Puuinfon syyskuisen, Sveitsiin ja Itävaltaan suuntautuneen opintomatkan teemana oli hybridirakentaminen.
Blumer-Lehmannin saha Sveitsissä käyttää järeäksi kasvanutta tukkipuuta, jota sveitsiläisten mukaan pitääkin hyödyntää.
Teollista puurakentamista
Itävallan ja Sveitsin teollinen puurakentaminen on vahvasti kytköksissä puuseppäperinteeseen. Monissa kummankin maan johtavissa saha- ja puuelementtitehtaissa on yrityksen johdolla usein firman johtamiseen tarvittavan koulutuksen lisäksi osaamista kädentaidoista.
Gossaussa sijaitseva Blumer-Lehmannin saha on kokoluokaltansa Sveitsin neljänneksi suurin. Markkinoinnista vastaava Martin Looser-Frey kertoi suomalaisille hiukan yllättävän tuntuisesti, että varsinkin itäisessä Sveitsissä on liikaa järeäksi kasvanutta vanhaa tukkipuuta, jota on eduksi kaataa ja hyödyntää.
Blumer-Lehmann on eräänlainen puurakentamisen tavaratalo, joka tarjoaa tuotteita ja palveluja sahatavarasta puukonstruktioihin, konsultoinnista projektien johtamiseen sekä biomassasta komponenttien kehittelyyn ja niiden asentamiseen. Yhteistyötä tehdään maailmankuulujen arkkitehtien, kuten Shigeru Banin, Foster & Partnersin ja myös pohjoismaisten suunnittelijoiden kanssa.
Joulukuussa 2023 valmistui Tukholman Teknillisen Museon yhteyteen modulaarisuutta hyödyntävä puurakenteinen Wisdome, suunnittelijoina arkkitehtikilpailun kautta Elding Oscarson ja Florian Kosche. Vapaasti muotoiltu kattorakenne hyödynsi Blumer-Lehmannin asiantuntijoiden avustuksella perinteisiä rakentamisen liitostekniikoita, mikä mahdollisti rakenteen tehokkaan jäykistämisen in situ.
Puumateriaali tuli Stora Enson toimesta Värmlannista ja Varkaudesta. Kupolin vapaasti kaareutuva pilariton katto, gridshell, on konstruoitu viidestä päällekkäisestä ristikkäisestä kerroksesta palkkeja, jotka ovat laminoitua vaneria (LVL). Jokainen osa rakenteesta on uniikki ja mallinnettu digitaalisesti. Wisdome voitti Ruotsin Arkkitehtiliiton (SAR) vuotuisen Kasper Salin -palkinnon vuonna 2023.
Blumer-Lehmannin sahalla opittiin matkan aikana sittemmin usein eteen tullut uusi ilmaisu, ”mockups”. Mockup on mittakaavaan mallinnettu ja rakennettu malli, jonka avulla voidaan tarkastella kouriintuntuvasti, kuinka jokin uusi ja innovatiivinen ratkaisu parhaiten toimii.
Erne AG Holzbau lukeutuu Euroopan johtaviin puuhybridituotteiden valmistajiin. Yrityksen Sveitsin Steinissa sijaitsevaan päätoimipaikkaan valmistui vuonna 2023 uusi hulppea pääkonttori. Rakennus on luonnollisesti hybridi, jossa päämateriaaleina on käytetty puuta, savea ja betonia.
Firman projektipäällikön, rakennusinsinööri Markus Weiersmüllerin mukaan tiilirakentaminen ei ole Ernen päätavoitteita. Saviharkot edustavat omalla tavallaan ympäristöystävällisyyttä ja kestävää kehitystä. Ne ovat myös omiaan tasaamaan tilallisesti atriumperiaatteella toteutetun pääkonttorin kosteustasapainoa ja muodostavat kierrätetystä betonista valmistettujen välipohjien ja puu-metallirungon kanssa toimivan kokonaisuuden.
Määrällisesti eniten on käytetty puuta. Julkisivuissa puu on paljolti hankittu Pohjoismaista, joissa Sveitsiä kylmempi ilmasto edistää metsän kestävyyttä. Betoni lämpenee aurinkovoimalla ja vastaavasti viilenee öisin. Aurinkoisten tilojen lämpöä voidaan kylmänä vuodenaikana siirtää varjon puolelle, ja päinvastoin, viileämpien tilojen ilmaa siirretään kesäöisin vähentämään auringonpaisteen vaikutusta.
Vuonna 1906 perustettu Erne AG on robotisoinut tuotantoansa viime vuosina voimakkaasti. Tilauskanta on tällä hetkellä erinomainen.
Yksi yhteen -malleilla, ”mockups”, tarkastellaan uusia konstruktioratkaisuja.
