Hirsi

Hirsi on perinteinen kokopuinen tukkipuusta valmistettava rakennusmateriaali, josta valmistetaan hirsitaloja.
Hirsiä varten valitaan suoria ja muutoinkin hyvälaatuisia tukkirunkoja. Hirret voidaan sahata reunoiltaan sileiksi tai jättää pyöreiksi.
Hirsiseinä on hengittävä ja tasaa sisäilman kosteutta. Hirsiseinä vaimentaa äänten heijastumista sisätiloissa, mutta samalla päästää niitä lävitseen. Hirsi on melko paloturvallinen materiaali. Nykyisin hirsiseiniin täytyy yleensä lisätä lämmöneristeitä.
Materiaalit.
Hirsi voidaan valmistaa monesta erilaisesta puusta. Parhaiten hirreksi soveltuvat suoraksi kasvavat ja tasapaksut puut.
Mänty on yleisin hirsimateriaali. Se on laajalle levinnyt puu sekä rungoltaan suora ja suhteellisen tasapaksu. Arvokkaimmat hirret on saatu vanhoista lähes kelottuneista ja suurikokoisista hongista. Niissä on paljon punaista sydänpuuta, joka on erityisen säänkestävää. Nykyisin tällaisia puita ei kuitenkaan enää ole metsissä yhtä paljon kuin ennen. Joissain talojen erityisosissa mäntyhirsiä on käytetty pihkoittamalla runkoja ensin noin kahden vuoden ajan.
Kuusi on jäntevää, ja siitä tehtyjä hirsiä on käytetty etenkin laipioitten ja kattojen kannattajina. Kuusihirsien kiertyminen voidaan estää esimerkiksi tapittamalla hirret eli lyömällä niiden läpi pitkät tymplit.
Haapa soveltuu hirreksi kovuutensa, säänkestävyytensä ja nopeakasvuisuutensa vuoksi, ja se on melkein yhtä suorakasvuista kuin mänty. Toisaalta haapahirteen voi kesällä tulla kosteusvaurioita. Haapahirsiä on käytetty etenkin talousrakennuksiin.
Lehtikuusi on suosittu seinähirren materiaalina esimerkiksi Sveitsissä.
Kanadantuija on Kanadassa suosittu laji, koska se on pitkä, järeä ja suora.
Koivusta hirsiä tehdään harvoin, koska suorat koivut ovat harvinaisia. Koivua käytetään toisinaan pieniin rakennuksiin tai osana rakenteita.
Hirsitaloja voidaan tehdä myös kierrätyspuusta, kuten uppotukeista ja uittopuomeista. Seinähirsiä käytetään myös uudelleen.
Valmistus.
Hirsityyppi valitaan ja hirsien pituus määritellään rakennuksen suunnittelun yhteydessä. Metsässä puut valitaan rungon suoruuden ja tasapaksuuden mukaan. Paksuus mitataan esimerkiksi haaella, joka on perinteinen mittatyökalu. Huomioon otetaan kuoren paksuusero tyven ja latvan välillä, joka männyllä voi olla useita senttimetrejä.
Oksaisia runkoja vältetään, koska sellaisia on vaikea työstää. Hankaluuksia tuottavat myös kartiomaiset ja epäkeskot rungot sekä lylypuut. Pahkat sen sijaan eivät yleensä vaikeuta rakentamista. Ulospäin näkymättömiä vikoja ovat rengashalkeama ja sisälaho.
Hirsipuut kaadetaan usein kevättalvella, jolloin puun kosteus on pienimmillään. Kaadetut puut kuivataan. Jos runkoja ei heti karsita, myös niiden lehdet haihduttavat kosteutta. Puut kuljetetaan usein kuorimattomina, jotta koneellinen käsittely ei vaurioittaisi niiden pintaa. Kuorinta ja pelkkaus tapahtuu vasta rakennuspaikalla. Puut varastoidaan mahdollisimman lyhyeksi aikaa.
Runko voidaan jättää pyöröhirreksi, tai se voidaan pelkata eli sahata pystysuuntaisesti kahdelta puolelta suoraksi. Tällöin kuoritun latvan halkaisijan täytyy olla noin 40–50 prosenttia pelkan paksuutta suurempi. Pelkkahirsi on perinteisesti ollut Suomessa 150–170 millimetriä paksu, nykyisin 125–175 millimetriä. Asuintalossa paksuuden tulee nykyisin olla yli 200 millimetriä riittävän lämpöeristyksen takaamiseksi.
Suomessa hirret yleensä kuoritaan, mutta esimerkiksi Amerikassa kuorta voidaan jättää pintoihin esteettisistä syistä. Kuorinta voidaan tehdä esimerkiksi vuoluraudalla, petkeleellä, moottorisahan erikoisterällä tai painepesurilla. Kuorimisen yhteydessä hirren pinta voidaan myös vuolla sileäksi.
Ominaisuudet.
