Teräs on yhä useammassa rakenneratkaisussa kilpailukykyinen materiaali. Sen valtiksi perinteisten keveyden ja lujuuden rinnalle nousee energiatehokkuus.

Teräsrakenteiden tuotekehitystä vievät eteenpäin samat lainalaisuudet kuin koko rakennusalaa: energiatehokkuus korostuu kaikkialla.

”Teräksellä on energiatehokkuuden kannalta paljon ylivoimaisia ominaisuuksia”, Ruukki Constructionin tuotekehityksestä vastaava teknologiajohtaja Pekka Roivio kertoo.

Roiviolla on teräsrakenteiden kokemusta kolmelta vuosikymmeneltä: vuodesta 1998 alkaen Rautaruukilla ja nyttemmin yrityskaupan myötä SSAB:n tytäryhtiö Ruukki Constructionissa.

Energiatehokkuuteen tähtäävän tuotekehityksen tuloksena Ruukki rakensi Hämeenlinnan ammattikorkeakoulun kanssa yhteistyönä 1 500 neliömetrin lähes nollaenergiahallin. Samaa konseptia voidaan skaalata suurempiin, 2 500–10 000 neliömetrin halleihin.

”Pilottiprojektimme on perinteinen teräsrakenteinen hallirakennus, jossa hyödynnetään kustannustehokkaasti moderneja teräsrakenteiden energiatehokkaita ratkaisuja. Rakennuksen ulkovaippa on tehty ilmatiiviistä energiapaneelista, joka hyödyntää aurinkoenergiaa”, Roivio kertoo.

Halli on rakennettu pehmeälle maalle, ja sen teräspaaluja käytetään keräämään lämpöä. Paaluja ladataan kesällä aurinkoenergialla. Talvella lämpimästä kentästä pumpataan lämpöä halliin.

”Hallin lämmitykseen käytetään säteilylämmitystä ja valaistuksessa mahdollisimman paljon luonnonvaloa sekä lisävaloina ledejä. Rakennus on kokonaisuutena jopa tulevia vaatimuksia huomattavasti energiatehokkaampi.”

Pilottihalli maksoi 70 000 euroa enemmän kuin vastaava toteutus perinteisillä ratkaisuilla. Lisäinvestoinnin takaisinmaksuajaksi on laskettu alle kymmenen vuotta, minkä jälkeen investointi alkaa tuottaa säästöä alentuneiden ylläpito- ja käyttökustannusten myötä.

Lujuutta ja keveyttä

Suomalaiset terästuottajat ovat olleet vuosikymmenet alan kärjessä erikoislujien terästuotteiden kehittäjinä.

”Lujuusskaala on kasvanut perinteisestä 350:n lujuusluokasta 900:aan ja ylikin. Rakennuksilla käytetään korkeimmillaan 500–700 lujuusluokan terästä, tyypillisesti pitkän jännevälin rakenteissa, kuten suurten areenakokoluokan hallien ristikoissa.”

Teräkseen saadaan lisää lujuutta koko valmistusprosessin aikana muun muassa erikoisseoksilla ja valssausmenetelmillä.

Yhä kevyempiä ja lujempia teräsrakenteita tarvitaan muun muassa moderneissa korkeissa kaupunkirakennuksissa, joissa on tarvetta lujille, keveille ja mittatarkoille materiaaleille. Teräksen hyvät ominaisuudet korostuvat myös perustuksissa, joissa käytetään teräspaaluja.

”Teräspaalutuksissa käytetään yhä useammin energiaintegrointeja eli maalämmön talteenottoa osana teräspaalujen rakennetta.”

Nopea omaksua

Julkisivuihin SSAB ja sen tytäryhtiö Ruukki Construction ovat kehittäneet viimeisen vuoden aikana useita julkisivujärjestelmiä, joita voidaan joustavasti räätälöidä arkkitehdin ja rakennuttajan toiveiden mukaan.

”Olemme integroineet ratkaisuihimme muun muassa valo- ratkaisuja, uudenlaisia printtitekniikoita sekä erilaisia energiakeruujärjestelmiä.”

Arkkitehdit ovat olleet kiinnostuneita ottamaan julkisivuihin esteettisiä elementtejä sisältäviä teräsrakenneratkaisuja. Sen sijaan piiloon jäävissä teräsrakenteissa rakennusala on hyvin konservatiivinen.

”Muutoshitaus näkyy ratkaisuissa, jotka vaativat useiden toimijoiden yhteistyötä. Talotekniikka, sähkö- ja lvi-ratkaisut ja rakennetekniikka pitäisi päättää uudenlaisten ratkaisujen osalta samassa pöydässä, mikä ei aina olekaan niin yksinkertaista”, Roivio sanoo.

Ruukin tuotekehitystiimi tekee monipuolista yhteistyötä eri osapuolien kanssa. Energiatehokkaita ratkaisuja on kehitetty korkeakoulujen sekä suunnittelutoimistojen, kuten Granlundin ja Swecon, kanssa.

”Granlundin kanssa olemme kehittäneet kokonaista energiajärjestelmää, joka kattaa muun muassa energiapaalut ja ilmatiiviit rakenteet. Granlundin talotekniikan asiantuntijat olivat tiiviisti mukana myös Hämeenlinnan pilottikohteessamme säteilylämmitysratkaisun kehityksessä.”

Sääntely on hidasta

Teräksen merkitys on kasvanut viime vuosina yhdistelmärakenteissa. Teräksen ominaisuuksista erityisesti epäorgaanisuus korostuu näissä rakenteissa, sillä se ei juuri reagoi olosuhteiden, kuten lämpötilan tai kosteuden, muutoksiin.

Rakenteiden esivalmistusaste kasvaa elementtiteollisuudessa. Teräs on mukana monissa yhdistelmärakenteissa.

”Meillä on kehitysputkessa useita uusia tuotteita, jotka tulevat markkinoille ensi keväänä”, Roivio kertoo.

Teräsrakenteita koskevat rakennusmääräykset ja EU-tasoinen sääntely eivät pysy alan tuotekehityksen tahdissa. Regulaatio ei tunne esimerkiksi korkealujuuksisia teräksiä.

”Regulaation sykli on jopa viisi vuotta, että saadaan uusia materiaaleja mukaan normeihin. Mukaudumme regulaation hitauteen kohdekohtaisella hyväksynnällä, mikä on kallis menettely. Sillä ei saada liiketoimintamielessä skaalautuvuutta, koska jokainen kohde pitää hyväksyttää erikseen.”

Teräsalan toimijat pyrkivät nopeuttamaan alan sääntelyä yhteistyöllä sekä edunvalvontajärjestö Teräsrakenneyhdistyksen avulla.

Vaikka teräsrakenteita koskee joukko määräyksiä, alan ongelmana on säädösten vastaisten materiaalien käyttö.

”Suomessa ei aina osata vaatia regulaation mukaisia rakennustuotteita ja -komponentteja. Markkinoilla on tarjolla epäkuranttia tavaraa, jota ei ole hyväksytty siihen käyttöön, johon sitä käytetään. Osalla kaupan olevasta tavarasta ei ole vaadittua dokumentaatiota. Työmaiden materiaalit voisi tarkastaa samalla tavalla kuin työvoiman”, Roivio sanoo.

Teksti Jukka Nortio, kuvat Ruukki