Onko ristiinliimattu puutavara (CLT) tulevaisuuden betoni?
Betoni, joka on olennainen rakennusmateriaali, on vuosikymmenien ajan tarjonnut meille mahdollisuuden muotoilla kaupunkejamme nopeasti ja tehokkaasti, jolloin ne ovat voineet laajentua nopeasti kaupunkien reuna-alueille ja saavuttaa korkeuksia, joita ihmiskunta ei ole aiemmin osannut kuvitella. Nykyään uudet puuteknologiat alkavat tarjota samanlaisia mahdollisuuksia - ja jopa parempia mahdollisuuksia - ristiinlaminoidun puutavaran (CLT) kaltaisten materiaalien avulla.
Mitä eroa on laminaattipuun ja CLT:n välillä?
Laminaattipuu syntyy, kun levyt yhdistetään yhdeksi rakenneyksiköksi. Ne voivat olla kaarevia tai suoria, mutta rungot ovat aina samansuuntaisia. CLT:ssä lautojen pinoaminen kohtisuoraan toisiaan vastaan oleviin kerroksiin mahdollistaa kuitenkin levyjen tai pintojen - tai seinien - valmistamisen. Kyseessä on laudoista valmistettu vaneri, joka voi saavuttaa valtavat mitat: 2,40-4,00 m korkea ja jopa 12,00 metriä pitkä.
Kunkin pituussuuntaisen ja poikittaisen kerroksen ristikkäisen suuntauksen ansiosta puutavaran supistumis- ja laajenemisasteet lautojen tasolla pienenevät olemattomiin, kun taas staattinen kuormitus ja muotovakaus paranevat huomattavasti.
CLT-levyjen kuljetusta varten levyt leikataan paloiksi ja sijoitetaan kontteihin tai matalalattiaisiin kuorma-autoihin.
Mitkä ovat CLT:n ympäristövaikutukset?
CLT:tä valmistettiin ensimmäisen kerran Itävallassa, ja sen tarkoituksena oli käyttää uudelleen vähempiarvoista puutavaraa. Nykyään puun käytöstä on jälleen tulossa merkittävä tekijä rakennusalalla ympäristötekijöiden vuoksi.
Suunnittelemme ja rakennamme yleensä betonista, mutta betonin ympäristöjalanjälki on valtava verrattuna puuhun. Jokaista betonikuutiometriä kohden ilmakehään vapautuu yksi tonni hiilidioksidia. Sitä vastoin CLT sisältää "sidottua hiiltä" eli puuhun puun kasvun aikana luonnostaan varastoitunutta hiiltä. Huolimatta kaikesta louhinta- ja valmistusprosesseissa käytetystä energiasta puurakentamisen päästöt eivät siis koskaan vastaa CLT:hen "sidotun" hiilen määrää. Vertailu eri rakennustapojen energiankulutuksesta (GJ/m2) tuotannon aikana:
Miten CLT käyttäytyy rakenteellisesti verrattuna muihin materiaaleihin?
CLT:tä on kutsuttu "tulevaisuuden betoniksi", ja tavallaan se on totta. Se tarjoaa vähintään saman rakenteellisen lujuuden kuin teräsbetoni, mutta se on erittäin joustava materiaali, jonka on kestettävä suuria muodonmuutoksia murtuakseen ja sortuakseen - toisin kuin betoni. Lisäksi 1 kuutiometri betonia painaa noin 2,7 tonnia, kun taas 1 kuutiometri CLT:tä painaa 400 kiloa ja sen kestävyys on sama. Sama pätee myös teräkseen.
Fyysisesti saman eristysasteen saavuttamiseksi kuin 100 mm paksun CLT-seinän eristys olisi mahdollista, meidän olisi rakennettava 1,80 m paksu betoniseinä (1/18-suhde).
Miten CLT käyttäytyy tulipaloa vastaan?
Puutavaran palaminen etenee 0,7-0,8 millimetriä minuutissa. Jos CLT-seinän paksuus on 100 mm, se palaisi yli 2 tunnin kuluttua, vaikka kyseessä olisi käsittelemätön puu. Tämä hiiltymisprosessi on luonnollinen ilmiö, jonka avulla puut voivat suojata itseään.
