviin hirsiin. Tämän takia sitä kutsutaan painumattomaksi hirreksi. Teollisen hirsirakentamisen kehittymisen myötä painumattomasta hirrestä on kehitetty erilaisia variaatioita kuten Jättihirsi. Siitä voidaan valmistaa eri paksuisia hirsiä jotka sopivat sekä lämpimiin että puolilämpimiin rakennuksiin ja se poikkeaa muista painumattomista hirsistä hirren korkeuden puolesta. Jättihirsien korkeus on 360 mm. (Jättihirsi, 2022.) Liimapuurakenteiden myötä hirsien mittasuhteet ovat muuttuneet ja raja CLT-levyjen ja hirsien välillä on hämärtynyt. Hirsien kokoa eivät enää määritä kaadettujen puiden mitat vaan niistä voidaan tehdä yhä suurempia kappaleita. Seiniin voidaan tehdä suuria aukotuksia ilman korkeita peitelistoja Painumattoman hirren pystysuuntainen keskilamelli minimoi hirren painumisen (Puuinfo, 2020c.) Nollanurkka eli jiirinurkka Liimapuurakenne taipuu kuivuessaan vähän, joten tukirakenteiden kuten följäreiden tarve on vähäistä Kuva 18. Leikkauskuva painumattomasta hirrestä, jossa keskilamellin syysuunta on pystyyn, Puuinfo 2020c mukaan Kuva 19. Painumattoman ja painuvan hirsirungon arkkitehtonisia eroavaisuuksia (Honka, 2022a) 60 61

32 4.2.4 Lämpöhirsi Hirsien ekologisten ominaisuuksien ansiosta energiamääräyksissä on kompensoitu niiden lämmönläpäisykertoimen vertailuarvoa. Markkinoille on kehitetty myös lämpöeristettyjä hirsirakenteita, joiden avulla on pyritty vastaamaan hirsiseinän lämmöneristävyyden aiheuttamiin haasteisiin. Lämpöhirsi muistuttaa ulkoiselta olemukseltaan perinteistä hirttä, mutta rakenteellisesti se ei ole yksiaineinen massiivirakenne. Lämpöhirrellä on pyritty vastaamaan tiukentuviin energiamääräyksiin säilyttäen hirren ulkonäkö. Lämpöhirrellä voidaan saavuttaa ulkoseinän U-arvoksi jopa 0.16 tai 0.17 riippuen käytetystä eristeestä (Eurohonka, 2022). Ympäristöministeriö on asettanut ulkoseinän U-arvo vaatimukseksi 0.17 W(m²K), mutta massiivipuuseinälle, jonka paksuus on vähintään 180 mm, vaatimuksena on 0.40 W(m²K) (Ympäristöministeriön asetus uuden rakennuksen energiatehokkuudesta 1010/2017, art. 24). Energiamääräyksiä käsitellään tarkemmin alaluvussa Lämpöhirrellä voidaan saavuttaa ulkonäöllisesti hirrelle ominaisia piirteitä ja sillä voidaan rakentaa jopa perinteiselle hirsirakentamiselle tunnusomaisia pitkänurkkia (Oksanen, 2016). Lämpöhirsi ei kuitenkaan vastaa teknisiltä ominaisuuksiltaan massiivipuurakennetta. Sillä ei esimerkiksi ole massiivipuulle ominaista lämmönvaraamiskykyä eikä rakenteeseen ole sitoutunut yhtä paljon hiiltä kuin massiiviseen puurakenteeseen. Lämpöhirsiseinän ekologisuus perustuu puuhun sitoutuneeseen hiileen sekä rakenteen vähäisen lämpöhäviön tuottamaan U-arvoon. Lämpöhirsi ei ole sama asia kuin lisälämmöneristetyt hirsiseinät. Kummatkin poikkeavat rakenneteknisiltä ominaisuuksiltaan yksiaineisesta hirsiseinästä. Hirsirakennusten lisälämmöneristyksellä tarkoitetaan pääosin jälkikäteen tehtyä hirsirakennuksen eristystä, jonka avulla pyritään parantamaan rakennuksen lämmönläpäisykerrointa. Hirsiseinien lisälämmöneristystä on tutkittu alaluvussa Toinen lämpöhirsirakennetta muistuttava rakennustapa on tupla- tai kaksoishirsirakenne. Siinä julkisivuun tulee kahden hirsikerroksen väliin eristekerros, jonka avulla voidaan saada massiivipuuseinää parempi U-arvo. Jotta tuplahirsirungossa saavutetaan massiivipuu-seinälle tyypilliset hygroskooppiset ominaisuudet, tulee eristeenä käyttää höyrynsuluttomaan rakenteeseen soveltuvaa luonnonkuitueristettä (Tiainen ym., 2017, 37). Ilmansulku Sisäverhouksena voidaan käyttää hirsipaneelia Kuva 20. Ote lämpöhirren leikkauskuvasta, Eurohonka, 2022 ja Oksanen 2016 mukaan Lämpöhirsiseinän uloimpana kerroksena lamellihirsi Puukoolaus ja eristekerros 62 63

33 4.2.5 CLT Nollanurkka/ jiirinurkka CLT (Cross-laminated timber) tarkoittaa sahatavarasta ristiin liimattua massiivipuista levyä. Levy koostuu kerroksista, jotka ovat 90 asteen kulmassa edelliseen kerrokseen nähden ja kerroksia on aina pariton määrä. CLT on keksitty jo 1980-luvulla, mutta materiaalia on kehitelty ajan saatossa ja sen suosio on kasvanut tähän päivään mennessä. Valmiit levyt voidaan leikata tehtaalla halutun kokoisiksi tietokone ohjauksen ja CNC-koneen avulla. CLT tuotteet voidaan pitkälle esivalmistaa tehtailla. Niihin voidaan valmiiksi leikata esimerkiksi lvi-putkien läpiviennit sekä asentaa eristeet, ikkunat tai ulkoverhous. CLT:stä voidaan valmistaa esimerkiksi välipohjia, seiniä tai kattorakenteita. (Lakkala & Pihlajaniemi, 2019, 121.) kään estä niiden turvallista polttamista. (Lakkala & Pihlajaniemi, 2019, 121.) Massiivipuulevy CLT:llä on melko samankaltaiset kierrätys ja uudelleenkäyttö mahdollisuudet kuin liimapuuhirsillä. CLT-levyt eivät ole hirsiä, mutta niiden ottaminen tarkasteluun on olennaista, koska ne muistuttavat ominaisuuksiltaan paljon painumattomia hirsiä. Painumattoman hirren keskiosa on 90 asteen kulmassa hirren sivulamelleihin nähden ja myös CLT-levyt hyödyntävät tätä ristikkäisrakennetta. CLT:stä valmistetaan usein suuria levyjä rakentamisen nopeuden ja vähäisten puskuliitosten takia (Lakkala & Pihlajaniemi, 2019, 121). CLT-levyjen sekä painumattomien hirsien erot tulevat esiin niiden rakennustavoissa. Painumattomista hirsis- Lyhyt- ja pitkänurkka ovat pitkään käytössä olleita hirsirakentamisen nurkkatyyppejä. Lyhytnurkkia on käytetty erityisesti kaupunkien hirsitaloissa, jolloin talot on ollut mahdollista lautaverhoilla. Sen sijaan pitkänurkat ovat sopineet esimerkiksi pyöröhirsirakennuksiin sekä puolilämpimiin rakennuksiin kuten aittoihin. Uutena tuotekehityksenä hirsimarkkinoille on tullut nollanurkka eli jiirinurkka, joka poikkeaa ilmeeltään lyhytnurkasta. Lyhytnurkissa hirsien päät ovat joko suojattu tai verhouslaudoilla tai salvokset ovat jääneet näkyviin. Nollanurkkaa on esitetty ratkaisuksi kaupunkialueiden hirsirakennuksille. Pitkänurkat sekä suurikokoiset, pitkillä räystäillä varustetut pyöröhirsiset rakennukset on mielletty asemakaavoitetuille alueilla sopimattomiksi, minkä takia nollanurkan avulla on haluttu esittää sirompia sekä kokonaisilmeeltään yksinkertaisempia lopputuloksia. Yhdessä painumattoman hirren kanssa nollanurkka mahdollistaa vaakapaneloitua puutaloa muistuttavan lopputuloksen. Nollanurkka muistuttaa rakenteeltaan lohenpyrstösalvosta, jossa hirsien päät ovat piilotettu nurkkaliitoksen sisään. Liitoksien saumat tiivistetään työmaalla ja ulkonurkan suojaamiseksi riittää kapea kulmalista. (RT , 2019.) Kapeat kulmalistat ovat melko huomaamattomia elementtejä rakennuksen julkisivuissa toisin kuin lyhytnurkkien vaatimat leveät vuorilaudat. CLT tuotannon hukkapalat voidaan käyttää tä rakentaminen perustuu tietyn korkuisten ja le- muualla puuteollisuudessa tai tarvittaessa polttaa vyisten hirsien pinoamiseen rakennuksen seinissä, energiantuotannossa. Lisäksi CLT-elementit voi- kun taas CLT-rakentamisessa käytetään suurem- daan uusiokäyttää ja levyt voidaan uudelleen lei- pia rakennusyksiköitä. kata halutun kokoisiksi. Levyjen liimat eivät myös- Kuva 21. CLT-levyn rakenne (CrossLam, 2021) Kuva 22. Sisänäkymä CLT-levystä rakennetusta talosta (Snape,2022) Kuva 23. Nollanurkka (RT , 2019) 64 65

34 4.3 Hirsirakentamista koskeva lainsäädäntö Palonkesto ja palomääräykset Puun tyypillinen syttymislämpötila on C. Sytyttyään se alkaa hiiltyä noin 0.8 mm minuutissa. Hiiltyminen suojaa puuta palotilanteessa, sillä se hidastaa puun sisäosien lämpötilan nousua sekä palon etenemistä massiivisessa puutavarassa. Liimapuurakenteiden hiiltymisnopeus on hiukan hitaampi, ne hiiltyvät noin 0.7 mm minuutissa. Hirren syttymisherkkyyteen vaikuttavat puun tiheys, kosteus sekä puukappaleen paksuus. Mitä kuivempaa ja harvempaa puu on, sitä herkemmin se syttyy. Puurakenteiden paksuuden lisäys on tehokas keino suojata puurakenteita palolta. (Puuinfo, 2020d.) Suomessa rakennusten paloturvallisuutta ohjaa ympäristöminiteriön asetus rakennusten paloturvallisuudesta. Sen soveltamisaloja ovat uudisrakentaminen, korjaus- ja muutostyö sekä rakennusten laajentamiset, jos rakennus tai sen osa muuttuu korjaus- tai muutostyön seurauksena paloturvallisuuden kannalta vaarallisemmaksi. (Ympäristöministeriön asetus rakennusten paloturvallisuudesta 848/2017, art. 1.) Puu on sekä palava että palonkestävä materiaali, jonka käyttäytyminen palotilanteessa voidaan ennustaa tarkasti, koska sen hiiltymisnopeus tiedetään. Rakennusten paloturvallisuuden kannalta on tärkeää tietää miten eri tuotteet ja materiaalit toimivat palotilanteissa. Rakennustuotteiden palotestaus Euroopassa perustuu euroluokkajärjestelmään, joka määritellään standardoitujen testien avulla. Niissä testataan esimerkiksi rakennustuotteiden osallistuminen paloon, savunmuodostus sekä palavien pisaroiden ja kappaleiden syntyminen. Hirsirakenteissa saavutetaan paremmat palonkestovaatimukset hirsien kokoa kasvattamalla, suojaavalla pintakerroksella, palamattomilla eristemateriaaleilla sekä palonsuoja-aineilla. (Nordtreat, 2022.) Lisäksi rakennus voidaan varustaa automaattisella sammutuslaitteistolla. Rakennuksen paloturvallisuus voidaan osoittaa taulukkomitoituksella, joka perustuu erilaisiin luokka- ja lukuarvoihin. Taulukkomitoitukseen perustuvia paloluokkia on kolme P1, P2 ja P3. P1 paloluokan rakennuksen kantavia rakenteita koskevat palotekniset vaatimukset sekä palon kesto ovat tiukempia kuin paloluokkien P2 ja P3 rakennuksissa. Vaihtoehtoisesti rakennuksen paloturvallisuus voidaan osoittaa oletetulla palonkehityksellä, jolloin rakennuksen paloluokka on P0. Puurakentamista koskevien palomääräysten mukaan rakennuksen runkomateriaalina voidaan käyttää puuta kaikissa paloluokissa, jos rakennus on enintään yhdeksän metriä korkea. (Puuinfo, 2021, 9-10.) Rakennusosan paloturvallisuus voidaan osoittaa kantavuuden (R), tiiviyden (E) sekä eristävyyden (I) avulla. Rakennusosan tulee säilyttää sille määritellyt paloturvallisuusominaisuudet vaaditun palonkestoajan. Esimerkiksi, jos rakennusosa on luokiteltu olevan R60, tulee sen säilyttää kantavuutensa palotilanteessa 60 minuutin ajan. Yhdessä rakennusosan tiiviyden ja eristävyyden avulla voidaan määritellä sen osastoivuus. (Puuinfo, 2021, 11.) P2 paloluokan puurunkoisen rakennuksen ollessa yli kaksi kerroksinen, se tulee varustaa automaattisella sammutusjärjestelmällä ja kaikissa yli kaksi kerroksisissa P2 paloluokan rakennuksissa puurakenteet tulee suojaverhoilla. Suojaverhouksella hidastetaan palonkehittymistä rakennuksessa. Suojaverhoamatonta puupintaa saa kuitenkin olla yli kaksikerroksisessa P2 paloluokan rakennuksessa ei kantavissa väliseinissä. Lisäksi verhoamatonta puupintaa saa olla näkyvissä sitä enemmän mitä pienemmät palonkestovaatimukset rakenteilla on. Esimerkiksi P2-paloluokan yli kaksikerroksisessa rakennuksessa saa olla suojaverhoamatonta pintaa alle 20 %, kun palo-osaston rakennusosat ovat R 60 ja EI 60. Kun rakenneosat ovat luokiteltu R 90 ja EI 90 saa verhoamatonta puupintaa olla % yli 20 % ja yli 80 %, kun palo-osaston rakennusosat R 120 ja EI 120. (Puuinfo, 2021, ) Hirsirakentamista koskevat samat palomääräykset kuin puurakentamista muuten paitsi sen seinien palonkestävyyden osalta. Julkista hirsirakentamista rajoittavat palomääräykset, joissa näkyvät puupinnat rakennuksen sisä- ja ulkopuolella luokitellaan paloon osallistuvaksi tekijäksi (RT ). Suomessa on suhteellisen paljon kerrostaloasuntoja. Vuonna 2019 noin 46 % kaikista Suomen asunnoista sijaitsi kerrostaloissa ja yli puolet rakennetuista uudisasunnoista oli kerrostaloissa. Kerrostalojen osuus asuntotuotannosta on merkittävä, mutta puurakenteisten kerrostalojen rakentamista ovat pitkään estäneet erilaiset lainsäädännöt. (Paavola, 2019, 8.) Alun perin kaupunkien tiivis rakentamistapa sekä tapahtuneet tuhoisat tulipalot puukaupungeissa saivat viranomaiset suosimaan kiveä rakennusmateriaalina (Rakentajan tietokirjat, 2006, 8). Vuonna 2018 ympäristöministeriö on antanut asetuksen rakennusten paloturvallisuudesta, jota on muutettu myöhemmin vuonna Vuonna 2021 voimaan tulleen muutoksen myötä asuinja työpaikkakäytössä olevien puurunkoisten rakennuksien lisäksi myös majoitus- ja hoitolaitokset voidaan rakentaa puurunkoisina aiemman 14 metrin korkeuden sijasta 28 metriä korkeina, jos rakennus on varustettu automaattisella sammutusjärjestelmällä. 28 metriä vastaa noin kahdeksan kerroksista rakennusta ja 14 metriä noin neljä kerroksista rakennusta. (Puuinfo, 2021, 10.) Puurakentamiselle myönteiset muutokset lainsäädännössä tukevat puun käytön lisäämistä rakennussektorilla, mikä vaikuttaa myös hirren käytön lisääntymiseen ja sitä kautta hirsirakentamisen kehitykseen. Muutosten ansiosta puuta voidaan käyttää yhä laajemmin korkeassa rakentamisessa, mikä tukee myös Suomen ilmastotavoitteita

