Kestävän rakentamisen prosessit

Transkriptio

1 Kestävän rakentamisen prosessit TAPAUSTUTKIMUS JOENSUU PENTTILÄNRANTA EDULLISUUSANALYYSI Luonnos Sakari Pulakka, Tarja Häkkinen, Veijo Nykänen, Sirje Vares, VTT 1

2 SISÄLTÖ 1. Johdanto 3 2. Tapaustutkimuksen tavoitteet ja lähtöoletukset 4 3. Edullisuuden analysointi Edullisuuskriteerit ja energiatehokkuusperiaatteet Elinkaarikustannusten laskenta Ympäristövaikutusten laskenta Tarkasteltavien vaihtoehtojen elinkaariedullisuus Tarkastelu muiden kestävän rakentamisen kriteerien suhteen Johtopäätökset ja suositukset 28 Liitteet Liite 1. Edullisuuslaskentasovellus. Liite 2. Liikenteen kustannus- ja hiilijalanjälkisovellus. LIITE 3. Yhteenveto aluetason kestävän kehityksen kriteereistä 2

3 1. Johdanto Kestävän rakentamisen prosessit hankkeen tavoitteena on tunnistaa kestävän rakentamisen esteet ja vaikuttavuus ja kehittää kestävän rakentamisen menettelytapoja. Kyseiset menettelytavat edistävät kestävien rakennushankkeiden pitkän tähtäimen tavoitteiden asettamista, tehokkaiden teknologioiden ja toimintamallien tunnistamista ja soveltamista sekä riskien tunnistamista ja hallintaa. IMPACTS BARRIERS NEW WORKING PROCESSES NEW BUSINESS MODELS SUSTAINABLE BUILDING PROCESSES EFFECTIVE STEERING MECHANISM SUSTAINABLE BUILT ENVIRONMENT KESTÄVÄN RAKENTAMISEN PROSESSIT Kestävän rakentamisen keskeiset valintatilanteet ulottuvat kaavoituksesta rakennusten käyttöön: 3

4 Tämän tapaustutkimuksen tavoitteena oli arvioida Joensuun Penttilänrannan aluerakentamisen kustannus- ja hiilijalanjälkivaikutuksia pitkällä aikavälillä verrattuna haja-asutusalueen rakentamiseen. Arvio tehtiin sekä asukkaan näkökulmasta että alueen näkökulmasta. Jälkimmäisessä otettiin karkeasti arvioituina huomioon myös sellaisia infran rakentamisen kustannuksia ja vaikutuksia, jotka eivät kohdistu välittömästi yksittäiseen asukkaaseen. Elinkaariedullisuuden lisäksi tapaustutkimuksessa pohdittiin vertailtavien kohteiden vaikutuksia myös muiden kestävän rakentamisen kriteerien pohjalta. Muita kriteereitä ovat esimerkiksi esteettömyys, julkisten palvelujen saavutettavuus, monimuotoisten toimintojen ja harrastusten tuki, meluolosuhteet sekä yhteisöllisyys ja yksityisyys. Raportin kohdassa 2 esitetään tapaustutkimuksen tavoitteet ja lähtöoletukset, kohdassa 3 kuvataan käytetyt laskentamallit, kohdassa 4 esitetään elinkaariedullisuuden arvioinnin tulokset ja kohdassa 5 arvioidaan vertailtavia kohteita muiden kriteerien kuin elinkaariedullisuuden suhteen. Viimeisessä kohdassa 6 esitetään yhteenveto ja johtopäätökset. 2. Tapaustutkimuksen tavoitteet ja lähtöoletukset Asuntorakentamisen tarve Joensuussa perustuu pääosin asumisväljyyden kasvuun sekä sisäiseen muuttoliikkeeseen. Joensuun kaupunki osti tammikuussa hehtaarin suuruisen maa-alueen pyrkimyksenä turvata asuinkerrostalojen tarjonta ydinkeskustan välittömässä läheisyydessä pitkällä aikavälillä. Penttilänrannan rakentamisen lähtökohtana on tiivis, kaupunkimainen, keskustan välittömässä läheisyydessä sijaitseva asuinalue. Suunniteltu asukasmäärä on noin henkilöä. Penttilänrannan suunnittelussa hyödynnetään jokimaisemaa ja joen läheisyyden tarjoamia muita mahdollisuuksia. Tässä tapaustutkimuksessa selvitetään Penttilänrannan edullisuutta kestävän rakentamisen kannalta verrattuna haja-asutusalueille sijoittuvaan pientalorakentamiseen. Tapaustutkimuksen tavoitteena on mallintaa kohdetta sekä elinkaarikustannusten että ympäristövaikutusten osalta ja tehdä arvioita pitkän aikavälin hyödyistä eri tasoilla. Selvityksen fokuksena on edullisuus loppukäyttäjille verrattuna haja-asutusalueella asumiseen. Tarkastelun kohteena on kaksi oletettua loppukäyttäjätaloutta: 1) 4-henkinen perhe ja 2) eläkkeelle siirtymässä oleva pariskunta. Perhe koostuu kahdesta noin 35-vuotiaasta aikuisesta ja kahdesta pienestä lapsesta, jotka asuvat kotona tarkastelujakson ajan. Esimerkkilaskelman pariskunta koostuu kahdesta noin 60-vuotiaasta aikuisesta. Lähtökohtana on oletus, että esimerkkiasuntokunnat hankkivat asunnon vaihtoehtoisesti Penttilänrannasta tai rakennuttavat talon haja-asutusalueelle. Lähtökohtana oli myös oletus, että kummassakin tapauksessa hankintaan on käytettävissä sama rahasumma. Tapaustutkimuksessa tarkasteltiin lisäksi sellaista vaihtoehtoa, että Penttilänrannan asukkaat hankkivat samalla 60 kerrosneliön kesämökin noin 50 km:n päästä. Arviossa oletettiin, että ostajat ovat tavanomaisia kuluttajia, jotka eivät itse aseta oma-aloitteisesti asumisen ekotehokkuuden vaatimuksia 1. Arviossa oletetaan, että Penttilänrannasta muodostetaan kokonaisuus, jossa kaikki rakennukset ovat joko matalaenergia- tai passiivitaloja. Pientalon ostajat valitsevat joko vuoden 2010 tavanomaista energiatehokkuutta vastaavan taloratkaisun tai matalaenergiapientalon suoraan talovalmistajien tarjonnasta. 1 VTT Kestävän rakentamisen esteet ja ajurit. Haastattelututkimuksen ja web-kyselyn tulokset. 4