Lampaanvillasta tehtyä eristettä.
Baseliin rakenteilla oleva HORTUS edustaa radikaaleinta ekologisen rakentamisen konseptia Sveitsissä. Blumer-Lehmann tekee kohteessa yhteistyötä Herzog & de Meuron -arkkitehtitoimiston kanssa.
Hermann Kaufmann ei halua sitoutua yhteen järjestelmään
Itävallan Vorarlbergin osavaltiota leimaa voimakas innovatiivisuuden ja kokeilujen palo. Vorarlberg on ollut jo pitkään paitsi nykyaikaisen puurakentamisen niin myös hybridirakentamisen kehto, tiivisti opintomatkan ja paikallisten olojen arkkitehtiopas Satu Mahringer. Eikä vähiten modernia puurakentamista kehittäneen, maailmankuulun Hermann Kaufmannin ansiosta.
Suomessa myönnettävän, Spirit of Nature -puupalkinnon vuonna 2010 saanut Kaufmann tuli opintomatkalaisille tutuksi parinkin kohteen kautta. Kaufmann jatkaa sukunsa puuseppien ja puurakentajien perinteitä ja opettaa tulevia suunnittelijoita Münchenin teknillisessä yliopistossa.
LifeCycleTower ONE on maailman ensimmäinen korkea passiivihybridirakennus. Se valmistui Itävallan Dornbirniin vuonna 2012. Kahdeksankerroksinen rakennus perustuu esivalmistettuun puukonstruktioon, jossa peruskerros koostuu viidestä elementistä. Kantavat puupalkit tukeutuvat massiivisiin liimapuupilareihin. Hermann Kaufmann on erityisesti selvittänyt massiivisten puurakenteiden palonkestävyyttä. Laboratorio- ja simulaatiotulosten perusteella on laskettavissa, kuinka kauan massiivipuu lähinnä vain hiiltyy ennen leimahdusta. Hybridikonstruktiossa voidaan puun, betonin ja metallin parhaita puolia hyödyntää maksimaalisesti. Hermann Kaufmannin prototyypiksi tarkoitettu kohde on palkittu lukuisilla tunnustuksilla ja täyttää LEED-sertifikaatin platinatason.
Kahdeksan asuinrakennuksen kokonaisuus Lochaussa, Floras Garten, edustaa Hermann Kaufmannin asuinrakentamisen suunnittelua. Maisema- ja vihersuunnittelu on ollut keskeisellä sijalla. Kolme-neljäkerroksisia rakennuksia yhdistää niiden yksinkertainen muotokieli ja ennen kaikkea väriltään hiukan vaihtelevat kyllästetyt paanujulkisivut, jotka ovat itsekantavia.
Keskustelua herättivät palokatkot. Jos niitä oli, oli ne toteutettu huomaamattomasti. Maanalaisen pysäköintihallin päällä oleva multakerros on riittävän paksu turvaamaan kasvustoa. Välipohjat ja porrashuoneet ovat betonia. Kohde on vuokrakohde ja kaikissa asunnoissa on tilavat loggiatyyppiset parvekkeet tai terassit. Rakennukset on sijoitettu optimaalisesti takaamaan asuntoihin luonnonvaloa.
Sveitsiläisen luokituksen mukaan lampaanvillaeriste on muotonsa säilyttävää.
Sveitsiläinen Erne AG Holzbau on Euroopan johtavia puuhybridituotteiden valmistajia.
Paanujulkisivut antavat leimansa kahdeksan asuinkerrostalon kokonaisuudelle Vorarlbergin Lochaun kaupungissa. Suunnittelusta on vastannut Hermann Kaufmannin toimisto.
Kohti nollaenergiaa ja kierrätystä
HORTUS, House of Research, Technology, Utopia and Sustainability, on rakenteilla oleva suuri viisikerroksinen tulevaisuuden toimistorakennus, joka on osa Sveitsin kolmanneksi suurimman kaupungin Baselin valtavaa Allschwilin Campus-aluetta. Herzog & de Meuronin suunnittelemana on alueelle jo valmistunut lääketieteen, farmasian ja muun lähinnä biotutkimuksen ja startup-yritysten käyttöön tarkoitettu toimistokolossi. Rakennus, toisin kuin HORTUS, edustaa tyylipuhdasta ja plastista betoniarkkitehtuuria parhaimmillaan. UPM Biomedicals on myös asettautunut uuteen kompleksiin.
HORTUKSEN rakennuttajana oleva SENN pyysi Herzog & de Meuronia suunnittelemaan radikaalisti ekologista kestävyyttä edustavan, kierrätettäviä ja uusiutuvia materiaaleja hyödyntävän joustavan toimistorakennuksen.