35 4.3.2 Maankäyttö- ja rakennuslaki CE-merkintä Maankäyttö- ja rakennuslailla ohjataan rakentamista sekä ekologisesti, taloudellisesti, sosiaalisesti ja kulttuurillisesti kestävää kehitystä. Sen avulla on haluttu myös turvata kansalaisten osallistumismahdollisuus heitä koskeviin suunnitelmiin. Osallistumisen tueksi maankäyttö- ja rakennuslaissa on esimerkiksi säädetty riittävän laajasta julkisesta tiedotuksesta sekä kaavoituksen osallistumis- ja arviointisuunnitelmasta. Lisäksi laissa on säännöksiä esimerkiksi kaavoituksesta, rakentamiselle asettavista yleisistä vaatimuksista sekä rakentamisen luvista ja muusta rakentamisen valvonnasta. (Maankäyttö- ja rakennuslaki 132/1999.) Tämänhetkinen maankäyttö- ja rakennuslaki on tullut voimaan vuonna 2000 ja sitä on sen jälkeen muokattu. Ympäristöministeriö valmistelee lain uudistamista ja uusi laki on tavoitteena saada voimaan Uudistuksella pyritään edistämään Suomen ilmastotavoitteita, luonnon monimuotoisuutta, rakentamisen laatua sekä puhtaan energian käyttöä. (Maankäyttö- ja rakennuslaki 132/1999.) Jotta Suomen ympäristötavoitteet toteutuisivat, on ympäristöministeriö asettanut tavoitteeksi, että rakennusten elinkaaren aikaista hiilijalanjälkeä pystyttäisiin ohjaamaan lainsäädännöllä vuoteen 2025 mennessä. Tämä tapahtuisi ympäristöministeriön laatimalla rakennusten hiilijalanjäljen arviointimenetelmällä. Tämän tueksi ympäristöministeriö on teettänyt vähähiilisen rakentamisen tiekartan, jonka avulla voitaisiin säädellä rakennusten elinkaaren aikaista hiilijalanjälkeä sekä rakennusmateriaalien elinkaaren aikaisia kasvihuonepäästöjä. Yhdessä alan toimijoiden kanssa tuotetut toimialakohtaiset tiekartat tukevat Suomen tavoitetta ilmastotavoitteita. (Ympäristöministeriö, 2022b.) Pelkkien rakennusaikaisten ympäristövaikutusten sijaan olisi tärkeää tarkastella myös rakennuksen käytön aikaisia ympäristövaikutuksia sekä rakennuksen käyttöikää sillä suurin osa rakennuksen hiilijalanjäljestä syntyy sen käytön aikaisesta energiasta (Hakaste & Kuittinen, 2017, 9-13). Käytön aikaiseen hiilijalanjälkeen vaikuttavat esimerkiksi uusiutuvat energialähteet sekä rakenteiden tiiveys, joka vaikuttaa rakennuksen ulkokuoren lämpövuotoihin. Uuden laskentamenetelmän avulla voidaan ottaa huomioon myös rakennusmateriaalien kierrätettävyys, mikä jää helposti huomioimatta. Hirret ovat mekaanisten liitostensa ansiosta melko helposti uudelleenkäytettäviä sekä massivipuisia rakenteita on yksinkertaista kierrättää. Hirsirakennusten elinkaaren hiilijalanjälkeen vaikuttaa hirsiin sitoutunut ilmakehän hiili, jonka ansiosta hirsirakennukset toimivat hiilen pitkäaikaisina varastoina, millä voidaan kompensoida sen rakennus- ja käytön aikaisia päästöjä. Vuonna 2013 voimaan tulleella CE-merkinnällä tuotteen valmistajat tai valtuutetut edustajat vakuuttavat tuotteen keskeisten ominaisuuksien täyttävän EU:n harmonisoidun tuotestandardin mukaiset vaatimukset. Se vaaditaan erilaisilta tuoteryhmiltä mahdollistaen tuotteiden vapaan liikkuvuuden EU alueella. (Euroopan parlamentin ja neuvoston asetus (EU) 305/2011.) Se koskee myös monia rakennustuotteita, kuten ikkunoita, ovia, betonielementtejä, sahatavaraa sekä teräsraudoitteita (Ylitalo, 2022, 19). Lisäksi CE-merkintää ei tarvita perinteisellä tai kulttuuriperinnön suojelun kannalta tarkoituksen mukaisella tavalla valmistettuihin rakennustuotteisiin, jotka ovat valmistettu kunnostamaan virallisesti suojeltuja ympäristöjä tai rakennelmia jotka ovat arkkitehtonisesti tai historiallisesti merkittäviä. (Euroopan parlamentin ja neuvoston asetus (EU) 305/2011, art. 5.) CE-merkintä on harmonisoitu tuotestandardi, jonka tarkoituksena on alun perin ollut EU:n sisämarkkinoiden toimivuuden takaaminen sekä tuotteiden ominaisuuksien helppo vertailu. Se kuitenkin tuottaa haasteita rakennustuotteiden uudelleenkäytölle, koska se on suunniteltu ainoastaan uusille tuotteille. CE-merkintää on kritisoitu myös pientuottajien näkökulmasta, sillä merkinnän hakeminen on pitkä ja kallis prosessi, joka ei palvele pienien paikallisten määrien myymistä. Ympäristöministeriön uuden linjauksen mukaan ennen rakennustuoteasetuksen voi- nustuotteilta ei tule enää vaatia CE-merkintää. (Ylitalo, 2022, 19.) Jos rakennustuote ei kuulu harmonisoidun tuotestandardin soveltamisalaan tai sille ei ole eurooppalaista teknistä arviointia, sitä ei voida CE-merkitä. Tällöin kelpoisuus voidaan osoittaa tyyppihyväksyntänä, jolla osoitetaan, että rakennuksen tekniset vaatimukset ovat rakennukselle ilmoitetun käyttötarkoituksen mukaiset. Toinen vaihtoehto on varmennustodistus, joka on hallinnollisesti tyyppihyväksyntää yksinkertaisempi ratkaisu, mutta se edellyttää valmistajalta tuotannon aikaista laadunvalvontaa. Muita menettelytapoja ovat laadunvalvontamenettely, missä valtuutettu varmentaja varmentamaa rakennustuotteen tuotantoprosessin sekä rakennuspaikkakohtainen varmentaminen, missä rakennustuotteen soveltuvuus varmennetaan rakennuspaikalla. Rakennuspaikkakohtaista varmentamista voidaan käyttää esimerkiksi tilanteissa, joissa valmistaja ei ole esittänyt millään tavalla rakennustuotteen ominaisuuksia, ja rakennusvalvontaviranomaisella on syytä epäillä, että tuote ei täytä sen teknisiä vaatimuksia. Näiden toimenpiteiden avulla voidaan osoittaa, että CE-merkinnän soveltamisalaan kuulumaton tuote täyttää maankäyttö- ja rakennuslain mukaiset vaatimukset. Mikäli tuote kuuluu harmonisoidun tuotestandardin soveltamisalaan, se on CE-merkittävä, eikä kansallista vapaaehtoista tuotehyväksyntää voida käyttää. (Zhu ym., 2022, ) maantuloa vuonna 2013 valmistetuilta raken

36 4.3.4 Lämmöneristävyys ja energiamääräykset Energiamääräyksien avulla pyritään säätelemään rakennusten aiheuttamia kasvihuonepäästöjä sekä ohjaamaan rakennusten energiankäyttöä kohti uusiutuvien energialähteiden käyttöä. Energiamääräykset ovat tärkeässä roolissa rakennusten energiankäytön määrittelyssä, koska suurin osa rakennusten elinkaaren aikaisista hiilidioksidipäästöistä syntyy rakennusten käytön aikana (Hakaste & Kuittinen, 2017, 9-13). Euroopan Unionilla on sen jäsenmaita koskevia yhteisiä ympäristötavoitteita. Energiatehokkuusdirektiivi koskee rakennusten energiatehokkuutta ja siihen on kirjattu tavoitteeksi, että vuoden 2020 loppuun mennessä kaikkien uusien rakennusten tulisi olla lähes nollaenergiarakennuksia. Lisäksi EU velvoittaa sen jäsenmaita kehittämään korjaussuunnitelman, jonka perusteella olemassa oleva rakennuskanta voitaisiin kustannustehokkaasti muuntaa lähes nollaenergiarakennuksiksi. Myöhemmin tavoitteena on, että korjaussuunnitelman perusteella olemassa oleva rakennuskanta voitaisiin muuttaa nollaenergiarakennuksiksi vuoteen 2050 mennessä. Lisäksi EU:n pitkän ajan päällä tai lähellä tuotetusta uusiutuvasta energiasta. Nollaenergiarakennuksella tarkoitetaan rakennusta, joka tuottaa paikan päällä kulutuksensa verran uusiutuvaa energiaa verkkoon tai se ei kuluta lainkaan energiaa. Nollaenergiarakennuksesta käytetään lyhennettä ZEB, joka tulee englannin kielen sanoista Zero Energy Building ja lähes nollaenergiarakennuksesta lyhennettä NZEB eli Nearly Zero-Emission Building. (European Comission, 2022.) EU:n energiatehokkuusdirektiiviä on Suomessa tarkennettu erilaisilla asetuksilla sekä lailla. Ympäristöministeriö on asettanut rakennuksille E-luvun raja-arvoja niiden käyttötarkoituksien mukaan. Kyseisissä raja-arvoissa on annettu helpotuksia massiivipuurakennuksille eri käyttötarkoitusluokassa. Rakennuksen E-luvulla tarkoittaa laskennallista energiatehokkuuden vertailulukua. Sen yksikkö on kwhe/(m²a), joka on energiamuotojen kertoimilla painotettu rakennuksen laskennallinen ostoenergiankulutus rakennuksen lämmitettyä nettoalaa kohden vuodessa. (Ympäristöministeriön asetus uuden rakennuksen ener- daan rakennuksen lämmitys-, ilmanvaihto -sekä jäähdytysjärjestelmät. Ostoenergiakulutuksesta muodostetaan rakennukselle kerroin, jonka avulla lasketaan sen kokonaisenergiankulutus. Kerroin on sitä pienempi mitä ympäristöystävällisempiä energiamuotoja rakennuksessa käytetään. (RT , 2014.) Rakennuksen energiatehokkuuteen vaikuttavat sen rakenteiden lämmönläpäisykertoimet sekä lämpöhäviöt. Lämpöhäviöiden määrään vaikuttavat rakenteiden tiiveys sekä rakennepaksuudet. Rakenteiden eristekerroksien olisi tärkeää olla yhtenäisiä, sillä eristekerroksen epäjatkuvuuskohdat muodostavat kylmäsiltoja, joissa tapahtuu lämpöhäviöitä. Myös eristekerroksen paksuuden paikalliset vähenemät voivat aiheuttaa lämpöhäviöitä. Lisäksi vaipan rakenteiden tiiveydellä on merkitystä rakennuksen ilmavuotoihin ja lämpöhäviöihin. Tietokoneohjatun teollisen esivalmistuksen myötä hirsirakennuksien liitoksista ja läpivienneistä on saatu mittatarkkoja, minkä ansiosta lämpöhäviöitä ja ilmatiiviyttä on saatu parannettua. lämpötilaerolla. Lämmönläpäisykertoimen yksikkö on W(m²K). Rakennuksen vaipan lämpöhäviöön vaikuttavat rakennusosien pinta-alat sekä lämmönläpäisykerroin. (Ympäristöministeriön asetus uuden rakennuksen energiatehokkuudesta 1010/2017, art. 2.) Lämpöhäviöt perustuvat siihen, että ilman lämpötilaerot pyrkivät tasoittumaan ja lämpö siirtyy aina lämpimästä kylmään. Ympäristöministeriön asetuksen mukaan seinän lämmönläpäisykertoimen vertailuarvo on 0.17 W(m²K). Sen sijaan massiivipuuseinälle, jonka keskimääräinen paksuus on vähintään 180 mm, on määritelty lämmönläpäisykertoimeksi 0.40 W(m²K) ja puolilämpimille tiloille 0.60 W(m²K). Loma-asumiseen suunnitellulla pientalolla, jonka keskimääräinen seinän paksuus on 130 mm, vertailu arvo on 0.80 W(m²K). (Ympäristöministeriön asetus uuden rakennuksen energiatehokkuudesta 1010/2017, art. 24.) Hyvitys on perusteltu puun ekologisilla ominaisuuksilla, kuten kyvyllä sitoa ilmakehän hiiltä, sekä perinteinen hirsirakentaminen ja sen erityispiirteitä on haluttu turvata (Ympäristöministeriö, 2017, 7). tavoitteisiin kuuluu, että kaikki uudet rakennukset olisivat vuoden 2030 alusta lähtien nollaenergiarakennuksia. (European Comission, 2022.) Lähes nollaenergiarakennuksen määritelmään kuuluu, että rakennuksilla on korkea energiatehokkuus ja sen energiantarve katetaan paikan giatehokkuudesta 1010/2017, art. 4.) Ostoenergiakulutuksella tarkoitetaan rakennuksessa käytettävää energiaa. Se voi olla peräisin sähköverkosta, uusiutuvista energialähteistä tai fossiilisista polttoaineista, tai se voi olla esimerkiksi kaukolämpöä. Lisäksi siinä huomioi- Ympäristöministeriö on asettanut rakennusten lämpöhäviöille rajoituksia. Niissä rakennuksille on määritelty vertailuarvojen avulla saadut vertailulämpöhäviöt, joita rakennukset eivät saa ylittää. Lämmönläpäisykerroin eli U-arvo kuvaa lämpövirran tiheyttä, joka jatkuvuustilassa läpäisee rakennusosan, jaettuna rakenteen eri puolten Rakennuksen lämpöhäviöiden tasaus on laskennallinen tapa määrittää rakennuksen eri vaipan osien lämpöhäviöt sekä se, täyttävätkö ne vaatimukset. Rakenteen U-arvo saa ylittää sille asetetun lämmönläpäisykertoimen vertailuarvon, jos lämpöhäviö kompensoidaan muissa rakenteissa tai riittävän tehokkaalla lämmöntalteenotolla va

