Puu vai betoni – elinkaaripäästöjen vertailu Kuninkaantammessa

ARA testaa ympäristöministeriön kanssa Euroopan komission kehittämiä Level(s)-mittareita, joiden avulla parannetaan rakennusten resurssitehokkuuden ja ympäristövaikutusten arviointia. Bionova Oy teki ARAn toimeksiannosta elinkaaripäästövertailulaskennan Kuninkaantammen puu- ja betonirakenteisissa verrokkitaloissa.

A-Kruunu sekä Yrjö ja Hanna-säätiö rakennuttivat Helsingin Kuninkaantammeen ARA-kohteina kaksi samanlaista asuinkerrostaloa, toinen betoni- ja toinen puurakenteisena. Verrokkitalojen nimellä tunnetun hankkeen KVR-urakoitsijana oli Rakennusliike Reponen Oy.

Kuninkaantammen puu- ja betonikerrostalot – erona vain päämateriaali

Kerrostalot ovat pinta-aloiltaan ja pohjapiirustuksiltaan identtisiä, lukuun ottamatta elementtien koosta syntyviä pieniä pinta-alaeroja. Molemmat talot koostuvat kahdesta erillisestä nelikerroksisesta rakennuksesta. Kohteilla on yhteinen pihakannen alla sijaitseva autohalli. Puurakenteinen kohde on nimeltään A-Kruunu ja betonirakenteinen on nimeltään Helene. Molemmat kohteille suunniteltiin sama energiatehokkuus. Samankaltaisuus mahdollistaakin materiaaleista aiheutuvan elinkaaren hiilijalanjäljen yksityiskohtaisen vertailun.

Bionova Oy toteutti kohteiden hiilijalanjälkien laskennan ja vertailun ARAn toimeksiannosta. Laskelmissa käytettiin tietomalleja, rakennuspiirustuksia ja määrätietoluetteloita. Arviointi toteutettiin Euroopan Komission Level(s)-menetelmää sekä eurooppalaista standardia EN 15978 noudattaen. Laskelmat tehtiin One Click LCA -sovelluksella suomalaisten rakennusmateriaalien ja Helsingin Energian kaukolämpöverkon päästöprofiileilla. Rakennuksilta vaadittu käyttöikä ja laskentajakso oli 100 vuotta.

Laskelmissa huomioitiin hankkeet kokonaisuutena. Materiaalien osalta laskenta kattoi jaetun autohallin rakennuksille jyvitettynä, piharakennukset, perustukset, rungon ja kantavat rakenteet, sisäseinät ja väli-, ala- ja yläpohjat, väestönsuojat, portaat ja parvekkeet, ikkunat, sisä- ja ulko-ovet, sisäpintojen päällysteet ja tärkeimmät talotekniset järjestelmät. Rakennusten elinkaaripäästöihin huomioitiin myös työmaan ja materiaalien kuljetusten päästöt, materiaalien uusiminen elinkaaren aikana, käytönaikainen energian kulutus sekä rakennuksen purkuvaiheen päästöt. Lisätietona laskettiin rakennuksen elinkaaren jälkeen tapahtuva materiaalien uudelleenkäytön tai energiahyödyntämisen päästöhyöty. Tätä ei kuitenkaan huomioida yhteenlasketuissa tuloksissa (Taulukko 1).
 

TAULUKKO 1: Rakennusten materiaalien hiilijalanjälki

Puurakenteisen rakennuksen materiaalien elinkaaripäästöt ovat noin viidenneksen alhaisemmat

Kaikissa vertailuissa puurakenteinen rakennus oli betonirakenteista vähäpäästöisempi. Päästöjen suhteellinen ero puolestaan riippuu siitä, mille aikajänteelle päästöt lasketaan ja huomioidaanko käytönaikainen energia ja materiaalien kuljetus, uusiminen ja loppukäsittely elinkaaripäästöihin, ja osittain myös siitä, onko autokansi mukana päästövertailussa.

Kolme neljäsosaa kaikista rakennushankkeen sadan vuoden elinkaaripäästöistä aiheutuu energian kulutuksesta. Tällä rajauksella puurakenteisen talon elinkaaripäästöt ovat 6 % betonirakenteista alhaisemmat. On syytä huomata, että standardisoitu laskentamenetelmä ei huomioi energian päästöjen alenemista ajan kuluessa.

