Rakennusmateriaalina puulla on viisi kiinnostavaa vahvuutta.
Monialainen tutkimusklusteri Aalto Wood tutkii ja kehittää puurakentamisen uusia tapoja. Wood Wonders esittelee puun vahvuuksiin pohjautuvia rakennuskonsepteja ja puurakenteita, jotka ovat hiilineutraaleja, kierrätettäviä sekä monikäyttöisiä. Näyttelyssä on myös esillä puun kemiallisia ominaisuuksia kartoittavia ja kehittäviä tutkimushankkeita viime vuosilta.
Puu tekee ihmeitä.
#woodwonders
Näyttelyn on suunnitellut monitieteinen ryhmä kolmesta Aallon korkeakoulusta, ja se aukeaa 5. helmikuuta 2020 Helsinki-Vantaan lentoasemalla tuloaula 2B:ssä. Näyttely on esillä vuoden 2021 kevääseen asti, ja se on toteuttettu yhteistyössä lentoasemaoperaattori Finavian kanssa.
Ympäristöministeriö on tukenut näyttelyn toteuttamista.
Näyttelyn puurakenteet:
Metsä Wood
Versowood
Fiskarsin laatupuu
Tikkurila Oyj
Tutkimus, arkkitehtuuri ja muotoilu
Taiteiden ja suunnittelun korkeakoulu
Pekka Heikkinen: arkkitehtuuri
Heidi Turunen: selluloosatuotteet
Matti Kuittinen: ympäristövaikutukset
Karola Sahi ja Mikko Paakkanen: muotoilu
Ville Kokkonen: sisustusarkkitehtuuri
Insinööritieteiden korkeakoulu
Gerhard Fink, puurakenteet
Kemian tekniikan korkeakoulu
Lauri Rautkari, puumateriaalitiede
Mark Hughes, puutekniikka
Monika Österberg, biotuotekemia
Näyttelykonsepti ja -suunnittelu
Laura Zubillaga ja Pekka Heikkinen
Näyttelyrakentaminen
Laura Zubillaga, Pekka Heikkinen, Josh Krute, Dario Vidal, Darren Bratton, Jari Simanainen, Hannu Paajanen
Äänisuunnittelu
Antti Ikonen
Graafinen suunnittelu
Cvijeta Miljak
Kuratointi
Outi Turpeinen
Viestintä
Tiina Toivola
Näyttelykuvat: Anne Kinnunen
Voit klikata kuvia suuremmaksi.
Jokaista suomalaista kohden on keskimäärin 12 500 puuta. Luonnonvarakeskuksen mukaan 75 prosenttia Suomen pinta-alasta on metsiä.
Jos kaikki Suomessa vuosittain rakennettavat talot tehtäisiin puusta, rakentamiseen tarvittava puumäärä kasvaisi takaisin kymmenessä tunnissa.
Järkevästi käytettynä puu auttaa meitä pienentämään hiilijalanjälkeämme, sillä puuhun sitoutunut hiili siirtyy metsästä puurakennukseen jopa vuosisatojen ajaksi.
Ympäristönäkökulmien lisäksi puu on myös ylellinen ja näyttävä rakennusmateriaali.
Aalto-yliopiston Wood Program ei etsi yleismaailmallisia ratkaisuja, vaan tekee kokeiluja erilaisilla rakennusmateriaaleilla ja -menetelmillä.
Materiaalina puu on arvokas, kodikas ja elävä. Ihmisillä on luontainen halu koskettaa puupintaa, sillä puu tuntuu hyvältä. Puuverhoilu rakennuksissa sitoo kosteutta, mikä vähentää ilmastoinnin tarvetta ja tätä kautta asumisen energiankulutusta.
Wood2New- ja WoodLife -tutkimusten mukaan puuverhoillut sisätilat tuntuvat +2°c lämpimimmiltä kuin muilla materiaaleilla verhoillut tilat, mikä vähentää lämmitystarvetta. 1,5 asteen elämäntavat -tutkimuksen mukaan sisälämpötilan lasku kahdella asteella pienentäisi vuotuista hiilijalanjälkeä noin 2%.
