Kanadassa Brittiläisen Kolumbian yliopistossa Vancouverissa on käynnistetty useita tutkimus- ja kehitysohjelmia, joiden tavoitteena on kehittää uusia puutuotealan tuotteita, joista saadaan mahdollisimman suuri arvo kotimarkkinoilla ja viennissä. Yliopistossa metsänhoito, metsäekosysteemien suojelu ja puun käyttöön liittyvä tutkimus ovat samassa tiedekunnassa kokonaisvaltaisesti aktiivisessa vuorovaikutuksessa. Yliopiston mittavat tutkimus- ja kehityshankkeet rahoitetaan provinssin, teollisuuden ja yliopiston yhteistyökumppaneiden yhteistyönä.
Brittiläisen Kolumbian yliopiston puun käytön lisäämiseen tähtäävät tutkimus- ja kehityshankkeet ovat osa Kanadan läntisen metsävaltaisen provinssin luonnonvara- ja teollisuuspolitiikkaa, millä pyritään lisäämään puun käyttöä rakentamisessa ja luomaan uusia metsään perustuvia biotalouden tuotteita. Osavaltiossa on vuonna 2009 otettu käyttöön Wood First Act -laki, joka edellyttää huomioimaan puun ensisijaisena rakentamisen materiaalina julkisesti rahoitetuissa hankkeissa. Tämän seurauksena osavaltiossa on toteutettu satoja rakennushankkeita asuintaloista julkisiin rakennuksiin, joissa puu on ollut ensisijainen rakentamisen materiaali.
Puurakennusten suunnittelusta ja rakentamisesta vastaavan osaston professori Frank Lamin mukaan yliopiston tutkimus- ja kehitysohjelmissa on neljä painopistettä: 1.Puutuotteiden teollinen valmistus, 2. Bioteknologia ja biotuotteet, 3. Yritysjohtaminen, markkinointi ja yritysvastuu sekä 4.Puurakentamisen teknologiat.
- Tavoitteemme on tuottaa tutkimustietoa päättäjille, teollisuudelle ja suurelle yleisölle. On tärkeää, että rakentamisen säädösten pohjana on tutkimustietoa, kiteyttää Lam. Metsien talouskäytön lisääminen edellyttää tutkimustietoa puun käyttäytymisestä erilaisissa käyttökohteissa ja meidän tehtävä on kehittää sellaisia rakentamisen järjestelmiä ja puutuotealan tuotteita, mistä saadaan mahdollisimman suurta arvoa erilaisissa käyttökohteissa. Tämän tutkimustyön käynnistämisessä julkisen vallan rahoitus on ollut avainasemassa.
Koulutus vahvistaa vientimarkkinoita
Lamin mukaan tutkimustoiminnan kärki on puurakentamisen kehittämisessä. - Kehitämme opetustyössä puurakentamiseen uuden sukupolven insinöörejä ja tutkijoita sekä tuotamme uutta tutkimustietoa, uusia tuotteita ja rakentamisen prosesseja. Tutkimme ja testaamme puun käyttöä rakentamisessa ja kehitämme rakentamisen menetelmiä ensin kotikentällä ja hyödynnämme kokemuksia vientimarkkinoilla, kiteyttää Lam.
Tässä onkin onnistuttu hyvin, koska puun käyttö rakentamisessa on lisääntynyt merkittävästi sekä Brittiläisessä Kolumbiassa että vientimarkkinoilla. - Provinssi on lisännyt merkittävästi jalostetun puutavaran vientiä kasvaviin talouksiin kuten Kiinaan ja Intiaan, missä rakentaminen on vahvassa kasvussa, vahvistaa Forest Innovation Investmentin varapääjohtaja Michael Loseth.
Yliopistossa suositaan erityisesti Aasiasta tulevien ulkomaisten opiskelijoiden osallistumista opetuksen vaihto-ohjelmiin. Koulutuksen ansiosta Aasian puutavaramarkkinoille sijoittuu Kanadassa koulutuksen saaneita ammattilaisia.