5 Tapaustutkimuksen laskelmat tehtiin siten, että tulosten pohjalta voidaan vertailla seuraavia vaihtoehtoja: - tavanomainen ja matalaenergiapientalorakentaminen - matalaenergia- ja passiivitalorakentaminen - tavanomainen pientalorakentaminen ja Penttilänrannan matalaenergiarakentaminen - matalaenergiapientalorakentaminen ja Penttilänrannan passiivitalorakentaminen. Lähtöoletukset Tarkastelun kohteena on kaksi oletettua loppukäyttäjätaloutta: 1) nuori nelihenkinen perhe 2) eläkkeelle siirtyvä pariskunta. Tarkasteluajanjaksot ovat 20 vuotta ja aluetasolla myös 40 vuotta. Nuori perhe koostuu kahdesta noin 35-vuotiaasta aikuisesta ja yhdestä noin 1-vuotiaasta lapsesta. Perhe saa toisen lapsen tarkastelujakson toisena vuonna. Lapset asuvat kotona koko tarkastelujakson ajan (20 vuotta). Pariskunta koostuu kahdesta noin 60-vuotiaasta aikuisesta. Esimerkkiasuntokunnat hankkivat asunnon (noin vuonna 2012) vaihtoehtoisesti Penttilänrannasta tai rakennuttavat talon haja-asutusalueelle. Molemmissa tapauksissa asuntokunnalla on käytettävissä sama rahamäärä asunnon hankintaan. Hankittava perheasunto on uusien määräysten mukainen kooltaan kerrosneliötä haja-asutusalueella tai 95 neliömetrin pienkerrostaloasunto Penttilänrannan matalaenergiatalossa (uusien määräysten mukainen) tai 95 neliömetrin pienkerrostaloasunto Penttilänrannan passiivitalossa. Penttilänrannan asukkaat hankkivat samalla mahdollisesti 60 kerrosneliön kesämökin 50 km:n päästä. Hankittava eläkeläisasunto on nykymääräykset täyttävä kooltaan 120 kerrosneliötä haja-asutusalueella tai 75 neliömetrin pienkerrostaloasunto Penttilänrannan matalaenergiatalossa tai 75 neliömetrin pienkerrostaloasunto Penttilänrannan passiivitalossa. lisäksi tarkastellaan sitä, että Penttilänrannan pariskunta hankkii 60 kerrosneliön kesämökin 50 km:n päästä. Infran yhdyskuntataloudellisessa tarkastelussa otetaan huomioon asukkaan suhteen seuraavat: vesihuolto jätevesihuolto jätehuolto energiahuolto kulkuyhteydet (tiet) tietoliikenneyhteydet. 5

6 Haja-asutusalueelle rakentavien oletetaan valitsevan lämmitysratkaisuksi suoran sähkölämmityksen täydennettynä ilmalämpöpumpulla ja uunilämmityksellä (polttoaineena puu; 25 % energiatarpeesta katetaan takkalämmityksellä). Kesämökkien osalta oletetaan, että niitä lämmitetään uunin avulla (polttoaineena puu) muuten paitsi sähköllä talviaikaan, jolloin pidetään yllä peruslämpöä (10 o C). Vedenkulutuksen ja jätemäärien oletetaan olevan samoja sekä haja-asutusalueen että Penttilänrannan vastaavilla talouksilla. Haja-asutusalueen perheellä on kaksi autoa (keskikokoinen ja pieni), joilla aikuiset menevät erikseen työpaikoilleen. Penttilänrannan perheellä on yksi auto (keskikokoinen), jota käytetään mahdollisen mökkimatkaan ja 20 km:n päässä olevaan kauppa- tai harrastusmatkaan. Haja-asutusalueen eläkeläispariskunnalla on yksi keskikokoinen auto, jota käytetään keskimäärin neljä kertaa viikossa ajamiseen keskimäärin 20 km:n päässä olevaan kohteeseen. Penttilänrannan eläkeläispariskunnalla on yksi pieni auto. Julkisia kulkuneuvoja käytetään keskimäärin 2 km per viikko ja taksia keskimäärin 1 km per viikko. Autoa käytetään 15:a mökkimatkaan per vuosi. Mökittömässä vaihtoehdossa eläkeläispariskunnalla ei ole yksityisautoa. Laskenta tehdään kahden parametrin suhteen: raha ja hiilijalanjälki. Asuntojen hankinnan ja käytön suhteen otetaan huomioon seuraavat asiat: Rakentaminen ja kunnossapito Lämpöenergian tarve Laitesähkö Jätehuolto Päivittäinen liikkuminen ja aikasäästöt Työmatkat ja aikasäästöt Lisäksi tehdään sanallinen tarkastelu seuraavista asioista: Palvelujen saatavuus (kaupat, ravintolat, liikunta, kulttuuri, luonto, terveys, siivous- ja huolto, koulutus, kirkko) Yhteisöllisyys Yksityisyys Muuntojousto Sisäilmasto Riskit Esteettisyys Esteettömyys 3. Edullisuuden analysointi 3.1 Edullisuuskriteerit ja energiatehokkuusperiaatteet Edullisuudella tarkoitetaan arvojen ja kustannusten suhdetta tai vaihtoehtoisesti hyötyjen ja kustannusten suhdetta. 6

