Tutkimusprojektit

Puutuoteteollisuus ry on mukana seuraavissa tutkimusprojekteissa:

Leanwood – valmis

Tehokas puurakentamisen prosessi

Eurooppalainen tutkimushanke ”Innovative lean processes and cooperation models for planning, production and maintenance of urban timber buildings” (LeanWOOD) tutki puurakentamisen toteutusmalleja kilpailukyvyn ja resurssitehokkuuden kannalta. Hankkeen suomalaiset osapuolet ovat julkaisseet oman loppuraporttinsa: Puurakentaminen Euroopassa, VTT report 297 (http://www.vtt.fi/inf/pdf/technology/2017/T297.pdf).

Raportissa kuvataan puurakentamisen nykytilanne ja arkkitehtisuunnittelu Euroopan-laajuisesti. Siinä esitellään sekä haastattelututkimusten että koekohteiden seurantatuloksia. Hanke sisälsi useampia osa-aiheita: puurakentamisen kehittämiskohteet, standardisoitujen puurakennejärjestelmien käyttö rakennussuunnittelussa, puukerrostalon resurssitehokkuus ja hiilijalanjälki, hankeprosessit ja tietomallintaminen sekä energiatehokkaan puukerrostalorakentamisen tuottavuus- ja talousvaikutukset. Aineistona tarkasteltiin pääkaupunkiseudun puukerrostalokohteita Kivistössä, Eskolantiellä ja Kuninkaantammessa. Tulokset perustuvat laajalti näiden kohteiden seurantatietoihin.

Alhainen hiilijalanjälki

Tehdyt LCA-analyysit osoittavat, että puurakentamisella on mahdollisuus päästä huomattavaan resurssitehokkuuteen ja alhaisiin kasvihuonekaasupäästöihin. Tämän vaikutus riippuu rakennejärjestelmästä ja rakennuksen muodosta. Puurakenteisen talon hiilijalanjälki on tämän tutkimusaineiston mukaan keskimäärin n. 40 % pienempi kuin vastaavan kivirakenteisen talon.

Järjestelmäratkaisut välttämättömiä

Järjestelmäratkaisujen osalta tutkimuksessa havaittiin, että moninkertainen päällekkäinen ja kertaluontoinen suunnittelu hukkaa resursseja rakennusprosessissa. Puukerrostalojen rakentamista voidaan optimoida kehittämällä etukäteen suunniteltuja vakioituja rakenteita ja yksityiskohtia. Tutkimuksessa arvioitiin kuusi Euroopassa julkaistua online-ohjeistusta puurakentamisen standardiratkaisuista. Käytettävyyttä arvioitiin etsimällä kaikista sivustoista mahdollisimman samankaltainen asuinhuoneistojen välinen välipohjarakennetyyppi ja vertailemalla ratkaisuja keskenään.

Ongelmina ohjeistuksen käytössä olivat kielen lisäksi epäkäytännölliset, osittain toimimattomat käyttöliittymät, erilaisten rakenneratkaisujen ja -tyyppien paljous sekä monimutkaiset tunnistetiedot. CAD-objektit puuttuivat suurimmasta osasta sivustoja, vaikka ne helpottaisivat tietokoneavusteista suunnittelua ja tuotantoa. Suunnittelijoille sivustojen ohjeistus tarjoaa näkymän eurooppalaisen puurakentamisen eri ratkaisuihin.

Tutkimus osoittaa, että eri maissa ratkaisut ovat useimmiten samankaltaisia, mikä tukee ajatusta standardisoitujen ratkaisujen käytön hyödyntämisestä suunnittelussa. Näin ollen puurakennukset Itävallassa, Ranskassa, Saksassa, Suomessa ja Sveitsissä voitaisiin suunnitella samankaltaisilla rakenneratkaisuilla ja yksityiskohdilla. Ratkaisujen yhteensopivuus tarjoaa rakennusteollisuudelle mahdollisuuksia Euroopan-laajuiseen toimintaan.