Provinssin hallinnon hyväksymän lain, teollisuuden panostusten ja yliopiston tutkimus- kehitystoiminnan tuloksena puun käyttö varsinkin julkisessa rakentamisessa on muutamassa vuodessa moninkertaistunut Brittiläisessä Kolumbiassa. - Olemme onnistuneet muuttamaan asenteet puun käyttöä kohtaan myönteisiksi ja sillä on suuri merkitys metsäriippuvaisten kuntien talouden kannalta sekä siinä, että olemme löytäneet talouskäyttöä metsätuhoalueiden puille, muistuttaa Loseth.
Tavoitteena kestävän kehityksen rakentaminen
Yliopistossa on meneillään Kestävän rakentamisen ohjelma, jossa tutkitaan ekologisten materiaalien käyttöä rakentamisessa. Puu on tutkimustyössä keskeisessä asemassa, kun kehitetään uusia kestävän rakentamisen teknologioita, suunnittelua ja rakentamista. - Kestävien ja kierrätettävien materiaalien käytön edistäminen rakentamisessa on osa ilmastomuutoksen torjuntaa ja luonnonvarapolitiikkaa erityisesti Brittiläisessä Kolumbiassa, missä on 18 miljoonaa hehtaaria metsää, kuvailee professori Lam. Provinssin metsäpinta-ala vastaa Suomen havupuuvaltaista metsäpinta-alaa.
Yliopistossa tehdään systemaattista puun käyttöön kohdistuvaa testaustyötä, millä tutkitaan puun kestävyyttä ja ominaisuuksia esimerkiksi palo- ja maanjäristystilanteissa, koska Brittiläinen Kolumbia on myös maanjäristysaluetta. - Meillä on paljon kansainvälistä yhteistyötä maanjäristysongelmien kanssa elävän Japanin kanssa. Myös Japanissa on puun käyttöä rakentamisessa suosiva laki, joka perustuu pitkälti maan puurakentamisen tradition ylläpitämiseen ja maanjäristysvaurioiden ennalta ehkäisemiseen, kertoo Lam.
Lamin mukaan puusta voi tehdä erittäin maanjäristysturvallisen talon. Lisäkustannus maanjäristysturvallisen ja erittäin maanjäristysturvallisen talon välillä on vain 5000 – 7000 dollaria.
Kokonaisvaltaisen tutkimuksen ja opetuksen tukena vahva rahoitus
Puurakentamisen ohjelma käynnistettiin yliopistossa kymmenen vuotta sitten provinssin noin miljoonan euron (1,4 milj. CAD) rahoituksella. Nyt ohjelman vuosittainen lähes neljän miljoonan euron (5 milj. CAD) rahoitus kerätään provinssin, teollisuuden ja yliopiston partnereiden kanssa yhteistyössä. Opinto-ohjelman piirissä on yli tuhat opiskelijaa eri puolilta maailmaa. Kiinnostus yliopiston tarjoamaan puualan koulutukseen on vahvassa kasvussa varsinkin Aasian maissa.
- Ohjelman tavoitteena on tehdä maailman luokan kokonaisvaltaista ja monitieteellistä tutkimusta, tarjota opetusta sekä olla puurakentamisen suunnittelun ja rakentamisen kehitystyön globaalissa eturintamassa. Haluamme rakentaa vahvan tieteellisen klusterin metsäsektorin, rakennusalan, arkkitehtuurin, talotekniikan ja suunnittelun kanssa, kuvailee Lam.
Kestävän rakentamisen ohjelman tavoitteena on löytää keinoja suunnitella, rakentaa, ylläpitää ihmisille ja ekosysteemeille terveellisiä asuinympäristöjä. Lamin mukaan rakennusteollisuudelle on luotu nyt kova paine kehittää ja ottaa käyttöön innovatiivisia suunnitteluratkaisuja. - On tässä myös peiliin katsomisen paikka, koska akateemisissa tutkimusohjelmissa on vitkasteltu asumiskelpoisten vihreän rakentamisen ratkaisujen löytämiseksi, myöntää Lam.
