Puutuoteteollisuuden tutkimusagenda 2025

Transkriptio

1

2 Puutuoteteollisuuden tutkimusagenda 2025 Puurakentamisen tutkimustarpeita Jouni Hakkarainen, T&K johtaja Metsä Wood, Rakentamisen ja teollisuuden tuotteet

3 Puurakentamisen tutkimustarpeita Järjestelmäkehitys: RunkoPES 3.0 ja HalliPES 2.0 Puutuotteiden pitkäaikaiskestävyys Paloturvallisuus Rakennusten jatkuvan sortuman estäminen Akustiikka Ympäristösuorituskyky 3

4 RunkoPES ja HalliPES seuraavat versiot RunkoPES 2.0 ja HalliPES 1.0 toimivat hyvänä pohjana puurakenteisten hallien ja kerrostalojen suunnittelussa. Niiden sisältöä kannattaa kehittää eteenpäin ja laajentaa: RunkoPES 3.0: Rakennetyyppien ja liitosten päivitykset kokemusten pohjalta Jatkuvan sortuman estämisen vaikutukset suunnitteluun Liittyvät järjestelmät Mahdollisuus rakennejärjestelmän valintaan vasta myöhäisemmässä vaiheessa kilpailutusta? HalliPES 2.0: 1.0 versiota kehitettäessä sovittiin yli 10 tärkeää aihetta toteutettavaksi vasta 2.0 vaiheessa. Tällaisia ovat mm: BIM mallinnuskomponentit suunnittelijoille Tarkemmat suunnittelumenetelmät: palo, jäykistys, jatkuvan sortuman estäminen Reiät, läpiviennit, vakioidut liitososat Rakennusfysiikka ja energialaskenta 4

5 RunkoPES ja HalliPES seuraavat versiot Järjestelmien käytön yleistyminen edellyttää RunkoPES ja HalliPES ohjeiden täydentämistä ja jatkokehitystä. Yhteistä tutkimusta ja kehitys tarvitaan edelleen. 5

6 Puutuotteiden pitkäaikaiskestävyys Puun pitkäaikaiskestävyys on aina agendalla. Tarpeita on yhteistutkimukseen sopivalla perustutkimuksen tasolla sekä yritysten omassa tuotekehityksessä. Aiheita ovat mm.: Säänkestävyys Hyönteistuhojen kestävyys Arvokkaasti vanhenevat pinnat Pitkät huoltovälit, helppo huollettavuus Kansalliset vaatimukset durability luokille rakentamismääräyksissä ja etenkin käytännössä? esim. Ranska, Ruotsi ja Belgia 6

7 Paloturvallisuus Paloturvallisuuden kansallisten vaatimusten yhdenmukaistaminen Menetelmät paloturvallisuuden osoittamiseksi on määritelty suurimmaksi osaksi yhteisissä eurooppalaisissa EN standardeissa. Paloturvallisuuden vaatimukset määritellään kansallisessa lainsäädännössä ja niissä on merkittävästi vaihtelua eri maiden välillä. Tarvitaan kansainvälinen palotutkijoiden yhteisprojekti tarkoituksenmukaisen vaatimustason määrittelemiseksi erilaisille rakennuksille (e.g. Fire safe use of wood network). Kun tällainen on laadittu, se toimii vahvana perusteena kansallisten määräysten uudistamisessa ja yhdenmukaistamisessa. Esimerkki suunnitelmat kerrostalosta, joka on suunniteltu tarkoituksenmukaiseen vaatimustasoon Konkreettiset hyväksytyt rakenneratkaisut 7

8 Paloturvallisuus > R60 palonkestoluokan mitoitusmenetelmät: Eurocode 5:n palo-osassa on esitetty mitoitusmenetelmät enintään R60 palonkestoluokan seinä- ja välipohjarakenteille (ontelorakenteet). Suomen rakentamismääräyskokoelman osan E1 Rakennusten paloturvallisuus uudistustyössä on esitetty, että P2 luokan rakennuksissa massiivipuurakenteita voisi jättää näkyviin 10-20% tilan seinä- ja kattopinnoista, jos sitä kompensoidaan nostamalla kaikkien rakenteiden palonkestoluokkaa R60 R75 R90. Yli 8 kerroksiset rakennukset kuuluvat aina P1 luokkaan ja palonkestovaatimus on vähintään R120 Jotta puuta voidaan jättää enemmän näkyville ja rakentaa korkeampia kuin 8 krs rakennuksia, on määriteltävä mitoitusmenetelmä yli R60 palonkestoluokille. Tarvitaan yhteistutkimusprojekti kipsilevy ja eristeteollisuuden kanssa 8

