Liikuntapaikkojen elinkaari ja ympäristövaikutukset

Transkriptio

1 Liikuntapaikkojen elinkaari ja ympäristövaikutukset Dosentti, tekn.tri Arto Saari Teknillinen korkeakoulu Liikuntapaikat ja ilmastonmuutos-seminaari Suomen Liikunta ja Urheilu, Helsingin messukeskus Arto Saari Arto Saari 1 Kuva: Arto Saari

2 Jotta liikuntapaikkojen ympäristövaikutuksia voitaisiin vähentää, on niiden ympäristö-vaikutukset ensin tunnettava. Tästä syystä Teknillisen korkeakoulun Rakentamistalouden laboratoriossa tehtiin Opetusministeriön rahoittamana vuosina neljä tutkimusta erityyppisten liikuntapaikkojen elinkaarenaikaisista ympäristövaikutuksista. Arto Saari 2

3 Tutkimuskohteiksi valittiin Pirkkalan liikuntahalli, Savitaipaleen harjoitusjäähalli, Kirkkonummen uimahalli, Käpylän liikuntapuiston tekojääkentät, Töölön lämmitettävät jalkapallokentät sekä teoreettisesti laskettava kuntorata. Kohteiden ympäristövaikutukset selvitettiin TKK/Rakentamistalouden laboratoriossa kehitetyllä, elinkaariarvioinnin periaatteita noudattavalla laskentamenetelmällä. Arto Saari 3

4 Tutkimusten johtajana toimi tekniikan tohtori, dosentti Arto Saari Rakentamistalouden laboratoriosta. Tutkijoina toimivat Arto Saaren lisäksi Tiina Sekki (o.s. Vaahterus), Paula Sinivuori ja Sari Tuomela Rakentamistalouden laboratoriosta. Tutkimuksia varten perustettuihin johtoryhmiin kuuluivat Arto Saaren lisäksi Risto Järvelä, Esa Landström ja Mauri Peltovuori Opetusministeriöstä, Asko Rahikainen Helsingin kaupungin liikuntavirastosta sekä Pekka Paavola Suomen jääkiekkoliitto ry:stä. Arto Saari 4

5 Kunkin liikuntapaikan elinkaari oletettiin laskelmissa 50 vuoden pituiseksi. Elinkaareen sisällytettiin seuraavat päävaiheet: - RAKENTAMINEN - RAKENNUKSEN KÄYTTÖ - PURKAMINEN (kunnossapito ja kiinteistönhoito) Arto Saari 5

6 Liikuntapaikoille selvitettiin kunkin elinkaarivaiheen energian- ja rakennusmateriaalien kulutus, rakenteisiin varastoituneen hiilidioksidin määrä sekä hiilidioksidi-, rikkidioksidi- ja eteeniekvivalenttien määrät, joilla kuvataan seuraavia ympäristövaikutuksia: ilmastonmuutos, happamoituminen ja alailmakehän oksidanttien muodostuminen Arto Saari 6

7 Sisäliikuntahalli Kuva: Arto Saari Sisäliikuntahalli Arto Saari 7

8 Kuva 3. Pirkkalan liikuntahallin energiankulutuksen jakautuminen elinkaarivaiheittain. Purku 0 % Rakentaminen 7 % Kunnossapito 5 % Kiinteistönhoito 88 % Arto Saari 8

9 Taulukko 6. Pirkkalan liikuntahallin kiinteistönhoidon lämmitysenergian tarve. Liikuntahallin lämmitysenergian tarve MWh / vuosi kwh / brm 2 / vuosi Rakenteiden läpi johtuva energia Maahan johtuva energia Ilmanvaihdon lämmityksen tarvitsema energia Vuotoilmanvaihdon lämmityksen tarvitsema energia Käyttöveden lämmitys Ilmaisenergiat yhteensä Taulukko 7. Pirkkalan liikuntahallin kiinteistönhoidon sähköenergian tarve. Liikuntahallin sähköenergian tarve MWh / vuosi kwh / brm 2 / vuosi Valaistuksen sähköenergian tarve Ilmanvaihdon sähköenergian tarve Lämmityspumput 6 2 Hallin ilmankostutin Muut sähkölaitteet yhteensä Arto Saari 9