7 Kuvassa 1 on kartoitettu taloudellisesti kestävän asuinalueen kriteerit sekä vaikuttavuus- ja seurantatekijät. Jaottelua voidaan soveltaa mm. uudis-, kiinteistökehitys- ja aluekehitysinvestointien ohjauksessa. Sijainnin, arkkitehtuurin ja teknologian valinnassa otetaan huomioon taloudelliset, sosiaaliset ja ympäristölliset näkökulmat. TALOUDELLINEN NÄKÖKULMA SOSIAALINEN NÄKÖKULMA VTT RAKENNUS- JA YHDYSKUNTATEKNIIKKA YMPÄRISTÖ- NÄKÖKULMA Korkeat jälleenmyyntiarvot SIJAINTI SAAVUTETTAVUUS KULTTUURIARVOT ARKKITEHTUURI EST EETTISYYS SOPIMUSEHDOT KUMPPANUUDET ALUEELLISESTI VIHERRYS, MELU, LIIKENNEREITIT, PALVELU- JEN LÄHEISYYS KIINTEISTÖJ EN YHTEISKÄYTT Ö, MUUNT O- JOUSTO, JÄTEHUOLTO ASUNTOJEN SISÄILMASTO,TURVALLI- SUUS, PALVELEVUUS SÄHKÖENERGIA- - TEHOKKUUS LÄMPÖENERGIA- TEHOKKUUS ENERGIAN TUOTANTO - UUSIUTUVAN OSUUS RAKENTEELLINEN KESTÄVY YS JA KIERRÄTETTÄVYYS Kiitettävä toimivuus TALOUDELLISESTI KESTÄVÄ ASUINALUE TOIMIVUUS JA ARVOT INVEST OINTIKUSTANNUS TILAKUSTANNUS VUOKRAT - PÄÄOMAVASTIKE - YLLÄPITO VASTIKE JÄÄNNÖSARVOT KANNATTAVUUS - TUOTT OASTE ET -TAKAISNMAKSUAJAT RISKIT KORJAUSVELKA VAIKUTTAVUUS JA OHJAUS INFRATEHOKKUUS ASUNTOJEN TÄYTTÖASTE ASUKASTYYTYVÄISYYS YHTEISÖLLISYYS KULUTUKSET PRIMÄÄRIENERGIA HIILIJALANJÄLKI KAATOPAIKKAJÄTTEET Alhaiset elinkaarikustannukset ja ympäristökuormat Copyright VTT Kuva 1. Taloudellisesti kestävän kiinteistön/asuinalueen toimivuus ja arvot sekä niiden vaikuttavuus. Toimijakohtaisesti reunaehtoja muodostavat sijoittajan kannalta toimivuus ja arvot yleisesti investointikustannus jälleenmyyntiarvo tuottoaste ja riskitaso urakoinnin kannalta kysyntä ja markkinahinta alueella hallittavuus ja riittävät tuottoasteet käyttäjän kannalta asuntojen toimivuus alueen turvallisuus ja esteettisyys alueen ja lähiympäristön palvelut alueen viihtyisyys kohtuulliset tilakustannukset ja 7

8 tyytyväisyys Välillisesti positiivisia vaikutuksia on ns. ekotalo-leimautumisella. Vuokratalojen osalta pääomaja ylläpitovuokran erittely motivoi energiatehokkaisiin investointeihin, kunhan kokonaisvuokra ei kohoa. Energiatehokkuuden perustoina ovat tavanomainen pientalorakentaminen vuodesta 2010, matalaenergia- tai passiivirakennus. Tavanomainen pientalorakentaminen on jo varsin lähellä teknistaloudellisesti optimaalista matalaenergiarakentamista vuodesta 2010 lähtien, joten etenkin investointikustannusten osalta erot ovat hyvin pienet. Määräysten ennakoidaan edelleen tiukentuvan siten, että ne täyttävät matalaenergiarakentamisen vaatimukset vuoden 2012 tilanteessa. Matalaenergiatalossa on mahdollista saavuttaa alhainen energiankulutus hyvin eristetyn vaipan, tiiveyden sekä kevennetyn hyvällä hyötysuhteella toimivan talotekniikan keinoin. Samalla mahdollistetaan elinkaarikustannusten merkittävä aleneminen ja kiinteistön arvonnousu. Matalaenergiarakennuksen tilojen lämmityksen edellyttämä tavanomainen kulutustaso Joensuun korkeusasteella on tällöin kwh/brm 2 /v (bruttoala, mihin ei sisällytetä lämmittämättömiä tiloja). Passiivitalon toteutus perustuu sertifioituun ja systemaattiseen kokonaisuuteen, joka kattaa tekniset vaatimukset, toteutuksen laadun ja toimivuuden varmistuksen sekä huollon ja käytön opastuksen. Passiivitalon perusvaatimuksia ovat /RIL ja - tilojen lämmitysenergian kulutustaso on rajattu sijainnista riippuen kwh/br-m 2 /v - primäärienergiatarve kwh/m 2 /v - lämmityksen tehontarve W/m 2 - rakennusvaipan ilmanvuotoluku n50 enintään 0,6 l/h Lisäksi käyttäjäsähkön kulutusta hillitään mm. valaistus- ja kodinkoneratkaisuin. Valaistuksen ja laitteiden käyttöön annetaan riittävä opastus. Ostoenergiaan, primäärienergiaan ja hiilijalanjälkeen vaikutetaan monissa tapauksissa maalämmön, aurinkosähkön tmv. keinoin. Tällöin tiukka primäärienergiavaatimus ohjaa energiantuotannon valintaa, energiatehokkuusvaatimus suunnittelua ja tiiveysvaatimus laadunhallintaa. Energiatehokkuuden osalta on samanaikaisesti kyse kokonaisuuden hallinnasta, mikä alueellisesti hallitummin toteutettavissa kuin yksittäisten pientalojen ja pientaloryppäiden suhteen (kuva 2). Passiivitalon osalta lisäksi systemaattinen käyttäjäopastus voi hiukan pienentää kotitaloussähkön kulutusta. 8