Asumisen, erityisesti lämmityksen ja ilmastoinnin, osuus hiilidioksidipäästöistämme on noin 25%. Rakenteiden ja sisätilojen älykäs suunnittelu voi merkittävästi vähentää energiantarvetta.
Sisäkuvat: Anne Kinnunen
Ympäristönäkökulmasta on tärkeää pidentää puutuotteiden elinkaarta: suunnitella puusta pitkäkestoisia tuotteita, jotka voidaan kierrättää. Monet vanhat puurakennukset toimivat hyvänä esimerkkinä, ne ovat kestäneet vuosisatojen ajan.
Uudet rakennukset tulee suunnitella nykyistä paremmin pitkäikäisiksi, korjattaviksi ja uudelleenkäytettäviksi.
Kestävän kehityksen näkökulmasta suunniteltuja puurakennuksia
Kokoon tarjoaa kompaktin ratkaisun tilapäismajoituksen tarpeisiin urbaanissa ympäristössä.
Kokoon -asuntoelementtejä voidaan käyttää tilapäisasuntoina erilaisiin väliaikaisiin tarpeisiin: pakolaisille, syksyllä aloittaville opiskelijoille tai putkiremonttievakkoon joutuville asukkaille. Majoitustarpeen päätyttyä rakennus voidaan siirtää muualle, jossa tarvetta ilmenee
Liina on väliaikainen, ekologinen suoja humanitaarisiin kriiseihin, ja se voidaan koota jopa kuudessa tunnissa.
Pakolaisten määrän odotetaan kasvavan yli miljardiin vuoteen 2050 mennessä. Liina-hätäaputalo on väliaikainen rakennus kylmiin ilmastoihin, mutta sitä voidaan käyttää humanitaarisissa kriisitilanteissa kaikkialla maailmassa. Aalto-yliopiston Wood Programin opiskelijoiden suunnittelema ja rakentama Liina on valmistettu pääosin suomalaisesta puusta ja puupohjaisista materiaaleista, ja se on tyylikäs ja kestävä ratkaisu globaaliin ongelmaan.
Finlandia-talon perusparannus käynnistyy vuoden 2022 alussa sen arvioidaan kestävän noin 2,5 vuotta. Talo jatkaa toimintaansa kongressi- ja tapahtumakeskuksena koko perusparannuksen ajan — osin väistötilassa. Pikku-Finlandiaksi nimetyn väistötilan suunnitelma on kehitetty yhteistyössä Aalto-yliopiston arkkitehtuurin laitoksen Wood Programin ja Building Design Studion opiskelijoiden ja opettajien kanssa.
Väistötila toteuttaa Helsingin kaupungin puurakentamisen ja kiertotalouden tavoitteita siten, että rakennuksen osia voidaan jatkossa siirtää ja muokata muuhun väistötilakäyttöön esimerkiksi koulujen tai päiväkotien tarpeeseen. Rakennuksen arvioitu käyttöikä on 20–30 vuotta.
Elinkaarisuunnittelu
Puu varastoi hiiltä väliaikaisesti, ja siksi puutuotteiden elinkaaren pidentäminen osaltaan pienentää ympäristövaikutuksia. Rakennuksen purkamisen suunnitteluperiaatteiden (Design for Disassembly, DfD) tarkoituksena on lisätä puun uudelleenkäyttöä.
Rakennuksen elinkaari ulottuu maankäytön ja rakentamisen suunnittelusta itse rakentamiseen sekä rakennuksen uudelleen käyttöön, purkuun ja kierrätykseen saakka.
Professori Mark Hughes johtaa tutkimusryhmää, joka opettaa ja tutkii puutekniikkaa ja puumateriaalitutkimusta.
InFutureWood -projekti tutkii kiertotalouden periaatteiden soveltamisen etuja puurakentamisessa. Erityisesti projekti tutkii mahdollisuuksia käyttää uudelleen tai kierrättää rakennus- ja purkuhankkeista talteenotettua puuta.
