Tutkimuksen taustalla on maailmanlaajuisesti kasvava kiinnostus puurakentamista kohtaan, nykyään yhä useammin myös korkeissa rakennuksissa. Puuhun rakennusmateriaalina tosin liittyy väistämätön paloturvallisuusriski, puurakenteiden osallistuessa rakennuksen palokuormaan, ja hiiltyneen puun menettäessä kaiken mekaanisen kestävyytensä. Ainoa keino korkeiden puurakennusten paloturvalliseen toteuttamiseen on toiminnallinen palosuunnittelu, eli määräysten mukaisen paloturvallisuuden tason varmistaminen perustuen insinöörin suorittamiin analyyseihin ja laskelmiin.
Hankkeen tutkimuksen tavoitteena oli muodostaa hiiltymäsyvyyttä ja lämmönvapautusta palamisen aikana kuusi-, ja mäntypuissa ennustava materiaalimalli hyödynnettäväksi toiminnallisessa palosuunnittelussa. Tutkimuksen kohteena olevat puulajit ovat kaksi Suomen merkittävintä rakennepuutavaraa. Kummallekin puulajille muodostettiin kaksi erillistä materiaalimallia. Näistä ensimmäisessä puu oletetaan yksittäiseksi pyrolyysikaasuja ja hiiltymää tuottavaksi materiaalikomponentiksi, ja toisessa mallinnetaan puun jokaisen materiaalikomponentin (hemiselluloosa, selluloosa, ligniini) pyrolyysiä omilla erillisillä reaktioillaan (yhden ja rinnakkaisten reaktioiden mallit). Materiaalimallit muodostetaan ja validoidaan perustuen kartiokalorimetrikokeisiin. Työssä muodostettavat materiaalimallit ovat suunniteltu kattamaan tulipalon kehityksen eri vaiheita, kuten täysin kehittyneen tulipalon, jolloin happea on vain vähän saatavilla, ja liekehtivän palamisen jälkeisen hiipumisvaiheen, jonka aikana paljas hiiltynyt puu voi palaa kytien liekittömästi.
Sekä kuusi-, että mäntypuun tapauksessa yhden ja rinnakkaisten reaktioiden mallit kykenivät toistamaan kartiokalorimetrissä suoritetut kokeet lähes yhtäläisellä tarkkuudella. Tämän perusteella yksinkertaisempi yhden reaktion malli on suositeltava vaihtoehto, sillä jokainen uusi malliin sisällytettävä parametri kasvattaa sen epävarmuutta. Malleja kokeiltiin suuren mittakaavan palotestien tulosten ennustamisessa, joissa ne kykenivät ennustamaan hiiltymän etenemistä, mutta simulaation lopullinen lämpötilaprofiili erosi kokeellisesta. Todennäköisenä syynä on lämmölle ja hapelle kulkureitin muodostavien halkeamien muodostuminen hiiltyvään puuhun, mutta halkeilun mekanismit ovat yhä puutteellisesti tunnettuja. Tämän perusteella hiiltyvän puun halkeilu tunnistettiin merkittäväksi jatkotutkimustarpeeksi.