Roheleppe ja kliimaneutraalsuse eesmärkide tulemusel on suurenenud nõudlus puidu järele energeetika-, biokütuste, ehitus-, pakendite ja kemikaalide tootmises. See on kergitanud viimastel aastatel puidu kui toorme hinda ligi kaks korda ja tihe konkurents tooraine pärast annab eelise neile, kes väärindavad puitu enim. Lähemalt räägib TalTechi puidutehnoloogia professor Jaan Kers.
Artikkel ilmus esmakordselt detsembris 2021 ajakirjas Kõik Tööstustehnikast
„Tänapäeval peame mõtlema, et kasutaksime materjale täpselt nii palju kui vaja ja seal, kus vaja. Peame vaagima, kuidas saaks puitu kaskaadkasutada või hoopis asendada teiste looduslikel kiududel põhinevate biokomposiitmaterjalidega nagu pilliroog või kanepikiud. Samuti võiks kasutada madala kvaliteediga puiduliike spooni ja vineeri tootmisel kasepuidu asemel ning asendada looduslike materjalidega väga süsinikumahukad materjalid nagu metall ja betoon,“ toob Kers mitu näidet. „Ehk nagu on öelnud arhitekt Alex de Rijike: „Puit on 21. sajandi materjal, nii nagu betoon oli 20. ja teras 19. sajandi materjal.““
Aastakümned võidukäiku teinud raudbetoonist seina- ja laepaneele asendavad nüüd edukalt ristkihtpuitpaneelid ning konstruktsiooni tugevdavad liimpuidust talad ja postid, terast võib asendada kõrgtugev tihedaks pressitud puit. Puidu keemilisel fraktsioneerimisel eraldatud tselluloosist ja ligniinist saab toota polümeere, mis asendavad fossiilsest toormest tarbeplaste ja puiduliime. Tselluloosist saab toota atsetaat- ja viskooskiudu. Ligniinist saab toota süsinikkiudu ja sellest kõrgtugevaid komposiite. Samas läheb iga betoonist hoone ehitamiseks vaja puidust ja vineerist rakiseid.
Kersi sõnul püütakse ehitusvaldkonnas roheleppele mõeldes suunata materjale kaskaadkasutusse. Selleks tuleb kujundada puitkonstruktsioonid lahtivõetavateks ning eraldatud katusekonstruktsioon, puitseinad ja puitpaneelid tuleb kohendada korduskasutatavateks. Palkmajade lammutamisest saadud biokahjustuseta puidule saab võita mitu kasutuskorda, sest palke on lihtne nummerdada lahtivõtmiseks ja uuesti kokkupanekuks. Kui eemaldada palgist metallkinnitusvahendid, saab sellest valmistada saematerjali ja täispuitmööblit. Nii võidame puidule mitu kasutuskorda, kas kaskaadi samal astmel hoonete ehituses või aste allpool näiteks mitte konstruktsiooni puiduna siseviimistluses või mööbli valmistamisel.
Nüüdisaegseid puithooneid saab projekteerida nii, et katus koostatakse eraldi ja tõstetakse kraanaga hoonele ning maja seinu saab vajaduse korral lahti võtta või lahti saagida. Kuna puitsõrestikkonstruktsiooniga või ristkihtpuitpaneelist seinad ning lae- ja põrandapaneelid on toodetud puitmajatehases eraldi moodulitena, siis nende lahtivõtmiseks tuleb muuta mehaanilisi kinnitussüsteeme põranda ja laekonstruktsioonide ning seinte küljes, et mooduleid oleks hoone lammutamisel kerge üksteisest eraldada ja järgmise hoone ehitamisel ära kasutada. Kers toob näiteks Red Bulli vormelimeeskonna ristkihtpuidust kolmekordse 1200 m² lahtivõetava kontorihoone, mis püstitatakse 2 kraana, 2 tõstuki ja 25 töölise abiga 32 tunniga igaks etapiks uues kohas.
Hoonetes kasutusel olnud ehituspuitu kasutatakse disainmööbli valmistamisel ja vana mööbli puitu kasutatakse kaskaadi järgmisel astmel peenestatuna näiteks puitlaastplaatide valmistamiseks. Puidu taaskasutuse viimane aste on energiakasutus või biolagunemine ning selle käigus vabaneva CO2 seovad uuesti kasvava metsa puud. Üks näide puidu kaskaadkasutuse viimasest astmest on rabade matkaradade ehitamine, kus uuem puit asetatakse vana laudtee peale ja aluskiht jääb sohu kõdunema.
| Puidu kaskaadkasutuse joonis
Puit on pika ajalooga, kuid väga uudne materjal
Suureks probleemiks on tänapäevased soojustusmaterjalid, sest nende tootmine võtab üksjagu energiat, mistõttu otsitakse pidevalt pisema jalajäljega võimalusi. Olemas on ju ka ringmajandusel põhinev tselluvill, mis vajab tuletõkkeainetega immutamist. Kersi sõnul ehitasid austerlased Halleinis mitmekorruselise kontorihoone TimberBraini ristkihtliimpuidust 23,4 cm paksuste seintega, et see saavutaks passiivmajale omase energiasäästu, vajamata lisasoojusisolatsiooni. Soomes Turus ehitati korraga kaks korrusmaja, mis on arhitektuurilt identsed, kuid ühe erinevusega: üks maja ehitati puidust, teine betoonist, mille eesmärk on keskkonnamõjude võrdlus.