SMARTA Wood -hanke kehittää päätöksentekoa tukevaa tietoa ja työkaluja kestävämpään ja tehokkaampaan puunkäyttöön. SMARTA on Climate-KIC-kokeiluhanke, joka arvioi puun kestävyyttä verrattuna betonirakentamiseen. Projekti toteutetaan yhteistyössä ruotsalaisen Chalmersin teknillisen yliopiston kanssa.
Suuri osa maailman rakennuksista, infrastruktuurista ja energiajärjestelmistä rakennetaan tai uusitaan seuraavan 15 vuoden aikana. Maailmanlaajuisella rakennusbuumilla on todella kauaskantoiset vaikutukset, ja fiksuilla ratkaisuilla voidaan vauhdittaa merkittävästi vähähiilisen tulevaisuuden toteutumista.
Decarbonize Design on maailmanlaajuisesti saavutettava, helposti omaksuttava verkkomateriaali, joka on tarkoitettu kaikille rakennetun ympäristön kanssa työskenteleville: suunnittelijoille, arkkitehdeille ja insinööreille mutta myös materiaalien valmistajille, rakennusliikkeille sekä hankkeista tai rakentamisen sääntelystä päättäville. Kokonaisuus koostuu videoluennoista, opettajille suunnatuista valmiista kurssiaihioista sekä korkeatasoisesta opaskirjasta.
Puulla on supervoimia: puusta, puukuidusta eli selluloosasta sekä kuitujen sideaineesta, ligniinistä, löytyy uusia hämmästyttäviä ominaisuuksia, jotka vaikuttavat esimerkiksi puutuotteiden vedenkestävyyteen, paloturvallisuuteen ja kestävyyteen ja ulkonäköön. Puupohjaisilla kemikaaleilla voidaan korvata öljypohjaisia muoveja, liimoja, liuottimia ja muita ympäristölle haitallisia aineita.
Uudenlaiset biopohjaiset rakenteet kuten nanoselluloosa, voivat korvata fossiiliset raaka-aineet luonnonmukaisissa maaleissa, vettä hylkivissä pintakäsittelyaineissa ja akustisissa elementeissä. Ne voivat myös korvata osan rakennusalan kivipohjaisista materiaaleista.
Puumateriaalien valaminen ei ole vielä yleisesti käytössä olevat menetelmä, mutta sillä on mielenkiintoisia sovellusalueita. Muottiin valettu puumassa ei tuota jätettä muovaamisen aikana, ja sahanpuru tai sahajauho voi olla kierrätettyä. Valetun puun raaka-aine syntyi, kun märkä nanoselluloosa sekoitettiin sahanpurun ja väriaineiden kanssa. Nanoselluloosa toimi sidosaineena, kun materiaali kuivuu.
Design: Heidi Turunen
Nanoselluloosaa värjättiin elintarvikeväreillä, jolloin sitä voitiin käyttää maalina erilaisilla puupinnoilla, esimerkiksi mänty- tai koivuvaneripinnoille. Puupohjainen pinnoite tuntuu lämpimältä koskettaa. Maalin vedenkestävyys vaatii vielä lisää tutkimusta, mutta nanoselluloosapinta suojaa hiukan puuta. VTT myös testasi onnistuneesti nanoselluloosamaalin palonkestävyyttä.
Tiimi: Heidi Turunen (Aalto-yliopisto) sekä Vesa Kunnari, Timo Kaljunen ja Jaakko Pere (VTT)
Prototyypeissä käytettiin nanoselluloosaa liimaamaan yhteen paperiarkkeja. Levy laminoitiin puristamalla. Levy on biopohjainen, biohajoava eikä sisällä muita ainesosia kuin puupohjaisia materiaaleja.