Järjestelmäprosesseista hyötyä

LeanWOOD-hanke osoitti myös, että toteutusprosessin tulee hyödyttää toimittajien osaamista ja hyvin toimivan prosessin käytöllä on mahdollisuus nostaa kilpailukykyä. Toimijoiden yhteisesti hyväksymä ja ymmärtämä prosessi helpottaa kilpailujen järjestämistä ja niihin osallistumista. Tietyn toimintamallin laajamittainen käyttö helpottaisi yhteisen näkemyksen muodostamista ja tekisi käytännöt tunnetuksi alalla. Tämä lisää ennakoitavuutta ja halukkuutta osallistua tarjouskilpailuihin. Tässä olisi mahdollisuus tuottaa tilaajille parempaa tulosta ja edistää ajan myötä puurakentamisen kilpailukykyä.

Kerrostalohankkeet ovat tavallisesti riittävän samankaltaisia, että ne voivat tukeutua samanlaisiin hankintakäytäntöihin. Esimerkiksi puisten asuinkerrostalojen rakentaminen voi olla rutiininomaista toimintaa, vaikka puurakennejärjestelmien mukaan ottaminen tuokin siihen haastetta. Näin ollen olisi luontevaa tukeutua esimerkkinä esitettyyn ja suhteellisen yksinkertaiseen SR-menettelyyn (suunnittele-rakenna), joka hyödyntää kilpailullista neuvottelumenettelyä. Näin tavoitteet vakioidusta, tarjoajien osaamista hyödyntävästä prosessista toteutuisivat. Projektiallianssi hankintamuotona taas on ensisijaisesti hyvin vaativien tai isojen hankkeiden malli, mutta tarjoaa vaihtoehdon silloin, kun kyse on poikkeuksellisen haastavista puurakentamishankkeista.

Hankkeen koordinaattori oli Manfred Stieglmeier Münchenin teknisestä korkeakoulusta. Hankkeeseen osallistuivat tutkijat, arkkitehdit ja rakennusteollisuus Saksasta, Sveitsistä, Itävallasta, Ranskasta ja Suomesta.

Lisätietoa koko hankkeesta: http://www.holz.ar.tum.de/leanwood/home/

Durable Timber Bridges

Woodwisdom-net tutkimusohjelmaan liittyvä julkinen hanke, joka toteutetaan 2014-2017. Hankkeen tavoitteena on luoda puitteet ja menettelyt kestävien puusiltojen suunnitteluun ja valmistamiseen sekä käyttöiän hallintaan. Hankkeen keskeinen tulos tulee olemaan käytännönläheinen suunnitteluopas kestävien puusiltojen suunnittelun lähtökohdista. Suunnitteluopas julkaistaan keväällä 2017.

Hankkeen koordinaattori on Prof. Kjell Malo Norwegian University of Science and Technology’stä. Siihen osallistuu tutkimuslaitoksia/yliopistoja, liimapuuteollisuutta sekä liikennevirastot Norjasta, Ruotsista ja Suomesta.

Lisätietoa:

http://www.woodwisdom.net/wp-content/uploads/2014/09/summary_duratb.pdf

Silent Timber Build

Woodwisdom-net tutkimusohjelmaan kuuluvan hankkeen Silent Timber Build (2014-2017) päätavoite on parantaa puukerrostalojen kilpailukykyä akustiikan avulla seuraavasti:

  • Kehittämällä ääneneristyksen ja värähtelyn laskentamenetelmiä siten, että testaamisen sijasta ominaisuudet voitaisiin laskea ja ennustaa jo suunnitteluvaiheessa.
  • Kehittämällä rakenneratkaisuja, joilla saavutetaan vaadittuja akustisia ja värähtelyominaisuuksia myös alhaisissa taajuuksissa.
  • Esittämällä kilpailukykyisiä ja tehokkaita rakennejärjestelmiä Euroopan markkinoille ja vaatimuksille. Erityistä huomiota kiinnitetään seinien ja välipohjien liitoskohtiin ja runkoäänten etenemiseen. Euroopan jäsenmaiden vaatimuksia täyttävistä hyvistä ratkaisuista kerätään opas hankkeessa tuotettavaan julkaisuun.

