Elokuussa Joensuun Penttilänrantaan valmistunut Lighthouse eli Penttilänkulma 2 on esimerkki siitä, miten hyvällä suunnittelulla, tietomallinnuksella ja ennakkoluulottomilla rakenneratkaisuilla voidaan toteuttaa korkeitakin puukerrostaloja. 14-kerroksisen Lighthousen korkeus on lähes 50 metriä ja siinä on 117 opiskelija-asuntoa. Lighthouse on Suomen ensimmäinen jännetangoilla jäykistetty puukerrostalo.
Opiskelija-asunnot Oy Joensuun Elli oli muutamia vuosia sitten tilanteessa, jossa sen oli rakennettava muutamassa vuodessa 800 uutta asuntoa. Yhtenä syynä asuntotarpeeseen oli Savonlinnan opettajankoulutuksen siirtyminen Joensuuhun.
– Joensuun kaupungilla oli Penttilänrannassa sopiva tontti, mutta kaava edellytti yli 8-kerroksisen puukerrostalon rakentamista. Se vaati poikkeavia ratkaisuja rakennuksen suunnittelussa ja toteutuksessa, kertoo rakennuttajapäällikkö Vesa Vapanen Joensuun Ellistä.
Lighthousen eli Penttilänkulma 2:n suunnittelu alkoi vuonna 2016, mutta rakennustöihin päästiin vasta vuonna 2018.
– Suunnitteluvaihe oli poikkeuksellisen pitkä, mutta se oli ymmärrettävää kohteen ainutlaatuisuuden vuoksi. Kilpailutus toteutettiin kahdessa vaiheessa neuvottelumenettelyllä, jolla haimme puuosatoimittajien ja rakennusliikkeiden konsortioilta kustannustehokkaita ehdotuksia toteuttamistavasta arkkitehdin tekemän tilaohjelman ja pohjapiirroksen perusteella, Vapanen kertoo.
Loppuvaiheeseen valikoitui kolme toteutusvaihtoehtoa, joista yksi perustui tilaelementtiratkaisuun ja kaksi paikalla LVL- eli viilupuusta ja CLT- eli monikerroslevyistä toteutettavaan rakenteeseen. Joensuun Elli päätyi jälkimmäiseen, sillä tilaelementtiratkaisu olisi ollut LVL/CLT-levyratkaisua kalliimpi. Rakentamisen kustannukset olivat noin 4050 euroa per huoneistoneliö, mikä Vapasen mukaan on noin 400 euroa korkeampi kuin betonielementtitalossa.
– Penttilänkulma 2:n ratkaisut ovat saaneet myös kansainvälistä huomiota. Rakennusaikana kymmeniä rakennusalan ammattilaisia ympäri maailmaa kävi tutustumassa taloon, hän kertoo.
14-kerroksisen talon kruunu on joensuulaisen valotaiteilijan Kari Kolan suunnittelema valotaideteos.
Paloturvallisuus tarkoin suunniteltu
Vesa Vapasen mukaan suunnitteluvaiheessa tehtiin runsaasti töitä, jotta viranomaiset saatiin vakuuttumaan korkean puukerrostalon paloturvallisuudesta. Yli 8-kerroksisessa puukerrostalossa paloturvallisuus on suunniteltava toiminnallisen paloteknisen suunnittelun avulla eli mallintamalla rakennuksen käyttäytyminen tulipalossa.
– Lähtökohtana oli, että 14-kerroksinen sprinklattu puukerrostalo on vähintään yhtä turvallinen kuin yhtä korkea taulukkomitoituksella suunniteltu sprinklaamaton talo, jonka kantava runko on tehty palamattomasta materiaalista. Vaaditun turvallisuustason täyttyminen osoitettiin riskianalyysillä, jossa otettiin huomioon sprinklaus ja sen toimintavarmuus, aluejohtaja Päivi Myllylä Palotekninen Insinööritoimisto Markku Kauriala Oy:stä kertoo.
Sprinklauksen lisäksi Lighthousen paloturvallisuuteen liittyviä ratkaisuja ovat LVL-levyjen suojaverhous kipsilevyillä, kaksi porraskäytävää sekä koneellinen savunpoistojärjestelmä.
