Havupuu sopii japanilaiseen pylväs- ja palkkirakentamiseen

​Perinteisessä japanilaisessa puuarkkitehtuurissa on keskeisessä osassa pylväs- ja palkkirakenne. Tätä samaa rakennusmenetelmää käytetään kaikissa rakennuksissa pienistä taloista ja teehuoneista suuriin temppeleihin ja pyhättöihin.

3/2022

​Japanilaisessa puisessa pylväs- ja palkkirakentamisessa (post and beam) on ainutlaatuisia piirteitä niin rakenteessa kuin liitoksissa. Perinteinen menetelmä on suunniteltu ohjaamaan voimakkaiden ulkoisten voimien, kuten tuulen ja maanjäristysten, vaikutukset lempeästi pois pikemmin kuin vastustamaan niitä suoraan. 

Havupuu pystyy kaikkeen tähän. Se ei ole yhtä lujaa kuin lehtipuu, mutta se on joustavampaa. 

Liitokset on suunniteltu erikseen antamaan periksi samalla, kun ne ovat kestäviä. Vielä voimakkaimmille voimille altistuessa pylväiden väliset mutaseinät toimivat puskurina, jonka kokoon painuminen vähentää rikkovaa voimaa.

Tällaisia periaatteita noudatetaan useissa japanilaisten rakennusten osissa, kuten perustuksessa, mutaseinien ytimessä ja kattolaattojen asettelussa. Joustavuuden ansiosta pylväät ja palkit palautuvat takaisin alkuperäiseen asentoonsa heti, kun ulkoiset voimat lakkaavat vaikuttamasta.

Tällä tavalla rakennettujen rakennusten runkona on pylväs- ja palkkirakenne. Seiniä tarvitaan silloin vähän, ja niitä onkin usein vähemmän kuin eurooppalaisissa rakennuksissa. Lattiat on korotettu maanpinnan tasoa korkeammalle, jolloin tuuletus paranee Japanin kuumassa ja kosteassa ilmastossa.

Ei tiedetä, milloin menetelmä otettiin käyttöön ja mistä se on kotoisin. Tällaisten liitosten jäännöksiä on kuitenkin löydetty 4 000 vuotta vanhoista raunioista, joten puurakentaminen pylväs- ja palkkimenetelmällä keksittiin todennäköisesti jo sitä aiemmin.

Turvalliset rakennukset etusijalla

Metsiä on Japanin yhteen lasketusta maa-alueesta lähes 70 prosenttia, mikä on suurimpia osuuksia maailmassa. Maan metsäresursseista oli kuitenkin pulaa, kunnes tilanne muuttui noin 60 vuotta sitten.

Metsää oli 700-luvulla niin vähän, että puiden kaataminen kiellettiin. Etusijalla on jo pitkään ollut, että vähäisestä puusta pitää rakentaa turvallisia rakennuksia. 

Nykyään tavallinen rakennusmenetelmä yleistyi vuodesta 1945 alkaen. Toisen maailmansodan lopussa suurin osa suurista kaupungeista Japanissa poltettiin pommituksissa maan tasalle ja rakennusmateriaaleista oli pulaa. Tukevat talot oli rakennettava minimaalisella määrällä materiaaleja. 

Rakennemekaniikan edistysaskeleet ja metallilevyjen kiinnittäminen liitoksiin nauloilla helpottivat rakennusten lujuuslaskelmien tekemistä. Enää ei jouduttu luottamaan pelkästään kirvesmiesten kokemukseen ja erikoisosaamiseen.  

Nykyisin tavallinen menetelmä on teoreettinen ja laskennallinen järjestelmä, modernisoitu versio perinteisestä menetelmästä.  

Puun kysyntä muuttuu Japanissa

Asuntorakentaminen lisää eniten puun kysyntää Japanissa, ja talousrakennukset ovat puolestaan todennäköisesti ratkaisevan tärkeitä liimapuumarkkinoille tulevaisuudessa, sanoo ITOCHU Kenzain puutuotedivisioonan johtaja Yasuo Toyoda.

”Japanilaisilla on pitkältä ajalta viehtymys puurakennuksiin. Puut ovat aina ympäröineet meitä arjessa. Puutalojen kysyntä on vielä nykyäänkin vahvaa. Talon rakentavista japanilaisista 80 prosenttia haluaa rakentaa puutalon.” 

Puun kysyntä Japanissa onkin suurinta asuinrakentamisessa. Pylväissä ja palkeissa käytetyn liimapuun kaupankäyntivolyymit ovat kasvaneet yli 20 prosenttia viimeisen viiden vuoden aikana.
 
Nykytilanne on kuitenkin väliaikainen. Japanin metsävirasto ja maankäytön, infrastruktuurin, liikenteen ja turismin ministeriö päättivät vuonna 2003 edistää puun käyttöä myös julkisessa arkkitehtuurissa. 

Valtio ja kunnat ovat on sen jälkeen kannustaneet puurakentamiseen keskisuurissa ja suurissa rakennuksissa ja myös CLT:n eli ristiinliimatun puun käyttö on hyväksytty.

”Puuarkkitehtuurin osuus on silti vain noin 10 prosenttia pienissä ja keskisuurissa talousrakennuksissa. Tähän on syynä vähäinen yliopisto-opetus puuarkkitehtuurista ja se tosiasia, että pienet rakennuttajat erikoistuvat asuntorakentamiseen eikä niillä ole kokemusta toimitilojen rakentamisesta”, Toyoda kertoo. 

”Pienet ja keskisuuret toimitilat ovat todennäköisesti ratkaisevan tärkeitä liimapuumarkkinoille tulevaisuudessa, minkä vuoksi tutkimme tapoja saada jalansija markkinoilta.” 