9 ENERGIATEHOKKAAN ASUINTALON RAKENNUTTAMINEN Ratkaisulähtöinen investointiprosessi Toteutusratkaisujen periaatteet Tavoitteellinen huolto- ja käyttö Arkkitehtuuri Rakennetekniikka Talotekniikka Hankevalmistelu (Energiatehokkuus- sekä muiden olennaisten tavoitteiden asettaminen) ja toteutustavan määritys Osapuolten kesken varhain verkottunut ja vuorovaikutteinen kokonaissuunnittelu Kestävien hankintojen (rakennetekniikka, talotekniikka) valmistelu ja toteutus Vuorovaikutteinen, laatu- ja toimivuusvarmistettu rakentaminen Huoltokirjan laadinta Integrointi alueellisiin tavoitteisiin (kaavoitus, asiakkuuden- ja salkunhallinta) Rakennuksen sijainti, asemointi ja laajennettavuus Riittävä käyttöikä Esteettinen kulttuuriarvoihin sovitettu julkisivu riittävin suojauksin ja luonnonvaloa hyödyntäen Vaipan massiivisuus Päämateriaalivalinnat/ materiaalitehokkuus Kestävät runkorakenteet ja pitkät jännevälit Vaipan hyvä eristystaso; paksuuden hallinta eristevalinnoin Ikkunat parasta kilpailutettavaa laatua Erinomainen tiiveys Materiaalitehokkuus Rakennusfysikaalinen toimivuus Rakenteellinen kestävyys, puhdistettavuus, korjattavuus ja kierrätettävyys Ympäristömerkit ja Päästöluokitukset Aurinkosuojaukset Uusiutuvan energian iso osuus Tarvelähtöinen (integroitu) muuntojoustava ja kierrätettävä talotekniikka; tehokas LTO Ylimitoitusten ja siirtohäviöiden minimointi Ulkoilma- ja vapaajäähdytyksen mahdollisuuksien varmistus Energiatehokkaat pumput ja sähkölaitteet Muunneltavat sähkötekniset asennusreitit Energiatehokas valaistus Tarpeetonta kulutusta estävä vesijärjestelmä Ylläpitopalvelujen kestävät kriteerit kattavat hankinnat, ennakoivan kunnossapidon käynnistys Luovutustarkastus ml. olosuhteiden todentamisen Talotekniikan säätöjen varmistaminen ja tarvelähtöisen käytön tukeminen Käyttäjäopastus Rakennuttajapalaute Käyttäjätyytyväisyyden seuranta (2 v) ja käyttäjätuki Pitkä käytettävyys, vähäinen vaurioitumisriski Vaatimustenmukaiset sisäolosuhteet Optimaalinen energiatehokkuus Alhainen primäärienergia, pieni hiilijalanjälki kohtuullinen investointikustannus - alhaisemmat tilakustannukset - korkeammat markkina-arvot - paremmat käyttöarvot Kuva 2. Energiatehokkaan asuinkerrostalon rakennuttamiskriteerit. 3.2 Elinkaarikustannusten laskenta Edullisuusmalli (taulukko 2; sovelluspohja liitteessä 1) perustuu ISO standardiin (Life Cycle Costs), sen EU tasoisiin sovellusohjeisiin samoin kuin kansallisiin laskentaohjeisiin: Talotekniikan elinkaarikustannukset Sen avulla voidaan päätöksentekoa ohjata kohti elinkaariedullisempien kokonaisratkaisujen suunnittelua ja valintaa. Laskelmaa tarkennetaan investoinnin edistymisen myötä (tarveselvitysvaihe, suunnitteluvaihe, toteutusvaihe, ylläpito-/käyttövaihe). Malli mahdollistaa myös karkean tason ekotehokkuusvertailun. Vuosikustannuslaskelmissa lähtökohtana on ns. normivuosi, missä otettu huomioon reaalinen kustannustason nousu laskentajakson puoliväliin. Elinkaarikustannukset ja tuotot kootaan nykyarvoksi eli nykyisen hintatason mukaisiksi kokonaiskustannuksiksi (Present value, P) ja/tai vuosikustannuksiksi eli ns. kassavirroiksi (Annual cost, A). Tällöin nykyarvon mukaiset kustannukset voidaan muuntaa vuosikustannuksiksi seuraavalla kaavalla t i(1 i) A P t (1 i) 1 missä t on laskentajakso vuosina ja i laskentakorkokanta. 9

10 Elinkaaritaloudellisuus (Life-Cycle Economy, LCE) lasketaan elinkaaritulon (Life-Cycle Income, LCI) ja elinkaarikustannuksen erotuksena tai suoraan elinkaarikustannusten säästönä LCE = LCI - LCC tai LCE = LCCero Jos kiinteistön jälleenmyyntiarvo (Resale Value, RV) mahdollisena myyntihetkenä tai elinkaaren päättyessä otetaan huomioon (esim. teknisen jälleenhankinta-arvon ja mahdollisen tilapalveluarvon pohjalta), elinkaarituotto (Life Cycle Profit, LCP) on elinkaaritaloudellisuuden ja jälleenmyyntiarvo(ero)n summa LCP = LCE + RV Tuottolaskelman avulla voidaan määrittää tuottoaste ((Profit rate = (LCI-LCC)/RV)) ja takaisinmaksuaika ((Payback time = (LCI - LCC)/Inv)). Hankintakustannus. Kiinteistön, tilojen ja tuotteiden hankinnasta aiheutuvat tarpeellisin osin eritellyt kustannukset, mitkä poistetaan valitun elinkaaren aikana. Määritetään viitetiedon, yleisen kustannustiedon tai kyselyjen/tarjouspyynnön perusteella. Hankintakustannuksen poistoajaksi valitaan yleensä vuotta. Tällöin vuosikustannus on laskettavissa jakamalla hankintakustannus poistoajalla. Uusimis-/kehityskustannus kattaa järjestelmän tai tuotteen elinkaaren aikaisesta osittaisesta tai täysin uusimisesta aiheutuvat kustannukset. Kehityskustannuksella katetaan toimivuutta huomattavasti parantavat toimet. Rahoituskustannus.. Rahoitusaikaan, -asteeseen ja reaalikorkoon perustuva todellinen korkokustannus. Huoltokustannus. Kiinteistön huoltokustannus määritetään yhteisesti hyväksyttyjen tunnuslukujen (eur/brm 2 ) ja huoltokirjan/-kirjojen perusteella. Huoltokustannusten arvioimiseen vaikuttaa huomattavasti laitteiden käyttöympäristö ja kunnossapidon taso, huollon laatutaso sekä huoltoyhtiön veloitusperiaatteet ja toimintatavat. Kunnossapitokustannusten nykyarvo määritetään yhteisesti hyväksyttyjen tunnuslukujen (eur/brm 2 ) tai kunnossapitojaksojen ja nykyhintaisten kunnossapitotoimien pohjalta; apuvälineenä esim. KH /LVI (Kiinteistön tekniset käyttöiät ja kunnossapitojaksot; Rakennustieto 2008). Kunnossapitokustannuksiin on perusteltua sisällyttää ennakoimattomista vaurioista aiheutuva riski, mikä esimerkiksi 20 vuoden laskentajaksolla on yleensä %:n lisäkustannus suhteessa ohjelmoituun kunnossapitoon. Lämpöenergiakustannus. Tilojen ja käyttöveden lämmityksestä aiheutuva kustannus. Määritetään energialaskennan tai viitetiedon (esim. Granlund Oy:n KulutusRyhti, KTI:n KustannusFM) pohjalta. Laskelmassa pyritään ennakoimaan reaalinen kustannustason nousu (hyödyntäen esim. taulukkoa 1) Sähköenergiakustannus Kiinteistö- ja käyttäjäsähköstä aiheutuva kustannus ml. jäähdytys. Käyttäjäsähkön maksaa yleensä käyttäjä. Määritetään energialaskennan tai viitetiedon pohjalta (esim. KTI:n KustannusFM). Laskelmassa pyritään ennakoimaan reaalinen kustannustason nousu (2 % ja 4 %). Riskikustannus. Ennakoimattomista vaurioista aiheutuvat kustannukset. Reaalinen suuruus pyritään ennakoimaan kunnossapitokustannuksina ja rajaamaan kohtuullisiksi vakuutuksen keinoin. Ympäristökustannus. Maanpuhdistus-, purku-, jätehuolto-, kierrätys- ymv. kustannus. Edullisuusmallia sovelletaan alue-, kiinteistö- ja asukastasoisesti yhdistettynä ja erikseen. Asukaskustannukset kohdistetaan ns. perusperhettä (2+2) ja verrannollisesti (eläkeläis)paria kohti. Aluerakennusinvestointien osalta voidaan tarkastella esimerkiksi kahta optimaalista vaihtoehtoa (Matalaenergiarakentaminen ja Passiivitalot) investointibudjetin kireyden ja energiatehokkuuden muodostaessa tyypillisesti kriittisimmät päätöksentekopuitteet. Laskentajaksoiksi voidaan valita esim. 20 vuotta (taloudellinen aikaväli; mm. laina-aika) 10

