Suurten puurakenteiden arkkitehtoniset ominaisuudet

Abstract

Tämän tutkimuksen lähtökohtana on ollut tarkastella suomalaista suurten puurakenteiden tilannetta suhteessa vastaavaan ulkomaiseen puurakentamiseen. Tämä on tärkeää, koska puurakentaminen on lisääntynyt merkittavästi viime vuosikymmenen aikana. Monet puurakennushankkeet, kuten uudet puukaupunkialueet, konserttitalot, koulut, päiväkodit, toimisto- ja asuinrakennukset, osoittavat, että puuta osataan Suomessa hyödyntää jo seka rakennusteknisesti että arkkitehtonisesti ansiokkaasti. Selvästi parannettavaa on kuitenkin hallirakennuksissa ja niiden arkkitehtonisessa muodonannossa. Verrattuna moniin ulkomaisiin puurakenteisiin halleihin suomalaiset toteutukset vaikuttavat usein teollisuus- tai varastohalleilta. Näistä lähtökohdista tutkimuksen tavoitteeksi muotoutui sen selvittäminen, mitkä tekijät vaikuttavat suurten puurakenteiden arkkitehtoniseen muodonantoon.

Tutkimus on luonteeltaan käytäntöä painottava, mikä tarkoittaa yleistäen sitä, että arkkitehti pyrkii tutkimuksen keinoin reflektoimaan omaa käytäntöään, jäsentämään sitä teoreettisesti ja palaamaan tutkimuksen lopussa takaisin käytäntöön. Tutkimus eteni suurten puurakennejärjestelmien luokituksen ja puurakenteiden historiallisen katsauksen jälkeen teoreettiseen pohdintaan suurten puurakenteiden arkkitehtonisen muodon ominaisuuksista. Näitä ominaisuuksia käytettiin apuna empiirisessä tutkimusvaiheessa, jossa kohteena olivat eräät, lähinnä ulkomaiset puurakenteiset kohteet. Lopuksi näiden kaikkien perustalta päädyttiin konkreettiseen suunnitelmaan, jossa kokeiltiin, miten suuria puurakenteita voidaan käyttää arkkitehtonisen ilmaisun välineenä.

Historiallisessa katsauksessa tuotiin esiin, kuinka pitkä perinne puurakenteiden käytöllä esimerkiksi Euroopassa on ja kuinka rakennustekninen kehitys on kunakin aikakautena heijastunut puurakenteiden arkkitehtoniseen ilmaisuun. Puurakennejärjestelmät ryhmiteltiin yhdeksään ryhmään: (1) palkkeihin ja pilareihin, (2) yhdistettyihin palkkeihin, (3) sauvarakenteisiin, (4) ristikkorakenteisiin, (5) kehiin ja kaariin, (6) avaruusristikoihin, (7) kupoleihin, (8) kuorirakenteisiin sekä (9) riippurakenteisiin ja ketjutettuihin rakenteisiin. Eri järjestelmille todettiin olevan luontaista tietyt massan, poikkileikkauksen ja pohjan muodot.

Puurakenteiden arkkitehtonisen muodon ominaisuuksia tutkittiin arkkitehtonisen tilan, massan ja pinnan kannalta. Tarkasteltavaksi tulivat muodon kokoonpano, muodon hahmo, muodon suhteet, pinnan kudos, muodon havaittavuus ja visuaalinen tasapaino. Arkkitehtonisia muodon ominaisuuksia tarkasteltiin myös merkittävien ulkomaisten puurakennuskohteiden avulla. Kohteita analysoitiin ja niiden suunnittelijoita haastateltiin. Tarkastelukohteiden havainnoinnit ja suunnittelijoiden haastattelut osoittivat, että ne arkkitehtonisen muodon ominaisuudet, joita teoriaosuudessa selvitettiin, toteutuivat näissä kohteissa monenlaisina ja vakuuttavina variaatioina. Haastattelujen perusteella voidaan olettaa, että muodon ominaisuuksien tietoisella käsittelyllä voidaan hallita suurten puurakenteiden arkkitehtonisia muodonannon perusteita entistä paremmin, mikä on välttämätöntä niiden arkkitehtonisen laadun kehittämiseksi.