37 rustetulla ilmanvaihdolla. (Ympäristöministeriö, 2017, 7-9, 24.) Rakennusten U-arvoa laskettaessa ei kuitenkaan oteta huomioon massiivirakenteiden lämmönvarauskykyä, joka tekee rakenteesta energiatehokkaan. Moniaineisiin seinärakenteisiin verrattuna massiivirakenne sitoo ja luovuttaa lämpöä hitaasti tasaten näin rakennuksen sisäilman lämpötiloja. (Saatsi, 2017.) Tämä perustuu puun hyvään lämmönvaraamiskykyyn eli lämpökapasiteettiin. Esimerkiksi männyn lämpökapasiteetti on lähes yhtä kuin tiilellä, vaikka sen tiheys on vain kolmasosa tiilen tiheydestä. Puun lämmönvaraamiskykyyn vaikuttavat puun tiheys, kosteus sekä lämpötila. (Puuinfo, 2020e.) Massiivipuinen hirsiulkoseinä ei tarvitse lisälämmöneristystä hirren hyvien lämpöteknisten ominaisuuksien ansiosta. Huokoisuutensa ansiosta puumateriaalin lämmönjohtavuus on melko vähäistä ja tiheämmillä puumateriaaleilla on suurempi lämmönjohtavuus. (Puuinfo, 2020e.) Hirsiseinän paksuudella on vaikutusta sen lämmöneristyskykyyn, mutta paksuimmallakaan hirrellä ei päästä samoihin lämmöneristävyysarvoihin kuin esimerkiksi rankarakenteisilla lämmöneristetyillä seinärakenteilla (Tiainen ym., 2017, 36). Hirsiseinän lämmöneristävyyttä voidaan parantaa seinän lisälämmöneristyksellä. Tällöin seinä ei kuitenkaan enää ole massiivirakenne. Kosteusteknisesti hirsiseinän lisälämmöneristys on turvallisinta toteuttaa ulkopuolisena lisälämmöneristyksenä. Tällöin kosteus ei pääse tiivistymään hirren ja eristeen väliin, mutta kerroksellinen rakenne on kosteusteknisesti massiivirakennetta arempi ratkaisu. (Saatsi & Saatsi, 2019.) Tämä vaikuttaa myös hirsiseinän ulkonäköön sekä teknisiin ominaisuuksiin. Hirsiseinän sisäpuolinen lisälämmöneristäminen on ongelmallista, koska silloin alkuperäisen hirsirakenteen lämpötila alenee ja kosteustekninen toiminta heikkenee. Esimerkiksi ulkoilman lämpötilan ollessa -20 C ja sisäilman lämpötilan +20 C, syntyy nollapiste villan ja hirren väliin, missä ilmassa oleva vesihöyry tiivistyy nestemäiseksi vedeksi aiheuttaen mahdollisia kosteus- ja homeongelmia. (Saatsi & Saatsi, 2019.) Lisäksi, jos sisäpuolisessa lämmöneristyksessä jätetään tuuletusrako hirren ja eristeen väliin, ei hirren lämmöneristävyyttä voida käyttää hyödyksi rakennuksen lämmöneristyksessä (Tiainen ym., 2017, 37). Erilaiset energiamääräykset ja koko rakennuksen elinkaari tulisi ottaa suunnittelussa hyvissä ajoin huomioon. Monet EU:n pitkän ajan tavoitteista olisi hyvä ottaa rakennuksessa huomioon ja suunnittelussa tulisi katsoa tulevaisuuteen, jotta muutoksiin pystyttäisiin varautumaan. Julkisivuverhous Riittävän paksulla tuuletusraolla varmistetaan kosteuden mahdollisuus kuivua Lisälämmöneristyksen ollessa hirren ulkopuolella kosteus ei tiivisty hirren ja lämmöneristeen väliin Kuva 24. Ulkopuolisella lisälämmöneristyksellä on vaikutuksia sekä rakennuksen ulkonäköön että rakenteen toimivuuteen, Puuinfo 2020f mukaan 72 73

38 4.4 Hirsirakentamisen nykytila Jälleenrakentamiskaudelta tähän päivään saakka jota tuettiin julkisella rahoituspanoksella. Samaan hirsi on ollut vapaa-ajan asuntojen pääasiallinen aikaan myös puurakentamista alettiin tutkia monipuolisesti. Puurakentamista ja hirren käyttöä rakennustapa (RT , 2014) luvun loppupuolella hirren kysyntä pientalojen rakennusmateriaaliksi alkoi kasvaa. Taustalla tähän kas- sekä vientitaloudellisten vaikutusten takia. (Heik- haluttiin lisätä niiden ekologisten ominaisuuksien vaneeseen kysyntään olivat esimerkiksi 1990-luvun puolivälissä alkanut puurakentamisen kehitys, kilä, 2001, 19.) Hirsirakentamiseen liittyvät mielikuvat Useissa asemakaavoissa sekä pientaloalueiden Tutkimuksen lähtöoletuksena oli, että kaavoitusrakentamistapaohjeissa on pitkään kielletty hirren käyttö rakennuksen julkisivujen pääasiallisena hirsirakentamisessa Suomen kaupunkeihin ja taa- ja rakennusvalvontaviranomaiset olivat esteenä materiaalina. Tämä on rajoittanut hirren käyttöä jamiin. Tutkimuksen alussa selvitettiin hirsitalojen pientaloissa erityisesti asemakaava-alueilla. (Lakkala & Pihlajaniemi, 2019, 17.) Tämän pohjalta pyrittiin saamaan vastauksia ylei- rakentamisen ohjaamista Oulun läänin kunnissa. seen käsitykseen siitä, että kaavoitustoimi olisi Vuonna 2001 julkaistussa Oulun yliopiston este hirsirakentamisen yleistymiselle. Samalla Puustudion kanssa yhteistyössä tehdyssä, Hirsiteollisuus ry:n tilaamassa, tutkimuksessa Hirsi pyrittiin selvittämään kaavoitus- ja rakennusvalvontaviranomaisten asenteita hirsirakentamista kohtaan. Tutkimuksen haastatteluosuudessa kaupunkiympäristössä, Hirsiarkkitehtuurin kehittämishankkeen raportti on selvitetty hirsihirsirakentamisen määrää ja ohjausta kaupungeissa haastateltiin kaavoituksen työntekijöitä sekä arkkitehtiylioppilaita. (Heikkilä, 2001, 23.) sekä viranomaisten suhtautumista hirsirakentamiseen. Tutkimuksen tavoitteena oli auttaa kehittämään suomalaista hirsirakentamista sekä pa- suurin osa kunnista salli hirsirakentamisen kun- Tutkimuksessa tehdyssä kyselyssä selvisi, että rantamaan kaupunkiympäristöjen laatua tuomalla takeskuksiinsa, mutta sen käyttöä ohjailtiin monilla tavoilla. Rakentamistapaohjeet käsittelivät laadukkaan massiivipuisen vaihtoehdon kaupunkien ja taajamien rakentamistavaksi. (Heikkilä, useimmiten rakennusten kokonaishahmoa eli 2001, 23.) massoittelua, katon kaltevuutta, nurkkasalvoksia, ulkoverhousta sekä väriä. Osassa kunnista sallittiin esimerkiksi vain laudoitetut lyhytnurkat ja doitus. Lisäksi hirren käyttö rakennuksen yksityiskohdissa, kuten katoksissa, pergoloissa sekä ai- osassa hirsijulkisivut tuli puuverhoilla. Hirsirakentaminen koettiin taajamakuvan kannalta ongelmalliseksi, koska ne erottuivat ympäristöstään rakennusten yksityiskohtien tulisi luoda keveä doissa nähtiin arkkitehtonisesti haastavana, koska sekä rikkoivat yhtenäistä kaupunkikuvaa. Tämän vastapaino rakennuksen raskaalle perusmassalle, takia ne ohjailtiin usein sijoitettaviksi tietyille sijainneille muodostaakseen oman kokonaisuuden. aali. (Heikkilä, 2001, 33, 43.) mutta hirsi itsessään on jo melko raskas materi- Sillä ei kuitenkaan aina pystytty takaamaan yhtenäistä kaupunkikuvaa, koska hirsirakentaminen Suomen kaupungeissa hirsirakennuksia on lautaverhoiltu jo 1700-luvulta lähtien, mikä on yksi mahdollistaa hyvin monenlaisia lopputuloksia. mahdollinen syy kaupunkien hirsirakentamiseen Rakennuksien julkisivut voivat olla joko pyörö- tai liittyviin mielikuviin. Ainoastaan vanhojen kaupunginosien täydennysrakentaminen tai arkki- lamellihirsisiä, laudoitettuja, lyhyt- tai pitkänurkkia sekä niiden käsittelytapojen peittävyys vaihteli. tehtonisesti uniikit ratkaisut nähtiin perusteltuina. (Heikkilä, 2001, 25, 41.) Haastateltavat olivat melko yksimielisiä siitä, että Hirsitalojen suunnittelun haasteena nähtiin myös pitkänurkat ja pyörähirret eivät soveltuneet kaupunkeihin. Sen sijaan höylähirsien ja lyhytnurkkien niiden koristeellisuus. Rankarakenteiset pakettitalot olivat kehittyneet yksinkertaisempaan suuntaan, kun taas hirsirakennusten julkisivuissa oli sekä harmonisempina rakennuksina. (Heikkilä, luomat kokonaisuudet nähtiin yksinkertaisempina paljon yksityiskohtia, kuten nurkka- ja peitelau- 2001, 33, 43.) Kuva 25. Erilaisia hirren pintakäsittelyjä (Wulff, 2018 ja Hirsiset, 2020) 74 75

39 Haastateltavat mielsivät hirsirakentamisen soveltuvan parhaiten sauna- ja vapaa-ajanrakennuksiin, matkailurakentamiseen sekä maatilan päärakennuksiksi, joihin kaikkiin liittyi yhteys luontoon. Hirren soveltuvuutta edellä mainittuihin käyttökohteisiin perusteltiin muun muassa rakentamisen mittakaavalla, jota ohjailevat perinteisessä hirsirakentamisessa kaadettujen puiden mitat. Lisäksi hirren käytön rajoittamisen taustalla oli hirsiteollisuuden kehittyminen vastaamaan vapaa-ajan rakentamisen tarpeita. Rankarakenteisten puutalojen suosion kasvettua jälleenrakennuskaudella hirttä alettiin käyttämään pääasiassa vapaa-ajan asunnoissa ja täten teollisen hirsirakentamisen tuotoksena 1950-luvulta lähtien syntyi pääosin luonteeltaan suurikokoisia kesämökkejä. (Heikkilä, 2001, 11, 29, 35 37). Tutkimuksessa selvisi, että hirteen rakennusmateriaalina suhtauduttiin hyvin myönteisesti, mutta siihen liittyviä mielikuvia ohjasivat pitkälti materiaalin käytöstä olleet esimerkit. Pyöröhirret sekä pitkänurkat ja niiden vaatimat pitkät räystäät, jotka loivat rakennuksien julkisivuista varjoisia, nähtiin arkkitehtonisesti sopimattomina pientaloalueille. Pitkänurkkaisten rakennusten kaupunkikuvalliset ongelmat johtuivat niiden vaatimasta tilasta, minkä takia niiden ei mielletty soveltuvan kaupunkiympäristöihin. Ilmiönä pitkänurkkaisten talojen kieltäminen Suomen kaupungeissa on jo melko vanha. Pitkänurkkaiset talot ovat nähty jo pitkään sopimattomina Suomalaisiin kaupunkeihin. Ne on kielletty ajan saatossa osassa Suomen kaupungeista, koska ne nähtiin tilaa vievinä kasvavissa kaupungeissa sekä ne miellettiin maalaismaiseksi rakennustavaksi. (Heikkilä, 2001, 11, 35 37). Viime aikoina teollisessa hirsirakentamisessa on otettu merkittäviä harppausaskelia, jotka ovat mahdollistaneet uudenlaisia arkkitehtonisia ratkaisuja, joiden ansiosta hirsirakentamisen asema on vahvistunut kaupunkien ja taajamien asemakaava-alueilla. Rakennusten aukotukseen sekä massoitteluun liittyviä kehityksiä ovat olleet esimerkiksi painumattomat hirret sekä nollanurkat. Hirsirakentamisen kehittymisen myötä sen käyttö julkisessa sekä suurimittakaavaisessa rakentamisessa on yleistynyt sekä hirsirakentamisesta on saatu yhä enemmän arkkitehtonisesti laadukkaita esimerkkejä. Pudasjärvi on noin 8000 asukkaan kaupunki Pohjois-Pohjanmaalla. Kaupungista on tullut merkittävä nykyaikaisen hirsirakentamisen keskus ja alueella on myös monia kulttuurihistoriallisesti merkittäviä hirsirakennuksia kuten Pudasjärven kotiseutumuseoon kuuluvat vanhat hirsitalot. Pudasjärvellä sijaitsee Kontiotuote Oy:n tehdas, jonka ansiosta hirret kaupungin uusiin kohteisiin on saatu läheltä ja alueen hirsirakentaminen on tukenut paikallista työllisyyttä. Ensimmäiset Pudasjärven uudet hirsirakennuskohteet ovat vuosina kaupungin keskustaan rakennettu hirsirakenteinen toimistorakennus sekä hotelli. Kohteiden avulla tutkittiin Kuva 26. Nollanurkan ansiosta rakennuksen julkisivut muistuttavat lautaverhoiltua rankarakenteista taloa. Painumattomat hirret mahdollistavat julkisivujen suuret aukotukset sekä hirren näkymisen rakennuksen sisäpuolella (Honka, 2022b) 76 77

40 Kuva 27. Pitkänurkkasalvoksinen Kimara Aurinkorinne vuoden 2013 asuntomessuilla edustaa melko perinteistä hirsiarkkitehtuuria. Kohde valittiin asuntomessujen yleisön suosikiksi. (Kimara, 2022) hirsirakentamisen soveltuvuutta julkiseen rakentamiseen. Tämän jälkeen vuosina kaupunkiin rakennettiin Euroopan aluekehitysrahaston tukemana Karhukuntaan hirsikorttelihanke, jossa tutkittiin hirsirakennusten koko elinkaaren aikaista hiilijalanjälkeä ja vertailtiin rakentamisen päästöjä rakennuksen käytön aikaisiin päästöihin. Tutkimuksissa havaittiin hirren olevan ekologinen vaihtoehto puuhun sitoutuneen hiilen ansiosta sekä hirren hygroskooppisuuden positiiviset vaikutukset rakennuksen sisäilmalle. (Lakkala & Pihlajaniemi, 2019, 196.) Positiivisten tutkimustulosten myötä kaupungin uuden päiväkodin rakennusmateriaaliksi valikoitui lamellihirsi. Pikku-Paavalin päiväkoti toimi hirsirakenteisten päiväkotien edelläkävijänä Suomessa ja se oli valmistuttuaan maailman suurin hirsinen päiväkoti. (Lakkala & Pihlajaniemi, 2019, 196.) Hirren sisäilmalle suotuisat ominaisuudet vaikuttivat myös Pudasjärvelle rakennetun Hirsikampuksen materiaalivalintoihin, sillä vanhassa koulurakennuksessa oli kamppailtu sisäilmaongelmien kanssa. Hirsikampuksen valmistumisen jälkeen, vuonna 2015, Pudasjärven kaupunki linjasi, että kaupungin kaikkien uusien rakennusten ensisijainen rakennusmateriaali tulisi olla hirsi. Tämän linjauksen jälkeen kaupunkiin on rakennettu esimerkiksi hirsinen palvelukoti, vuokrataloja sekä toinen hirsinen päiväkoti. (Lakkala & Pihlajaniemi, 2019, 196, 205.) Pudasjärvi on merkittävä rooli Suomalaisessa julkisessa hirsirakentamisessa. Pudasjärvellä toteutetut hirsirakentamisen pilottihankkeet ovat herättäneet laajaa kotimaista sekä kansainvälistä huomiota hirsirakentamisesta sekä osoittaneet nykyaikeisen hirsirakentamisen soveltuvuuden suuriin rakennushankkeisiin sekä urbaaniin ympäristöön. Pudasjärven hirsinen päiväkoti, koulukeskus sekä palvelutalo toimivat suunnannäyttäjinä suurille julkisille hirsirakennuksille. Pudasjärven hirsirakennushankkeiden avulla on haluttu vaikuttaa päättäjiin hirsirakentamisen edistämiseksi. Pudasjärvi on myös markkinoinut aktiivisesti hirsirakennushankkeitaan. EU-tason päättäjiä sekä virkamiehiä on kutsuttu erilaisiin seminaareihin esiintymään sekä vieraiksi. Lisäksi Pudasjärven Pikku-Paavalin päiväkoti oli esimerkkinä sisäongelmien ratkaisusta Helsingissä 2016 järjestetyssä Eduskunnan kansalaisinfotilaisuudessa. Aktiivisen hirsirakentamisen puolesta puhuminen on tuottanut tulosta, sillä hirsi on tällä hetkellä Suomen suosituin uusien päiväkotien rakennusmateriaali. Tämä kaikki on edistänyt hirsirakentamisen kysynnän kasvua sekä julkisen rakentamisen että pientalomarkkinoiden puolella, mikä on vaikuttanut myös hirsirakentamisen tuotekehitykseen. Lisäksi hirsirakentamisen ekologisuudesta sekä hygroskooppisista ominaisuuksista tehdyillä tutkimuksilla on ollut positiivia vaikutuksia hirsirakentamista koskevaan lainsäädäntöön. Esimerkiksi Karhunkunnas-hankkeen jälkeen lainsäätäjät luopuivat puurakentamista vaikeuttavasta säädösuudistuksesta. (Lakkala & Pihlajaniemi, 2019, 196, 205.) 78 79