11 40 vuotta (peruskorjausväli) Rakennusteknisten ratkaisujen rinnalla analysoidaan ainakin seuraavia vaikutuksia liikkumisen aiheuttamat kustannukset jätehuollon ja kierrätyksen keskitetyn ratkaisun (mahdollisesti erillinen palveluyhtiö) tuomat edut mm. kuljetusten osalta Energiamaksujen lähtökohtaisena reaalinousuna käytetään laskelmissa 4 %/v, mikä sekä vastaa kansainvälisiä ennusteita, että varmistaa osaltaan energialaitos investointien pitkäjänteisen rahoituksen. Taulukko 1. Energiakustannusten laskennalliset korjauskertoimet lähtökohtaisesta vuosikustannuksesta (erosta) laskentajakson mukaiseksi summeeratuksi nykyarvoksi. Laskentajakso 20 v 40 v 20 v 40 v Reaalinousu 2 % 2 % 4 % 4 % Korjauskerroin Energiamaksut (sis. ALV 22 %) tapaustutkimuksessa perustuvat soveltuvin osin Joensuun Voimalaitoksen tariffeihin: Sähkön energiamaksu 80 euroa/mwh Kaukolämmön energiamaksu 50 euroa/mwh Pientalolämmityksen keskimääräinen painotettu energiamaksu 55 euroa/mwh siten, että perustana on sähkölämmitys ja 25 % energiatarpeesta katetaan takkalämmityksellä. Yksittäisissä taloissa voidaan hyödyntää myös muita ratkaisuja, mm, maalämpö, lämpöpumput, aurinkosähkö, jolloin investointi- ja energiakustannusten määrät ja suhteet vaihtelevat merkittävästikin. 3.3 Ympäristövaikutusten laskenta Hiilijalanjälkilaskelmat on toteutettu lämmön- ja sähkönkulutuksen sekä liikennöinnin suhteen. Kolmatta isoa kulutuserää eli ravintoa ei tarkastella, vaikkakin pientaloalueilla harjoitetaan yleisesti ns. ekoviljelyä. Hiilijalanjälki on riippuvainen sähkölämmityksen, puun käytön ja uusiutuvien lämmitysmuotojen osuudesta pientalorakentamisessa sekä biovoima- yms. pienipäästöisen energiantuotannon osuudesta kerrostalotuotannossa samoin kuin päästökertoimien kehittymisestä kaukolämmityksessä ja sähkötuotannossa. Asuinrakennusten lämpö- ja sähköenergian yhteistuotannosta vastaa pääosin Joensuun Voimalaitos. Sen peruslämmönlähteenä on lähes 50 prosenttisesti puu. Tämän lisäksi kierrätyspolttoaineet ja biokaasun hyödyntäminen merkitsevät uusiutuvan energian suhteellisen korkeaa osuutta. Energiantuotannon päästökertoimina on käytetty: Kaukolämpö 180 kg CO2/MWh (Fortum Joensuun Voimalaitos, 2008) Sähkö 240 kg CO2/MWh (Suomen keskiarvo 2005 (hyödynjakomenetelmä) Penttilänrannan alueelle soveltuu hyvin biovoimalaitos. Jäteveden lämmön hyödyntäminen on myös mahdollista, koska jätevedenpuhdistamo (kapasiteetti m 3 vettä vastaten henkilön tarpeita) sijaitsee aivan lähellä. Se polttaa syntyvän kaasun ja tuottaa sähköä omaan tarpeeseen.. 11