Kun tarkastelu rajataan rakennusmateriaalien elinkaaripäästöihin, eli kattamaan materiaalien valmistus, kuljetus, uusiminen rakennuksen elinkaaren aikana ja loppukäsittely, ovat puurakenteisen rakennuksen päästöt noin 20 % betonirakenteista alhaisemmat. Prosenttivertailuun vaikuttaa noin yhden prosenttiyksikön verran se, ovatko autokannen ja piharakennusten päästöt mukana. Puurakenteen päästöhyödyt saadaan seinistä, julkisivusta, välipohjista ja parvekkeista sekä pienessä määrin myös piharakennuksista, joissa on käytetty samaa materiaalia kuin asuinrakennuksessa (Taulukko 2).
 

TAULUKKO 2. Puurakennuksen suhteellinen päästövähemä eri tarkastelurajauksilla

Tietomallit ja laskentatyökalut – elinkaaripäästöjen laskenta mahdollista kaikille

Jotta päästöjä voidaan vähentää, tulee niitä voida mitata. Näin vaihtoehtoisista ratkaisuista voidaan valita kokonaisuutena optimaalisin. Päästöjä ohjaamalla voidaan myös tunnistaa kustannussäästöjä. Päästöjä voidaan vähentää monilla tavoilla, ei yksinomaan puurakentamisella.

Päästölaskennassa rakennukseen tarvittavat materiaalit, kuljetukset, energia ja prosessit muunnetaan hiilipäästöiksi päästökertoimilla. Laskentamenetelmät kuvataan yksityiskohtaisesti eurooppalaisissa standardeissa, joiden avulla tulokset saadaan yhteismitallisiksi.

Uudet ja entistä helppokäyttöisemmät työkalut mahdollistavat elinkaaripäästöjen laskemisen hankkeille myös ilman standardien tulkintaa. Päästölaskentaa voidaan nopeuttaa hyödyntämällä tietomalleja. Tietomallit eivät kuitenkaan ole välttämättömiä, laskenta voidaan tehdä myös ilman niitä. Tietomallien hyödyntämisen edellytys on, että malliin on määritetty valitut materiaali- ja rakennetyypit tarkkuudella, joka suunnittelussa on sillä hetkellä tiedossa.

Tietomalleja suoraan hyödyntävä työkalu on muun muassa suomalainen One Click LCA, jota tässäkin selvityksessä on käytetty. Palveluun voidaan tuoda tietomalleja mm. IFC-formaatissa ja Excelinä. One Click LCA noudattaa suoraan Euroopan Komission Level(s)-laskentamenetelmää sekä alan standardeja. Tietokanta kattaa kaikki tavanomaiset rakennusmateriaalit ja useita erikoistuotteita.

Tietomallien hyödyntäminen vaatii tavoitteellisuutta

Vuoden 2017 lopulla Bionova Oy laati ARAn kansainvälistä European Federation for Living -yhteistyötä varten englanninkielisen selvityksen Using building information models (BIM) in social housing sustainability development tietomallien hyödyntämisestä ARA-hankkeiden päästöjen vähentämiseen.

Raportissa esitetyt esimerkkikohteet osoittavat, että ARA-hankkeiden päästöjä ja elinkaarikustannuksia voidaan alentaa. Tietomallit yksin eivät tuota päästöohjausta, jos rakennuttaja ei aseta päästöille tavoitteita. Erityisen hyvä kustannus- ja päästötehokkuus saadaan tavoitteiden asetannalla jo aivan hankkeen alussa, sillä näin hankkeeseen voidaan vaikuttaa tehokkaimmin. Kun päästötavoite on olemassa, tietomallit ovat tehokas työkalu päästöjen laskentaan ja optimointiin.

Tällä hetkellä sosiaaliseen asuntotuotantoon kohdistuvia päästöpohjaisia taloudellisia kannusteita on käytössä Ranskassa ja Itävallassa. Lisäksi kaikki yli 100 neliömetrin kokoiset hollantilaiset asuinrakennukset joutuvat osoittamaan, että ne alittavat suurimman laissa sallitun materiaalien elinkaaripäästöjen raja-arvon. Koska rakennusmateriaalien päästöjen sääntelyä valmistellaan Suomessakin ympäristöministeriön toimesta, on myös ARAlla luonteva rooli ohjata rahoittamaansa tuotantoa vähäpäästöisempään suuntaan.

Leve(s) arvioinnissa tarvittavat tiedot:

1. Kuvaus rakennuksesta ja käytetyistä laskentaskenaarioista
2. Määrä- ja materiaaliluettelot
3. Energiaselvitys
4. Rakennuksen elinkaaren hiilijalanjälki
5. Laskennassa käytettyjen tietojen kyselylomake
6. Level(s)-palaute
7. Lisäksi tarkastelu tehdään vaihtoehtoisella kriteerillä

• Rakennus- ja purkujätteiden määrä