Näistä teoreettisista pohdinnoista ja empiirisistä havainnoista tutkimus eteni lopulta takaisin suunnittelukäytäntöön. Tavoitteena oli palauttaa tutkimuksen aikana tuotettu tieto takaisin käytäntöön. Käytäntöä edustaa tässä teoreettinen suunnittelutilanne. Suunnittelun kohteena oli puurakenteinen uimahalli. Suunnitteluprosessi osoitti, ettei suunnittelu voi edetä systemaattisesti muodon ominaisuudesta toiseen, vaan työ edellyttää jokaisen yksittäisen muodon ominaisuuden kohdalla pohdintaa tämän vaikutuksista kohteen muihin ominaisuuksiin. Suunnittelu -luovana prosessina- pysyy näiltä osin tunnustelevana ja vaatii aina myös intuitiivista otetta.

Tässä tutkimuksessa on tarkasteltu myös tutkimuksen ajanmukaisuutta suhteessa aineiston- keruuhetkeen (2003-2006) ja nykyhetkeen. Tämän tarkastelun tulos on, että tutkimus on edelleen tärkeä ja käyttökelpoinen Suomessa, mikä lisää työn merkittävyyttä. Tutkimus on suunnattu ensisijaisesti suunnittelijoille Suomessa, mutta ilmeistä on, etta tässä työssä esitettyjä tai siitä sovellettavia ajatuksia on mahdollista käyttää vuorovaikutuksessa tilaajan, rakennuttajan, käyttäjän, muiden suunnittelijoiden, viranomaisten tai rakentajan kanssa.

The starting point of this study was to examine the situation of large wooden constructions in Finland in relation to foreign wooden constructions. The topic is important because timber construction has increased significantly over the last decade. Many wooden building projects, such as new wooden towns, concert halls, schools, kindergartens, and office and residential buildings, show that Finns know how to utilize wood both in terms of construction and architecture. However, there is clearly room for improvement in hall buildings and their architectural formations. Compared to many foreign wooden hall buildings, Finnish implementations often resemble industrial or warehouse halls. From this point of view, the aim of the research was to determine which factors influence the architectural formation of large wooden structures.

This research has been oriented toward practice, which generally means that the architect attempts to reflect on his own practice, structure it theoretically, and return to practice at the end of the research. After a major review of the classification of wooden constructions and the historical review of wooden constructions, the research proceeded to a theoretical reflection of the characteristics of the architectural form of large wooden constructions. These characteristics were used as an aid in the empirical research phase, which examined certain, mainly foreign, wooden constructions. Finally, on the basis of all of these, a concrete plan was developed to test how large wooden constructions can be used as a tool for architectural expression.

The historical review highlighted the long tradition of using wooden constructions, for example, in Europe, and how the architectural development of wooden constructions has been reflected in every era. The wooden construction systems were divided into nine groups: (1) beams and columns, (2) connected beams, (3) pole structures, (4) truss structures, (5) frames and arches, (6) space structures, (7) domes, (8) shell structures, and (9) suspended structures and chained structures. Various systems were found to have particular characteristics in terms of mass, cross-section and base.

The characteristics of the architectural form of wooden structures were examined in terms of architectural space, mass and surface. Consideration was given to shape, position, size, texture, orientation and visual inertia. Architectural characteristics were also examined with the help of significant foreign wooden construction objects. Items were analyzed and their de- signers were interviewed. The observations of the objects and the interviews with the de- signers showed that the features of the architectural form that were elucidated in the theoretical part were realized in these objects in various and convincing ways. Based on the interviews, it can be assumed that the conscious handling of shape properties can help control the architectural deformation challenges of large wooden structures, which is a prerequisite for the development of their architectural quality.

From these theoretical reflections and empirical findings, the study eventually went back to design practice. The goal was to transfer the knowledge produced during the research back into practice. In this case, practice refers to a theoretical design situation. The design was a wooden swimming hall. The design process showed that design cannot progress systematically from one form to another, but requires consideration of the effects of each individual form on other properties. The design, as a creative process, remains sensitive to these aspects and always requires an intuitive grip.

This study also includes a review of the timeliness of the research in relation to the material collection period (2003-2006) and to the present. Based on the review, the research is still important and useful in Finland, which increases the importance of the work. The research is primarily aimed at designers in Finland, but it is obvious that the ideas presented or applied in this work can also be used to interact with purchasers, developers, users, other designers, authorities or builders.