„Puit on küll pika ajalooga ehitusmaterjal, ent selle lõpmatuid kasutusvõimalusi uuritakse tänapäeval rohepöörde tulemusel väga aktiivselt. Puitu saab keemiliselt modifitseerida, viies sinna polümeere, et muuta puitu vastupidavaks väliskeskkonna tingimustele ja tugevusomadustelt metalliga sarnaseks. Puitu saab hõõrdkeevitada, aga rohkem on levinud liimimine, millest on omakorda saanud teine oluline arenguvaldkond – valmistada looduslikke sojapõhiseid bioliime, et vähendada kergesti lenduvaid ohtlikke ühendeid,“ räägib Kers.
Ühe uudse lahendusena toob professor esile ristkihtpuitpaneelid, mis arendati 1990. aastatel välja Austrias ja Saksamaal. Tegu on sõrmjätkatud materjalist vaheldumisi risti-kokku liimitud puidukihtidega, mille tulemusel tagatakse paneeli koormustaluvus kahes suunas. Paneelide pikkus võib olla koguni 15–16 m ja laius 3,5 m, neile saab kommunikatsioonide jaoks juba tehases freesida sisse avad ja ehitusplatsil lihtsalt moodulitena kokku laduda. Paneelid on tänu oma ehitusele väga stabiilsed ja tugevad ning püsivad ka niiskuse muutuste korral. Need võiksidki asendada betooni ja olla keskkonnasäästlikuks lahenduseks ehitusel. Vineer on aga võetud näiteks kosmosekiirguse eest kaitsva materjalina kasutusele soomlaste WISA plywoodi satelliidi korpuses, mida kaitseb hapnikuga reageerimise eest nanopinnakate.
| TalTechi teadlased: vasakult Percy Alalo, Maria Kulp, Tiit Lukk, Heikko Kallakas ja Jaan Kers Sloveenias külastamas Innorenew-d
Kehv uudis: kooreürask on teinud Euroopa okaspuumetsades oma töö
„Paraku on Euroopa puiduressurss saanud kõikjal palju kannatada, sest kooreürask on teinud oma töö ja kuivatanud viimaste aastatega Kesk-Euroopas väga suure hulga okaspuumetsi. Praegu on olnud põhiliselt löögi all Saksamaa, Prantsusmaa ja Tšehhi metsad, kuid paraku pole kooreüraskid enam võõras nähe ka Lätis ja Eestis. Meil on küll 25% metsadest kaitse all, ent kuna sealt ei raiuta haigeid puid välja, kipub ürask levima edasi majandusmetsadesse,“ kõneleb Kers. „Seega on aina suurem murekoht materjali saadavus ning üha enam päevakorral puidu säästlik ja kaskaadkasutus.“
Samas ei pea ehituses või mööbli tootmisel alati kasutama kuuse- ja männipuitu. Sama edukalt võiks võtta tarvitusele haava ja teised vähempopulaarsed puud. „Eesti on Euroopas puitmajade ehitamise sektoris esirinnas, ollakse tublid ja uuenduslikud. Aga kõige selle juures peaksime mõtlema, kuidas kasutada puitu pikaajaliselt süsinikku salvestavalt, ja iga toote elutsükli paremini välja arvutama,“ kõneleb Kers.
Nii eraisikud kui ka ettevõtjad jälgivad senisest enam ka hoonete ülalpidamiskulusid, mida püütakse vähendada tipptehnoloogiat ja nutikaid tehnosüsteeme abiks võttes. Näiteks püütakse kasutada ära kanalisatsiooni suunatavat soojust, päikesepaneele ning võtta kasutusele targad materjalid. Viimaste eesrinnas ongi puit, mis salvestab süsinikku, on looduslik, salvestab niiskust ja annab seda välja ruumi kütmisel ning muudab ruumi sisekliima mõnusamaks ja paremaks.
| Eramu puidust katusekonstruktsioon
Puit on tulevikumaterjal ka tekstiilitööstusele
„Puit on suur tulevikumaterjal ka tekstiilitööstusele, näiteks puidu peenestatud kiududest saab tselluloosi, millest valmistada kangatööstusele viskoos- või atsetaatkiudu. See oleks väga hea asendusmaterjal puuvilla ressursimahukale tootmisele, kus kulub palju vett kasvatamiseks ja inimressurssi korjamiseks,“ selgitab Kers puidu mitmekülgsust. Lisaks on e-kaubanduse kiire kasv tekitanud vajaduse okaspuidu tselluloosist pakendite ja pakipehmenduste järele, kus jällegi saab abi puidust, näiteks asendada mullikile õhukeste puidulaastudega või puiduliistudest vedrudega.
Ta nendib, et uudse ja palju võimalusi pakkuva tulevikulahendusena on puit jätkusuutlik. „Kahjuks läheb hetkel tootmine ja uute ressursside kasutamine noolega ülespoole, samas kui taaskasutus tuleb aeglaselt järele. Peame panustama rohkem bioringmajandusse, kaskaadkasutusse, fossiilsete toormete asendamisse taaskasutatavatega ning ehitusdetailide korduskasutusse. Vana ja kuivanud puit on kvaliteetne materjal näiteks mööblitööstuses, miks suunata seega meeletu energia taaskasutatava materjali purustamisse ja hävitamisse?“
Kui teil tekkis huvi puitmaterjalide ja puidutehnoloogia, mööbli-, pehme mööbli ja puitmajade tootmise vastu, siis kasutage võimalust õppida rahvusvahelises magistriõppes puidu-, plastija tekstiilitehnoloogiat. Ettevõtetel, kes soovivad arendada uusi põnevaid puit- või komposiittooteid, tasub võtta ühendust TalTechi materjali- ja keskkonnatehnoloogia instituudi puidutehnoloogia laboriga, kus tegeletakse puidu, puitmaterjalide, puitpolümeerkomposiitide ning teiste looduslike materjalide uurimise, arendamise ja katsetamisega.