Ideana on palauttaa maaperään kaikki se rakennusaikana käytettävä energia, joka tarvitaan 600 työntekijälle mitoitetun, pääosin massiivipuuta ja savea hyödyntävän rakennuksen rakentamiseen. Tähän päästäisiin laskelmien mukaan 30 vuodessa. Suunnitteluvaiheessa oli esillä myös olkimateriaali, mutta se vaihtui hampuksi.
Blumer-Lehmannin Reto Bösch totesi opintomatkalaisille tilaajan osoittavan hankkeessa poikkeuksellista rohkeutta. Esimerkiksi rakennukseen tarvittava puumateriaali hankittiin lähialueilta 30 eri metsälöstä, jotta kuljetuksista aiheutuva hiilijalanjälki voitaisiin minimoida. Puu-savirakenne piti testauttaa palo-ominaisuuksien varmistamiseksi. Pilarit ja palkit ovat massiivipuuta.
Testitulosten perusteella rakennus voitiin jättää ilman sprinklausta. Rakennuksen on määrä valmistua vuoden sisällä, jonka jälkeen se edustaa saksankielisen maailman edistyksellisintä kestävän kehityksen ja materiaalien uudelleenkäytön vaatimukset täyttävää toimistorakentamista. Suunnittelussa on myös kiinnitetty huomiota siinä työskentelevien viihtyvyyteen ja hyvään sisäilmastoon. Esimerkiksi puulattiat jätetään vaille pintakäsittelyä, jotta niitä ei tarvitse säännöllisin väliajoin öljytä. Lattia saa vanheta ja patinoitua.
High-Rise H1 Zwhatt Regensdorfissa lähellä Zürichin lentokenttää on rakenteilla oleva 24-kerrosta käsittävä eläkevakuutusyhtiön pääosin asuinkohde. Suunnittelijana on Boltshauser Architekten AG Zürichistä. Muun muassa lähietäisyydellä sijaitsevan juna-aseman turvin rakennusta varten ei ole yhtään nimettyä autopaikkaa. Asuntoja on lähes 150.
Julkisivujen aurinkopaneelit ja kattotasanteen aurinkovoimala tuottavat noin kolmanneksen rakennuksen käytönaikaisesta sähköenergiasta. Rakenteellisesti kohde on hybridi, jossa kolme alinta kerrosta, porras- ja hissikuilu ovat betonia, välipohjat pääosin betonia ja pieneltä osin puuta muun konstruktion, kuten pilarien ja julkisivujen perustuessa puumateriaaliin ja puuelementteihin. Ikkunoissa käytetään metallisia kehyksiä.
Asuintilat on sprinklattu. Puu jää asunnoissa näkyviin. Lämmitys otetaan maalämpönä pohjavedestä, jonka vettä johdetaan putkilla välipohjiin, ja lämpimänä vuodenaikana vastaavasti kylmä pohjavesi toimii jäähdyttävänä elementtinä. Opintomatkalaisille jo tutuksi tullut Erne AG on urakoitsijana toteuttamassa Zwhattin aluetta ja sen ensimmäistä korkeaa H1-rakennusta.
Erne AG tekee erilaisia tilaelementtiratkaisuja.
Tilaelementtien kuljetuksessa pituuden sijaan rajoitukset aiheutuvat elementtien leveydestä, joka voi olla enintään 3,5 metriä. Yleensä kuljetuksissa viimeiset sata metriä ovat ongelmallisimpia.
Baselin Allschwilin Campuksen alue rakentuu eurooppalaisittain merkittäväksi innovaatio- ja biotiedekeskittymäksi. Puuinfon matkalaiset pääsivät kurkistamaan jo valmistuneeseen Herzog & de Meuronin suunnittelemaan 462 SIP päärakennukseen, joka edustaa plastista betoniarkkitehtuuria parhaimmillaan.
Rakenteilla oleva Allscwilin Campusalueen HORTUS mallinnettuna. Arkkitehtisuunnittelu Herzog & de Meuron.
EMPA tutkii ja edistää kestävien ratkaisujen tuotteistamista
Muun muassa uusia rakennusmateriaaleja tutkiva ja testaava EMPA, Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt sijaitsee Sveitsin Dübendorfissa. Osa EMPA:a on siihen kuuluva NEST, joka keskittyy testaustoimintaan.
Dr. Michael Hagmann totesi, että 70 prosenttia kaikista innovaatioista perustuu maailmanlaajuisesti uusiin materiaaleihin. Ilmastonmuutoksen hillinnässä rakennusmateriaaleilla on keskeinen rooli. EMPA:n missiona on nopeuttaa innovaatioiden skaalaamista markkinoille.