10 Taulukko 8. Pirkkalan liikuntahallin elinkaaren (50 v) aikana syntyvät hiilidioksidi-, rikkidioksidija eteeniekvivalentit sekä rakenteisiin varastoituneen hiilidioksidin määrä. Ympäristövaikutukset CO 2 ekvivalentit SO 2 ekvivalentit Eteeniekvivalentit Varastoitunut CO 2 tonnia kg / brm 2 tonnia kg / brm 2 tonnia kg / brm 2 tonnia kg / brm ,1 0, Arto Saari 10

11 Kuva 4. Pirkkalan liikuntahallin hiilidioksidiekvivalenttien jakautuminen elinkaarivaiheittain ja kiinteistönhoidon sisällä. Kunnossapito 1 % Purku 0 % Rakentaminen 6 % Kiinteistönhoito 93 % Sähköenergia 29 % Kaukolämpö 63 % Kuljetukset 1 % Muu kiinteistönhoito 0 % Arto Saari 11

12 Kuva 5. Pirkkalan liikuntahallin rakentamisessa, kunnossapidossa ja purussa syntyvien hiilidioksidiekvivalenttien jakautuminen rakennusosaryhmittäin. Kiinteistönhoito 93 % Rakentaminen, kunnossapito ja purku 7 % Pilarit, palkit ja ristikot 0,7 % Alapohjat 1,2 % Ulkoseinät 0,9 % Vesikattorakenteet 1,5 % Väliseinät 0,7 % Muut 1,8 % Arto Saari 12

13 Kuva 6. Pirkkalan liikuntahallin rikkidioksidiekvivalenttien jakautuminen elinkaarivaiheittain ja kiinteistönhoidon sisällä. Purku 0 % Kunnossapito 3 % Rakentaminen 18 % Kiinteistönhoito 79 % Sähköenergia 23 % Kaukolämpö 49 % Kuljetukset 5 % Muu kiinteistönhoito 2 % Arto Saari 13

14 Kuva 9. Pirkkalan liikuntahallin rakentamisessa, kunnossapidossa ja purussa syntyvien eteeniekvivalenttien jakautuminen rakennusosaryhmittäin. Kiinteistönhoito 45 % Rakentaminen, kunnossapito ja purku 55 % Esirakenteet 3 % Anturat, perusmuurit 3 % Alapohjat 13 % Ulkoseinät 21 % Vesikattorakenteet 5 % Tilan pintarakenteet 3 % Muut 8 % Arto Saari 14

15 Kuva: Arto Saari Jäähalli Arto Saari 15

16 Taulukko 14. Savitaipaleen harjoitusjäähallin kiinteistönhoidon lämmitysenergian tarve. Jäähallin lämmitysenergian tarve kwh / brm 2 / vuosi Rakenteiden läpi johtuva energia 12 Konvektiolämmönsiirto jään ja hallin ilman välillä 53 Sosiaalitilojen ilmanvaihdon lämmityksen tarvitsema energia 13 Halliosan ilmanvaihdon lämmityksen tarvitsema energia 5 Vuotoilmanvaihdon lämmityksen tarvitsema energia 5 Ilmaisenergiat 8 Käyttöveden lämmitys 6 Jäänhoitoveden lämmitys 10 yhteensä 112 Konvektiolämmönsiirto jään ja hallin ilman välillä 1-37 Halliosan ilmanvaihdon lämmityksen tarvitsema energia 1-4 Ilmaisenergiat (kylmäkoneiston lauhdelämpö) -8 Jäänhoitoveden lämmitys (kylmäkoneiston lauhdelämpö) -10 yhteensä % lämmitystarpeesta saadaan kylmäkoneiston tuottamasta lauhdelämmöstä. Arto Saari 16

17 Taulukko 15. Savitaipaleen harjoitusjäähallin kiinteistönhoidon sähköenergian tarve. Jäähallin sähköenergian tarve kwh / brm 2 / vuosi Valaistuksen sähköenergian tarve 28 Ilmanvaihdon sähköenergian tarve 23 Lämpöjohtopumppujen sähköenergian tarve 0,5 Hallin ilmankuivauksen sähköenergian tarve 3 Jäähdytyksen vaatima sähköenergian tarve 86 yhteensä 140 Arto Saari 17