41 4.4.2 Hirsirakentamisen osuus uudisrakennuksista Hirren suosion huomattava kasvu omakotitalojen vain 7% oli hirsitaloja. Suurimpina esteinä tuohon rakennusmateriaalina voidaan nähdä tarkastelles- aikaan hirsipientalojen rakentamiselle olivat kaa- sa tilastotietoja eri vuosilta. Markkinatutkimusten vamääräykset sekä rakennustapaohjeet, jotka es- mukaan 2000-luvun alussa noin viidesosa suomalaisista pientalorakentajista oli kiinnostunut tivät hirsirakentamisen taajamissa sekä kaupunkialueilla. (Heikkilä, 2001, 23.) 25 hirsitaloista, mutta vuonna 2001 pientaloista Teollinen lamelli- tai höylähirsi Kivi 15% Hirsi 8% Kivi 11% Hirsi 24% 7 Vapaa-ajan rakennusten rakenneratkaisut Lämpöhirsi Muu puurakentaminen Teollinen pyöröhirsi Käsin veistetty hirsi Kuva 29. Hirsi on edelleen suosittu materiaali myös vapaa-ajan asumisessa ja teollisen hirren suosio on perinteistä käsin veistettyä hirttä huomattavasti suurempaa, Rakennustutkimus RTS, 2020, mukaan Puu 77% Puu 65% Tilastosta voi huomata, että käsin veistetyillä hirsillä on edelleen suhteellisen suuri osuus vapaa-ajan rakentamisesta vaikka se on poistunut uusien pientalojen rakennustavoista jälleenrakennuskauden aikana jo lähes kokonaan. Teollinen hirsirakentaminen on tuonut myös vapaa-ajan rakennusten arkkitehtuuriin uusia mahdollisuuksia ja painumattomat hirsiratkaisut ovat helpottaneet rakentamista, kun suuria painumavaroja ei tarvitse huomioida. Vapaa-ajan asuntojen lämmönläpäisykertoimien vertailuarvot ovat pienemmät kuin ympärivuorokautiseen käyttöön tarkoitetuissa rakennuksissa, jolloin hirsirakenteisissa vapaa-ajan rakennuksissa voidaan käyttää ulkoseinissä kapeampia hirsiä. Kuva 28. Diagrammi omakotitalojen runkomateriaalien prosenttiosuuksista vuosilta 2011 ja 2021, Rakennustutkimus RTS, 2011, 7 ja Rakennustutkimus RTS, 2022, 9 mukaan 80 81

42 4.5 Esimerkkikohteita Honkasuon hirsitalokortteli Tässä alaluvussa käsitellään kolmea erilaista hirsirakennusprojektia Suomessa, jotka edustavat ny- kohteessa on otettu painumavarojen peitelistat painumavaroja. Painuvista hirsistä rakennetussa kyaikaisen hirsirakentamisen monipuolisia mahdollisuuksia. Kohteet ovat rakenneratkaisuiltaan ja tehtuuria. Hirsitalojen ulkoarkkitehtuurin kehitys nykyaikaisella tavalla osaksi rakennuksen arkki- käyttötarkoituksiltaan hyvin erilaisia, mutta niitä saa pohtimaan hirsirakennuksien ominaispiirteitä yhdistää pyrkimys vastata ilmastokriisin asettamiin haasteisiin. toniset ominaispiirteet ovat jopa estäneet sen ja niiden merkitystä. Hirren perinteiset arkkiteh- käyttöä kaupungeissa, mutta teollisen kehittymisen ja muuttuneen lainsäädännön myötä sen tu- Esimerkkikohteissa on yhdistetty painumattomia hirsiä betonirakenteisiin sekä painumattomat hirret ovat mahdollistaneet aukotukset ilman levaisuuden näkymät ovat yhä monipuolisemmat. Kuva 30. Helsingissä rakenteilla olevat käsin veistetyt hirsitalot (Mölsä, 2021) Teollinen hirsirakentaminen on lähes syrjäyttänyt käsin veistetyt hirret tuotannon tehokkuuden ja veistäjien ammattitaidon hiipumisen myötä. Helsingin Honkasuolle on kuitenkin valmistumassa rakennusasiaintoimisto Aarteen suunnittelema käsin veistetyistä hirsistä koostuva rivitalo, joka vaalii perinteisen hirsirakentamisen piirteitä. Kohde edustaa hyvin perinteistä rakennustapaa, mutta sen energiaratkaisut katsovat tulevaisuuteen. Rakennusarkkitehtitoimisto Aarteen tavoitteena on rakentaa mahdollisimman ekologisesti ja kestävästi. Sen suunnittelemissa rakennuksissa käytetään uusiutuvia rakennusmateriaaleja, minimoidaan päästöt sekä kierrätetään mahdollisimman paljon materiaaleja, tavoitteena hiilinegatiivinen rakentaminen. IPCC:n vuonna 2018 ilmestynyt ilmastoraportti on vaikuttanut toimiston tavoitteeseen rakentaa hiilinegatiivisia taloja. (Ylitalo, 2022, 17.) Rivitalon asunnot ovat omarunkoisia ja kaksikerroksisia asuntomoduuleja. Talojen julkisivut koostuvat käsin veistetyistä hirsistä, jotka ovat liitetty toisiinsa lohenpyrstösalvoksilla. Massiivihirrelle sopivaksi pituudeksi osoittautui kohteen suunnittelussa 8200 mm, mikä määritti asuntomoduulien mitat. (Mölsä, 2021.) Asuntojen omarunkoisuus mahdollistaa myöhemmin yksittäisten asuntojen siirtämisen ja mekaanisten liitosten ansiosta hirsirunko voidaan helposti purkaa ja rakentaa uudelleenkäyttöä varten. Julkisivut ovat käsitelty perinteisillä keittomaaleilla, jotka suojaa puuta esimerkiksi kosteusrasitukselta sekä lahottajilta (Vuolle-Apiala, 2012, 154). Massiivirakenteisten ulkoseinien ansiosta hirret ovat näkyvillä myös talon sisäpinnoissa ja sisäpintojen hirsiseinät ovat jätetty käsittelemättä. Ulkoseinien hirsien paksuus on 225 mm ja asuntojen väleihin on jätetty 50 mm paksu suljettu ilmarako, jolloin asuntojen välisten seinien rakennepaksuudeksi tulee 500 mm. (Mölsä, 2021.) Omarunkoiset asunnot ja hirsien välinen ilmarako luovat kaksinkertaisen rakenteen, joka parantaa seinän ilmaääneneristävyyttä yksinkertaiseen rakenteeseen verrattuna (Lahtela ym., 2021, 23, 30). Lyhytnurkkaisten hirsirakennuksien julkisivut voidaan lautaverhoilla. Lautaverhoilun avulla julkisivuja voidaan mekaanisesti suojata tai se voidaan tehdä esteettisistä syistä. Osana kohteen ekologisia tavoitteita, kohteessa rakennuksen julkisivuja ei verhoilla, koska tuulettuva lautaverhorakenne huonontaa massiivirakenteen lämpöteknisiä ominaisuuksia. Puulla on hyvä lämmönvaraamiskyky ja massiivipuurakenne voi varastoida itseensä auringon lämpöenergiaa tasaten hitaasti sisätilan lämpötilaa sekä vähentäen rakennuksen lämmityksen tarvetta (Puuinfo, 2020e). Tuulettuva lautaverhoilu olisi pudottanut kohteen energialuokan luokasta A luokkaan B (Mölsä, 2021)

43 4.5.2 Pudasjärven koulukeskus Kohteen avulla pyritään tuomaan esiin massiivihirsitalon etuja ilmastonmuutoksen torjunnassa. Hirren ekologisten ominaisuuksien lisäksi rakennuksen käytönaikaista hiilijalanjälkeä on pyritty pienentämään jokaisen asunnon omalla aurinkovoimalalla, lämmön talteenotolla varustellulla ilmalämpöpumpulla sekä varaavalla takalla. Lisäksi kohteen lämmitysjärjestelmänä on uusiutuva kaukolämpö. (Mölsä, 2021.) Materiaalivalinnoilla on pyritty minimoimaan kuljetuksesta sekä valmistamisesta syntyviä päästöjä. Talojen hirret ovat käsin veistetty Suomalaisesta puusta ja asuntojen takkojen piiput ovat muurattu tiilitehtaiden loppueristä (Ylitalo, 2022, 17). Arkkitehtiuutisten haastattelussa kohteen arkkitehti Minna Aarnio toteaa, että kiertotalouden mukaisen rakentamisen toteuttaminen oli hankalaa, koska uudelleenkäytettyihin tuotteisiin ei saa CE-merkintää. Esimerkiksi rakennuksen ikkunoissa ja hirsirungossa haluttiin uudelleenkäyttää vanhoja rakennusmateriaaleja. Rakennusvalvontavirasto ei voinut kuitenkaan hyväksyä tuotteita, koska niiltä puuttui CE-merkintä. CE-merkintä vaaditaan EU:n harmonisoidun tuotestandardin piiriin kuuluvilta tuotteilta, mutta se voidaan myöntää ainoastaan uusille tuotteille. Tuotteille saatiin kuitenkin käyttölupa rakennustuotehyväksyntään erikoistuneen asiantuntijayrityksen kirjoittamalla rakennuspaikkakohtaisella varmennuslausunnolla. (Ylitalo, 2022, 17.) Kohteen hiilijalanjälkilaskelmien perusteella sen hiilikädenjälki on yli kaksi kertaa suurempi kuin sen hiilijalanjälki. Rakennukset siis sitovat enemmän hiiltä kuin päästävät sitä ilmakehään, joten niitä voidaan kutsua hiilinegatiivisiksi. (Ylitalo, 2022, 17.) Suomen ympäristötavoitteiden tukemiseksi, ympäristöministeriö on asettanut tavoitteeksi, että rakennusten elinkaaren aikaista hiilijalanjälkeä voitaisiin ohjata lainsäädännöllä vuoteen 2025 mennessä (Ympäristöministeriö, 2022b). Tämä on yhdessä EU:n pitkän ajan tavoitteiden kanssa, joiden mukaan olemassa oleva rakennuskanta voitaisiin muuttaa ensin lähes nollaenergiataloksi ja myöhemmin nollaenergiataloksi, huomioitu rakennuksessa (European Comission, 2022). Pudasjärven kaupunki on toiminut eräänlaisena suunnannäyttäjänä nykyaikaisessa hirsirakentamisessa. Kaupunkiin rakennetut julkiset hirsirakennukset ovat osoittaneet hirren soveltuvuuden julkiseen rakentamiseen sekä lisänneet hirren suosiota erityisesti koulujen ja päiväkotien rakennusmateriaalina. Vuonna 2016 Pudasjärvelle valmistui Arkkitehtitoimisto Lukkaroinen Oy:n suunnittelema uusi koulukampus, jonka kaupunki päätti rakennuttaa ratkaisuksi alueen koulujen sisäilmaongelmiin. Uuden kampuksen tiloissa toimivat peruskoulu, lukio sekä kansalaiskoulu ja se oli valmistuttuaan maailman suurin hirsinen koulurakennus. (Lakkala & Pihlajaniemi, 2019, 196.) Hankkeen rakennusmateriaaliksi valikoitui hirsi, koska kaupungin aiempien hirsikohteiden tutkimuksissa oli saatu positiivia tuloksia hirren vaikutuksista rakennuksen sisäilmaan. Lisäksi päätökseen rakennusmateriaaleista vaikuttivat hirren ekologiset ominaisuudet. Rakennuksen käyttöikää ja sitä kautta hiilijalanjälkeä pyrittiin pienentämään tilojen muuntojoustavuudella. Pudasjärvellä sijaitsevan Kontiotuote Oy:n hirsiä käyttämällä kohde antoi työtä paikallisille hirsitoimittajalle ja rakentamisessa pystyttiin hyödyntämään paikallista osaamista, mitä oli kertynyt kaupungin aiemmista hirsihankkeista. (Lukkaroinen, 2020.) Hirsikampuksen ulkoseinät ovat rakennettu 275 mm paksuista lamellihirsistä ja väliseinienpaksuudet ovat vaihtelevasti 275, 205 tai 130 mm. Lamellihirsi on painuva rakenne, joten rakennusta suunnitellessa on otettava huomioon painumisvarat. Hirsikampuksessa painumavarat ovat peitetty värikkäillä peitelevyinä jotka ovat otettu osaksi sisätilojen arkkitehtuuria värikkäinä levyinä. Kiintokalusteiden kiinnittäminen ratkaistiin värikkäillä levypinnoilla, joiden takana seinät pystyivät painumaan. (Lukkaroinen, 2020.) Rakennus muodostuu neljästä siivestä, joista kolme on hirsirakenteisia ja yhden rungon kantavana materiaalina on teräsbetoni. Teräsbetonirunkoisessa osassa sijaitsevat väestönsuoja sekä keskuskeittiö. Väestönsuojan ulkokuoren on oltava luokasta riippuen joko 300 mm tai 400 mm paksua betonia. Keskuskeittiössä hirsiset pinnat taas eivät ole mahdollisia tiukkojen vaatimusten takia. Betonirunkoinen osa on kuitenkin ulkoverhoiltu laudoituksella, minkä ansiosta sen ulkoarkkitehtuuri on samankaltainen hirsirakenteisten osien kanssa. (Lukkaroinen, 2020.) Painuvien ja painumattomien rakenteiden yhdistäminen vaatii huolellista suunnittelua, missä on huomioitava hirsien liikkeet sekä rakenteiden tiiveys

44 Kuva 31. Pudasjärven hirsikampuksen ruokalan, peruskoulun, lukion sekä hallinnollisten tilojen kantavia rakenteita (Ahonen, 2017) Kuva 32. Hirsikampuksen korkeiden tilojen kattorakenteet kannatetaan liimapuupilareilla. (Ahonen, 2017)

