Lämpötekniset ominaisuudet
Puun lämpötekniset ominaisuudet perustuvat sen huokoiseen rakenteeseen, jonka ansiosta puu johtaa lämpöä huomattavasti heikommin kuin monet muut rakennusmateriaalit. Hyvän lämmöneristyskykynsä ja lämpöä varastoivan ominaisuutensa ansiosta puu soveltuu erinomaisesti rakentamiseen.
Puun lämmönjohtavuus riippuu erityisesti tiheydestä, kosteudesta ja syiden suunnasta. Mitä harvempaa puuaines on, sitä heikommin se johtaa lämpöä. Lisäksi puu johtaa lämpöä syiden suunnassa noin kaksi kertaa tehokkaammin kuin syitä vastaan kohtisuorassa suunnassa.
Esimerkiksi männyn lämmönjohtavuus on syiden suunnassa noin 0,22 W/m°C ja syitä vastaan kohtisuorassa suunnassa noin 0,14 W/m°C.
Kosteuden vaikutus puun lämpöteknisiin ominaisuuksiin
Puun kosteuspitoisuus vaikuttaa merkittävästi sen lämpöteknisiin ominaisuuksiin. Kosteuden lisääntyessä puun lämmönjohtavuus kasvaa, jolloin puu johtaa lämpöä tehokkaammin.
Samalla kosteuden lisääntyminen kasvattaa myös puun lämmönvaraamiskykyä eli lämpökapasiteettia, sillä veden ominaislämpö on suurempi kuin puuaineksen.
Lämpötilan vaikutus puuhun
Puun lujuus kasvaa yleensä lämpötilan laskiessa. Toistuvat lämpötilavaihtelut voivat kuitenkin ajan mittaan heikentää puun lujuutta.
Alle 0 °C:n lämpötiloissa puuhun voi syntyä pakkashalkeamia, kun soluonteloissa oleva vesi jäätyy ja laajenee. Tästä syystä erityisesti ulkorakenteissa puun kosteusolosuhteisiin tulee kiinnittää huomiota.
Puun lämpölaajeneminen
Puun lämpölaajeneminen syiden suunnassa on erittäin vähäistä. Syitä vastaan, säteen ja tangentin suunnissa, lämpöliikkeet ovat selvästi suurempia.
Puun lämpölaajeneminen ja kosteuden aiheuttama kutistuminen käyttäytyvät eri syysuunnissa samankaltaisesti, mikä on tärkeää ottaa huomioon rakenteiden suunnittelussa.
Puun lämmönvaraamiskyky
Puun lämmönvaraamiskyky eli lämpökapasiteetti riippuu puun:
- tiheydestä
- kosteuspitoisuudesta
- lämpötilasta
- syiden suunnasta
Männyn ja kuusen keskimääräinen ominaislämpökapasiteetti lämpötila-alueella 0-100 °C on noin 2300 J/kg°C.
Puun lämpökapasiteetti on rakennusteknisesti merkittävä ominaisuus. Esimerkiksi männyn lämpökapasiteetti on lähes samalla tasolla kuin tiilellä, vaikka puun tiheys on vain noin kolmannes tiilen tiheydestä.
Massiivipuun ja hirren lämpöominaisuudet
Hyvän lämmönvaraamiskykynsä ansiosta järeä puu ja hirsirakenteet tasaavat tehokkaasti lämpötilavaihteluita. Tästä syystä massiivinen hirsiseinä toimii sellaisenaan melko hyvänä ulkoseinärakenteena. Nämä puun lämpötekniset ominaisuudet ovat yksi syy siihen, että puuta käytetään laajasti energia- ja ympäristötehokkaassa rakentamisessa.
Vaikka puun lämmöneristyskyky ei yllä mineraalivillan tasolle ja sen lämmönjohtavuus on noin kolminkertainen mineraalivillaan verrattuna, pystyy massiivinen puu varastoimaan lämpöä ja luovuttamaan sitä vähitellen takaisin ympäristöön.