Massiivirakenne on terveellinen, kestävä ja ekologinen

Mitä tarkoittaa massiivirakenne?

Massiivirakenne on sellainen rakenne, jossa yksi yhtenäinen rakennekerros huolehtii kaikista rakenteen keskeisistä tehtävistä. Museoviraston sanasto määrittelee sen 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 60cm paksuna tiilirakenteena, koska kantavuus ei sitä edellytä, ja lämmöneristävyys voidaan turvallisesti toteuttaa luonnonmukaisen kevein eristein. Väliseinien osalta massiivisuus ei ole niin tärkeää kuin ulkoseinien osalta. Ehkä poikkeuksena voidaan mainita massiivinen sydänmuuri, johon auringon lämpö pääsee etelään antavien suurten lasiseinien kautta varautumaan. Tällaisia ajatuksia on hyödynnetty jonkin verran ekologisessa koerakentamisessa, ja tulevaisuudessa varmaan entistä enemmän.

Mitä etuja massiivirakenteella on?

Massiivirakenne on ymmärrettävä, vikasietoinen, toipumiskykyinen ja helposti korjattava. Sen rakennusfysikaalinen toiminta on selkeää ja varmaa. Lämmönvaraamiskykynsä ansiosta massiivirakenne on energiatehokas. U-arvolaskennassa ei kuitenkaan huomioida massiivirakenteen lämmönvaraamiskykyä. Näin ollen massiivirakenne näyttää laskelmissa energiataloudellisesti heikommalta kuin todellisuudessa onkaan. 1800-luvun lopulla ja 1900-luvun alussa rakennetut massiiviset tiilitalot ovat toteutuneiden energiankulutustietojen valossa niin energiatehokkaita, että edes 2000-luvun rakennukset eivät pärjää niille. Uusissa taloissa todellinen energiankulutus on usein suurempi kuin laskelmissa.

KAAVIO 04_1200px

Kerrostalojen toteutuneita energiankulutuksia talon rakentamisajankohdan mukaan, sisältäen kaukolämmön ja kiinteistösähkön kulutuksen. Lähde: Juulia Mikkolan artikkeli, Arkkitehti 3/2017.

Jo edellä mainituista syistä massiivirakenne on ekologinen, mutta vielä olennaisempaa on sen pitkäikäisyys. Massiivisille hirsi- ja tiilitaloille on odotettavissa helposti satojen vuosien käyttöikä, normaalin ylläpidon ja huollon avulla. Nykyiset, teknisiin monikerrosrakenteiseen perustuvat rakennukset on mitoitettu yleensä 50 vuoden käyttöiälle, mutta usein kosteus- ja homeongelmat alkavat jo pian rakennusten valmistumisen jälkeen. Se ei ole mikään ihme, sillä paksut lämmöneristeet, koneellinen ilmanvaihto ja tekniset monikerrosrakenteet kemikaaleineen ovat riskialtis yhdistelmä. Rakennusmateriaalien valmistaminen, talojen rakentaminen ja purkaminen sekä jätteen käsittely kuluttavat niin paljon energiaa, että tekniset passiivitalot eivät millään pysty säästämään niin paljon energiaa, että ne voisivat kilpailla ekologisuudessa massiivirakenteiden kanssa.

Millainen rakenne ei ole massiivinen, ja mitä ongelmia tästä voi aiheutua?

Antiteesi massiivirakenteelle on tekninen monikerrosrakenne, jossa on useita eri rakennekerroksia ja rakennusosia, joilla on eriytynyt tehtävä, kuten lämmöneristävyys (villa), kantavuus (runkotolpat), tiiveys (höyrynsulku) ja jäykistäminen (rakennuslevy). Nykyinen vallitseva rakentamistapa perustuu lähes yksinomaan teknisiin monikerrosrakenteisiin. Tekninen monikerrosrakenne on vaikeatajuinen, vikaherkkä, kyvytön toipumaan vikatilanteista kuten vesivahingoista, vaikea tai mahdoton korjata, ja näistä syistä väistämättä lyhytikäinen. Vesihöyry kondensoituu nestemäiseksi vedeksi tyypillisesti materiaalien rajapinnassa. Mitä enemmän rakenteessa on erilaisia materiaaleja ja kerroksia, sitä suurempi riski on. Tässä kirjoituksessa emme käsittele liiallisen lämmöneristämisen tuomia kosteusriskejä, joista olemme kirjoittaneet täällä, emmekä kosteutta sitomattomien materiaalien kuten muovikalvojen ongelmia, joista olemme kirjoittaneet täällä.

Monet rakenneratkaisut ovat rajatapauksia. Esimerkiksi seinä, jossa hirsirunko on ulkopuolelta päällystetty tervapaperilla ja punamullatulla laudoituksella ja sisäpuolelta huokoisella puukuitulevyllä ja tapetilla, on enemmänkin hybridi- 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 monikerrosrakenteen 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 lisäeristämällä.

VIRHE purku 02 Ehnroosin koulu Mäntsälä_1200px

Tekniset monikerrosrakenteet ovat alttiita kosteus- ja homevaurioille. Elinkaarensa päässä ne ovat vaikeasti kierrätettävää jätettä. Mäntsälän Ehnroosin koulun purkutyömaa vuonna 2016.

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 säästävää. Massiivinen rakentaminen alettiin nähdä vanhanaikaisena ja tuhlailevana. Nopea pystytys, kustannustehokkuus ja esivalmisteisuus nähtiin tavoiteltavina arvoina. Moderni, optimoitu, insinöörivetoinen rakentamistapa on tosin tuottanut huikeita saavutuksia niin arkkitehtonisesti (teräs- ja lasirakentaminen) kuin sosiaalisesti (suurten väkijoukkojen tehokas asuttaminen maaltamuuton vuosina), mutta samalla rakentaminen on muuttunut vikaherkäksi ja monimutkaiseksi. 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. On paikallaan kysyä, moniko suunnittelijoista ja rakentajista tuntee koko tämän sisällön syvällisesti? Teoriassa monikerrosrakenne saattaa toimia täydellisesti. Piirustuksissa ja laskelmissa täydelliseltä vaikuttava rakenne ei toimikaan samalla tavoin todellisuudessa. Rakentamisessa ja suunnittelussa on aina tehty ja tullaan vastedeskin tekemään virheitä. Uusien materiaalien pitkän aikavälin käyttäytyminen ja kestävyys ei ole tiedossa, puhumattakaan eri materiaalien yhteisvaikutuksista ja kemikalisaation tuomista ongelmista.

KAAVIO 03_1200px

Rakennusfysiikkaan liittyvien, Ympäristöministeriön (YM) ja Suomen Rakennusinsinöörien Liiton (RIL), voimassa olevien julkaisujen sivumäärä 1960-2013, käsittäen sekä määräykset että ohjeet. Lähde: professori Juha Vinha.

Entä mitä nyt pitäisi tehdä?

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

Pekka Saatsi