45 4.5.3 Hirsihovi Hirsihovi on Suomen ensimmäinen hirsikerrostalo, joka valmistui vuonna 2021 Pudasjärvelle. Kyseessä on kahden kerrostalon muodostama kokonaisuus, jonka on suunnitellut Arkkitehtitoimisto Linja Arkkitehdit Oy. (Sweco, 2022.) Puurakentamista koskevia säädöksiä on vähitellen muutettu puurakentamiselle suotuisemmiksi, minkä ansiosta puurakenteiden käyttö kerrostaloissa on yleistynyt. Asuin- ja työpaikkakäytössä olevat rakennukset voidaan rakentaa puurunkoisena 28 metriä korkeina, mikä vastaa noin kahdeksan kerroksista rakennusta. (Puuinfo, 2021, 10.) Rakennuksen runko ei ole täysin hirsinen, vaan se on toteutettu hybridirakenteena. Rakennuksen kantava runko on tehty betonielementeistä ja sen julkisivut sekä osa väliseinistä ovat tehty painumattomista hirsistä. Hirsinä on käytetty paikallisen Kontiotuotteen painumattomia hirsiä. (Sweco, 2022.) Pudasjärven kaupungin tavoitteena on ollut vuodesta 2015 lähtien, että kaikki uudet julkiset rakennukset rakennettaisiin ensisijaisesti hirrestä (Lakkala & Pihlajaniemi, 2019, 205). Painumattomat hirret ovat mahdollistaneet rakentamisen ilman painumavaroja, joten rakennuksen ulkoarkkitehtuuriin eivät kuulu esimerkiksi peitelaudat. Painumattomuus helpottaa myös kiintokalusteiden asennusta sekä painumattomien betonirakenteiden ja hirsirakenteiden yhteensovituksen suunnittelua. Hirsien painumattomuus on aikaansaatu hirren pystylamellilla sekä puun riittävällä esikuivauksella. Suunnittelussa hyödynnettiin tietomallinnusta, jonka avulla lähtötiedot esimerkiksi hirsien aukotuksista saatiin vietyä suoraan hirsitehtaan koneille. Koska kyseessä on ensimmäinen hybridirakenteinen hirsikerrostalo, ei sen akustiikkasuunnittelusta ollut kokemusta. Akustiikkasuunnittelussa kiinnitettiin erityistä huomiota eri kerrosten välisten ilma- ja askeläänien hallitsemiseen. (Sweco, 2022.) Askelääneneristykseen on tärkeää kiinnittää huomiota rakennuksessa, sillä se on runkoääni, joka voi edetä rakenteita pitkin hyvinkin pitkiä matkoja. Rakenteiden värähtely saa sen ympärillä olevan ilman värähtelemään aiheuttaen ilmaääntä muihin tiloihin (Lahtela ym., 2021, 17). Vaikka kohde ei ollut kantavalta rungoltaan puurakenteinen, voidaan sitä pitää edistysaskeleena hirsikerrostalojen kehityksessä. Hirren tuominen kerrostalorakentamiseen on tärkeä osa rakentamisen hiilijalanjäljen pienentämisessä, sillä Suomessa on suhteellisen paljon kerrostaloja. Vuonna 2019 noin 46 % kaikista Suomen asunnoista sijaitsi kerrostaloissa ja yli puolet uudisasunnoista Suomessa rakennettiin kerrostaloihin (Paavola, 2019, 8-9). Kohteessa on hyödynnetty hirren hyviä ominaisuuksia rakennuksen ulkoseinässä. Betonin käytöstä korkeiden rakennusten kantavana runkona on puolestaan paljon kokemusta Suomessa. Rakennuksessa on yhdistelty eri rakennusmateriaaleja huomioiden niiden ominaispiirteet sekä parhaat puolet. Kuva 33. Pudasjärven hybridikerrostalot (Linja Arkkitehdit, 2020) 88 89

46 5. Asiantuntijahaastattelut Hirsirakentamista kehityskaarta ja ominaispiirteitä on tähän mennessä tässä työssä tutkittu kirjallisuuden sekä erilaisten tilastojen kautta. Tässä luvussa tätä tietoa on syvennetty asiantuntijahaastatteluilla, joiden tarkoituksena on tuoda uusia näkökulmia sekä tietoa hirsirakentamisen nykytilasta sekä tulevaisuudenkuvasta. Haastateltavien vastaukset ovat lajiteltu pääteemoittain, jotka syventävät kuvaa hirsirakentamisen kehittymisestä sekä tulevaisuudenkuvista Suomessa. Kysymysten pääteemoina olivat hirsirakentamisen ekologisuus, julkinen hirsirakentaminen sekä hirsirakentamisen kehitys. Teemojen kautta haastatteluissa nousi esiin yhteneviä ajatuksia, joita asiantuntijat lähestyivät eri näkökulmista. 91

47 5.1 Haastatteluiden kuvaus Haastattelumenetelmänä oli puolistrukturoitu haastattelu, jossa teemoittain jaotellut kysymykset toimivat keskustelun runkona. Sen tarkoituksena oli kerätä kvalitatiivista tietoa hirsirakentamisesta erinäisiltä alan ammattilaisilta. Eskolan ja Suorannan (1998, 87) mukaan puolistrukturoitu haastattelu tarkoittaa että kysymykset ovat kaikille samat, eikä haastattelussa ei ole valmiita vastausvaihtoehtoja. Puolistrukturoitu haastattelu mahdollistaa, että haastateltavat voivat vastata kysymyksiin omin sanoin ja painottaa vastauksissaan haluamiaan asioita. Haastattelukysymyksissä on tärkeää huomioida etteivät kysymykset ohjaile liikaa haastateltavan vastauksia. mistajien edustajien haastatteluissa ja liitteen A haastattelukysymyksiä käytettiin muissa asiantuntijahaastatteluissa. Haastateltavat asiantuntijat valikoituivat yhdessä työn ohjaajan, professori Markku Karjalaisen, kanssa käytyjen keskustelujen pohjalta. Haastattelun ajankohdat sovittiin sähköpostitse ja haastattelut toteutettiin Microsoft Teams-videoneuvotteluohjelman kautta. Ohjelman avulla haastattelut oli mahdollista nauhoittaa, mikä helpotti haastattelujen tarkkaa litterointia. Litteroinnin jälkeen haastattelut kirjoitettiin puhtaaksi ja niistä poimittiin työn kannalta olennaiset osuudet, joista muodostettiin yhtenäinen tekstiosuus. Kvalitatiivisessa tutkimuksessa puhutaan aineiston kyllääntymisestä eli saturaatiosta, kun uudet haastatteluvastaukset eivät anna tapauksesta enää uutta tietoa, vaan todentavat aiempia vastauksia. Tällöin voidaan todeta aineistoa olevan riittävästi. Saturaation saavuttaminen edellyttää, että haastattelija tietää mitä aineistollaan hakee. Rajauksen sekä teoreettisen pohjan avulla haastattelija pystyy etsimään vastauksista kiinnostavaa uutta tietoa ja vahvistamaan sitä samantapaisilla lausumilla sekä poimimaan vastauksista eroja ja yhtäläisyyksiä. Kvalitatiivisessa tutkimuksessa aineiston rajaus voi olla hankalaa, koska aineisto on periaatteellisesti loppumatonta. Siinä voidaan kuitenkin tehdä aluksi tarkka rajaus jonka perusteella muodostetaan tutkitusta aiheesta eheä tulkinta. Myös aineiston tuntemisesta on apua, jotta tulkinta ei pohjaudu satunnaisuuksiin. Aineiston rajaus pohjautuu tapauskohtaiseen analyysiin, joka pohjautuu ihmisten ja organisaatioiden potentiaaliin tilastollisten kriteerien sijaan. (Eskola & Suoranta, 1998, ) Aineiston kyllääntymistä on haastavaa tarkkaan määritellä, mutta haastatteluissa ilmenneiden samojen teemojen toistuminen antoi varmuutta haastattelujen riittävästä määrästä. Tutkimuksessa haastatellut henkilöt ovat lueteltu seuraavassa taulukossa. Eskolan ja Suorannan (1998, 15 16) mukaan kva- Haastattelujen puhtaaksi kirjoitetut tekstit lähe- litatiivisilla tutkimusmenetelmillä voidaan vaikut- tettiin haastateltaville tarkistettaviksi sekä täy- taa tutkimushankkeen prosessimaiseen etenemiseen ja muuttumiseen. Tämä työ on edennyt pitkälti sisällysluettelon mukaisessa järjestyksessä, joten haastattelut eivät ole olennaisesti vaikuttaneet tutkimusprosessiin. Haastattelukysymysten teemat muodostuivat kirjallisuuskatsauksessa esiin nousseiden asioiden pohjalta ja haastattelukysymykset ovat esitetty liitteissä A ja B. Liitteessä B esitettyjä kysymyksiä käytettiin hirsival- dennettäviksi. Kvalitatiivinen eli laadullinen tutkimus pohjautuu tarkoituksenmukaiseen sekä suhteellisen pieneen haastateltavien otantamäärään. Siinä pyritään kuvaamaan tapahtumaa tai ilmiötä tilastollisten yleistyksien sijaan, jolloin haastatteluun riittää tarkkaan valittu otanta suuren otannan sijaan. (Eskola & Suoranta, 1998, 18.) Nimi Janne Karhu Janne Pihlajaniemi Kimmo Rautiainen Matti Lakkala Petri Heino Otto Tarkiainen Oraganisaatio Pudasjärvi Oulun yliopisto Rakennusteollisuus Oulun yliopisto Ympäristöministeriö DEN Titteli Tekninen johtaja Professori Pientaloteollisuuden johtaja Yliopisto-opettaja Puurakentamisen ohjelman ohjelmapäällikkö Liiketoimintajohtaja, Kodit 92 93

48 5.2 Haastateltavien näkemykset Hirsirakentamisen ekologisuus Koko rakennussektorilla on merkittävä rooli Suomen päästöjen kannalta (Rautiainen). Hirsirakennukset toimivat hiilivarastoina ja vaikuttavat täten rakennusten kokonaisekologisuuteen. Rakennussektorin hiilijalanjälkeen vaikuttavat rakentamiseen käytetyt materiaalit ja niiden avulla voidaan vastata ilmastokriisin asettamiin haasteisiin sekä Suomen tavoitteeseen olla hiilineutraali vuoteen 2035 mennessä. Kriittisyyttä rakennussektorin toiminnasta aiheuttavat kuitenkin erilaiset taloudelliset taustatekijät, jotka toisinaan vaikuttavat eri materiaalivaihtoehtojen täysin objektiiviseen tarkasteluun. (Heino.) Esimerkiksi puurakentamisen ekologisuudesta on valtavasti informaatiota, mutta täysin objektiivista tietoa on vaikeaa löytää, koska useiden selvitysten taustalla ovat suuret teolliset intressit (Pihlajaniemi). Puuta käyttäessä tulisi ottaa huomioon kuinka paljon metsiä voi hakata (Rautiainen, Pihlajaniemi). Hiilijalanjäljeltään korkeampien materiaalien käytön korvaaminen puulla ei kuitenkaan ole täysin yksinkertaista. Jos verrataan maailman metsien runkopuun vuosittaista lisäystä sekä metsien hakkuiden määrää betonin vuosittaiseen kulutukseen rakennusteollisuudessa selviää, että puulla ei ole mahdollisuutta korvata täysin betonia (Pihlajaniemi). Vuonna 2020 betonin vuosittainen kulutus maailman laajuisesti oli noin 14 miljardia kuutiometriä (Global Cement and Concrete Association, 2021, 6). Sen sijaan maailman metsissä tehdyt hakkuut vuonna 2018 olivat lähes 4 miljardia kuutiometriä, joista saha- ja viilutukkien määrä oli vajaa 1.2 miljardia kuutiometriä (FAO, 2020a, 82, 128). Vuosien 2010 ja 2020 välillä maailman metsien runkopuun määrä nousi 555 miljardista kuutiometristä 557 miljardiin kuutiometriin, jolloin runkopuun vuosittainen kasvu oli tarkasteluvälillä noin 0.2 miljardia kuutiometriä vuodessa (FAO, 2020b, 129). Puu on uusiutuva luonnonvara, joten yksinkertaisesti ajateltuna sen käyttäminen rakentamisessa on hyvä asia. Suomen metsien hakkuisiin liittyvissä viimeaikaisissa raporteissa on kuitenkin otettu kantaa metsien hakkuiden lisäämiseen ja pitäisikö metsien antaa kasvaa vanhemmiksi. Puista käytetään pääosin rungot rakentamiseen, mutta hakkuujätteet kuten kannot sekä oksat vapauttavat hajotessaan hiilidioksidia. Hirsirakentamisen ekologisuuden tarkasteleminen on vaikea yhtälö, mutta lopulta hiili-intensiivisten materiaalien korvaaminen puulla on ekologisesti melko järkevää. (Lakkala.) Suomen ilmastopaneelin vuonna 2022 julkaisemassa raportissa käsitellään metsien hiilinieluissa tapahtuvia muutoksia, pitkällä aikavälillä, hakkuutason muuttuessa pysyvästi nykytasosta. Metsän biologisessa kierrossa olevan hiilen etuna on, että se palautuu ilmakehästä takaisin metsään metsien kasvun myötäisen hiilensidonnan kautta. Fossiilisten materiaalien korvaaminen nykyisen kaltaisilla puutuotteilla ei ole täysin ongelmatonta, sillä vältetyt päästöt ovat alhaiset menetettyihin hiilivarastoihin verrattuna, hakkuiden jäädessä pysyvästi nykyistä suuremmiksi. Kaadettujen puiden ympäristövaikutukset ovat sitä parempia, mitä pitkäikäisempiä tuotteita niistä valmistetaan, koska tällöin tuotteista syntyy hiilen pitkäaikaisia varastoja. Pitkäikäisiksi tuotteiksi lasketaan esimerkiksi monet rakentamiseen käytettävät tuotteet. Puutuotteiden ekologisuus rakentamisessa perustuu myös siihen, että kotimaisten rakennuspuutuotteiden valmistus aiheuttaa keskimäärin vähemmän fossiiliperäisiä päästöjä kuin vastaavat kilpailevat rakennustuotteet. (Seppälä ym., 2022, 14, 20, 61.) Erityisesti pientalo puolella on tapahtunut muutosta rakennusten vähäisen energiantarpeen sekä niissä käytettävän uusiutuvan energian suhteen. Tällä hetkellä puu- ja hirsirakentamisen suosio on kasvussa Suomessa. Lisäksi materiaaleihin sitoutunut hiili on otettu vähitellen tarkasteluun, mutta rakennusten hiilikädenjäljen sekä hiilijalanjäljen laskentamenetelmien kehittäminen ovat vielä kesken. Rakennusten käytön aikainen energiankulutus sekä materiaaleihin sitoutunut hiili ovat merkittävässä roolissa, mutta siihen tarvittavia laskentamenetelmiä tulisi vielä kehittää. (Rautiainen.) Rakennusalan tulisi ottaa huomioon, että puu materiaalina tuottaa vastaavan teknisen toiminnallisen tarkoituksen joillekin rakenteille kuin esimerkiksi betoni- tai teräsrakenteet. Lisäksi hirren etuna on siihen varastoitunut hiili. Parantamalla eri alojen suunnittelijoiden yhteistyötä sekä viestintää, tulisivat hirren positiiviset ominaisuudet paremmin sekä suunnittelija- että rakentajapuolen tietoisuuteen. (Heino.) Kuntien näkökulmasta julkisella rakentamisella on suuri merkitys niiden hiilineutraaliuteen. Esimerkiksi Pudasjärvi on näyttänyt esimerkkiä julkisesta hirsirakentamisesta sekä esimerkillään rohkaissut muitakin kuntia tarttumaan hirsirakentamisen mahdollisuuksiin. Hyvät kokemukset hirsirakentamisesta ovat edesauttaneet uusien hirsikohteiden rakentumista ja kuntatason ohjauksella on suuri merkitys alueen hirsirakentamiselle. (Karhu.) Hirsiin on sitoutuneena ilmakehän hiiltä, mikä vaikuttaa positiivisesti hirren ekologisiin ominaisuuksiin. Hirsirakenteisten pientalojen ostajat ovat nykyään entistä tietoisempia hirren ekologi