Tarvitaan tutkimusta, testausta mutta ennen kaikkea yhteistyötä tuotantolaitosten kanssa. Rakentamisessa koko Euroopan laajuisena tavoitteena on päästä ensin nettonollatasoon, ja sen jälkeen hiilinegatiivisuuteen.
Rakenteiden ja niiden ominaisuuksien tutkiminen on EMPA:n osa-alueita. Paloasioita EMPA ei enää tutki. Päähuomio on tällä hetkellä monikerroksisissa ja monimutkaisissa puukonstruktioissa ja niiden kierrätettävyydessä. Olennaista on materiaalien uudelleenkäyttö mahdollisimman pitkälle sellaisenaan. Jauhaminen murskeeksi ei pitemmän päälle ole kestävä vaihtoehto.
Eri materiaaleilla on omat hyvät ja huonot puolensa. Esimerkiksi betonia on järkevää käyttää jatkossakin, mutta suunnitteluvaiheessa pitäisi aina ensin selvittää mahdolliset korvaavat vaihtoehdot. Eri materiaalien optimointi niille sopivimpiin tarkoituksiin on kannattavaa.
Rakennusala on moniin muihin sektoreihin verrattuna hidas uudistumaan. Rakentamisen suuret investoinnit ja niihin sisältyvät riskit huomioon ottaen tämä on ymmärrettävää. EMPA ja NEST on perustettu auttamaan riskien hallinnassa. Dübendorfissa vierailee vuositasolla tuhansia asiantuntijoita ja päättävässä asemassa olevia tutustumassa tutkimus- ja testauslaitoksen tarjoamiin mahdollisuuksiin. Kaksikolmasosaa laitoksen rahoituspohjasta tulee julkiselta sektorilta.
Zürichin lentokentän läheisyyteen rakentuva 24-kerroksinen asuintalo on tyylipuhdas hybridi. Kolme alinta kerrosta ovat betonia, samoin porras- ja hissikuilut. Pilareissa ja julkisivuissa on puuta, ikkunoissa metallikehykset. Käytönaikaista sähköä tuotetaan julkisivujen aurinkopaneeleilla ja katon aurinkovoimalalla. Sisätiloissa, kuten asukkaiden yhteistilassa, puu on näyttävästi esillä.
EMPA ja sen yhteydessä toimiva testauslaitos NEST tekee tutkimustyötä muun muassa innovatiivisten puutuotteiden ja -konstruktioiden parissa. Tavoitteena on tuotteistaa vähähiilisiä ratkaisuja markkinoille.
Baselin vanhan raatihuoneen sisäpihan seinän teksti kehottaa yhteistyöhön. Hybridirakentaminen toteuttaa parhaimmillaan tätä ikiaikaista viisautta.
Baselissa pääsee Reinin yli ekologisesti joen virtausvoimaa hyödyntävällä sympaattisella lautalla.
Digitaalisuus välineenä
Vaikka opintomatkan teemana digitaalisuus ei ollut keskeinen, tuli sen merkitys uusia innovaatioita ja ratkaisuja kehitettäessä esiin. Robotteja hyödynnetään tuotantolaitoksissa, ja voisi kuvitella, että jatkossa myös työmaaolosuhteissa. 3D-tulostusta vielä opetellaan. Tekoälyn käyttö on osa tutkimustoimintaa ja jatkossa varmasti myös käytännön rakentamista.
Toisaalta monissa kohteissa ja tuotantolaitoksissa korostettiin myös perinteistä osaamista. Low Tech saattaa usein olla hiilijalanjäljenkin kannalta toimiva ratkaisu. Täyskoneellinen ilmanvaihto ja jäähdytys ei ole Itävallassa eikä Sveitsissä mikään normiratkaisu. Öisin automaattisesti avautuvilla ikkunoilla, markiiseilla ja kylmää vettä hyödyntämällä pyritään ratkomaan lämpenevien alppimaiden ylilämpöongelmaa rakennuksissa.
Lisääntyvä tieto materiaaleista, niiden ominaisuuksista ja mahdollisuuksista eri materiaalien parhaiden puolien yhdistämiseen on osaltaan edistämässä suunnittelua ja rakentamista kohti hiilinegatiivisuutta. Hiilijalanjälkilaskelmat ohjaavat materiaalivalintoja, ja materiaalivalinnat vaikuttavat suunnitteluun.
Lauri Jääskeläinen
Varatuomari, valtiotieteiden maisteri.
Kuvat: Lauri Jääskeläinen.
[1] Lauri Jääskeläinen: Energiatehokkuudesta materiaalitehokkuuteen. RY Rakennettu Ympäristö 3/2018 s. 49–52.