Savu, joka on tärkein kuolinsyy tulipalon aikana, kulkeutuu huoneesta toiseen eri materiaalien yhteenkietoutumisesta johtuvien rakojen tai aukkojen kautta. Oikein rakennettuna CLT voi olla täysin ilmatiivis. CLT:llä rakennettaessa on siis erittäin tärkeää valita ja hallita kaikki lopullisen rakenteen muodostavat elementit, kuten liittimet, tiivisteet, saumat jne. On arvioitu, että 90 prosenttia CLT:n lujuudesta tulee sen liitososista ja liitoksista, kun taas vain 10 prosenttia johtuu itse puusta.
Miten voimme suojata CLT:tä ympäristöolosuhteilta?
Kosteus ja sää ovat puun tärkeimmät viholliset. Altistunut puutavara kärsii, ja koska CLT on rakenneosa, sitä on suojeltava, jotta se ei kulu, ruostu ja romahda. Vaikka puun päälle on mahdollista lisätä täydentäviä pinnoitekerroksia, kuten kuitusementtiä, tiiltä, kiveä tai muita materiaaleja, on olemassa myös keinoja suojata paljaana oleva CLT.
Kasviöljyt ja mineraalimaalit täyttävät nämä tavoitteet, jos niitä käytetään vain kerran viidessä vuodessa, ja ne takaavat 25 vuoden suojan ilman irtoamista tai värimuutoksia.
Kasviöljyjä suositellaan käytettäväksi sisätiloissa, kun taas mineraalimaalit sopivat parhaiten ulkotiloihin, lähinnä seiniin. Näitä hajuttomia ja tehokkaita tuotteita voi käyttää kuka tahansa noudattamalla perusohjeita ja noudattamalla tarvittavia varotoimenpiteitä.
CLT-paneelit toimivat erittäin tarkkoina komponentteina
Kun hanke aloitetaan CLT:stä, kaikki on täysin päätetty ja ennalta määrätty tehtaalla, eikä muutoksia ole mahdollista tehdä paikan päällä. CLT:n parissa työskentelevät ihmiset ovat siis enemmän kuin rakentajia, vaan kokoonpanijoita, joiden on nivellettävä yhteen lähes täydelliset kappaleet. CLT toimii huonekalujen tarkkuudella, ja sen virhemarginaali on 2 millimetriä.
Vaikka hankevaihe voi kestää hieman kauemmin, kokoonpano on hämmästyttävän nopeaa: 200 m2:n talon kokoonpano voi kestää 5 päivää ja työllistää vain vähän työvoimaa (noin 4 ohjattua henkilöä).
Mitä tulee määräyksiin, maailmassa on CLT:n suunnittelua ja rakentamista ohjaavia määräyksiä, mutta ne ovat betonissa ja laminaattipuussa yleisesti käytetyissä standardeissa esitettyjen eri näkökohtien summa. Vuonna 2017 julkaistiin Yhdysvalloissa tällä hetkellä käytössä oleva standardi, joka on yksinkertaisesti tiivistelmä eurooppalaisista standardeista.
Suunnittelua ja rakentamista koskevat suositukset
Kuten aiemmin mainittiin, on tärkeää ymmärtää, että koko CLT:n rakentamista edeltävä prosessi on kehitettävä huolellisesti. Suunnittelu, suunnittelu ja eri toimijoiden välinen jatkuva yhteistyö ovat olennaisen tärkeitä, koska itse rakentaminen toteutetaan täsmälleen edellisissä vaiheissa määritellyllä tavalla.
CLT-levyjen valmistuksessa on käytettävä rakennepuuta - jokaisen levyn rakenneluokka on tiedettävä - koska levyn laatu riippuu käytetyn puun laadusta. Lisäksi on otettava huomioon, että CLT:n korkea tarkkuus on kyettävä yhdistämään sitä vastaanottavaan perustukseen, jolloin on vältettävä esimerkiksi betonilaattoja, joissa on epätäydellisyyksiä. Jopa millimetriset vaihtelut voivat aiheuttaa valtavaa päänvaivaa asennuksen aikana.
CLT-levyt mahdollistavat tällä hetkellä jopa 30-kerroksisten rakennusten rakentamisen Kanadassa ja jopa 40-kerroksisten rakennusten rakentamisen Suomessa. Tulevaisuus on lupaava, ja seuraamme jatkossakin tarkasti edistymistänne. Ehkäpä muutamien vuosien kuluttua kaupunkimme muuttuvat puun lämpimyyden ja tekstuurin perusteella ja muuttavat myös tapaa, jolla suunnittelua ja rakentamista ajatellaan.