Hankkeen tulokset julkaistaan mm. suunnitteluoppaana johon kerätään keskeisimmät hyödynnettävät tulokset. Tuotetut laskentamenetelmät ja rakenneratkaisut julkaistaan laajalti rakentamisen eri tahoille Euroopassa.

Hankkeen koordinaattori on Klas Hagberg, SP Ruotsista. Hankkeeseen ovat osallistuneet akustiikan tutkijat Ruotsista, Norjasta, Saksasta, Sveitsistä, Ranskasta ja Espanjasta.

Lisätietoa:

http://silent-timber-build.com/ sekä http://www.woodwisdom.net/wpcontent/uploads/2014/09/summary_silent_timber_build_new.pdf

WOOD2NEW

Kansainvälinen tutkimushanke, jonka tavoitteena on:

  • tunnistaa mahdollisuudet ja rajoitukset puutuotteiden käytön lisäämiseksi sisätiloissa
  • arvioida ja kehittää ratkaisuja puun ihmisen hyvinvointia tukevien vaikutusten hyödyntämiseksi
  • kehittää, muotoilla ja arvioida kestäviä, lisäarvoa tuovia, toiminnallisia puupohjaisia sisustusmateriaaleja, -tuotteita ja -järjestelmiä sekä uudis- ja korjausrakentamiseen, kohteena asuin-, hoiva-, opetus- ja toimistotilat

Tutkimuspaketit:

WP1 Framework; Puun käytön lisäämisen mahdollisuudet ja rajoitukset

WP2 Wooden Surfaces; Puumateriaalin ominaisuudet ja potentiaali

WP3 Indoor Environment; Puumateriaali ja sisäilman laatu, haihtuvat yhdisteet (VOC)

WP4 Human Perception; Ihmisen kokemus ja hyvinvointi sisätiloissa

WP5 Wooden Spaces; Puun käytön optimointi tilassa ja materiaalivalinnoilla

WP6 Commercialization and Business Models; uusien puupohjaisten tuotteiden kilpailukyky ja markkina

Hanketta koordinoi Yrsa Cronhjort Aalto-yliopistosta ja siinä ovat mukana Suomi, Belgia, Iso-Britannia, Itävalta, Norja, Ruotsi. Partnereina mukana ovat AALTO,  BRE, Treteknisk,  Linköping University, HolzForschung Austria, Dobianer, Kährs, Moelven, Stora Enso, Hirsitaloteollisuus ry, Puutuoteteollisuus ry, CEI-Bois, Mini Prosjekt Norge ja Willmott Dixon.

Lisätietoa:

http://www.wood2new.org/

FiDiPro BIOCOMP

BIOCOMP (New high-performance wood and cellulose biocomposites) tavoitteena on biokomposiittituotteiden ominaisuuksien ja valmistusprosessien kehittäminen siten, että biopohjaiset komposiitit olisivat yhä kilpailukykyisempiä vaihtoehtoja nykyisin valmistettaville tuotteille. Hankkeessa tutkitaan morfologisesti ja kemiallisesti tasalaatuisten selluloosapohjaisen biokomposiittien raaka-aineiden valmistusta ja modifikaatiota, biokomposiittiraaka-aineita, biokomposiittien valmistustekniikoita sekä kehitetään biokomposiittituotteiden ominaisuuksia.

Biokomposiittien kilpailukyvyn nostamiseksi on ratkaistava vielä monia ongelmia kuten esimerkiksi:

  • selluloosakuidun  kustannustehokas fragmentointi sekä mekaaninen ja pintakemiallinen muokkaaminen
  • biokomposiittien prosessoitavuus ja prosessin ohjaus
  • valmistuksen lisäaineet ja reagenssit
  • biokomposiittimateriaaleista valmistettujen lopputuotteiden ominaisuudet (esim. mekaaniset lujuudet, lämmön- ja palonkestävyys, vettyminen, ikääntyminen)
  • biokomposiittien kierrätettävyys

Projektia johtaa Jouko Niinimäki, Mirja Illikainen ja Kristiina Oksman Oulun yliopiston Teknillisestä tiedekunnasta. Mukana on 27 suomalaista yritystä. Projektin aikataulu on 2015-2019.