9 Paloturvallisuus K-suojaverhousluokat: K-suojaverhousluokat on määritelty 10, 30 ja 60 minuutin suojaukseen. Jako on liian karkea ja tunnistettuja tarpeita on 20, 45 ja 90 min suojaverhouksille. Luokitusten EN standardia tulee täydentää puuttuvilla luokilla Luokituksen voi saavuttaa vain testaamalla eikä siinä huomioida kantavan rakenteen mekaanisia rasituksia. Tulee kehittää mitoitusmenetelmä K-luokan laskennalliseen osoittamiseen Kuormituksen alla tehtyjen rakennepolttokokeiden tuloksia tulee voida hyväksyä K-luokituksen osoittamiseen testaamalla. Tarvitaan kansainvälinen tutkimusprojekti yhteistyössä kipsilevy ja eristeteollisuuden kanssa 9

10 Paloturvallisuus Muita tutkimusta tarvitsevia palomitoituskysymyksiä: Välipohjarakenteiden R-mitoitusmenetelmän laajentaminen tuuletetuille kattorakenteille? Rakenteiden stabiliteetti R-palonkeston määrittelyssä: Kuinka kiepahduskestävyys määritellään realistisesti palotilanteessa? Kipsilevyjen harmonisoidun tuotestandardin uudistus siten, että puurakenteiden palonkestomitoituksen kannalta olennaiset tunnusluvut on CE-merkinnässä selkeäsi määritelty: t ch aika?, t f aika?, K 2 -luokka? Liitosten palosuojauksen yksityiskohtaisempi mitoitusmenetelmä Palokuormien määrittelyt: Mitä tulee huomioida mukaan, mitä ei ja miksi? Mitä kompensoidaan spriklauksella ja miten? Yleispäteviä toiminnalliseen mitoitukseen perustuvia rakenneratkaisuja 10

11 Rakennusten jatkuvan sortuman estäminen EN Rakenteiden kuormat Onnettomuuskuormat Suomen kansallista liitettä ollaan uudistamassa Uudistus voi johtaa tiukennuksiin rakennusten jatkuvan sortuman estämisen suunnittelussa, sillä osaa aiemmin käytössä olleista suunnitteluperiaatteista ei enää sallita Tarvitaan yhteistutkimusprojekti, jossa Arvioidaan muutosten vaikutukset Esitetään puurakenteille soveltuvat suunnittelumenetelmät Esimerkit puurakenteisille halleille sekä monikerrosrakentamiseen sopivista rakennetyypeistä ja liitoksista Puurakenteiden suunnittelu yhdenmukaiselle tasolle muiden materiaalien kanssa 11

12 Akustiikka Rakennusten ääneneristävyyden mittauksen tunnusluvut ja mittausmenetelmät on kehitetty pitkälti massiivisten rakenteiden lähtökohdista tunnistamaan niiden ongelmakohtia Tunnusluvut eivät sellaisenaan täysin sovellu keveiden monikerroksisien rakenteiden laadun arviointiin. Matalien taajuuksien painotusta suositellaan, mutta onko tässä menty jo liiankin pitkälle? Toteutetuissa puukerrostaloissa asukaspalaute on ollut akustiikan osalta positiivista. Kokemus äänimaailmasta on parempi kuin tunnuslukujen perusteella voisi olettaa. Tarve perustutkimusprojektille, jossa määritellään akustisesti toimivan kevyen monikerrosrakenteen tarkoituksenmukaiset tunnusluvut. Lopputuloksena kilpailukykyisempi puurakenne ja tyytyväinen asukas? 12

13 Puutuotteiden ympäristösuorituskyky Alan geneeriset ja yrityskohtaiset ympäristöselosteet ajan tasalle CEN TC350:n standardien mukaisesti Argumentointi konkreettiset mitattavat faktat edellä Taustatutkimukset, joilla osoitetaan vahvoja argumentteja velvoittavan lainsäädännön valmisteluun. Esim. rakennuksen hiilijalanjäljelle asetetaan vaatimukset, jotka ovat edellytyksenä rakennusluvalle tai pienellä hiilijalanjäljellä voi saada suuremman rakennusoikeuden? 13

14