Rakennusmateriaalien valmistajien rooli

Meiken Lamwood Corp. tuo tällä hetkellä eniten raaka-ainetta Pohjois-Euroopasta. Yritys on Japanin suurimpia liimapuuvalmistajia. Meiken Lamwood kehitti ensimmäisten joukossa ristiinliimatun puumateriaalin, kertoo yhtiön lamellien hankintaosaston johtaja Takushi Nakashima.

”Suuri osa valmistamastamme ja toimittamastamme liimapuusta ostetaan asuntorakentamiseen. Kysyntää on myös sellaisille tuotteille kuin poikkileikkaukseltaan suuri liimapuu, mutta niiden volyymit ovat tällä hetkellä pieniä. CLT:n kysyntä on kuitenkin alkanut kasvaa. Kun kysyntätilanne todennäköisesti muuttuu vielä, mukautamme tuotantosuunnitelmamme sen mukaan.” 

Liimapuuta käytetään rakenteissa, joissa vaatimuksina ovat vakaa lujuus ja kosteusprosentti. 

”Jotta asiakkaat luottavat tuotteisiimme, valmistusprosessia on valvottava luotettavasti ja erityisesti laadukkaiden materiaalien valintaan on kiinnitettävä huomiota”, Nakashima kertoo.

Tällä hetkellä suurin osa liimapuutuotteiden raaka-aineesta saadaan Pohjois-Euroopasta.

”Toimme aiemmin raaka-aineita lähinnä Pohjois-Amerikasta, mutta puu ei ollut riittävän kuivaa ja kotimaan kysyntä Yhdysvalloissa aiheutti vaihteluja saatavilla olevissa volyymeissa. Neuvottelimme tilanteen ratkaisemiseksi joidenkin maiden, kuten Uuden-Seelannin kanssa, mutta Pohjois-Eurooppa on nyt ytimessä.”

”Liimapuun tuotannolle on ratkaisevan tärkeää, että laadukasta raaka-ainetta saadaan tasaisesti. Suomessa prosessi sahauksesta kuivaukseen on tasalaatuinen, hinnat ja laatu ovat vakaat ja luotettavuus erinomainen niin, että voimme tehdä tilauksia luottavaisin mielin. Haluamme jatkaa tärkeänä yhteistyökumppanina tiivistä yhteistyötä myös jatkossa.”

Puurakentamisen näkymät Japanissa

Japanissa puurakentamista säännellään tarkasti ja rakennusten tarkoituksesta, mitoista ja ympäristöstä on annettu yksityiskohtaisia määräyksiä. Rakennusten turvallisuuden varmistamiseksi on säädetty laki rakennusstandardista ja paloturvallisuuden varmistamiseksi palontorjuntalaki. 

Vaikka sääntelyä on tarkistettu vähitellen, se ei ole ajan tasalla nopeasti kehittyneen teknologian ja materiaalien kehitysaskeleiden kanssa.

Syntyvyyden laskiessa ja väestön ikääntyessä uusien asuntojen rakentamisen odotetaan vähenevän Japanissa. Kysyntä ei kuitenkaan todennäköisesti laske, kun vanhoja rakennuksia aletaan todennäköisesti kunnostaa nopeammin.

Japanilaisessa kulttuurissa arvostetaan perinteisesti puupinnan ja syykuvioiden kauneutta.

Lujempi materiaali kuin luullaan

Virheellisesti luullaan kuitenkin, että puu on helpommin syttyvä ja vähemmän luja materiaali kuin betoni ja teräs. Puu on todellisuudessa yksikköpainon perusteella lujin, eikä muuta muotoaan happamassa tai emäksisessä ympäristössä. 

Monilla ihmisillä on mielikuva, että teräsrungoista tai teräsbetonista valmistetut rakennukset ovat turvallisia ja pitkäikäisiä. Horyujin temppeli on kuitenkin seissyt paikallaan 1 300 vuotta ja Todaijin temppeli Narassa on maailman suurimpia puurakennuksia.

Näemme pitkästä aikaa, että tietoisuus puuarkkitehtuurin monipuolisista eduista on kasvamassa, ja puurakennusten määrä lisääntyy tulevaisuudessa.

Erikoiskuivattu mänty raaka-aineena

Metsä Fibre on toimittanut sahatavaraa Meikenille ja monille muille japanilaisille liimapuupalkkien valmistajille vuosien ajan. Japaniin viety tuote on mäntylamellia, joka on valmistettu tarkasti japanilaisten mittojen ja laatustandardien mukaan.

”Tärkein laatuvaatimus on lujuus. Se on myös kilpailuetumme Pohjoismaiden ulkopuolisiin sahatavaran tuottajiin nähden, koska hitaasti ja pitkään kasvava suomalainen havupuu on itsessään erittäin lujaa. Lisäksi lamelli kuivataan aina erikoismenetelmällä”, kertoo Metsä Fibren Aasian ja Tyynenmeren  alueen myyntipäällikkö Sami Peltoniemi.

Japanilaiset liimapuupalkkien valmistajat seuraavat puuraaka-aineen laatua erittäin tarkasti. Jokaisen kappaleen lujuus testataan ennen liimaamista.

Japaniin viedyt tuotteet valmistetaan Metsä Fibren Lappeenrannan ja Merikarvian sahoilla. Myös tulevan Rauman sahan tuotteista osa viedään Japanin markkinoille.

”Rauman sahan valmistumisen myötä lamellien tuotantokapasiteettimme Japanin markkinoille yli kaksinkertaistuu”, Peltoniemi kertoo. 



Artikkeli on alun perin julkaistu Timber-lehden numerossa 2021-2022.


Lue lisääartikkeleja