18 Kuva: Paula Sinivuori Uimahalli Arto Saari 18

19 Taulukko 25. Kirkkonummen uimahallin käyttövaiheen lämmitysenergian tarve. Uimahallin lämmitysenergian tarve MWh / vuosi kwh / brm 2 / kwh / allas-m 2 / vuosi vuosi Rakenteiden läpi johtuva energia Maahan johtuva energia Halliosan ilmanvaihdon lämmityksen tarvitsema energia Muiden tilojen ilmanvaihdon lämmityksen tarvitsema energia Vuotoilmanvaihdon lämmityksen tarvitsema energia Allasveden lämmitys Käyttöveden lämmitys Ilmaisenergiat Yhteensä Yhteensä ( / lämmöntuoton hyötysuhteella) Kuva: ArtoSaari Arto Saari 19

20 Taulukko 26. Kirkkonummen uimahallin käyttövaiheen sähköenergian tarve. Uimahallin sähköenergian tarve MWh / kwh / brm² / kwh / allas-m² / vuosi vuosi vuosi Valaistuksen sähköenergian tarve Ilmanvaihdon sähköenergian tarve Lämmityspumput ja vesielementit Hallin ilmankuivaus Kiukaat ja höyrysauna Muut sähkölaitteet Yhteensä Arto Saari 20

21 Yhteenveto Kuva: ArtoSaari Kuva: ArtoSaari Kuva: Paula Sinivuori Arto Saari 21 Kuva: ArtoSaari Kuva: Helsingin kaupungin liikuntaviraston arkisto

22 Kuva 72. Hallien elinkaaren aikana syntyvät hiilidioksidiekvivalentit bruttoneliömetriä kohden laskettuna. 12,0 CO 2 ekvivalentit 10,0 8,0 0,5 t / brm 2 6,0 11,2 4,0 6,5 0,3 2,0 2,6 0,0 Liikuntahalli Harjoitusjäähalli Uimahalli * kiinteistönhoito muut elinkaaren vaiheet * Vain kiinteistönhoito huomioitu. Arto Saari 22

23 Kuva 83. Liikuntapaikkojen elinkaaren aikana syntyvät hiilidioksidiekvivalentit käyntikertaa kohden laskettuna. kg / käyntikerta ,2 2,0 5,3 3,1 4,9 4,0 Liikuntahalli Harjoitusjäähalli Uimahalli * CO 2 ekvivalentit 4,6 1,2 Tekojääkenttä (jäähd.kausi) 0,3 0,0 Tekojääkenttä (kesä) Lämmitettävä kenttä (läm.kausi) 0,3 0,2 0,2 0,0 Lämmitettävä kenttä (kesä) Kuntorata * Vain kiinteistönhoito huomioitu. / toteutunut käyntikertamäärä / teoreettinen maksimikäyntikertamäärä Arto Saari 23

24 Ekologis-taloudelliset laskelmat Arto Saari 24

25 Esimerkkinä talvella käytettävä jalkapallokenttä Taulukko 66. Ylipainehallin, lämmitettävän ulkokentän ja teräsristikkohallin elinkaarikustannukset kenttäneliömetriä kohden. Tarkasteluajanjakso 50 v, reaalikorko 4 %. ALV 22 %. Elinkaaren vaihe 1.Ylipainehalli / m 2 2. Lämmitettävä ulkokenttä / m 2 3. Teräs- ero 1-2 ristikko- halli / m 2 ero 2-3 Rakentaminen Kunnossapito Kiinteistönhoito Purku Yhteensä ero 1-3 Arto Saari 25