Kestävän rakentamisen tieteellinen ohjelma täyttää syntynyttä vajetta luomalla koulutusta ja tutkimusta sellaisten rakennusten suunnitteluun, toteutukseen ja seurantaan, joka perustuu rakentamisen terveellisyyteen ja asukastyytyväisyyteen, jossa on matala ekologinen jalanjälki ja joka voidaan toteuttaa ammattimaisen volyymirakentamisen keinoin.
CLT- levyyn perustuva rakentaminen kasvussa
Brittiläisen Kolumbian metsissä esiintynyt Mountain pine beetle eli vuoristomäntykovakuoriainen tuhosi viime vuosina 18 miljoonan hehtaarin laajuisella metsäalueella 720 miljoonan kuution verran puuta. - Tämä on yksi keskeinen syy yliopiston mittavien tutkimusohjelmien käynnistämiselle, myöntää Lam. Pystyyn kuivaneiden puiden hyödyntämiseksi etsitään koko ajan uusia käyttömahdollisuuksia. Metsätuholaisen tappamien puiden taloudelliseen hyödyntämiseen tarvitaan tutkimusta, koska lähtökohtaisesti puun käyttöominaisuudet kuten lujuus, ovat säilyneet ennallaan.
Käyttämättömät puumäärät ovat niin valtavia, että niiden varaan voisi perustaa esimerkiksi useita kymmeniä CLT-tuotantolaitoksia. - Esimerkiksi metsätuholaisen kuivattama puu sopii ominaisuuksiltaan CLT-tuotantoon hyvin, muistuttaa Lam. Pyrimme lisäämään CLT-levyn tuotantoa ja käyttöä rakentamisessa.
Yliopistossa tutkimushankkeiden fokukseen on nostettu liimapuu- ja CLT-tuotanto, mihin voidaan käyttää myös vuoristotomäntykovakuoriaisen kuivattamia puita. Brittiläisessä Kolumbiassa on vireillä hankkeita CLT-levyn teollisen tuotannon laajentamiseksi.
Cross Laminated Timber (CLT) -levystä on markkinoiden ja kehitystyön myötä tullut rakentamisen volyymituote Euroopassa, missä sen vuosittainen tuotanto on 300 tuhatta kuutiometriä vuodessa. Tämän innoittamana yliopistossa tutkitaan CLT-levyn ominaisuuksia tietokonemallinnuksilla seinä- ja lattiakomponenttien käytössä.
CLT-levytekniikalla tavoitellaan korkeita rakennuksia
Arkkitehti Michael Green työskentelee korkeiden rakennusten ja urbaanin puurakentamisen tekniikan parissa. Parhaillaan on valmistumassa CLT-levytekniikkaan perustuva sairaalahoidossa olevien lasten vanhemmille tarkoitettu Ronald McDonald -talo Vancouverin lastensairaalan liepeille. Provinssin pohjoisosiin rakennetaan 8-kerroksinen puukerrostalo ja seuraavaksi Green tavoittelee 20 kerroksisen puurakennuksen rakentamista.
- Korkeuden tavoittelussa on kyse asenteiden murtamisesta ja puurakentamisen uskottavuuden vahvistamisesta, tiivistää Green. Samalla haluamme todistaa, että korkeissakin rakennuksissa pystymme täyttämään paloturvallisuuden ja ääneneristyksen rakennusmääräysten toiminnalliset vaatimukset.
Puulla on Greenin mielestä imago-ongelma, koska sen mahdollisuuksia modernin rakentamisen keinona ei vielä tunneta hyvin. Green pitää poliittista tukea puun käytön edistämiseksi perusteltuna, koska nyt tarvitaan uusille rakentamisen teknologioille referenssejä ja koulutusta tekijöille. - Erityisesti rakennesuunnittelijoista puurakentamisessa on kova pula kaikissa puurakentamista edistävissä maissa.