12 Kiinteistökohtaisen lämpöpumppuratkaisussa, jossa alueelle johdetaan puhdistetun jäteveden lämpöenergiaa erillistä matalalämpötilaverkkoa pitkin, arvioitiin, että CO2-ekvivalentti päästöt ovat suuruusluokkaa 80 kgco2-ekv/mwh 2. Haja-asutusalueen lämpöenergian osalta käytetään keskimääräistä päästökerrointa 180 kg CO2/MWh siten, että peruslämmönlähteenä on sähkölämmitys ja lisäksi hyödynnetään takkaa sekä joissain kohteissa maa- aurinko- ja tuulienergiaa. 4. Tarkasteltavien vaihtoehtojen elinkaariedullisuus Penttilänrannan julkisten ja yksityisten kaikkien investointien arvoksi on ennakoitu noin 400 milj. euroa seuraavien 25 vuoden aikana. Maaperän kunnostus Penttilänrannan alueella maksaa noin 21 milj. euroa, mikä vastaavasti tuloutetaan kaupungille tonttikauppojen yhteydessä ja on seuraavissa laskelmissa sisällytetty rakennuttamisen ja aluetöiden kokonaisuuteen. Penttilänrannan asuinrakennukset voidaan suunnitella kokonaisuutena noudattaen matalaenergiarakentamisen tai vaihtoehtoisesti passiivienergiarakentamisen periaatteita. Vertailukohtana käytetään nykyistä kaupunkirakennetta ja hajautumista haja-alueille pientaloihin (omakotitalot, paritalot, rivitalot). Vertailuinvestointikustannus ilman erityisiä energiatehokkuustavoitteita asukasta kohti on suunnilleen sama ( euroa/asukas). Pinta-alat on säädetty siten, että suurin piirtein samalla hinnalla saa ostettua joko tilavamman pientalon haja-asutusalueelta tai asunnon matalaenergiatalosta Penttilänrannassa. Hankintahintojen viitetasona tässä selvityksessä on käytetty toteutuneita kauppahintoja Joensuun keskustassa ja haja-asutusalueilla sekä tarkisteena Talonrakennuksen kustannustieto -kirjassa esitettyjä hintatietoja Joensuun osalta. Vertailuhinnat sisältävät tonttikustannukset siten, että vertailukelpoinen tonttiosuus haja-asutusalueella on laskennallisesti samanarvoinen kuin tontin hintaosuus kaupunkiasunnossa sitä asunnon ostajan näkökulmasta erittelemättä. Haja-asutusvaihtoehdossa on otettu huomioon vesiosuuskuntiin liittyminen ( euroa/osuuskunta). Pientalot toteutetaan vähintään autokatoksella sisältäen myös leveämmällä ovella varustetun ns. monitoimitilan, mihin on mahdollista sijoittaa myös auto tarvittaessa (paikoituksen kustannus yhteensä euroa/asunto). Asuntojen laskennalliset huoneistoalat ja asukasmäärät: - pariasunto 120 huoneistoneliötä haja-asutusalueella tai 75 huon-m2 Penttilänrannassa - (500 asuntoa, joissa keskimäärin 2 asukasta = pariasunnot) - perheasunto huoneistoneliötä haja-asutusalueella tai 95 huon-m2 Penttilänrannassa - (500 asuntoa, joissa keskimäärin 4 asukasta = perheasunnot) Yhteen laskien pinta-alat ovat suuruusluokaltaan 2 Kiinteistökohtaisen lämpöpumppuratkaisun, jossa alueelle johdetaan puhdistetun jäteveden lämpöenergiaa erillistä matalalämpötilaverkkoa pitkin, CO2-ekvivalentti päästöt ovat arvion mukaan 61 kgco2-ekv/mwh, mikäli käytössä on 40/33C-lämpötilatasoinen kiinteistöjen sisäinen lämmönjakojärjestelmä, ja 77 kgco2-ekv/mwh, mikäli käytetään 50/35C-lämpötilatasoista kiinteistöjen sisäistä lämmönjakojärjestelmää. Em. lukujen laskennassa oletuksena on Suomen keskimääräisen verkkosähkön päästökerroin 200 kgco2-ekv/mwh. Lähde: Markus Hirvonen, Uudisrakennusalueen lämmitysratkaisujen valinta tulevaisuuden haasteet ja niihin vastaaminen. Diplomityö. LUT

13 - kerrostalot huoneistoneliötä ja bruttoneliötä - pientalot huoneistoneliötä ja bruttoneliötä Taulukkoon 2 on koottu suuruusluokkatasoltaan realistiset edullisuusarviot. Rakennusinvestointeihin on sisällytetty Penttilänrannan osalta rakennusteknisesti suhteellisen kestävät ratkaisut, muuntojoustovaraukset sekä riittävä määrä kierrätysjakeita, Energian liittymismaksut on sisällytetty hankintakustannuksiin (rakennuttaminen). Esitetyt energiankulutukset ovat bruttolukuja, jolloin yksittäisten rakennusten ostoenergiantarve voi olla huomattavasti pienempi johtuen mm. lämpöpumpuista, tuulivoiman hyödyntämisestä, säännöllisestä takan käytöstä ja mahdollisista aurinkopaneeleista. 13

14 Taulukko 2. Asuntojen investoinnit ja ylläpito; nykyarvot 20 vuoden laskentajaksolla.. Kerrostalot: huon-m 2 / br-m 2 Pientalot: huon-m 2 / br-m 2 Asukasmäärä: Asuntomäärä: Laskentajakso: 20 v Kustannustaso: 1/2010 Tilojen lämmitys kwh/br-m 2 /v Käyttöveden lämmitys kwh/br-m 2 /v Sähköenergian kulutustaso kwh/br-m 2 /v Pientalot Nykytaso Pientalot Matalaenergia Penttilänranta Matalaenergiatalot Penttilänranta Passiivitalot KULUTUKSET MWh/a Lämpöenergia (tilojen lämmitys) Lämpöenergia (käyttövesi) Sähköenergia RAKENNUSINVESTOINNIT milj Rakennuttaminen ja aluetyöt yhteensä Rakentaminen keskimäärin Rakennustekniset työt Talotekniset työt Muut työt RAHOITUSKUSTANNUS milj ENERGIAKUSTANNUKSET milj. 48,0 41,5 23,5 17,5 Lämpöenergia (tilat) 22,0 15,5 9,0 4,5 Lämpöenergia (käyttövesi) 8,0 8,0 4,5 4,5 Sähköenergia 18,0 18,0 10,0 8,5 YLLÄPITOKUSTANNUKSET milj Huolto- ja kunnossapitokustannus Vesimaksut ELINKAARIKUSTANNUS milj Kaatopaikkajätteen määrä on arvioitu Suomen Kiinteistöliiton tilastojen perusteella. Arviossa on otettu huomioon matala- ja passiivienergiataloille ominaisen integroidun talotekniikan huollon ja kunnossapidon yhteydessä syntyvän jätteen vähäisyys verrattuna perinteisiin ratkaisuihin. Alueellisten investointien (taulukko 3) alustavat arviot perustuvat Penttilänrannan hankesuunnitelmaan. Verrannolliset investoinnit pientalorakentamisen osalta perustuvat asiantuntijanäkemykseen (viitteenä toteutuneet pientaloalueet). Tällöin pyritään mahdollisimman 14