26 Taulukko 69. Ylipainehallin, lämmitettävän ulkokentän ja teräsristikkohallin tulosten arvotus. Tarkasteluajanjakso 50 v, reaalikorko 4 %. ALV 22 %. Vaihtoehto Elinkaarikust. CO 2 ekv. kg SO 2 ekv. t Normitettu Normitettu Normitettu eteeniekv. kg Normitettu Mater. uusiutum. t Normitettu Arvoluku ,0 Paino Standardiomakotitalo, 270 1, ,0 1,3 1,0 28 1, ,0 121 asm 2 Ylipainehalli 1 m , ,013 0,015 0,012 0,2 0,008 1,3 0,003 0,006 Lämmitettävä kenttä 1 m , ,007 0,011 0,008 1,8 0,063 1,1 0,003 0,009 Teräsristikkohalli 1 m , ,001 0,0014 0,001 0,05 0,002 1,1 0,003 0,001 Ylipainehalli 3440 k-m2 Lämmitettävä kenttä 6275 k-m2 Teräsristikkohalli 2247 k-m ,9 4, , , , , ,5 20,6 41, , , ,7 56,5 2,7 3,1 2, , ,3 2,2 Arto Saari 26

27 Johtopäätökset Rakennuksen käytön aikainen energian kulutus aiheuttaa pääosan rakennuksen elinkaaren aikaisista hiilidioksidi-, rikki- ja eteenipäästöistä Sen vuoksi on jo tärkeää rakennussuunnitteluvaiheessa huolehtia siitä että rakennus kuluttaa kohtuullisesti energiaa Arto Saari 27

28 Suosituksia Huolellinen tilamitoitus: vältetään turhia tiloja Rakennusten ja tilojen sijainti: lähelle asutusta ja joukkoliikennettä Tilojen käyttöasteen pitäminen korkealla (palvelujen tarpeen kartoitus; liikuntapaikkojen sijainti asutuskeskuksessa) Rakennuksen ilmanvaihto: ilmanvaihdon mitoitus ja käyntiajat tarpeen mukaisiksi; Ilmanvaihtoon korkean hyötysuhteen LTO Vanhojen rakennusten vaipan lisälämmön eristäminen ja tiivistäminen Kohtuulliset lämpötilat sisällä ja allasvedessä Lauhdelämmön tehokas hyötykäyttö (jäähallit) Käytettävän energian valinta: suositaan uusiutuvia polttoaineita! Arto Saari 28

29 Lähteet: Saari, A., Sekki, T., Sinivuori, P. & Tuomela, S., Liikuntapaikkarakentamisen ympäristövaikutukset. Opetusministeriön liikuntapaikkajulkaisu 91, Helsinki: Rakennustieto Oy, 112 s. Vaahterus, T., Saari, A. Jäähallirakennuksen aiheuttamat ympäristökuormitukset, Teknillisen korkeakoulun rakentamistalouden laboratorion raportteja 194, Espoo 2001, 66 s. Vaahterus, T., Saari, A. Uimahallin ympäristökuormitukset, Teknillisen korkeakoulun rakentamistalouden laboratorion raportteja 203, Espoo 2001, 51 s. Tuomela, S., Sekki, T. Saari, A. Liikuntahallin ympäristökuormitukset, Teknillisen korkeakoulun rakentamistalouden laboratorion raportteja 208, Espoo 2003, 45 s. Saari, A., Sekki, T., Energy consumption of a public swimming bath, Open Construction and Building Technology Journal, In Press. Arto Saari 29

30 Muuta kirjallisuutta: Saari, A Uudisrakennusten lämmitysenergian kulutuksen pienentämisen kustannusvaikutukset, TKK Rakenne- ja rakennustuotantotekniikan laitoksen julkaisuja B:5, Espoo, 33 s. Saari, A. Ympäristökuormitusten ohjaus talonrakennushankkeissa: Liike- ja palvelurakennukset, Teknillisen korkeakoulun rakentamistalouden laboratorion raportteja 188, Espoo 2000, 67 s. Junnila, S., Saari, A. Rakennusosien aiheuttamien ympäristökuormien laskenta, Teknillinen korkeakoulu, Rakennetekniikan laitos, Rakentamistalous, Raportti 150, Otaniemi 1997, 90 s. Luoto, K., Lähteenoja, S., Lettenmeier, M., LiikuntaMIPS, Liikuntaharrastusten luonnovarojen kulutus, Kuluttajatutkimuskeskus, Julkaisuja 4: 2008, Helsinki, 52 s. Arto Saari 30

31 Dosentti, TkT Arto Saari Teknillinen korkeakoulu Insinööritieteiden ja arkkitehtuurin tiedekunta Rakenne- ja rakennustuotantotekniikanlaitos PL TKK S-posti: p Arto Saari 31