Äänet eivät heijastu hirsiseinistä, joten hirsitalon sisällä on hiljaista. Toisaalta hirsi on huono ääneneristäjä, ja äänet kulkeutuvat hirsiseinän läpi melko helposti ja häiritsevästi. Hirsiseinään saadaan äänieristys lisäämällä seinään riittävästi kerroksia.
Hirsi on melko paloturvallinen materiaali. Sen pinta syttyy hitaasti, mutta palavat hirret levittävät paloa. Esimerkiksi 150 millimetrin pyöröhirsistä tehty seinä kestää tulta yhdeltä puolelta 90 minuuttia, ennen kuin se palaa puhki. Samanpaksuinen suora hirsiseinä palaa pyöröhirsistä seinää hitaammin.
Eristämättömät hirsiseinät eivät yleensä vastaa nykyaikaisten uudisrakennusten lämmöneristysvaatimuksia. Usein hirsitaloihin joudutaankin lisäämään lämmöneristeitä.
Hirsi ”hengittää” eli läpäisee ilmaa ja kosteutta varsin hitaasti. Hirsitalojen ilmanvuotoluku vaihtelee välillä 5–16. Hirsien pintaosat sitovat ilmasta kosteutta ja päästävät sitä takaisin lämpötilamuutosten mukaan. Näin hirsiseinä tasaa huoneilman kosteutta. Vasta kun ilman suhteellinen kosteus ylittää 90 prosenttia, alkaa kylmien hirsien pintaan tiivistyä kosteutta.
Vauriot ja kestävyys.
Hirsien yleisimpiä vaurioita ovat halkeilu, painuminen ja sinistyminen. Hirsiseinät kestävät säätä hyvin, ja oikein hoidettuna hirsitalo voi kestää vuosisatojen ajan. Rakennusten sisäpuolella seinähirret tummuvat vuosien kuluessa. Ulkopuolella hirsien pinnat haurastuvat auringonpaisteessa, ja vesi voi aiheuttaa lahoamista. Sen ehkäisemiseksi hirret voidaan suojata terva- tai punamultamaalauksella. Hirsitalo voidaan myös laudoittaa.
Tyypit.
Sahahirsi.
Sahahirsi on tukkipölkky, josta on sahaamalla poistettu kaksi sivua ja saatu näin aikaiseksi aihio, "pelkka". Sahahirrestä rakennettaessa varaukset ja salvokset on tehtävä käsin.
Pyöröhirsi.
Pyöröhirsi valmistetaan kokonaisesta tukkipölkystä, joko kuorimalla tai sorvaamalla pölkky haluttuun mittaan. Kuorittu pyöröhirsi joudutaan varaamaan käsin, kun taas tasapaksuiseen sorvihirteen voidaan ajaa varaukset ja salvokset koneellisesti. "Kelo" on pyöröhirttä, jonka kuorimisen on hoitanut luonto.
Höylähirsi.
Höylähirsi valmistetaan kantatusta sahapölkystä höyläämällä. Yli 90 mm:n paksuista massiivipuuta voi kutsua hirreksi, tehdasvalmisteiset yksipuiset hirret taas ovat esimerkiksi 170 mm:n paksuisia, maksimissaan noin 200 mm. Tätä paksumpia rakenteita tehdään yleensä vaaka- tai pystysuuntaisilla liimasaumoilla, jolloin kyseessä on lamellihirsi. Paras höylähirren aihio on sydänhalkaistu puu, joka ei juuri halkeile pinnastaan. Paras hirsi syntyy tiukkasyisestä hitaasti kasvaneesta puusta, jonka sydänpuuosuus on suuri.
Lamellihirsi.
Lamellihirsi on liimattu kahdesta tai useammasta puisesta lamellista siten, että kova sydänpuu asettuu hirren pinnalle. Lamellihirsi on lähes vääntymätön ja halkeilematon. Lamelleina käytetään höylättyjä lankkuja, jotka liitetään yhteen liimaamalla.
Aiemmin lamellihirsiä tehtiin puristamismenetelmällä. Tässä menetelmässä höylättyjen lankkujen väliin levitetään liima, jonka jälkeen aihiot asetellaan suurikokoisiin puristimiin ja aloitetaan puristaminen. Prosessi kestää useita tunteja ja sitä voidaan nopeuttaa nostamalla puristustilan lämpöä. Nykyisin käytössä on kuumaliimausmenetelmä. Tässäkin menetelmässä höylättyjen lankkujen väliin levitetään liima, mutta aihiot ajetaankin suurtaajuusliimaimeen, joka johtaa aihioiden läpi sähkövirran ja liimauksesta muodostuu pitävä jo muutamassa minuutissa. 
Tehostuneen tuotantoprosessin ansiosta lamellihirren hinta on laskenut lähemmäs perinteisen höylähirren hintaa. Tämä on merkinnyt sitä, että lamellihirrestä valmistettujen hirsitalojen osuus on kasvanut, suhteessa hirsitalojen kokonaismyyntiin.