– Sprinklauksella varustettu puukerrostalo on paloturvallisempi kuin perinteiset asuinkerrostalot. Mitoituspalossa otettiin huomioon myös tilanne, jossa sprinkleri ei toimi suunnitellusti. Riskisanalyysin ja mallinnuksen perusteella rakenteiden vaatimus asetettiin luokkaan R90 eli kantava runko on mitoitettu 90 minuutin standardi palolle. On huomattava, että yleensä palossa syttyy huoneistojen sisustus ja mahdolliset palokuolemat aiheuttaa niiden palaminen, Myllylä toteaa.
Kuivaa ja miellyttävää rakentamista
Pääurakoitsijana toimineen Rakennustoimisto Eero Reijonen Oy:n toimitusjohtaja Jarmo Hämäläinen sanoo, että rakennusaikainen logistiikka suunniteltiin tarkasti.
– Seinärakenteissa käytetty LVL-levy valmistettiin Stora Enson Varkauden-tehtaalla. Levyt kuljetettiin tehtaalta Loviisaan, jossa niihin tehtiin ikkuna- ja oviaukot sekä talotekniikan läpiviennit. Rakennustyömaalla oli 500-neliöinen telttakatos, jossa elementteihin asennettiin ikkunat, tuulensuoja- ja julkisivulevyt, koolaukset ja lisäeristys, Hämäläinen kertoo.
Seinien LVL-levy on niin sanottua X-laatua, jossa osa viiluista on laminoitu ristiin, mikä takaa materiaalin mittapysyvyyden. Portaissa ja välipohjissa käytetty CLT-levy tuli työmaalle Stora Enson Itävallan-tehtaalta.
– Työmaateltassa oli avattava katto, josta valmiit seinäelementit nostettiin rakennukseen. Yksi kerros nousi noin kahdessa viikossa. Itse rakennus suojattiin säältä elementtinostojen välillä tilapäisillä kattoelementeillä, Hämäläinen sanoo.
Hämäläisen mukaan esivalmisteluteltan etuna oli se, että elementit saivat olla sääsuojassa, mikäli sade tai tuuli olisi estänyt niiden nostamisen. Lighthouse on alttiina Pyhäselän suunnasta kovalle tuulelle.
– Pystyimme myös valvomaan laatua, kun elementit viimeisteltiin paikan päällä, Hämäläinen kertoo.
– Koska elementit olivat täysin kuivia jo asennusvaiheessa, sisäpuolen viimeistelytöitä päästiin aloittamaan pian elementtiasennuksen jälkeen. Ylimpien kerrosten elementtiasennusten aikana alimpien kerrosten huoneistot saavuttivat jo pintatöiden asennusvalmiuden. Hämäläisen mukaan rakennustapa miellytti myös asentajia: työmaalta puuttuivat tyypilliset betonirakenteisen talon piikkausäänet ja kosteus.
Perustukset ankkuroitu kallioon
Joensuun rakennusvalvonta oli luokitellut lupapäätöksessä kohteen poikkeuksellisen vaativaksi. Tämä merkitsi perustuksissa paalutusluokka kolmosta, mikä vaatii kallioankkurointia. Kaikkiaan perustuksissa on 263 teräspaalua, joista 56 on injektoitu kallioon noin 18 metrin syvyyteen.
– Perustukset antavat riittävän vastapainon korkealle mutta suhteellisen kevyelle puukerrostalolle, ja niiden mitoituksessa on huomioitu lähes 50 metriä korkean rakennuksen tuulikuormat, vastaava rakennesuunnittelija, yksikönjohtaja Tomi Rautiainen A-Insinöörit Suunnittelu Oy:stä sanoo. Koska lähtökohtana oli täysin puurakenteinen talo, betonirakenteita ei voinut hyödyntää rakennuksen jäykistyksessä.
– Jäykistimme rakennuksen jännetangoilla, mikä on uutta Suomessa ja koko Euroopassa. Jännetankoja käytetään Suomessakin siltojen ja pysäköintihallien rakentamisessa, mutta tämä oli ensimmäinen kerta, kun niillä jäykistettiin puukerrostalo. Lighthouse on Euroopan korkein jännetangoilla jäykistetty puukerrostalo, Rautiainen huomauttaa.
Perustuksiin kiinnittyvät jännetangot kulkevat seinäelementtien sisällä. Alimmissa kerroksissa tankoja on 94, ja niiden määrä vähenee ylöspäin mentäessä siten, että ylimmässä kerroksessa tankoja on enää 34. Tangot kiristettiin kolmen kerroksen välein.
– Kerrosten painauma kiristämisvaiheessa vain noin millimetrin luokkaa, mikä kertoo LVL-levyn puristuskestävyydestä, Rautiainen sanoo.