CaReWood

Cascading recovered wood on  Wood Wisdom net -hanke, joka tarkastelee kierrätetyn massiivipuun käyttömahdollisuuksia laadukkaina toisen asteen jalosteiden raaka-aineena. Hanke kehittää liiketoimintamallin kierrätyspuun uudelleenkäytölle. Hanke päättyy loppuvuonna 2016.

Lisätietoa:

http://carewood.eu/

Varma – valmis

(Value added by optimal wood raw material allocation & processing)

Monikansallinen VARMA -tutkimusprojekti (2014–2017) tutki puuallokointikeskuksen (virtuaalinen tai fyysinen) teknisiä ja liiketaloudellisia näkökulmia, jotka parantaisivat raaka-ainehankinnan ja – käytön tehokkuutta niin resurssien, tuotannon kuin käyttäjienkin osalta. Perushypoteesina oli, että keskitetty raaka-aineallokointi pystyy ohjaamaan oikean raaka-aineen oikealle asiakkaalle parhaimman lisäarvon tuottamiseksi.

Suomen osalta tehtävänä (VTT) oli kehittää tukkiröntgenillä skannattujen mäntyrunkojen katkonnan optimointimenetelmä sekä selvittää tukkiröntgenillä saavutettava keskimääräinen ja maksimimaalinen arvonlisäys. LUKE:n tehtävänä oli erityisesti selvittää, millä keinoin mäntytukkileimikoita kannattaa mitata ja lajitella ennen puunkorjuuoperaatioiden aloittamista.

Lupaavia tuloksia

Suomen VARMA-projektin tulokset osoittavat, että optimoitu tukin katkonta yhdessä tukin suuntauksen kanssa antavat mahdollisuuden tuotannon huomattavaan arvonlisäykseen. Tukin suuntauksessa 3D-röntgendatan käyttö lisää arvoa vielä merkittävästi.

Männyn laadun ennustamisessa ainoa pystypuusta mitattu runkotunnus, jolla voidaan ennustaa rungon sisälaatua, on kuivaoksaraja, eli etäisyys tyvestä ensimmäiseen kuivaan oksaan. Rungon oksaväleistä johdettu kasvunopeus ennustaa rungon sisälaatua varsin huonosti. Toisaalta kaadetun rungon tyvestä mitattu puun kasvunopeus nuorella iällä (luston paksuus 10-20 vuoden välillä) korreloi erittäin vahvasti tukin sisälaadun kanssa.

Loppukäyttö tiedettävä jo metsässä

Yrityksen kyky luoda merkittävää lisäarvoa asiakkaalle on kriittinen tekijä yrityksen pitkän ajan menestyksessä. VARMA-projektissa selvitettiin 18 haastattelun avulla suomalaisen sahateollisuuden toimittaja-asiakassuhteita ja loppukäyttöorientoituneisuutta. Haastattelun tulokset antavat viitteitä siitä, että asiakassuuntautuneisuutta toteutetaan sahateollisuudessa varsin rajallisesti. Asiakassuuntautuneisuutta esiintyi lähinnä satunnaisina toimenpiteinä eikä niinkään systemaattisena osana yritysten toimintakulttuuria. Asiakkaiden tarpeet ovat selkeästi moninaisemmat kuin vain tuoteominaisuudet ja tuotannon tehokkuus. Suurin este asiakassuuntautuneisuuden lisäämiseksi vaikuttaa haastattelujen perusteella olevan asenteissa ja perinteissä.

VARMA-hanke kuuluu Wood Wisdom Net+ metsäalan tutkimusohjelmaan ja Suomessa sitä rahoittavat ja osallistuivat Puutuoteteollisuus ry, Koskisen Oy, Tekes, VTT ja Luke.

Lisätietoa:

http://www.varma-eu.com/

 

Tilaa uutiskirje

* pakollinen kenttä

Tee sähköpostitilaus blogiin

Kirjoita sähköpostiosoite jolla tilaat sähköpostiisi ilmoitukset blogin uusista artikkeleista.