Selluloosalevyn taivutuslujuus on parempi kuin kuitu-, kipsi- tai jopa MDF-levyllä. Selluloosalevyä voidaan kuvioida, maalata tai tulostaa, ja se on kierrätettävissä sanomalehtijätteen joukossa. Sitä voisi käyttää esimerkiksi ovirakenteissa tai sisustus- ja huonekalusovelluksissa. Materiaalien ominaisuuksien, teollisen valmistuksen ja vedenkestävyyden osalta tarvitaan jatkokehitystä.
Tiimi: Heidi Turunen (Aalto-yliopisto) sekä Vesa Kunnari, Timo Kaljunen ja Jaakko Pere (VTT)
Pehmeää selluloosavaahtoa puristettiin jäykiksi levyiksi, joita voi käyttää akustisina elementteinä. Taivutusjäykkyys on parempi kuin kaupallisella päällystämättömällä kipsilevyllä. Kartonkia voidaan jälkikäsitellä kuviopuristamalla, tulostamalla ja vesisuihkuleikkaamalla.
Tiimi: Heidi Turunen (Aalto-yliopisto) ja Jani Lehmonen (VTT)
Biotuotekemian ryhmä kehittää uusiutuvia, korkeaa jalostusasteen raaka-aineita, jotka perustuvat puupolymeereihin eli lignoselluloosaan. Tutkimus keskittyy erityisesti aineiden kemiallisten aineiden rajapintojen ymmärtämiseen.
Ligniini on potentiaalinen vaihtoehto fossiilisten materiaalien korvaamiseksi. Sitä syntyyn selluntuotannon sivutuotteena, ja sillä voi korvata osittain tai kokonaan formaldehydi-fenolihartsiliimoja, joita käytetään vanereissa, rakennuslevyissä, lastulevyissä ja laminaateissa. Ligniiniä voidaan käyttää myös suojaavissa pinnoitteissa, esimerkiksi parantamaan säänkestävyyttä. Ligniiniä voidaan myös myös käyttää hiilikuidun raaka-aineena sekä biomuovien ja nestemäisten biopolttoaineiden tuotannossa.
Uudet ligniinirakenteet voivat ratkaista monet ligniinin teollisen hyödyntämisen nykyisistä rajoituksista. LignoSphere-projektin (2019-2021) tavoitteena on tuottaa teollisuuden ligniinisivuvirrasta korkean jalostusarvon tuotteiksi. LignoSphere-menetelmä muuntaa ligniinin nanosfäärihiukkasiksi (”lignosfääreiksi”), joita voidaan hyödyntää monissa sovelluksissa, kuten puuliimoissa, puupinnoitteissa sekä komposiiteissa korvaamassa myrkyllisiä ja öljypohjaisia kemikaaleja.
Yhteys: professori Monika Österberg (Biotuotekemian ryhmä).
WoodLife-projekti (2013-2017) kehitti vettä hylkivän ja hengittävän puupinnoitteen Carnauba-vahahiukkasista. Pinnoite on erittäin ohut ja säilyttää puun kosteuspuskurointiominaisuuden, mutta suojaa tehokkaasti puuta vedeltä. Tämä voisi lisätä puun käyttöä rakennuksissa sekä vähentää lämmitystarvetta.
Rakennuksissa puu voi sitoa hiiltä vuosisatojen ajan. Puu on luja ja monipuolinen materiaali, joka parantaa sisäilman laatua, vähentää lämmityksen ja ilmastoinnin tarvetta - sekä tuottaa mielihyvää.
Helsinki-Vantaan lentokentällä avautuu 5. helmikuuta Wood Wonders -näyttely, joka esittelee matkustajille puurakentamisen innovaatioita ja uusia tuulia.
The Wood Program is a one-year program of study that focuses on wood architecture and industrial building. The program is intended for architects, engineers and other students with a background in design and strong interest in timber construction.
Aalto-yliopisto edistää luovuutta kaikilla aloilla ja kaikissa yhteisöissä. Yksi tavoitteistamme on yhteiskunnan uudistaminen taiteen, luovuuden ja muotoilun avulla. Olemme edelläkävijöitä taiteen ja luovien käytäntöjen yhdistämisessä tutkimukseen ja opetukseen.