Rakenne- ja arkkitehtisuunnittelua yhteistyössä
Rakentamisessa päästiin suureen mittatarkkuuteen hyödyntämällä tietomallinnusta arkkitehti- ja rakennesuunnittelussa. Kun suunnitelmat siirrettiin työstökoneille, tuloksena oli parin millimetrin tarkkuudella tehtyjä komponentteja.
– Lighthousen suunnittelussa rakenne- ja arkkitehtisuunnittelu kulkivat käsi kädessä, kohteen pääsuunnittelija, arkkitehti Samuli Sallinen Arkkitehtitoimisto Arcadia Oy:stä toteaa. Sallinen pitää Lighthousea monestakin näkökulmasta puukerrostalorakentamisen pilottikohteena Suomessa. Monivaiheisen rakennusprojektin kustannukset pysyivät kurissa, mikä oli välttämätöntä ARA-rahoituksen vaatimusten vuoksi.
– Rakennus on suunniteltu niin, että hyöty pinta-alan määrä on optimoitu. Pohjaan on haettu tehokkuutta yksinkertaisella, lähes neliömäisellä muodolla, ja poistumistieydintä kehystävät huoneistot. Vaikka puuta ei ole näkyvissä, talossa liikkuessa tietää olevansa puukerrostalossa. Tunnelma on lämmin ja äänet vaimeita, Sallinen kertoo.
Julkisivussa on huoltoa tarvitsematon kuitusementtilevy, jonka neljä eri sävyä ja kiiltoastetta tuovat elävyyttä rakennuksen pintaan.
Sallinen listaa useita syitä, minkä vuoksi puukerrostaloja pitäisi rakentaa nykyistä enemmän.
– Rakentamisen kuivaketju on katkeamaton tehtaalta työmaalle. Betonirakentamisessa kuivumisajat ovat pitkät ja kosteuden kanssa pitää olla tarkkana. Rakennuttajien pitäisi ottaa huomioon myös puurakentamisen nopeus, koska se merkitsee parempaa vuokratuottoa. Lighthousen puuosiin sitoutuu Stora Enson mukaan 1600 tonnia hiilidioksidia, mikä vastaa noin 700 henkilöauton vuotuista päästöä Suomessa.
Läpiviennit millimetrin tarkkuudella
Rakennuksen alin kerros on betonirakenteinen ja siellä sijaitsevat talon yleiset tilat, kuten sauna, pesutupa kuivaushuoneineen, varastot ja teknisiä tiloja. Talon korkeuden vuoksi käyttövesiverkostoon oli lisättävä paineenkorotusasema.
– Alimmassa kerroksessa läpivientejä ei juuri tehty kantavuuden vuoksi, joten pääputkilinjat päädyttiin sijoittamaan käytävän alla olevaan lattiakanaaliin, LVI-projektipäällikkö Johanna Härkönen Granlund Joensuu Oy:stä kertoo.
Härkösen mukaan LVI-suunnittelijan näkökulmasta kohteen rakennusjärjestys oli poikkeuksellinen. Esimerkiksi ilmanvaihdon huoneistokohtaiset säleiköt asennettiin sitä mukaa, kun talo nousi. Yleensä ne asennetaan kerralla rakennustöiden loppuvaiheessa.
– Tietomallinnus mahdollisti tarkat läpiviennit. Tiedot putkien läpivienneistä toimitettiin rakennesuunnittelijalle ennen kuin massiivipuuelementtejä alettiin tehdä. Reiät tehtiin kahden millimetrin tarkkuudella, eikä niitä tarvinnut työmaalla enää korjata. Kaikkiaan talossa on 117 huoneistokohtaista iv-konetta sekä neljä iv-konetta, joiden avulla hoidetaan yleisten tilojen ja käytävien ilmanvaihto.
– Huoneistokohtaisella ilmastoinnilla minimoitiin teknisten tilojen ja kuilujen osuus, Härkönen kertoo.
– Palo-osastoinnin rajoittuessa asuntojen sisäseiniin oli viemäri- ja vesilinjoihin tehtävä erikoisratkaisuja, kun putkia ei voinut sijoittaa elementtien sisälle. Tällaisia ratkaisuja ovat muun muassa välitilat keittiökaappien takana ja kylpyhuoneiden alakaton yläpuolella sijaitsevat viemäritilat.
Teksti Timo Sillanpää / Paprico | Kuvat Jarno Artika