49 sista ominaisuuksista ja siitä, että hirret toimivat pitkäaikaisina hiilivarastoina. Monet ovat myös halukkaita valitsemaan hirsirakenteisen talon ja maksamaan siitä vähän enemmän kuin edullisimmista vaihtoehdoista, sen ekologisuuden ansiosta. Hirren ekologisten arvojen takia siitä on mahdollista tehdä esimerkiksi hiilinegatiivisia rakennuksia. Hirsirakenteisten pientalojen ostajia alkavat todennäköisesti kiinnostamaan ekologiset asiat tulevaisuudessa yhä kasvavissa olevin määrin. Hirren ekologisuus kiinnostaa kotimaan markkinoiden lisäksi asiakkaita eri puolilla maailmaa ja ekologisuus onkin yksi hirren merkittäviä valttikortteja. Sertifioidun puutavaran käyttö on tärkeää kestävän metsänhoidon kannalta. Sen avulla puutavaran alkuperä on jäljitettävissä ja voidaan varmistua, että puuta on tuotettu kestävästi. (Tarkiainen.) Hirsien uudelleenkäyttö Suomessa on pitkät perinteet hirsirakentamisesta sekä hirsitalojen siirtämisestä paikasta toiseen. Siirtäminen on hirsirakennusten luontevaa uusiokäyttöä. (Pihlajaniemi.) Muuntojoustavuuden sekä rakennuksen purettavuuden uudelleenkäyttöä varten tulisi olla jo rakennusten suunnitteluvaiheessa mukana, jotta se toteutettaisiin osaksi rakenneratkaisuja. Liitoskohdissa sekä rakennuksien detaljeissa on kuitenkin vielä paljon kehittämistä, jotta rakenteiden purkaminen uudelleenkäyttöä varten onnistuisi helposti ja rakenteita vahingoittamatta. Esimerkiksi Norjassa CLT-rakentamisessa on otettu käyttöön puurakenteisia perhosliittimiä, jotka pystytään helposti irrottamaan rakennusosia vahingoittamatta. (Karhu.) Hirsirakentaminen on yksi puurakentamisen osa-alueista. Puurakentamista pidetään hyvänä vaihtoehtona tai osaratkaisuna ilmastokriisin tuomien haasteiden ratkaisemisessa. Hirsirakentamisen hyviin ominaisuuksiin lukeutuvat metsien uusiutuvuus sekä hirsien kierrätysmahdollisuudet. Lisäksi hirsirakentamistekniikka mahdollistaa rakennusten siirtämisen toiseen paikkaan, mikä voi lisätä rakennusten käyttöikää ja täten pienentää niiden hiilijalanjälkeä. (Lakkala.) Hirsirakennuksien hirsirunko on melko yksinkertaista purkaa sekä koota uudelleen, mutta haasteita aiheuttavat esimerkiksi rakennusten märkätilat. Myös hirsivalmistajien yksilölliset hirsiprofiilit hankaloittavat hirsien uudelleenkäyttöä ilman, että eri valmistajien hirsiä pitäisi työstää jotta ne sopisivat yhteen. (Lakkala.) Rakennustarkastusyhdistys on tekemässä hirsitalojen siirto ohjeistusta, jossa on rakennusvalvontaan ohjeita ja käytänteitä. Niiden avulla pyritään edesauttamaan tietoisuutta hirsirakentamisesta, jotta sitä ei koettaisi niin hankalana (Heino). Hirsi soveltuu yksiaineisuutensa ansiosta hyvin uudelleenkäytettäväksi (Rautiainen). Rakennusmateriaalien uudelleenkäytön edistämiseen liittyy EU-säädöksiä sekä useita toimintaympäristöön ja käytännöllisyyteen liittyviä asioita (Heino). Uusiokäyttöön liittyvät hankaluudet tulevat hirrellä, kuten monilla muillakin rakennusmateriaaleilla, vastaan rakennustuotteiden kelpoisuuden osoittamisessa. Rakennuspaikalla tulisi käyttää CE-merkittyjä tuotteita, mutta uudelleenkäytettäville hirsille ei saada CE-merkintöjä. (Pihlajaniemi, Rautiainen.) Rakentamisessa tulisi käyttää CE-merkittyjä tuotteita, jos tuotteelle on määritelty EU:n harmonisoitu tuotestandardi. Toinen vaihtoehto on muilta osin näyttää, että tuote on kyseiseen käyttötarkoitukseen sopiva. Hirren uudelleenkäyttöä varten tulisi olla erillinen hyväksyntämenettely, jonka avulla varmistettaisiin hirsien mahdollinen uudelleenkäyttö. (Rautiainen.) Lainsäädäntö ei tällä hetkellä täysin tue kierrätysmateriaalien käyttöä ja sitä tulisi siltä osin vielä kehittää. Kehittämistä on erityisesti prosesseissa sekä miten uudelleenkäytetyistä hirsistä saataisiin tuotteita, jotka kelpaisivat uudisrakennuksiin. Hirsien uudelleenkäyttö on rakennustekniikkansa puolesta potentiaalista ja niitä voitaisiin käyttää myös osana suurempia rakennuksia. (Pihlajaniemi.) Puurakentamisen edistäminen on kohdannut viime aikoina keskustelua puuvarojen riittävyydestä sekä aiheuttaako puurakentamisen tai hirsirakentamisen edistäminen lisää hakkuita. Suuri hakkuiden määrän lisääminen aiheuttaa metsien hiilivarastojen pienentymisen tietyksi aikaa, minkä takia materiaalien käytön tulisi olla optimoitua. Tavoitteena ei tulisi olla ainoastaan rakennusten hiilivarastojen kasvattamisen näkökulma, vaan mahdollisimman suuri korkeampi hiilijalanjälkisten materiaalien korvaaminen puulla. Järkevä puunkäyttö on myös teollisuuden intresseissä. (Heino.) Puun mahdollinen uudelleenkäyttö voisi olla osana rakennusten suunnitteluprosessia. Rakennusosien kiinnitettävyys ja purettavuus niin, että kappale säilyisi yhtenä kappaleena, on tavoiteltava asia. Uudelleenkäytön tulisi olla myös valmistuksen osalta tiedostettu, kuinka se ohjaisi suunnittelua sekä rakentamista. Massiivipuun käyttö tulisi ajatella niin, että oltuaan rakennuksessa useita kymmeniä vuosia, sen pystyisi uudelleenkäyttämään sellaisenaan tai hyvin pienellä muokkauksella. Perinteiseen hirsirakentamiseen kuuluu mekaanisten liitosten, kuten tapitusten, käyttö. Tapituksen kaltaisia liitäntätapoja voisi hyödyntää myös tänä päivänä, jotta rakenteet olisi helpompi koota ja purkaa uudelleenkäyttöä varten. (Heino.) 96 97

50 Yksiaineinen rakenne Puun käyttö on Suomessa yleistä rankarakenteisina rakennuksina sekä hirsirakennuksina (Heino). Uusista pientaloista noin 90 % on joko rankarunkoisia puutaloja tai hirsitaloja (Rautiainen). Lisäksi markkinoille on tullut erilaisia uusia tuotteita. Hirren käyttömahdollisuudet ovat laajentuneet ja hyvin paljon puun käytön lisäämisestä on ohjautunut erilaisiin rakennustyyppeihin sekä käyttötapoihin, joissa puu on yksiaineisena rakennuksen seinässä. Puun käyttöä perustellaan usein sillä, että siitä on mahdollista tehdä yksiaineisia, massiivisia ja kerroksettomia rakenteita, jotka ovat toiminnallisesti hyviä. (Heino.) Hirsirakenne on melko yksinkertainen, vaikka se toteutettaisiin liimaamalla. Yksinkertaisen rakenteen hyviin ominaisuuksiin lukeutuvat vikasietoisuus ja lisäksi hirrellä on terveellisyyteen ja hyvään sisäilmaan liittyviä positiivisia ominaisuuksia (Pihlajaniemi). Hirren yksiaineisuus tekee siitä kosteusteknisesti turvallisen rakenteen, koska siinä ei ole kerroksia, joihin kosteus voisi tiivistyä ja sen hengittävä rakenne tasaa sisäilman kosteutta (Rautiainen). Hirsi on yksiaineinen massiivirakenne, joka säilyy lähes muuttumattomana, rakennuksen oikeanlaisella sääsuojauksella (Karhu). Erilaiset home- ja lahottajasienet heikentävät hirsiseinän kestävyyttä, jos rakenteisiin pääsee liikaa kosteutta. Lisäksi auringon ultraviolettisäteily voi aiheuttaa rakennusmateriaalien eroosiota. (Tiainen ym., 2017, 48.) Massiivipuurakenteiden arvoihin kuuluvat niiden pitkäikäisyys sekä säilyvyys ja harvoilla kerroksellisilla rakenteilla on yli 200 vuoden käyttöikää. Rakennusten käyttöikää voidaan lisätä myös tilojen muuntojoustavuuden avulla. (Karhu.) Mielikuvat hirsirakentamisesta Hirsiarkkitehtuurin suosio perustuu osittain myös ihmisten mielikuviin hirrestä. Hirren maine terveellisenä sekä homeongelmien kannalta turvallisena materiaalina on iso tekijä sen menestyksen kasvun taustalla, joita ovat vahvistaneet viimeaikaiset esimerkkikohteet. Lisäksi hirsi koetaan miellyttävänä, kauniina sekä lämpimänä materiaalina. Ekologisten arvojen merkitys tulee kokoajan kasvamaan ja sillä on vaikutuksia hirren suosioon. (Lakkala.) Hirsirakentamiseen yhdistetään voimakkaita mielikuvia hyvästä sisäilmasta sekä hengittävästä rakenteesta, vaikka aina ei täysin ymmärrettäisikään niiden rakenteellista toimivuutta. Hirren sisäilmalle hyvät ominaisuudet sekä ekologisuus vaikuttavat positiivisesti hirren suosioon, koska ihmiset haluavat tehdä hyviä valintoja rakentamisessa. (Rautiainen). Lisäksi Suomessa massiivipuun käyttäminen, esimerkiksi hirsirakenteena, on luontevaa ja hirren perinteikkyyttä arvostetaan ja se vetoaa ihmisiin (Pihlajaniemi). Kuva 34. Honkatalo Wave Mikkelin asuntomessuilla 2017 (Koistinen, 2017) Asuntomessuilla on ollut suuri merkitys hirsipientaloihin liittyvien mielikuvien muuttumiseen, sillä tava vaihtoehto monille perinteisille ratkaisuille kehityksen myötä hirrestä on tullut varteenotet- asuntomessuilla on ollut melko paljon hirsitaloja kuten kivitaloille sekä rankarunkoisille pientaloille. esillä (Lakkala). Mikkelin asuntomessuille vuonna 2017 valmistunut Honkatalon Wave, muutti (Tarkiainen.) Hirren käyttö pientalojen rakennusmateriaalina on suuressa suosiossa (Lakkala, Pihlajaniemi). mielikuvia hirsirakentamisesta sekä osoitti nykyaikaisen hirsirakentamisen mahdollisuuksia (Rautiainen). Tällä hetkellä noin joka neljäs uusi pientalo on hirsirakenteinen (Karhu). Hirsi on pitkään ollut Hirsitaloteollisuus on onnistunut päivittämään haja-asutusalueiden rakennusmateriaalina, mutta ihmisten mielikuvia hirsitaloista arkkitehtonisesti tällä hetkellä se on yleistymässä tiiviimmin asutuilla alueilla (Lakkala). Pientalopuolelle on myös kaupunkeihin sopivina ja hirren osuus pientalojen rakennusmateriaalina on kasvanut lyhyessä kehittynyt kaupunkeihin sopivia mallistoja sekä ajassa (Rautiainen). Hirsirakenteisten pientalojen muuttovalmiit ratkaisut ovat yleistyneet (Rautiainen). arkkitehtuurin kehityksen myötä myös mielikuvat hirren soveltumisesta pääosin vapaa-ajan rakentamiseen ovat muuttuneet ja hirsitalomallistojen Pientalorakentaminen on ollut jalostettujen puutuotteiden käytön edelläkävijä ja hirren yleistymi

51 nen pientalorakentamisessa on kasvattanut puun arvostusta lopputuotteena eteenpäin, mikä on heijastunut myös julkisen rakentamisen puolelle. Julkisissa hirsirakennuskohteissa hyvät kokemukset ovat kasvattaneet hirren suosiota sekä vahvistaneet hirren asemaa. (Karhu.) Pudasjärven hirsirakennukset ovat toimineet edelläkävijöinä ja aikaansaaneet esimerkiksi hirsisten päiväkotien ja koulujen yleistymisen (Lakkala). Pudasjärven hirsipäiväkodissa sekä kampuksella kävi myös paljon vierailijoita, mikä lisäsi tietoisuutta suurista julkisista hirsirakennuksista ja niiden mahdollisuuksista (Pihlajaniemi). Hirsikerrostaloihin liittyvät mielikuvat ovat muuttuneet uusien toteutuneiden kohteiden myötä. Yhä useammat arvostavat ympäristöasioita ja haluavat nähdä arvona rakennuksen tilan itsessään. Pikku hiljaa ihmiset alkavat yhä enemmän ajattelemaan mihin Suomen metsävaroja halutaan käyttää. Tällä hetkellä Suomen metsävarantoja käytetään paljon selluntuotantoon, mutta kun tietoisuus lisääntyy, että puusta voidaan tuottaa korkean arvon lopputuotteita ja puun jalostusastetta nostamalla tapahtuu myös arvonnousua, voi sillä olla vaikutuksia metsien käyttöön. Tätä myötä myös metsien biologinen kiertoaika kasvaa, jotta metisistä saadaan massiivipuiksi sopivia tukkipuita. Tärkeää olisi varmistaa metsien varanto, jotta puuta riittäisi käytettäväksi myös tulevaisuudessa. (Karhu.) Julkinen sekä suurimittakaavainen hirsirakentaminen Hyvät kokemukset julkisesta hirsirakentamisesta voisivat edistää hirren käyttöä Suomessa julkisessa rakentamisessa. Pudasjärvellä on käynyt paljon ihmisiä tutustumassa julkisiin hirsirakentamiskohteisiin ja kuuntelemassa paikallisten mielipiteitä sekä kokemuksia toteutuneista rakennuksista. (Karhu.) Yleinen tietoisuuden lisääminen hirsirakentamisesta ruokkii sitä, että eri tahot näkevät sen varteenotettavana vaihtoehtona (Karhu, Rautiainen). Tahtotila julkiseen hirsirakentamiseen tulisi olla sisäsyntyistä ennemmin kuin tulla määräystasolta. Pudasjärvellä on ollut poliittista yksimielisyyttä julkisen hirsirakentamisen puolesta ja eri tahot ovat nähneet hirren hyvät puolet, mikä on edesauttanut suurien hirsikohteiden toteutumista. (Karhu.) Sen sijaan erilaiset tuet ovat väliaikaisia ja saattavat jopa vääristää markkinoita. Pakko-ohjauksen sijaan pitkällä aikavälillä toimivia edistyskeinoja ovat tiedon tarjoaminen sekä erilaisten ratkaisumallien esittäminen. (Rautiainen). Tällä hetkellä tilaajien sekä käyttäjien puolella, kuten esimerkiksi kuntien rakennuttajilla sekä kouluilla, on melko paljon kiinnostusta hirsirakentamista kohtaan. Viimeaikainen globaali tilanne on kuitenkin sekoittanut hintamarkkinoita ja tulisi huomioida, että rakennusteollisuuden sekä rakennusliikkeiden toiminta perustuu pitkälti riskien minimoimiselle. Hirsirakennuksien toteuttajia on vielä melko vähän, koska hirsitaloteollisuus ei itse urakoi varsinaisesti julkisia suuria rakennuskohteita, vaan tarvitsee jonkun rakennusliikkeen kumppaniksi. Hirsitalovalmistajat ovat jo pitkään tehneet avaimet käteen periaatteella tai muilla erilaisilla kokoamisvaihtoehdoilla pientalopuolella. Hirsivalmistajat eivät kuitenkaan ole rakennusliikkeitä ja julkisten rakennusten toteuttaminen vaatii yleensä rakennusliikkeen, koska niiden rakentaminen on monimutkaisempaa ja niiden vaatimustasot ovat korkeampia. (Pihlajaniemi.) Painumattomat hirret sekä kyky kasvattaa jännevälejä ovat olleet merkittäviä innovaatioita teollisen hirsirakentamisen lisäämiselle suurissa sekä julkisissa rakennuksissa (Karhu). Painumattomat hirret ovat mahdollistaneet suuremmat aukotukset ilman painumavaroja. Lisäksi painumaton hirsi on mahdollistanut eri materiaalien sujuvamman yhdistämisen ja hirttä on voitu yhdistellä rakennuksissa betonin kanssa. Rakennuksien ei tarvitse olla täysin yksiaineisia, vaan hybridirakennuksissa voivat yhdistyä eri materiaalien parhaat ominaisuudet. Jämerä kivitalot on tuonut markkinoille konseptin, jossa yhdistetään kevytbetonia ja hirsi. (Rautiainen.) Tulevaisuudessa kyky yhdistellä eri materiaaleja hyödyntää niiden hyviä puolia oikeissa paikoissa tulee vaikuttamaan hirsirakentamisen käytön lisäämiseen suurissa sekä julkisissa rakennuksissa (Karhu). Kuva 35. Arkkitehti Susanna Leppäsen suunnittelema pientalokonsepti Valo sijoittui Jämerä Kivitalojen LogRoc ideakilpailussa sijalle 1. Rakennuksen materiaaleina ovat massiivihirsi sekä kevytbetoni. Ne ovat kummatkin yksiaineisia sekä hygroskooppisia materiaaleja. (Leppänen, 2022.)

