Vaikuttava Mansikkalan puukoulu on mestariteos myös akustiikaltaan
Imatran kaupunki päätti vuonna 2016 luopua yhdeksästä koulusta ja keskittää opetuksen kolmeen isoon koulukeskukseen, joista Mansikkalan koulukeskus on yksi. Uusi, puinen koulukeskus avasi ovensa 1 350 lapselle ja nuorelle elokuussa 2020.
– Päätös uuden puukoulun rakentamisesta oli meille iloinen uutinen. Tiesimme puurakentamisen ehkäisevän sisäilmaongelmia, joiden kanssa kamppailtiin vanhoissa kouluissa. Puu materiaalina luo tutkitusti rauhallisen oppimisympäristön ja voi parantaa jopa oppimistuloksia, Mansikkalan koulun johtava rehtori Lasse Tiilikka sanoo.
Tiilikka on ollut akustiikkasuunnitteluun enemmän kuin tyytyväinen. Koulun henkilöstön toiveita ja huomioita kuunneltiin jo suunnitteluvaiheessa.
– Esimerkiksi avoimien tilojen lattian tekstiilimatto ja katon äänenvaimennuslevyt ovat osoittautuneet käytännössä toimiviksi ratkaisuiksi. Lähituottajilta hankittu reikälevy taas auttaa selkeästi äänen hallinnassa. Olen urani aikana ollut kaikenkokoisissa ruokaloissa, mutta kyllä täällä meillä äänimaailma on selvästi pehmeämpi ja kaiuttomampi, Tiilikka sanoo.
A-Insinöörit oli mukana rakennusyhtiö YIT:n elinkaarihankkeessa yhteistyökumppanina ja vastasi Suomen suurimman puukoulun akustiikkasuunnittelusta.
Mansikkalan koulun johtava rehtori Lasse Tiilikka kertoo, että vaikka puu on materiaalina haastava, se luo tutkitusti rauhallisen oppimisympäristön ja parantaa jopa oppimistuloksia.
Koulun johtava rehtori Lasse Tiilikka on tyytyväinen uusiin tiloihin. – Olen urani aikana ollut kaikenkokoisissa ruokaloissa, mutta kyllä täällä meillä äänimaailma on selvästi pehmeämpi ja kaiuttomampi.
Äänieristysmittauksista ja kansainvälisistä tutkimuksista tukea
A-Insinöörit ovat tehneet YIT:n kanssa vuosien aikana toistakymmentä koulurakentamisen elinkaarihanketta. Tällä kertaa hankkeeseen toi kuitenkin uutta haastetta sekä puu rakennusmateriaalina että koulun massiivinen 15 900 neliön koko.
– Hyvä huoneakustiikka ja ääneneristys edesauttavat oppilaiden ja opettajien hyvinvointia. Akustiikkasuunnittelun alkuvaiheessa onkin huomioitava tarkasti, miten tilat sijoitetaan rakennuksessa, miten tiloja käytetään ja millaisesta akustiikasta opettaja ja oppilaat hyötyvät parhaiten. Tilojen akustiikan täytyy toimia ja pysyä kunnossa myös tulevina vuosikymmeninä. Hyvää akustiikka ei saada kertakäyttöratkaisuilla, A-Insinöörien akustiikkasuunnittelun yksikönjohtaja, tekniikan tohtori Mikko Kylliäinen kertoo.
Mikko Kylliäisen vetämästä A-Insinöörien tiimistä löytyi akustiikkasuunnittelun huippuosaamisen lisäksi asiantuntemusta rakennusfysiikasta ja rakennetekniikasta. Suunnittelupäällikkö Antti Mikkilä oli mukana vaikuttavassa puukouluhankkeessa. Suunnittelua ohjasi alkumetreiltä asti kolme asiaa: käyttäjien hyvinvoinnin turvaaminen, tilojen käyttötarkoituksen huomioiminen ja puurakentamisen vaatimukset.
– Suomessa on enemmän betonirakenteisia kouluja kuin puukouluja – syy on selvä. Puun haasteet liittyvät materiaalin tiheyteen, joka on vain viidesosa betonin tiheydestä. Siksi esimerkiksi seiniä tai välipohjia ei voi rakentaa vain yksikerroksisiksi. Yhdestä kerroksesta tulisi niin paksu, ettei sen rakentaminen olisi taloudellisestikaan järkevää.
Puukerrostalorakentamisessa ratkaisut alkavat jo olla vakiintuneita, mutta esimerkiksi puukoulujen akustiikkaratkaisuja ei ole juuri tutkittu.
– Ammensimme kansainvälisistä tutkimuksista suunnittelun pohjaksi kaiken hyödyllisen tutkimustiedon puurakenteiden liitoksista ja niiden toteuttamisesta, Mikkilä sanoo.
Mikko Kylliäinen ja Antti Mikkilä tiimeineen olivat tehneet suuren suunnittelutyön jo hankkeen tarjousvaiheessa. Kun koulun väliseinien ja -pohjien rakennetyypit sekä huoneakustiset ratkaisut olivat selvillä, tiimi aloitti toteutussuunnittelun.