15 kattavasti hyödyntämään olemassa olevia yhdyskuntarakenteita ja palvelutilatarjontaa, jolloin palvelujen laatu jäänee joillain alueilla hieman alhaisemmaksi kuin Penttilänrannassa. Aluerakenteet kattavat mm. puistot, aukiot, venesataman ja sillat. Penttilänrannan liikenteen järjestelyissä pääpaino on kevyen liikenteen yhteyksillä ja tonttikaduissa. Haja-asutusalueilla pääpaino on tiestössä että julkisen liikenteen uusjärjestelyissä. Kunnallinen palvelurakentaminen kattaa Penttilänrannan osalta Monitoimitalon. Energiahuoltoratkaisujen ollessa vielä auki sekä haja-asutusalueiden että Penttilänrannan osalta ja muiden ratkaisujen mahdollisten haja-asutusalueiden osalta ei yhdyskuntataloudellista edullisuusvertailua ole muutoin perusteltua tehdä kuin todeta, että haja-asutusvaihtoehto tulee yhdyskuntatalouden suhteen huomattavasti (25 35 %) kalliimmaksi kuin Penttilänrannan ekoalueelle keskittäminen. Yhteensä alueellisten investointien arvo on suuruusluokkaa 50 milj. euroa Penttilänrannassa. Taulukko 3 Alueelliset investoinnit milj. euroa. INVESTOINTIKOHTEET (1000 asuntoa) Pientalot milj Penttilänranta milj Aluerakenteet Jätehuolto 3 5 1,5 3 Vesihuolto Liikenneyhteydet Kunnalliset palvelurakennukset Yhteensä milj. euroa (ilman energiahuoltoa) Lisäksi alueellisia kustannuksia aiheutuu opetus- ja sosiaali- ja terveysalan palveluista hajaasutusalueella sekä pidemmistä jätehuoltomatkoista, mitkä yhteenlaskettuna merkitsevät suuruusluokaltaan 0,5 miljoonan vuotuista lisämenoa suhteessa Penttilänrantaan. Asukaskustannukset perustuvat seuraaviin lähtötietoihin. Mökin hankintakustannus on 900 euroa/m2 pienellä perustontilla. Kalliimpi tontti on pysyvää kiinteistöpääomaa, mikä sekä voi tuottaa maa- ja metsätaloustuloja että on sitä korkeammalla hinnalla myytävissä, mitä arvokkaampi se on ostettaessa. Mökissä ylläpidetään yleensä asteen peruslämpötilaa. Mökkitontin puut muodostavat merkittävän lämmönlähteen siten, että kokonaissähkönkulutus on suuruusluokkaa kwh/m2/v. Yhteenlasketut mökkikustannukset on laskettu sillä oletuksella, että puolet Penttilänrannan kotitalouksista hankkii kesämökin ilman erillistä rahoitustarvetta. Joensuun alueella ns. mummonmökit ja sukulaisvierailut yms. mahdollistavat lisäksi useimmille siitä kiinnostuneille tarpeenmukaisen mökillä olemisen, minkä kustannusvaikutuksia on mahdotonta arvioida. Liikennekustannukset (taulukko 4) perustuvat seuraaviin lähtötietoihin auton käyttö ottaen huomioon autojen energialuokituksen (Motiva), auton käytön kokonaiskustannukset (hankinta, rahoitus, vakuutukset, huollot, polttoaineet yms.) sekä auton ekotehokkuuden paranemisen 15

16 270 euroa/1000 km (pieni auto, bensiini; A energialuokka: päästöt kg/1000 kmco2) 340 euroa/1000 km (iso perheauto, diesel; C energialuokka: päästöt kgco2/1000 km) julkinen linja-autoliikenne 200 euroa/1000 km; päästöt matkustajaa ja kilometriä kohti 10 kg/1000 km Haja-asutusalueen perheen oletettu liikkumistarve 2 on seuraava: Molemmat aikuiset käyvät arkipäivisin töissä keskimäärin 15 kilometrin päässä Lisäksi perheellä on tarve liikkua yhteensä 3 kertaa viikossa keskimäärin 20 km:n päähän (kauppamatkat, harrastukset). Perheellä on kaksi autoa, joilla aikuiset menevät erikseen työpaikoilleen. Lapset kuljetetaan lastentarhaan työmatkan yhteydessä 6 vuoden ajan ja koulukuljetuksella kouluun 12 vuoden ajan. Peruskoulun ala-aste on kyläkoulussa. Loput kaksi vuotta nuori kulkee puolet matkoista toisen vanhemman kyydissä ja puolet matkoista julkisen liikenteen avulla. Penttilänrannan perheen oletettu liikkumistarve 2 on seuraava: Molemmat aikuiset käyvät töissä (toinen jalkaisin/pyörällä 500 m:n ja toinen autolla ja pyörällä 5 km:n päässä). Perhe käy kesämökillä 12 kertaa vuodessa. Lisäksi perheellä on tarpeita liikkua kävelymatkan päässä oleviin kauppoihin ja harrastuksiin useita kertoja viikossa. Lisäksi perheellä on tarve liikkua keskimäärin kerran viikossa 10 km:n päähän. Perheellä on yksi auto (keskikokoinen), jota käytetään mökkimatkoihin ja 10 km:n päässä olevaan kauppa- tai harrastusmatkaan. Penttilänrannan pariskunnalla on yksi pieni auto. Julkisia kulkuneuvoja käytetään keskimäärin 2 km per viikko ja taksia keskimäärin 1 km per viikko. Autoa käytetään 12:en mökkimatkaan per vuosi. Mökittömässä vaihtoehdossa eläkeläispariskunnalla ei ole yksityisautoa. Haja-asutusalueen (eläkeläis)pariskunnalla on yksi keskikokoinen auto, jota käytetään keskimäärin neljä kertaa viikossa ajamiseen keskimäärin 20 km:n päässä olevaan kohteeseen. 1 Joensuun seudun liikennejärjestelmäsuunnitelman asukaskyselyn mukaan keskimäärin 37 % matkoista muodostuu kauppa-, asiointi-, harrastus- ja kyläilymatkoista. Haja-asutusaleilla 70 % tapahtuu henkilöautolla ja keskustassa 44 % matkoista tapahtuu henkilöautolla. 16