52 Korkea hirsirakentaminen Tällä hetkellä hirrestä rakennetaan melko paljon kouluja, päiväkoteja sekä palvelurakennuksia, mutta lisäksi hirren käyttöä korkeammassa rakentamisessa on kehitetty. Hirsikerrostaloille on varmasti kysyntää, koska hirteen liittyy paljon positiivisia mielikuvia. (Rautiainen.) Suomessa ei kuitenkaan ole vielä paljoa kokemusta korkeista hirsikerrostaloista (Heino). Pudasjärvelle vuonna 2021 valmistuneet hirsikerrostalot ovat toteutettu hybridirakenteina, joissa on hirsiset ulkoseinät ja rungon kantavat osat ovat betonia. Hirsirakennusten massiivipuiset ulkoseinät toimivat hiilivarastoina ja massiivipuun yksinkertainen seinärakenne perustelee parhaiten paikkansa rakennuksen ulkoseinässä, mutta soveltuu myös esimerkiksi kantaviin väliseiniin. Erityisesti suurissa rakennuksissa pelkän hirren käyttö on hankalaa. Hirsitalot mielletään olevan pelkästään hirrestä, kantavia rakenteita myöden, mutta ehkä olisi omaksuttava ajattelutavan muutos. (Lakkala.) Eri tuotteiden ominaisuuksia hyödyntämällä saadaan kestäviä, suuria sekä hyviä kokonaisuuksia, eikä rakennuksien tarvitsisi olla vain ihan puhtaasti hirttä. Esimerkiksi Norjassa puurakentamisessa käytetään tällä hetkellä paljon liimapuupalkkeja sekä CLT-elementtejä yhdessä. (Karhu.) Tulevaisuudessa korkeiden rakennusten kantavat rungot voisivat mahdollisesti olla puisia, jos rakennus toteutettaisiin esimerkiksi pilari-palkki järjestelmällä. Lisäksi erilaiset kerrostalojen lisäkorottamiset hirsisillä lisäkerroksilla on varteenotettava vaihtoehto, myös teollisuuden puolelta. (Heino.) Lähes kaikki uudet hirsitalot rakennetaan painumattomasta hirrestä (Rautiainen, Lakkala). Sen etuna on, ettei hirsien painumavaroja tarvitse suunnitella. Kuitenkin korkeassa rakentamisessa on aina otettava painumavarat huomioon, vaikka rakentamisessa käytettäisiin painumatonta hirttä. Esimerkiksi useamman kymmenen kerroksen korkuiselle rakennukselle tulee useita kymmeniä senttimetrejä painumaa, vaikka se olisi rakennettu painumattomasta hirrestä. (Lakkala.) Mitä suurempi ja korkeampi rakennus on, sitä pienempi rooli hirrellä on rakennuksen kantavana rakenteena (Lakkala). Kerrostalorakentamisessa rakennuksen ei tarvitse olla pelkästään hirttä, vaan niissä voidaan käyttää oikeita rakenteita oikeissa paikoissa ja osana rakennekokonaisuutta hirsi varmasti löytää paikkansa. Pudasjärven uudet hirsikerrostalot vastaavat tämän hetken arkirealismia rakentamisessa ja sellaiseen rakentamiseen löytyy Suomesta toteuttajia, sillä toteuttajien ei tarvitse olla erikoisammattilaisia. Kohteen hirsiasennukset tulivat hankkeen urakoitsijalta. Kohteessa tunnistettiin tämän hetken rajallisuudet sekä se toimi hyvänä pilottikohteena hirsikerrostalorakentamiselle Suomessa. (Karhu.) Hybridikerrostalon voisi toteuttaa esimerkiksi liimapuupalkkirunkoisena, jossa olisi CLT välipohjat sekä hirsiset seinät. Suunnitteluosaamisesta on kuitenkin vielä jonkin verran kokemattomuutta ja tarvitaan eri alojen suunnittelijoiden yhteistyötä tai koulutusta. (Karhu.) Kuva 36. Vuonna 2019 valmistunut Mjøstårnet on 18-kerroksinen puurakennus. Se sijaitsee Norjassa Brumuddalin kaupungissa. Rakennuksen kantava runko on toteutettu pilari-palkki tekniikalla ja rakennuksen materiaaleina ovat liimapuupalkit sekä CLT-levyt. (Pintos, 2020.)

53 Hirsi kaupungissa Kaikista materiaaleista saadaan kaupunkeihin soveltuvia ratkaisuja oikeanlaisella arkkitehtuurilla (Pihlajaniemi). Tyypillisesti hirsirakennukset ovat yksiaineisia ja niistä pystyy helposti päättelemään niiden rakennusmateriaalin. Tarvittaessa kuitenkin hirsirakennukset voidaan esimerkiksi lautaverhoilla. (Karhu.) Suomen vanhat puukaupungit koostuivat hirsitaloista, joista tehtiin kaupunkeihin soveltuvia verhoilemalla ne laudoituksella. Laudoituksella verhoaminen on myös edelleen järkevää, koska se suojaa rakennusta ja voi pidentää sen käyttöikää. (Pihlajaniemi.) Hirrestä voidaan tehdä kaupunkimaisia rakennuksia, jos suunnittelijana on tarpeeksi osaava arkkitehti (Lakkala). Nykyaikaisia hirsitaloja ei edes aina erota leveällä paneelilla verhoilluista rankarunkoisista rakennuksista, mutta vielä jonkin aikaa sitten puhuttiin, että kaavamääräyksien mukaan taajama- ja kaupunkialueille ei saa rakentaa hirsitaloja. Hirsitaloihin liittyvät mielikuvat ovat kuitenkin päivittyneet huimasti erilaisten valmistuneiden kohteiden sekä hirsitalovalmistajien uusien kaupunkimallistojen kautta. (Rautiainen.) Hirsi soveltuu parhaiten rakennuksen julkisivuihin, mutta jos rakennuksen julkisivuihin halutaan suuria lasisia pintoja, on hirrelle toisinaan vaikeaa löytää paikkaa. Kaupunkeihin kuitenkin rakennetaan myös rakennuksia, joissa ei ole suuria lasipintoja julkisivuissa. (Lakkala.) Monissa Suomen kaupungeissa on vanhoja puutaloalueita, eivätkä uudet puutaloalueet ole poissuljettu vaihtoehto kaupungeissa tulevaisuudessa (Karhu). Hirsirakentamisen haasteet Hirren kanssa kilpailevien rakennusmateriaalien etuna on, että ne ovat usein pitkälle tuotteistettuja. Niiden käytöstä on paljon kokemusta, minkä ansiosta niitä koskevat prosessit ovat saatu hiottua tehokkaiksi. Hirren etuna ovat kuitenkin esimerkiksi sen ekologiset ominaisuudet. Rakennuskustannukset ovat merkittävässä roolissa julkisissa rakennushankkeissa, mutta mitä enemmän ekologisia arvoja painotetaan ja mitä enemmän ne ovat mukana esimerkiksi kaavoituksessa, sitä enemmän niitä huomioidaan rakennuksen materiaaleja valittaessa. Tällä hetkellä rakennusteollisuuden haasteina ovat esimerkiksi rakennuskustannusten nousu sekä saatavuusongelmat. Suomessa on paljon puuta saatavilla, mutta puun hinta on vaihdellut viimeisien vuosien aikana todella paljon. Pitkällä aikavälillä tilanne kuitenkin toivon mukaan tasoittuu. (Tarkiainen.) Hirsitaloja pitäisi kuitenkin pystyä myymään kustannustehokkaasti, koska rakennuksen kustannukset ovat yksi ratkaiseva tekijä pientalojen ostajille. Tulevaisuudessa hirsitalojen hyviä kehityssuuntia voisivat olla esimerkiksi erilaisten prosessien sekä kustannustehokkuuden kehitys. Hirsirakentamisen kustannusten laskeminen lähemmäksi muita materiaaleja kasvattaisi myös potentiaalisen asiakaskunnan määrää. (Tarkiainen.) Puun tuotantoketjun ja sen lopputuotteiden arvon nostaminen tulisi nähdä valtakunnallisena missiona, sillä se vaikuttaa bruttokansantuotteeseen. Suomeen tulisi pyrkiä tuomaan lisää hajautettua puunjalostusta ja näin koko tuotantoketjun kehittyminen tukisi myös pienempiä yrityksiä. (Karhu.) Rakentamisessa tavoitellaan kaikille osapuolille mielekästä taloudellista yhtälöä, tämä haastaa rakentamista (Pihlajaniemi). Hintatason nousu vaikuttaa puurakentamiseen. Jos puurakentamisen arvo saataisiin pidettyä houkuttelevana metsänomistajille, he haluaisivat kasvattaa metsänsä tukkimittaan ja siitä voitaisiin valmistaa korkean jalostusarvon puutuotteita. Lisäksi raaka-aineiden saatavuudella on yhteys maltillisempiin hintoihin. Puun käyttö rakentamisessa tulee varmasti lisääntymään, koska Suomi on siinä omavarainen ja ympäristöasioiden merkityksen kasvu voi vaikuttaa positiivisesti hirsirakentamisen suosioon. (Karhu.) Puurakentaminen on yleistynyt viime aikoina, mutta sen myötä markkinoille on myös tullut useita hirren haastajia, kuten CLT. Lisäksi hirsien mittasuhteet ovat muuttuneet erilaisten lamellihirsien myötä. Markkinoille on tullut esimerkiksi jättihirsiä ja raja CLT-elementtien ja hirsien välillä on hälventynyt. (Lakkala.) Uusien innovaatioiden myötä hirsirakentamisen terminologiaan on tullut haasteita, sillä esimerkiksi hirsirakentaminen on muuttunut ja muistuttaa osin CLT-rakentamista (Heino). Janne Jokelainen Oulun yliopistosta on pohtinut väitöskirjassaan hirren terminologiaa. Yhtenä ajatuksena hänellä oli, että onko hirsirakentamisen hidasteena se, että sitä edelleen halutaan kutsua hirreksi, vaikka se poikkeaa hyvin paljon alkuperäisestä hirrestä. Hirsivalmistajat todennäköisesti haluavat käyttää hirsi-sanaa, koska se resonoi kuluttajissa positiivisia mielikuvia. Sen sijaan isoissa kaupungeissa päättäjille voi syntyä mielikuvia jopa vanhanaikaisesta materiaalista. (Lakkala.) Suurimittakaavainen hirsirakentaminen ei ole ongelmallista, jos pysytään matalassa rakentamisessa. Korkea hirsirakentaminen sen sijaan tuottaa enemmän haasteita. Suomessa ollaan melko varovaisia korkean puurakentamisen suhteen. Lainsäädännöllisesti kaksikerroksisia puutaloja on kaikista yksinkertaisinta rakentaa. Korkeammassa rakentamisessa tulee enemmän vaatimuksia pintaverhoamisesta sekä palosuojaustarpeesta, mitkä vaikuttavat rakennusten toteutumiseen puisina. Palomääräykset kehittyvät koko ajan puurakentamiselle suotuisimmiksi ja kaikki muutokset lainsäädännössä ovat mahdollisuuksia muutokseen. (Pihlajaniemi.)