Puun osuus alle kuusikerroksisten talojen markkinassa on Kanadassa jopa 90 %, mutta korkeimmissa hyvin pieni. Green näkee asenneilmaston olevan muuttumassa. Suuren yleisön tietoisuus puun ominaisuuksista on kasvussa. Paikalliseen luonnonmateriaaliin perustuvaa puurakentamisen kasvua Green vertaa paikallisen orgaanisen biologisen ruokakulttuurin suosion kasvuun.
- Ilmastonmuutos ja varsinkin kaupungeissa kasvava massiivinen asuntojen tarve tarkoittavat, että täytyy löytää uusia tapoja rakentaa, muistuttaa Green. Puutuotealan pitää viestiä enemmän puun käytön mahdollisuuksista, koska se on tällä hetkellä teknologisesti edistynein materiaali. Me rakennamme nykyisin aivan liikaa isoja taloja, joita ei tarvita. Nyt tarvitaan erityisesti panostamista rakentamisen laatuun, missä puulla on kevyenä, nopeana ja teollisesti esivalmistettuna materiaalina hyvät mahdollisuudet, muistuttaa Green.
Kanadassa betonirakentamisen kehittyminen on ollut hyvin vähäistä. Green mainitsi esimerkkinä kantavaan runkoon liittyvien betonisten parvekerakenteiden kylmäsillat, joita ei uudemmissakaan kohteissa ole katkaistu.
- Aiemmin tavoitteena oli käyttää paljon materiaalia, kun nyt pitäisi iloita materiaalien mahdollisimman vähäisestä käytöstä. Nuoret arkkitehdit katsovat tulevaisuuteen ja näkevät puun ohella muitakin kestäviä, orgaanisia rakentamisen materiaaleja, jotka tekevät tuloaan.
Lisää sijoituksia innovaatiotyöhön
Brittiläisessä Kolumbiassa ollaan pitkällä ammattimaisen, teollisen puurakentamisen kehittämisessä, mutta muu Kanada tulee kaukana perässä. Green muistuttaa, että jokainen tonni rakentamisessa käytettyä puuta säästää 5,7 tonnia hiilidioksidia. - Vaikka puurakentaminen vähentää päästöjä ja käytämme rakentamiseen sertifioiduista metsistä hakattua puutavaraa, ympäristöjärjestöt arvostelevat hakkuita, harmittelee Green. Tämä on ristiriitaista, koska puu on uusiutuvaa ja puurakentamisella voimme muuttaa koko paljon päästöjä tuottavan rakentamisen rakenteen uudeksi.
- Puu on vahva, kevyt ja puurakentamisen joustavat järjestelmät ovat osoittautuneet seismisesti herkillä maanjäristysalueilla turvallisiksi. Puu on orgaaninen, kestävä, luonnollinen ja uusiutuva materiaali, joka rakentamisessa vaatii vähemmän energiaa kuin muut materiaalit. Puu on kustannustehokas, paikallinen materiaali, jonka jalostaminen vahvistaa aluetalouksia. Se on esteettisesti kaunis materiaali ja puurakennukset ovat helposti muunneltavia, perustelee Green.
On arvioitu, että Pohjois-Amerikassa puolet kaikesta energiasta kuluu talojen rakentamiseen ja ylläpitoon. Greenin mukaan puurakentamisen innovaatiotyöhön tarvitaan sijoittajia ja moninkertainen määrä resursseja, koska rakentamisen merkitys bruttokansantuotteelle on merkittävä, yli kymmenen prosenttia.
Teollisen puurakentamisen kehittäjinä Green näkee Kanadalla ja Suomella paljon yhtäläisyyksiä. Meillä on vahva poliittinen tuki, kehitystyötä yliopistoissa, valmiita järjestelmärakentamisen ratkaisuja, uusia innovaatioita ja teknologioita. Näillä eväillä voimme olla tulevaisuuden rakentamisen tien näyttäjiä, visioi arkkitehti Michael Green.
Artikkelipalvelu Markku Laukkanen
Lisätietoja:
Frank Lam, professori, 990 1 604 822 6526, frank.lam@ubc.ca
Michael Green, arkkitehti, michael@mg-architecture.ca