Saatsien sammiosta: Massiivirakenne on terveellinen, kestävä ja ekologinen

Massiivirakenne- mitä se tarkoittaa?

Massiivirakenne - tuttu asia, vaikka termi voikin olla vieras. Massiivirakenteessa yksi yhtenäinen rakennekerros huolehtii kaikista rakenteen keskeisistä tehtävistä. Museoviraston tiilirakenteita koskeva sanasto (verkossa) määrittelee käsitteen näin: “Massiivirakenteen kaikki rakennusosat kantavat kuormitusta”. Massiivirakenteita ovat esimerkiksi lamasalvosrakenne eli hirsiseinä sekä paikalla muurattu täystiiliseinä.

Massiivirakenteista puhuttaessa tarkoitetaan lähinnä ulkoseinärakenteita. Ylä- ja alapohjien osalta tilanne on hieman toinen: ei ole yleensä mielekästä tehdä esimerkiksi yläpohjaa paksuna tiilirakenteena, koska kantavuus ei sitä edellytä ja lämmöneristävyys voidaan turvallisesti toteuttaa luonnonmukaisin, kevein eristein.

Väliseinissä massiivisuus ei ole niin tärkeää kuin ulkoseinissä. Ehkä poikkeuksena voidaan mainita massiivinen sydänmuuri, johon auringon lämpö pääsee varautumaan etelään suuntautuvien suurten lasiseinien kautta. Tällaisia ajatuksia hyödynnetään jo jonkin verran ekologisessa koerakentamisessa, tulevaisuudessa varmaan enemmänkin.

Mitä etuja massiivirakenteilla on?

Massiivirakenne on kestävä, toipumiskykyinen ja helposti korjattava. Sen rakennefysikaalinen toiminta on selkeää ja varmaa. Lämmönvaraamiskykynsä ansiosta massiivirakenne on energiatehokas.

Lämmönläpäisykertoimen (U-arvon) laskennassa ei kuitenkaan huomioida massiivirakenteen lämmönvaraamiskykyä; tämän rakia massiivirakenne näyttää laskelmissa energiataloudellisesti heikommalta kuin mitä se on käytännössä. 1800-luvun lopulla ja 1900-luvun alussa rakennetut massiiviset tiilitalot ovat toteutuneiden energiankulutustietojen valossa niin tehokkaita, etteivät edes 2000-luvun rakennukset pärjää niille. Uusissa taloissa todellinen energiankulutus on usein suurempi kuin laskelmissa.

Massiivirakenne on siis ekologinen, mutta vielä olennaisempaa on sen pitkäikäisyys. Massiivisille hirsi-ja tiilitaloille on odotettavissa helposti satojen vuosien käyttöika, kunhan rakennusta ylläpidetään ja huolletaan asianmukaisesti.

Esimerkki massiivisesta tiilirakenteesta: 1860-luvulta oleva Kultian kartanon hevostalli, joka on vastikään kunnostettu suunnitelmiemme mukaan- jälleen hevostalliksi. Samanlaisella rakenteella on tehty esimerkiksi Helsingin ja Turun vanhat kivitalot, jotka on havaittu kestäviksi ja todettu mittauksiin erittäin energiatehokkaiksi.

Perinteinen lamasalvos muodostaa pitkäikäisen, koetellun ja turvallisen massiivirakenteen. Kun riveenä käytetään sammalta ja sokkelin päällä tuohta, vältetään kaikki nykyrakentamisen ongelmat.

Massiivirakenteen vastakohta: monikerrosrakenne

Nykyään rakentamisessa käytetään ns. monikerrosrakenteita. Rakennukset on mitoitettu yleensä 50 vuoden käyttöiälle, mutta usein kosteus- ja homeongelmat alkavat jo pian niiden valmistumisen jälkeen. Se ei ole mikään ihme, sillä paksut lämmöneristeet, koneellinen ilmanvaihto ja em. rakenteet kemikaaleineen ovat riskialtis yhdistelmä.

Rakennusmateriaalien valmistaminen, talojen rakentaminen ja purkaminen sekä jätteen käsittely kuluttavat paljon energiaa. Rakennusalan mullistajina pidetyt uutuudet, ns. passiivitalot, eivät todellisuudessa pysty mitenkään säästämään niin paljon energiaa, että ne voisivat kilpailla ekologisuudessa massiivirakenteiden kanssa.

Teknisessä monikerrosrakenteessa on useita eri rakennekerroksia ja rakennusosia, joilla kullakin on eriytynyt tehtävä, kuten lämmmöneristävyys (mineraalivilla), kantavuus (runkotolpat), tiiveys (höyrynsulku) ja jäykistäminen (rakennuslevy). Monikerrosrakenne on herkkä vaurioitumaan ja kyvytön toipumaan ongelmatilanteista kuten vesivahingoista, lisäksi sitä on vaikea tai mahdoton korjata. Näistä syistä rakenne on väistämättä lyhytikäinen.

Vesihöyry kondensoituu nestemäiseksi vedeksi yleensä materiaalien rajapinnassa. Mitä enemmän rakenteessa on erilaisia materiaaleja ja kerroksia, sitä suurempi riski. Tässä emme käsittele liiallisen lämmöneristämisen tuomia kosteusriskejä emmekä kosteutta sitomattomien materiaalien kuten muovikalvojen ongelmia; olemme kirjottaneet niistä blogiteksteissämme (www.saatsi.fi/blogi).