17 Auton käyttötarpeet on normeerattu vertailukelpoisiksi vapaa-ajan matkatottumuksia muutoin rajaamatta: Haja-asutusalue Penttilänranta Perhe - työmatkat 400 x 15 km x 2 = km 100 x 5 km x 2 = km - muu autonkäyttö 150 x 20 km x 2 = km 12 x 50 km x x 10 km x 2 = km Pari - muu autonkäyttö 200 x 20 km x 2 = km 12 x 50 km x 2 = km (jos mökki) Julkisten kulkuvälineiden käyttö yhteensä km/asuntokunta/vuosi haja-asutusalueella km/asuntokunta/vuosi Penttilänrannassa Taulukko 4. Liikennekustannukset haja-asutus- ja Penttilänrantavaihtoehdoissa. Euroa/km Pientalo Pientalo Penttilä Penttilä KgCO2/ Pientalo Penttilä Kustannustaso: 1/2010 km euroa km euroa km kgco2 kgco2 Perhe Työmatkaliikenne autolla (iso) 0, , Työmatkaliikenne autolla (pieni) 0, , Muu auton käyttö (iso) 0, , Muu autonkäyttö (pieni) 0, , Julkinen liikenne/asukas , Yhteensä Pari Työmatkaliikenne autolla 0, , Muu auton käyttö 0, , Julkinen liikenne , Yhteensä Taulukoihin 5 ja 6 on koottu keskimääräiset kustannukset kokonaisuudessaan. Liikenteen osalta tarkastelu on rajattu 20 vuoteen. Energiakustannusten osalta on ennakoitu 4 %:n reaalinen vuotuinen kustannustason nousu. Taulukossa 6 laskentajaksona on 20 vuotta ja taulukossa 7 40 vuotta siten, että ylläpitovastike ei kata ennen esim. putkiremonttiin kytkeytyvää perusteellista korjausrakentamista (peruskorjausväli 40 vuotta). 17

18 Taulukko 5. Asuntoinvestointien nykyarvo milj. euroa yhteensä 20 vuoden aikavälillä. Elinkaarikustannus milj. euroa/20v Hiilijalanjälki tn/v Pientalot Perinteinen Pientalot Matalaenergia Penttilänranta Matalaenergia Penttilänranta Passiivitalot Asuminen A Hankintakustannus Rahoituskustannus Ylläpitovastike Tilojen lämmitys Käyttöveden lämmitys Sähköenergia Liikkuminen L Oma auto Julkinen liikenne Mökki M Hankintakustannus Ylläpitokustannus Energiakustannus Liikkuminen Alueinvestoinnit I Nykyarvo A+L Nykyarvo A+L+M Nykyarvo A+L+M+I Hiilijalanjälki tnco2/v Asuminen Liikenne Mökki Asumisen hiilijalanjälki tn/v, jos biovoimal

19 Taulukko 6. Asuntoinvestointien nykyarvo milj. euroa yhteensä 40 vuoden aikavälillä. Elinkaarikustannus milj. euroa/40 v Hiilijalanjälki tn/v Pientalot Perinteinen Pientalot Matalaenergia Penttilänranta Passiivitalot Penttilänranta Passiivitalot Asuminen Hankintakustannus Rahoituskustannus Ylläpitovastike Lämpöenergia Sähköenergia Hiilijalanjälki tn/v Hiilijalanjälki tn/v, jos biovoimalaitos Energiamaksun reaalihinnan nousulla on huomattava merkitys pitkällä aikavälillä. Mikäli reaalinousuksi olisi valittu 2 %/v, muodostuisi asumisen kokonaiskustannuksiksi 40 vuodessa Pientalot (Perinteinen) 430 milj. euroa Pientalot (Matalaenergia) 419 milj. euroa Penttilänranta (Matalaenergiatalot) 377 milj. euroa Penttilänranta (Passiivitalot) 375 milj. euroa Elikkä arvioitua pienempi energiamaksujen nousu ei muuttaisi edullisuusjärjestystä, mutta pienentäisi kokonaiskustannuseroja. Kaikissa tapauksissa Penttilänrantaan rakentaminen säilyy edullisempana kuin hajasijoittautunut pientalorakentaminen. Hiilijalanjälki 40 vuoden ajalta alenisi tasolta tn/v (Pientalot, perinteinen) tasolle tn/v (Penttilänranta Passiivitalot). Jos lisäksi sähköntuotannossa hyödynnetään bioenergiaa suunnitellulla tavalla, olisi kokonaisero suurimmillaan suuruusluokkaa tn/v. Taulukoissa 7 ja 8 on esitetty asuntokohtaiset kustannukset seuraavin oletuksin pääomakustannus kuoletetaan 40 vuodessa, mikä laskennallinen peruskorjausväli ja myös kirjanpidollinen keskimääräinen poistoaika rahoituskustannusten osalta on käytetty 75 %:n rahoitusastetta ja 4 %:n vuotuista reaalikorkoa vesimaksut 1,48 euroa/kuutio vedenkäytöllä (Lähde: Joensuun Vesi) 220 kuutio/v (perhe) 130 kuutiota/v (pari) vuotuiset keskimääräiset ylläpito- ja energiakustannukset on laskettu jakamalla taulukon 7 nykyarvot jakson pituudella 19

20 Taulukko 7. Asuntoinvestoinneista johtuva vuosikustannus (euroa/asunto/v) keskimäärin 20 vuoden laskentajaksolla yleisellä hintatasolla 2010 (perheasunto). Perheasunto euroa/asunto/v Energia (L + S) kwh/a Hankintahinta esim. - yhteensä euroa - euroa/huon-m2 Pientalot Perinteinen Pientalot Matalaenergia Penttilänranta Matalaenergia Penttilänranta Passiivi Asuminen A Pääomavastike Rahoitusvastike Ylläpitovastike Vesimaksut Lämpöenergia Sähköenergia Liikenne L Oma auto Julkinen liikenne Yhteensä A + L Mökki M Hankinta Energia Ylläpito Liikenne Yhteensä A + L + M Hiilijalanjälki kgco2/v Asuminen (ka.) Matkustus Mökki Suhteellinen edullisuus Hankintakustannus Elinkaarikustannus A Elinkaarikustannus A+L Energiakustannus Jälleenmyyntiarvo Hiilijalanjälki 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,02 0,98 0,99 0,70 1,02 1,05 0,87 1,00 0,88 0,68 0,42 1,02 1,10 0,53 1,04 0,86 0,67 0,28 1,05 1,20 0,42 20