– Ratkaisuvaihtoehtoja oli päästävä testaamaan myös käytännössä. Teimme Tampereen-toimistollamme esimerkiksi ääneneristysmittauksia eli mittasimme sekä ilma- että askelääniä. Mittauksia tehtiin ennalta sopivalla koejärjestelyllä varmistamaan käytettäviä ratkaisuja, Mikko Kylliäinen kertoo.
Koulun aulaan suunniteltiin rimakatto, joka vaimentaa ääntä ja heijastaa sitä portaikkokatsomon puolelle.
Tekstiilimatto vaimentaa askelia – rimakatto heijastaa ääntä
Mansikkalan koulu edustaa arkkitehtuuriltaan niin sanottua hybridimallia eli perinteisten luokkahuoneiden lisäksi koulussa on myös avoimia oppimisympäristöjä.
– Perinteisissä luokkahuoneissa pyritään siihen, että puhe on selvää ja kuuluvaa. Haaste on saada opettajan ääni kantautumaan perimmäiseen penkkiin saakka. Luokkahuoneissa akustiikan suunnittelu perustuukin puheen selvyyttä parantaviin pintoihin. Ääntä heijastavat pinnat taas saavat äänen kuulumaan takariville asti, Antti Mikkilä kertoo.
– Avoimessa oppimisympäristössä puolestaan on tärkeä rajoittaa puheäänen leviämistä tilassa, sillä hälinä heikentää keskittymiskykyä. Näihin tiloihin valitsimme absorboivia eli akustisesti pehmeitä materiaalipintoja kattoihin, seiniin, lattiaan ja kalusteisiin.
Avoimissa tiloissa on käytetty esimerkiksi ääntä eristävää tekstiilimattoa ja katossa äänenvaimennuslevyä. Myös tilojen jakamiseen kiinnitettiin huomiota.
– Tekstiilimatto vaimentaa tehokkaasti askelten ääniä sekä tilojen välillä että saman tilan sisällä. Seinillä ja katossa on myös ääntä vaimentavia verhouksia eli pinnoitettuja akustiikkamineraalivilloja, jotka vähentävät tilan kaiuntaa ja rauhoittavat ääniympäristöä. Aulaan tehtiin rimakatto, joka vaimentaa ääntä ja heijastaa sitä portaikkokatsomon puolelle, Mikko Kylliäinen kertoo.
Koulutilojen sijoittelulla on myös suuri merkitys akustiikan kannalta – ovatko musiikkitilat ja liikuntasalit opetustilojen yläpuolella, vieressä vai alapuolella.
– Esimerkiksi musiikkitilat on sijoitettu puukoulun alakertaan. Ääni leviää tilasta kaikkiin suuntiin, mutta maantasokerroksessa alaspäin leviävä ääni ei häiritse muuta toimintaa. Sama koskee liikuntasalia. Pallopelien äänet ovat merkittävä häiriötekijä, jos liikuntasalin alla on opetustiloja. Ne edellyttäisivät tällöin ääntä eristäviä rakenteita, Kylliäinen avaa ratkaisuja.
Valopihan seinät on verhoiltu ääntä vaimentavilla pinnoilla, jolloin tilaan muodostuu rauhallinen ääniympäristö.
Pallopelien äänet ovat merkittävä häiriötekijä, jos liikuntasalin alla on opetustiloja. Ne edellyttäisivät tällöin ääntä eristäviä rakenteita, siksi tilat on usein sijoitettu rakennuksen alimmaiseen kerrokseen.
Akustiset vaatimukset ovat kasvaneet
YIT:n suunnittelujohtaja Matti Varstalan mukaan akustiikan merkitys rakentamisessa on mennyt viimeksi kuluneen kymmenen vuoden aikana huimia harppauksia eteenpäin. Aiemmin akustiikkasuunnittelijoita tarvittiin silloin, kun rakennettiin esimerkiksi konserttisalia.
– Tiloilta odotettavat akustiset vaatimukset ovat kasvaneet. Tänä päivänä meillä on jokaisessa hankkeessa mukana akustiikkasuunnittelun ammattilainen, Varstala sanoo.
Hän kertoo, että A-Insinöörien akustiikkasuunnittelun asiantuntijat valikoituivat mukaan hankkeeseen osaamisen, kokemuksen ja pitkäaikaisen kumppanuuden perusteella.
– Puurakenteinen kohde oli meille kaikille mielenkiintoinen haaste, joka poikkesi totutusta koulurakentamisesta monella tapaa – myös akustiikassa. Ainutlaatuinen hanke vaati monenlaista huippuosaamista, Varstala sanoo.
– Teimme koko hankkeen ajan tiiviisti yhteistyötä. Määrittelimme tilaajan vaatimukset täyttävät sekä teknisesti ja taloudellisesti järkevästi toteutettavat ratkaisut yhdessä suunnitteluryhmän kesken, mikä vaati viikoittaista yhteydenpitoa. Saimme ratkottua projektin haasteet, ja tiimimme puhalsivat yhteen hiileen.
Suunnittelisimmeko sinunkin kohteesi?
Mikko Kylliäinen
liiketoimintajohtaja, akustiikkasuunnittelurakennesuunnittelu