54 Rakentajien mielikuvat ovat usein haasteina julkisessa hirsirakentamisessa. Myös esimerkiksi huolet paloturvallisuudesta sekä tottumus tehdä muista materiaaleista voivat vaikuttaa julkisten hirsirakentamiskohteiden valmistumiseen. Sen sijaan kehitteillä olevat hiilitaselaskelmat voisivat vaikuttaa tulevaisuudessa hirren kannalta positiivisesti. (Lakkala). Hirsirakentamisen kehitys Hirsirakentamisen kehittyminen on tukenut puun käytön edistymistä ja puun käytön edistäminen on ottanut hyötyä hirsirakentamisen yksiaineisuudesta ja massiivisuudesta (Heino). Pudasjärvellä toteutuneet hirsirakennukset ovat näyttäneet esimerkkiä laajarunkoisista, arkkitehtonisesti tyylikkäistä kokonaisuuksista (Karhu). Hirsirakentamisessa on jo löydetty suunnitteluratkaisuja, joiden avulla on voitu toteuttaa suuria ja monimuotoisia rakennuksia sekä jännevälejä on saatu kasvatettua. Hirsi on osoittanut muuntautumiskykynsä ja, että se sopeutuu tämän hetken arkkitehtuuriin, mutta tällä hetkellä hirsirakentamisen taitaminen on vain harvojen yritysten hallinnassa. Edelleen yksityiskohtia kehittämällä sekä arkkitehtonista ulkoasua sopeuttamalla ajan hetkeen, saadaan ihmisten kiinnostus hirsirakentamiseen ylläpidettyä. Tulevaisuudessa varmasti pystytään varmistumaan siitä, että nyt käyttöön otetut tekniset ratkaisut ovat aikaa kestäviä ja, että liimaukset kestävät ilman merkittäviä muutoksia pitkän elinkaarensa aikana. (Karhu.) Julkisen hirsirakentamisen osuus on lisääntynyt viimeisten vuosikymmenten aikana ja se on hirsitaloteollisuuden kannalta tärkeä kehitysalue (Pihlajaniemi). Hirren käytön yleistyminen johtaa vähitellen siihen, että yhä useampi urakoitsija osaa työstää hirttä ja uskaltaa tarjota hirsirakentamis urakoita (Karhu). Tällä hetkellä monet hirsivalmistajat myyvät hirsien lisäksi myös hirsirungon pystytyksiä ja heiltä löytyy osaamista hirsirakentamisesta, erityisesti pientalopuolella. Sen sijaan rakentajilla voi olla ennakkoluuloja hirsirakentamista kohtaan tai heillä ei ole paljoa kokemusta hirsirakentamisesta. (Lakkala.) Hirsirakentaminen, teollinen hirren valmistus sekä hirsirakentamisen arkkitehtoninen ja rakennetekninen osaaminen ovat Suomessa maailman huippua. Tuotannon automatisoiminen ja teollisessa hirren valmistuksessa käytettävä robotiikka ovat kehittyneet paljon ja niitä tulisi viedä jatkossakin eteenpäin. Digitaalisuus on vahvasti osa tuotannonohjausta ja sitä voitaisiin mahdollisesti hyödyntää liittämällä tuotteisiin esimerkiksi paikkatietoa kaadettujen hirsien kasvupaikoista tai hiilivarastoihin ja hiilijalanjälkeen liittyvää tietoa. Materiaalit jäävät usein käyttäjille hyvin anonyymeiksi, mutta hirsiin integroitujen paikkatietojen ansiosta esimerkiksi hirsirakennusten asukkaat saattaisivat sitoutua paremmin rakennukseen. (Heino.) Markkinoille tulleet muuttovalmiit hirsikodit ovat mahdollistaneet hirsitalojen toteuttamisen asiakkaille helppona ratkaisuna, mikä on edesauttanut hirsitalojen myyntiä myös kasvukeskuksissa. DEN ja Finnlamelli ovat olleet avaimet käteen periaatteella toteutettujen hirsitalojen edellä kävijöitä Suomessa. Asiakkaille yksinkertainen toteutustapa on lisännyt hirsitalojen myyntiä ja muuttovalmiiden hirsitalojen liiketoiminnan kehitys on ollut nousujohteista viimeisen muutaman vuoden aikana. (Tarkiainen.) Hirsitalojen suosion kasvu ei ole pysähtynyt pientalopuolella ja uutena ilmiönä suuret, perinteiset puutalovalmistajat ovat lisänneet hirsivaihtoehtoja mallistoihinsa (Rautiainen). Puurakentaminen on tällä hetkellä Suomessa keskittynyt tiiviiseen sekä matalaan rakentamiseen. Pääosin on pysytelty 2-4 kerroksessa ja rakennettu inhimillisen mittakaavan rakennuksia. Hirsirakentamisessa toteutettu mittakaava on pohjautunut pitkälti siihen, että se on lainsäädännön kannalta puurakentamiselle suotuisaa. (Pihlajaniemi.) Kiertotalous, luonnonvarojen maltillinen käyttäminen sekä rakentamisen hiilijalanjälki alkavat yleistyä arkkitehtuurissa ja hirsirakentaminen voisi yhdistyä siihen automaattisena tyylipiirteenä (Lakkala). Tulevaisuudessa ilman liimaa tai mekaanisilla liitoksilla toimivat massiivirakenteet saattaisivat olla arkkitehtien kiinnostuksen kohteena ja myös liimoja kehitetään yhä ekologisemmiksi. (Pihlajaniemi.) Energiatehokkuusmääräykset tulevat todennäköisesti tiukentumaan 2020-luvulla, mikä tuo haasteita sekä hirsipuolelle että muille rakennussektorin osa-alueile. Viimevuosina kehitys on pääosin keskittynyt energiamuotoihin ja uusiutuvat energiamuodot sekä lämpöpumput ovat yleistyneet. (Rautiainen.) Kuitenkin esimerkiksi vähähiilisyyslaskennan tuleminen voi aiheuttaa muutoksia käytäntöihin (Pihlajaniemi)

55 5.3 Haastattelutulosten analysointi Haastatteluissa ilmeni näkemyksiä, jotka olivat pitkälti yhteneväisiä työn kirjallisuuteen pohjautuvassa osuudessa esiin tulleiden teemojen kanssa, mutta esiin nousi myös työn kannalta olennaisia uusia asioita. Haastateltavien näkemyksissä hirsirakentamisen kehityksestä sekä tulevaisuudenkuvista Suomessa löytyi myös paljon toisiaan tukevia ajatuksia. Haastateltaviksi valikoitui eri alojen ammattilaisia, jotka toivat erilaisia näkökulmia hirsirakentamisesta. Laajalti eri alojen asiantuntijoita haastattelemalla saatiin haastatteluun mahdollisimman monipuolisia vastauksia. Diplomityön tarkoituksena on luoda kattava kuva hirsirakentamisen kehityksestä sekä tulevaisuudenkuvasta Suomessa, mutta tulevaisuuden tarkka ennustaminen on useiden muuttujien takia varsin haastavaa. Haastateltavien näkemykset hirsirakentamisen tulevaisuudesta perustuivat erilaisin tutkimuksiin, hirsirakentamisen tähänastiseen kehittymiseen sekä sen nykytilanteeseen, jotka yhdessä muodostivat kattavan ja melko luotettavan näkemyksen hirsirakentamisen tulevaisuudesta. Asiantuntijat pitivät hirsirakentamista hyvänä osaratkaisuna Suomen tavoitteessa olla hiilineutraali vuoteen 2035 mennessä. Kriittisyyttä rakennussektorin toimintaa kohtaan aiheuttivat kuitenkin erinäiset taloudelliset taustatekijät, joiden takia eri materiaalivaihtoehtojen täysin objektiivinen tarkastelu koettiin toisinaan haastavaksi. Haastateltavat nostivat esiin, että puuta käyttäessä tulisi ottaa huomioon kuinka paljon metsiä voi hakata. Suomen metsien hakkuisiin liittyvissä viimeaikaisissa raporteissa on otettu kantaa metsien hakkuiden lisäämiseen ja pitäisikö metsien antaa kasvaa vanhemmiksi. Hirsirakentamisen ekologisuuden tarkasteleminen on haastava yhtälö, mutta hiili-intensiivisten materiaalien korvaaminen puulla koettiin ekologisesti järkevänä vaihtoehtona. Hirren ekologisuuteen uskottiin positiivisesti vaikuttavan siihen sitoutuneena olevan hiilen ottaminen mukaan rakennuksien ekologisuuden tarkasteluun, mutta rakennusten hiilikädenjäljen sekä hiilijalanjäljen laskentamenetelmien kehittäminen ovat vielä kesken. Näkemykset hirsien uudelleenkäytöstä olivat melko yhteneväisiä ja hirsirakennusten siirtäminen koettiin niiden luontevaksi uusiokäytöksi. Lisäksi hirsien yksinkertainen rakenne nähtiin eduksi sen uusiokäytön kannalta. Parannusehdotuksiksi hirsien uudelleenkäytölle ehdotettiin esimerkiksi, että muuntojoustavuus sekä rakennuksien purettavuus uudelleenkäyttöä varten otettaisiin huomioon jo rakennusten suunnitteluvaiheessa, jotta se toteutettaisiin osaksi rakenneratkaisua. Uudelleenkäytön positiivisena puolena nähtiin rakennusmateriaalien käyttöiän pidentyminen ja sitä kautta hiilijalanjäljen pienentyminen. Hirsien uudelleenkäyttöä koskevaan lainsäädäntöön kaivattiin kuitenkin haastateltavien puolelta kehitystä, koska se ei täysin tue kierrätysmateriaalien käyttöä rakentamisessa. Uusiokäyttöön liittyvät hankaluudet tulevat hirrellä, kuten monilla muillakin rakennusmateriaaleilla, vastaan CE-merkinnöissä. Rakennuspaikalla tulisi käyttää CE-merkittyjä tuotteita, mutta uudelleenkäytettäville hirsille ei saada CE-merkintöjä. Materiaalien uudelleenkäyttö voisi toimia osaratkaisuna rakentamisesta syntyvien päästöjen vähentämisessä, mutta tällä hetkellä EU-direktiivit sekä Suomen lainsäädäntö hankaloittavat sitä. Asiantuntijat kokivat hirsirakentamiseen liittyvien mielikuvien muuttuneen viimeaikaisten rakentamisen esimerkkien avulla ja sitä kautta hirren suosion lähteneen kasvuun. Hirren ekologisten ominaisuuksien sekä sisäilmalle suotuisten vaikutusten uskottiin vaikuttavan käyttäjien positiivisiin mielikuviin hirsirakentamisesta. Pudasjärvellä toteutetut hirsirakenteiset julkisen rakentamisen kohteet nousivat esiin haastatteluissa useaan otteeseen ja niiden merkitys Suomalaisen nykyaikaisen hirsirakentamisen kehitykseen sekä eri tahojen mielikuvien muuttumiseen voidaan todeta olevan lähes kiistaton. Osa haastateltavista koki, että olisi hirsirakentamisen kannalta parempi, jos siihen olisi sisäsyntyistä tahtotilaa, erilaisten määräysten ja kannustimien sijaan. Tietoisuuden lisääminen nähtiin avaintekijänä hirsirakentamiseen liittyvän tahtotilan sekä kehittymisen kannalta. Tietoisuuden lisääminen sekä eri suunnittelualojen yhteistyö voisivat lisätä hirsirakentamisen suosion kasvua rakentajapuolella, jolloin yhä useampi urakoitsija voisi tarjoutua julkisiin hirsirakentamiskohteisiin. Myös suunnittelijoiden roolia haluttiin korostaa erityisesti suurimittakaavaisessa kaupunkeihin sopeutuvassa hirsirakentamisessa ja julkisesta hirsirakentamisessa nähtiin monilla osa-alueilla kokemattomuutta, joka voisi parantua tietoisuuden sekä julkisten hirsirakennusten yleistymisen myötä. Vastaajat kokivat painumattoman hirren avaintekijäksi julkisen sekä suuri mittakaavaisen hirsirakentamisen kehittymisessä ja useat kokivat, että hirsirakentamisessa voitaisiin tulevaisuudessa yhdistellä yhä monipuolisemmin eri materiaaleja. Erityisesti hirsikerrostalojen kehityksen nähtiin etenevän kohti erilaisten puumateriaalien ennakkoluulottomampaa yhdistelyä. Hirren roolin rakennuksen kantavana rakenteena koettiin pienenevän korkeassa hirsirakentamisessa ja hybridirakennukset nähtiin varteenotettavana vaihtoehtona. Korkea sekä julkinen hirsirakentaminen ovat olleet suuressa murroksessa lähiaikoina ja erilaiset pilottikohteet ovat edesauttaneet hirsirakentamisen kehittymistä sekä lisänneet eri tahojen tietoisuutta sekä mielenkiintoa hirsirakentamisesta. Pilottikohteiden sekä kansainvälisten esimerkkien avulla voidaan päätellä hirsirakentamisen mahdollisia kehityssuuntia, mutta sen täysin todenmukainen arvioiminen on haastavaa. Hirsirakentamisen kehitykseen vaikuttavat lainsäädäntö sekä siinä tapahtuvat puurakentamisen kannalta olennaiset muutokset, mutta myös globaali taloudellinen tilanne ja puutavaran hinnan nousu sekä saatavuus ovat olennaisia tekijöitä hirsirakentamisen kehityksen ja suosion kannalta. Myös ajatukset hirren terminologian ongelmallisuudesta olivat hyvin ajankohtaisia, koska hirsirakentaminen on ollut viime aikoina suuressa murroksessa, mutta hirsi sanana saattaa resonoida jopa vanhanaikaisia mielikuvia. Toisaalta monet yhdistävät kyseisen termin luontoon sekä ekologisuuteen luoden sitä kautta positiivisia mielikuvia

56 6. Yhteenveto Suomalaisen rakentamisen historia perustuu pitkälti hirsirakentamiseen, sillä se on vanhimpia Suomessa käytössä olleita rakennustapoja. Jälleenrakennuskaudelta lähtien hirsiä käytettiin pääosiin vapaa-ajan asuntojen rakennusmateriaalina, mutta hirsirakentamisen kysyntä alkoi kasvaa jälleen 1900-luvun loppupuolella, mikä edesauttoi teollisen hirsirakentamisen kehitystä. Hirsirakentamisen historiasta on paljon tutkittua tietoa, mutta se on ollut viime aikoina suuressa muutoksessa, mikä innoitti tutkimaan hirsirakentamisen nykytilaa sekä tulevaisuuden näkymiä Suomessa. Tutkimuksessa selvisi, että hirsi mielletään usein vapaa-ajanasuntojen rakennusmateriaaliksi, koska se on lähihistoriassa pitkään ollut niiden pääasiallinen rakennusmateriaali. Hirsirakentamisen kehittymisen myötä siihen liittyvät mielikuvat ovat kuitenkin vähitellen muuttuneet. Hirsirakennusten mittakaavaa eivät enää ohjaile kaadetun puun mitat vaan niiden jännevälejä on saatu kasvatettua niin, että ne soveltuvat myös julkisiin rakennuksiin. Hirsirakentamisesta voidaan tehdä tänä päivänä korkealaatuista rakennettuun ympäristöön soveltuvaa arkkitehtuuria. Lisäksi positiiviset kokemukset hirren käytöstä ovat lisänneet sen suosiota pientalorakentamisessa sekä julkisissa rakennuksissa. Hirren ekologisuus sekä sisäilmalle suotuisat ominaisuudet ovat olleet keskeisiä tekijöitä sen menestyksen taustalla. Diplomityössä havaittiin, että yhä kiihtyvän ilmastokriisin myötä rakennussektorilla on pyritty kehittämään ekologisempia rakennusratkaisuja. Yksi osaratkaisu ilmastokriisin luomiin haasteisiin on puun käytön lisääminen rakentamisessa. Fossiiliperäisiin päästöihin verrattuna metsän biologisessa kierrossa olevan hiilen etuna on, että se palautuu ilmakehästä takaisin metsään metsien kasvun myötäisen hiilensidonnan kautta. Puun käytön lisääminen rakentamisessa ei kuitenkaan ole täysin yksinkertainen vastaus ilmastotavoitteiden ratkaisemisessa, sillä metsien hakkuiden määrän pysyvä kasvatus pienentää hiilinieluina toimivia metsiä. Ekologisesti kannattavin ratkaisu olisi käyttää kaadettuja puita pitkäikäisiin tuotteisiin, kuten rakennusmateriaaleiksi, lyhytikäisten tuotteiden sijaan. Massiivisiin puurakenteisiin on sitoutuneena suhteellisen paljon hiiltä ja ne toimivat hiilen pitkäaikaisina varastoina. Rakennuksien elinkaarta pidentämällä, saadaan kompensoitua rakennusaikaisia päästöjä. Rakennusten ja rakenteiden käyttöikään vaikuttavat esimerkiksi muuntojoustavuus sekä uudelleenkäyttö ja rakennuksen koko elinkaari tulisi huomioida jo suunnitteluvaiheessa jotta tulevaisuuden muutoksiin sekä pitkän ajan ilmastotavoitteisiin pystyttäisiin varautumaan. Tutkimuksen kirjallisuuskatsauksessa sekä haastatteluosuudessa nousi esiin, että hirsirakennusten mekaaniset liitokset mahdollistavat hirsien melko yksinkertaisen uudelleenkäytön sekä hirsien kierrätys on melko yksinkertaista niiden yksiaineisuuden ansiosta. Hirsien uudelleenkäytön haasteena ovat kuitenkin niiltä vaaditut CE-merkinnät, joita tuotteilla ei ole, koska CE-merkintä on suunniteltu ainoastaan uusille tuotteille. Puutavaran uudelleenkäyttöä tulisi kehittää, jotta kansainväliset tavoitteet rakennusmateriaalien uudelleenkäytöstä saavutettaisiin ja rakennusmateriaalien koko elinkaarenaikaisia päästöjä saataisiin pienennettyä. Tällä hetkellä lainsäädäntö ei täysin tue materiaalien uudelleenkäyttöä. Hirren käytön kehitys on suuntautumassa kohti yhä monipuolisempaa eri materiaalien yhdistelemistä, minkä ansiosta sen soveltuvuus suurimittakaavaisempaan rakentamiseen tulee lisääntymään. Painumattomat hirret ovat mahdollistaneet hirsien yksinkertaisemman yhdistämisen painumattomien rakenteiden kanssa ja eri materiaalien parhaiden puolien yhdistäminen on yksi potentiaalinen kehityssuunta korkeassa hirsirakentamisessa