Monet rakenneratkaisut ovat rajatapauksia. Esimerkiksi seinä, jossa hirsirunko on ulkopuolella päällystetty tervapaperilla ja punamullatulla laudoituksella ja sisäpuolelta huokoisella puukuitulevyllä ja tapetilla, on pikemminkin yhdistelmä- kuin massiivirakenne, koska hirsirungon lisäksi myös pintakerrokset huolehtivat osaltaan lämmöneristävyydestä ja ilmatiiveydestä. Tällä ei kuitenkaan ole suurta käytännön merkitystä, koska laudan ja paperin kosteustekninen toiminta on riittävän samanlaista kuin hirrellä.

Jos kaikki monikerrosrakenteet osat ovat kosteutta sitovia, voi ei-massiivinenkin rakenne toimia siedettävästi. Rintamamiestaloissa tyypillinen purueristeinen lautaseinä on esimerkki tällaisesta rakenteesta, joka toimii kelvollisesti, edellyttäen että sen rakennusfysikaalista toimivuutta ei pilata esimerkiksi muovimaalein tai lisäeristyksin.

Perinteisen hirsirakenteen lisäksi eri puolilla on kehitetty moderneja, teollisia massiivipuurakenteita. Nk. CLT eli ristiinliimattu massiivipuu on massiivirakenne, mutta siinä olevat liimakerrokset vaikuttavat haitallisesti kosteustekniseen toimintaan, samoin kuin lamellihirressä- Kuvassa on oikeaoppisemmin toimiva, saksalaisen patentin mukaan Virossa valmistettava MHM-massiivipuuelementti, jossa uritetut lautakerrokset on kiinnitetty toisiinsa naulaamalla, ei siis liimaamalla.

Miksi nykyrakentamisesta tuli niin teknistä?

Rakentaminen perustui vuosituhansien ajan massiivirakenteisiin, kuten hirteen sekä poltettuun ja polttamattomaan saveen. Modernismin ja teollistumisen myötä 1800-luvun kuluessa vahvistui ajatus “rationaalisesta” rakentamisesta, joka olisi kustannuksia ja materiaalia säästävä. Massiivinen rakentaminen alettiin nähdä vanhanaikaisena ja tuhlailevana. Nopea pystytys, kustannustehokkuus ja esivalmisteisuus nähtiin tavoiteltavinia arvoina.

Moderni, optimoitu, insinöörivetoinen rakentamistapa on tosin tuottanut huikeita saavutuksia niin arkkitehtonisesti - teräs- ja lasirakentaminen - kuin sosiaalisesti - suurten väkijoukkojen tehokas asuttaminen maaltamuuton vuosina. Samalla itse rakentaminen on muuttunut mutkikkaaksi ja lopputulokset herkästi vaurioituviksi.

Professori Juha Vinha on tuonut esiin, että rakennusfysiikkaan liittyvien määräysten ja ohjeiden sivumäärä on kasvanut vuoden 1960 nollasta vuoden 2013 lähes neljääntuhanteen ja lisää julkaistaan. Moniko suunnittelijoista ja rakentajista mahtaa tuntea koko tämän sisällön syvällisesti?

Teoriassa monikerrosrakenne saattaa toimia täydellisesti. Mutta piirustuksissa ja laskelmissa täydelliseltä vaikuttava rakenne ei toimikaan samalla tavoin todellisuudessa. Suunnittelussa ja rakentamisessa on aina tehty ja tullaan vastedeskin tekemään virheitä. Ei ole tarpeeksi tietoa uusien materiaalien käyttäytymisestä ja kestävyydestä pitkällä aikavälillä, puhumattakaan eri materiaalien yhteisvaikutuksista ja kemikalisaation tuomista ongelmista.

Miten tästä eteenpäin?

Rakentamisessa olisi palattava yksiaineisten massiivirakenteiden käyttöön. Se ei tarkoita, että kelloa pitäisi kääntää taaksepäin. Toki perinteiset ratkaisut kuten hirsiseinä ja tiilimuuri ovat edelleenkin täysin käyttökelpoisia, mutta tarvitaan myäs uudenlaisten ratkaisujen kehittämistä. Jotta kestävä rakentaminen olisi kustannuksiltaan suuren yleisön tavoitettavissa, pitäisi ennakkoluulottomasti tarttua toimeen ja ottaa käyttöön uusia ratkaisuja.

Lähitulevaisuudess tulemme näkemään, että sillä, joka yhdistää terveellisyyden ja kemikaalittomuuden kustannustehokkuuteen ja laadukkaaseen arkkitehtuuriin, on kilpailuetu. Maailma on muutoksessa, ja yhä useampi meistä kyseenalaistaa vallitsevat huonot käytännöt. Lopulta muutosta ei voi estää, joten on viisasta marssia etujoukoissa.

Emilia ja Pekka Saatsi
Arkkitehdit

Tekninen monikerrosrakenne tiensä päässä: Mäntsälän Ehnroosin koulun purkutyömaa. Oppilaat ja henkilökunta ovat joutuneet kärsimään home- ja sisäilmaongelmista. Valtava määrä jätettä on syntynyt. Lisäksi purkaminen ja uuden rakentaminen on kallista ja luonnonvaroja kuluttavaa.

Mineraalivillatäytteinen puuseinä on tyypillinen monikerrosrakenne, jossa on paljon ongelmia. Kemikaalien ja mikrobien lisäksi sisäilmaan kulkeutuu lasivilla kuituja.